Faktor Pembatas terhadap Pertumbuhan

dan Perkembangan TanamanSuatu keadaan yang melampaui batas-batas toleransi disebut keadaan yang

membatasi atau faktor pembatas. Faktor pembatas dapat mencapai nilai ekstrim

maksimum maupun minimum dengan ukuran kritis. Faktor pembatas bervariasi dan

berbeda untuk setiap tumbuhan maupun hewan dengan nilai ekstrim tertentu, sehingga

terjadilah pengelompokan dan perkembangan serta penyebaran organisme tersebut.

Liebig menyatakan bahwa jumlah bahan utama yang dibutuhkan apabila

mendekati keadaan minimum kritis cendrung menjadi pembatas. Ditambahkannya

bahwa cahaya, suhu, zat makanan dan unsur-unsur utama meyebabkan hilangnya

vegetasi pada ketinggian tertentu di pegunungan atau hilangnya beberapa tumbuhan

dalam wilayah yang dinaungi.

Bukan sekadar terlalu sedikitnya sesuatu yang menjadi faktor pembatas seperti

yang dinyatakan Liebig, tetapi juga terlalu banyak faktor seperti panas, cahaya dan air.

Oleh sebab itu organime mempunyai sifat minimum dan maksimum lingkungannya.

Jarak antara kedua batas nilai minimum dan maksimum lingkungan ini menunjukkan

batas toleransi. 

Konsep pengaruh batas maksimum maupun minimum bersama-sama dimasukkan ke

dalam Hukum Toleransi oleh Shelford dalam tahun 1913. beberapa perinsip Hukum

Toleransi dapat dinyatakan sebagai berikut:

1. Suatu organisme mempunyai toleransi yang besar terhadap satu faktor dan kecil

terhadap faktor lainnya.

2. Organisme yang mempunyai toleransi yang besar terhadap semua faktor memiliki

daerah penyebaran yang luas.

3. Bila satu faktor lingkungan tidak optimum untuk suatu jenis organisme, mak

toleransi berkurang terhadap faktor-faktor lingkungan lainnya. Misalnya Penman

1

(1956) melaporkan bahwa, bila tanah dengan kandungan Nitrogen yang terbatas

maka daya tahan rumput terhadap kekeringan berkurang. 

4. Dalam banyak hal, interaksi populasi seperti kompetisi, predator, parasit dan lainnya

mencegah organisme dari pengambilan keuntungan terhadap kondisi lingkungan

fisik yang optimum.

5. Pembiakan merupakan masa yang kritis bila faktor-faktor lingkungan menjadi

terbatas. Keadaan reproduktif seperti: biji, telur, embrio, kecambah, dan larva pada

umumnya mempunyai batas toleransi yang sempit. 

Faktor pembatas mempengaruhi pertumbuhan vegetatif dan generatif

tumbuhan. Faktor lingkungan menjadi faktor pembatas, baik itu abiotik maupun biotik.

Diantaranya adalah Cahaya, Suhu, Air, Tanah dan banyak lagi.Setiap 1 faktornya juga

bisa terbagi lagi, misalnya Cahaya : Intensitas Cahaya, Kualitas Cahaya dll.

1.      Cahaya

Cahaya merupakan faktor lingkungan yang sangat penting sebagai sumber energi

utama bagi ekosistem. Struktur dan fungsi dari ekosistem utamanya sangat ditentukan

oleh radiasi matahari yang sampai di sistem ekologi tersebut, tetapi radiasi yang

berlebihan dapat pula menjadi faktor pembaas, menghancurkan sistem jaringan tertentu.

Ada tiga aspek penting yang perlu dibahas dari faktor cahaya ini, yang erat kaitannya

dengan sistem ekologi, yaitu:

a. Kualitas cahaya atau komposisi panjang gelombang.

b. Intensitas cahaya atau kandungan energi dari cahaya.

c. Lama penyinaran, seperti panjang hari atau jumlah jam cahaya yang bersinar setiap

hari.

Variasi dari ketiga parameter tadi akan menentukan berbagai proses fisiologi dan

morfologi dari tumbuhan. Memang pada dasarnya pengaruh dari penyinaran sering

berkaitan erat dengan faktor-faktor lainnya seperti suhu dan suplai air, tetapi pengaruh

2

yang khusus sering merupakan pengendali yang sangat penting dalam lingkungannya.

Kurangnya cahaya bagi tanaman pada masa pertumbuhan vegetatif akan menyebabkan

tanaman mengalami etiolasi, batang akan tumbuh tinggu tetapi pucat dan lemah.

2.      Intensitas Cahaya

Intensitas cahaya dalam suatu ekosistem adalah bervariasi. Kanopi suatu vegetasi

akan menahan dan mengabsorpsi sejumlah cahaya sehingga ini akan menentukan jumlah

cahaya yang mampu menembus dan merupakan sejumlah energi yang dapat

dimanfaatkan oleh tumbuhan dasar. Stratifikasi vertikal dari suatu ekosistem, dengan

demikian, merupakan hasil dari total energi cahaya yang tersedia  dan kondisi komunitas

itu sendiri.

Dalam ekosistem perairan intensitas cahaya berkurang secara cepat ke arah yang

semakin dalam. Air memantulkan dan menyerap cahaya dengan efisiens sekali. Pada air

yang bening dan tidak bergerak 50% cahaya mampu mencapai kedalaman lebih dari 15

meter. Bila air bergerak atau keruh cahaya akan menembus kedalaman yang lebih

dangkal lagi, situasi ini mampu untuk menahan laju fotosintesis.

Intensitas cahaya yang berlebihan dapat berperan sebagai faktor pembatas.

Cahaya yang kuat sekali dapat merusak ensima akibat foto – oksidasi, ini mengganggu

metabolisme organisme – organisme terutama kemampuan dalam sintesis protein.

3.      Lamanya Penyinaran

Lama penyinaran relatif antara siang dan malam dalam 24 jam akan

mempengaruhi fungsi dari tumbuhan secara luas. Jawaban dari organisme hidup

terhadap lamanya siang hari dikenal dengan fotoperiodisma. Dalam tetumbuhan jawaban

/ respon ini meliputi perbungaan, jatuhnya daun dan dormansi. Di daerah sepanjang

khatulistiwa lamanya siang hari atau fotoperioda akan konstan sepanjang tahun, sekitar

12 jam. Di daerah temperata / bermusim panjang hari lebih dari 12 jam pada musim

panas, tetapi akan kurang dari 12 jam pada musim panas, tetapi akan kurang dari 12 jam

pada musim dingin. Perbedaan yang terpanjang antara siang dan malam akan terjadi di

daerah dengan garis lintang tinggi.

3

Berdasarkan respon ini, tumbuhan berbunga dapat dikelompokkan dalam tiga kelompok

besar, yaitu:

a. Tumbuhan berkala panjang, yaitu tumbuhan yang memerlukan lamanya siang

lebih dari 12 jam untuk terjadinya proses perbungaan. Berbagai tumbuhan

temperate termasuk pada kelompok ini, seperti macammacam gandum (wheat

dan barley) dan bayam.

b. Tumbuhan berkala pendek, kelompok tumbuhan yang memerlukan lamanya

siang lebih pendek dari 12 jam untuk terjadinya proses perbungaan, dalam

kelompok ini termasuk tembakau dan bunga krisan.

c. Tumbuhan berhari netral, yaitu tumbuhan yang tidak memerlukan perioda

panjang hari tertentu untuk proses perbungaannya, misal tomat dan dandelion.

2. Suhu

Suhu merupakan faktor lingkungan yang dapat berperan baik secara langsung

maupun tidak langsung terhadap organisme hidup. Berperan langsung hampir pada

setiap fungsi dari tumbuhan dengan mengontrol laju proses – proses kimia dalam

tumbuhan tersebut, sedangkan peran tidak langsung dengan mempengaruhi faktor –

faktor lainnya terutama suplai air. Suhu akan mempengaruhi laju evaporasi dan

menyebabkan tidak saja keefektifan hujan tetapi juga laju kehilangan air dari organisme

hidup.

Sebenarnya sangat sulit untuk memisahkan secara mandiri pengaruh suhu

sebagai faktor lingkungan. Misalnya energi cahaya mungkin diubah menjadi energi

panas ketika cahaya diabsopsi oleh suatu substansi. Tambahan lagi suhu sering berperan

bersamaan dengan cahaya dan air untuk mengontrol fungsi – fungsi dari organisme.

Relatif mudah untuk mengukur suhu dalam suatu lingkungan tetapi sulit untuk

menentukan suhu yang bagaimana yang berperan nyata, apakah keadaan maksimum,

minimum atau keadaan harga rata – ratanya yang penting.

Kehidupan di muka bumi berada dalam suatu batas kisaran suhu antar 00 C

sampai 300 C, dalam kisaran suhu ini individu tumbuhan mempunyai suhu minimum,

4

maksimum, dan optimum yang diperlukan untuk aktivitas metabolismenya. Suhu-suhu

tadi yang diperlukan organisme hidup dikenal dengan suhu kardinal. Suhu tumbuhan

biasanya kurang lebih sama dengan suhu sekitarnya karena adanya pertukaran suhu yang

terusmenerus antara tumbuhan dengan udara sekitarnya. Kisaran toleransi suhu bagi

tumbuhan sangat bervariasi, untuk tanaman di tropika, semangka, tidak dapat

mentoleransi suhu di bawah 150 – 180 C

Suhu maksimum yang harus ditoleransi oleh tumbuhan sering merupakan

masalah yang lebih kritis jika dibandingkan dengan suhu minimumnya. Tumbuhan

biasanya didinginkan oleh kehilangan air dari tubuhnya, dengan demikian kerusakan

akibat panas terjadi apabila tidak tersedia sejumlah air dalam tubuhnya untuk proses

pendinginan tadi. Pada beberapa kasus umumnya kerusakan diinduksi oleh suhu yang

tinggi berasosiasi dengan kerusakan akibat kekurangan air, pelayuan. Dalam kejadian

seperti ini ensima menjadi tidak aktif dan metabolisme menjadi rendah.

Kebanyakan tumbuhan berhenti pertumbuhannya pada suhu dibawah 60 C.

Penurunan suhu dibawah suhu ini mungkin akan menimbulkan kerusakan yang cukup

berat. Protein akan menggumpal pada larutan di luar cairan sel mengakibatkan

ketidakatifan ensima. Bila suhu mencapai titik beku, akan terbetuk kristal es diantara

ruang sel dan air akan terisap keluar dari sel maka akan terjadi dehidrasi. Apabila

pembukuan terjadi secara cepat maka akan terbentuk kristal – kristal es dalam cairan sel

yang ternyata volumenya akan lebih besar dari ukuran sel tersebut. Sehingga sel rusak

dan mati akibat kebocoran dinding selnya. Hasilnya akan terjadi daerah yang berwarna

coklat pada tumbuhan, sebagai karakteristika dari kerusakan akibat pembekuan atau

frost.

3. Air

Air merupakan faktor lingkungan yang penting, semua organisme hidup

memerlukan kehadiran air ini. Perlu dipahami bahwa jumlah air di sistem bumi kita ini

adalah terbatas dan dapat berubah – ubah akibat proses sirkulasinya. Pengeringan bumi

sulit untuk terjadi akibat adanya siklus melalui hujan, aliran air, transpirasi dan

5

evaporasi yang berlangsung secara terus menerus. Bagi tumbuhan air adalah penting

karena dapat langsung mempengaruhi kehidupannya. Bahkan air sebagai bagian dari

faktor iklim yang sangat berpengaruh terhadap pertumbuhan dan perubahan struktur dan

organ tumbuhan.

Kekurangan air akan menyebabkan tanaman layu pada fase vegetatifnya dan

kelebihan air malah akan mengundang bakteri ataupun mikrobia lainnya sehingga

menyebabkan busuknya perakaran dan pangkal batang tanaman, sehingga dapat

menyebabkan kegagalan tumbuh tanaman.

4. Tanah

Tanah dapat didefinisikan sebagai bagian atas dari lapisan perak bumi yang

mengalami penghawaan dan dipengaruhi oleh tumbuhan dan hewan. Definisi ina

didasarkan atau ditekankan pada hubungan yang erat antara tanah dan organism hidup,

yang keduaya dipengaruhi oleh iklim dan topografi.

Tanah membentuk suatu bagian yang kompleks dari ekosistem yang ditempati

oleh organisme-organisme dengan toleransi yang luas. Kajian dari tanah dikenal dengan

pedologi. Tanah berfungsi sebagai penyedia unsur hara dan mineral bagi tanaman. Unsur

hara ada yang mikro dan makro. Kekurangan unsur hara tentu saja akan menyebabkan

pertumbuhan vegetatif tanaman tidak optimum.

6