CAHAYA dan air

OLEH :LINA BUDIARTI

NOVA FITRIANI WAHDAH

• 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 pembatas, menghancurkan sistem jaringan tertentu.

Tiga aspek penting faktor cahaya

1) Kualitas cahaya atau komposisi panjang gelombang,

2) Intensitas cahaya atau kandungan energi dari cahaya,

3) Lama penyinaran.

1) KUALITAS CAHAYA• Radiasi matahari secara fisika merupakan gelombang-

gelombang elektromagnetik dengan berbagai panjang gelombang,

• Tidak semua gelombang-gelombang tadi dapat menembus lapisan atas atmosfer untuk mencapai permukaan bumi

• Yang dapat mencapai permukaan bumi ini adalah gelombang-gelombang dengan ukuran 0.3 sampai 10 mikron

• Gelombang yang dapat terlihat oleh mata antara 0.39-7.60 mikron; gelombang < 0.39 merupakan gelombang pendek dikenal dengan ultraviolet dan gelombang > 7.60 mikron merupakan radiasi gelombang panjang atau infrared atau merah-panjang.

Pentingnya kualitas cahaya

• Pengaruh dari cahaya ultraviolet terhadap tumbuhan masih belum jelas

• Umumnya gelombang-gelombang pendek dari radiasi matahari terabsorbsi di bagian atas atmosfer sehingga hanya sebagian kecil yang mampu sampai di permukaan bumi.

• Dengan demikian pengaruh ultraviolet ini akan terjadi dan sangat terasa di daerah pegunungan yang tinggi.

• Ultraviolet dapat mencegah berbagai jenis tumbuhan untuk bermigrasi, sehingga dengan demikian cahaya ultraviolet berfungsi sebagai agen dalam menentukan penyebaran tumbuhan.

Diagram yang memperlihatkan spectrum radiasi matahari yang sampai di permukaan bumi, dari penyerapan oleh air serta

klorofil.

2) Intensitas Cahaya

• Intensitas cahaya atau kandungan energi merupakan aspek cahaya yang terpenting sebagai faktor lingkungan, karena berperan sebagai tenaga pengendali utama dari ekosistem.

• Intensitas cahaya ini sangat bervariasi baik dalam ruang atau spasial maupun dalam waktu atau temporal.

• Intensitas cahaya yang terbesar terjadi di daerah tropika, terutama daerah kering (zona arid), sedikit cahaya direfleksikan oleh awan dan intensitas cahaya menurun secara cepat dengan naiknya garis lintang.

• Variasi intensitas cahaya dalam skala besar dimodifikasikan lagi oleh faktor topografi. Sudut dan arah kemiringan akan sangat berpengaruh terhadap jumlah cahaya yang sampai di permukaan bumi atau ekosistem

Pentingnya Intensitas Cahaya

• Intensitas cahaya dalam suatu ekosistem adalah bervariasi. Kanopi suatu vegetasi akan menahan dan mengabsornsi sejumlah cahaya sehingga ini akan menentukan jumlah cahaya yang mampu menembus dan merupakan sejumlah energi yang dapat dimanfaatkan oleh tumbuhan dasar.

• Intensitas cahaya yang berlebihan dapat berperan sebagaii faktor pembatas. Cahaya yang kuat sekali dapat merusak ensima akibat foto-oksidasi, ini mengganggu metabolisme organisme-organisme terutama kemampuan dalam sintesis protein.

Titik konpensasi

• Adalah harga intensitas cahaya dengan laju fotosintesis (pembentukkan karbohidrat) dapat mengimbangi kehilangan karbohidrat akibat respirasi.

• Titik ini menggambarkan intensitas cahaya yang memadai untuk terjadinya fotosintesis dan merupakan intensitas cahaya minimum yang penting untuk pertumbuhan.

• Harga titik konpensasi ini akan berlainan untuk setiap jenis tumbuhan.

Diagram yang menggambarkan titik konpensasi dari kelompok tumbuhan Heliofita dan kelompok tumbuhan Siofita

(a) Kelompok Tumbuhan Heliofota (b) Kelompok Tumbuhan Siofita

Heliofita dan Siofita

• Tumbuhan yang teradaptasi untuk hidup pada tempat-tempat dengan intensitas cahaya yang tinggi biasa disebut tumbuhan Heliofita.

• Heliofota merupakan tumbuhan yang senang dengan cahaya yang tinggi intensitasnya dan mempunyai titik konpensasi yang tinggi pula.

• Tumbuhan yang hidup baik dalam situasi jumlah cahaya yang rendah dengan tiitk konpensasi yang rendah pula, dikenal dengan tumbuhan senang keteduhan atau Siofita.

• Titik konpensasi Heliofita dapat mencapai setinggi 4200 luks tetapi untuk tumbuhan yang hidup di tempat teduh (Siofita) titik konpensasinya bisa serendah 27 luks.

• Pada dasarnya kaitan antara besar penyinaran dengan laju fotosintesis merupakan pangkal dari perbedaan heliofita dengan siofita ini. Dalam hal ini peranan pembentukkan pigmen hijau serta klorofil sangat erat kaitannya dengan intensitas cahaya tadi.

• Apabika tumbuhan tidak mampu menghasilkan klorofil untuk mengimbangi klorofil yang hancur (akibat cahaya yang terlalu tinggi intensitasnya) maka tumbuhan itu akan gagal dalam mempertahankan dirinya.

• Dengan demikian perbedaan kemampuan dalam pembentukkan klorofil inilah yang membedakan antara heliofta dengan siofita.

• Heliofita berkemampuan yang tinggi dalam pembentukkan klorofilnya sehingga dapat tahan di tempat terbuka, dan sebaliknya siofita akan lebih efektif apabila berada di bawah naungan dan akan gagal apabila berada pada daerah terbuka.

Cahaya optimal bagi tumbuhan

• Kebutuhan minimum cahaya untuk proses pertumbuhan ini baru terpenuhi apabila cahaya melebihi konpensasinya.

• Bagi umumnya tumbuhan intensitas cahaya optimum untuk fotosintesis haruslah lebih kecil dari intensitas cahaya matahari penuh apabila ditinjau dari sudut kebutuhan daun secara individual.

• Intensitas cahaya optimum bagi tumbuhan yang hidup di habitat alami janganlah diartikan betul-betul cahaya optimal untuk fotosintesis. Pada umumnya cahaya matahari itu terlalu kuat atau terlalu lemah bagi organ-organ fotosintesis. Optimum haruslah diartikan bahwa kombinasi tertentu dari faktor-faktor lingkungan lainnya

Adaptasi tumbuhan terahadap cahaya kuat

• Beberapa tumbuhan mempunyai karakteristika yang dianggap sebagai adaptasinya dalam mereduksi kerusakan akibat cahaya yang terlalu kuat atau supra-optimal.

• Dedaunan yang mendapat cahaya dengan intensitas yang tinggi kloroplas berbentuk cakram, posisinya sedemikian rupa sehingga cahaya yang diterima hanya oleh dinding vertikalnya.

• Pada beberapa jenis tertentu letak daun secara keseluruhan sering tidak berada dalam keadaan horizontal, hal ini untuk menghindar dari arah cahaya yang tidak lurus pada permukaan daun dan ini berarti mengurangi kuat cahaya yang masuk.

3) Lama penyinaran

• Lama penyinaran relative antara siang dan malam dalam 24 jam akan mempengaruhi fungsi dari tumbuhan secara luas. Jawaban dari organisme hidup terhadap lamanya siang hari dikenal dengan fotoperiodisme.

• Di daerah sepanjang katulistiwa lamanya siang hari atau fotoperioda akan konsttan sepanjang tahun, sekitar 12 jam. Di daerah temperate atau bermusim panjang hari lebih dari 12 jam pada musim dingin. Perbedaan yang terpanjang antara siang dan malam akan terjadi di daerah dengan garis lintang tinggi.

3 kelompok tumbuhan berbunga berdasarkan respon

1) Tumbuhan berkala panjang

Yaitu tumbuhan yang memerlukan lamanya siang lebih dari 12 jam untuk terjadinya proses perbungaan. Contoh: macam-macam gandum dan bayam

2) Tumbuhan berkala pendek

Yaitu kelompok tumbuhan yang memerlukan lamanya siang pendek dari 12 jam untuk terjadinya proses perbungaan. Contoh: tembakau dan bunga irisan

3) Tumbuhan berhari netral

Yaitu tumbuhan yang tidak memerlukan perioda panjang hari tertentu untuk proses perbungaannya. Contoh: tomat dan dandelion

• Reaksi tumbuhan berkala pendek membatasi penyebarannya secara latitudinal sesuai dengan kondisi fotoperiodenya.

• Apabila beberapa tumbuhan terpaksa hidup di tempat yang kondisi fotoperiodenya tidak optimal, maka pertumbuhannya akan bergeser pada pertumbuhan vegertatif misalnya bawang merah.

• Di daerah katulistiwa tingkah laku tumbuhan sehubungan dengan fotoperiode ini tidaklah menunjukkan adanya pengaruh yang mencolok.

PERANAN AIR BAGI TUMBUHAN

• Struktur Tumbuhan• Sebagai Penunjang• Alat Angkut• Pendingin

Uap Air

• Jumlah uap air di udara dapat mempengaruhi laju evaporasi dan transpirasi

• Evaporasi merupakan suatu proses untuk terjadinya kehilangan air dari suatu ekosistem, yaitu sebagai gabungan dari proses evaporasi dari komponen non-hidup dan transpirasi oleh tumbuhan

Faktor-faktor yang mempengaruhi evapotranspirasi

• Masukan Energi• Pergerakan Udara• Bentuk Vegetasi• Jumlah air di daerah akar

Evapotranspirasi Potensial

Dapat Ditentukan Berdasarkan :- Pengukuran berdasarkan kehilangan air melalui

cawan evaporimeter, bisa dihitung secara harian- faktor iklim, dalam hal ini suhu udara merupakan

faktor kunci- berdasarkan metoda dari PENMAN, yang bersifat

komprehensif, dengan memperhitungkan tidak saja suhu tetapi juga berdasarkan radiassi matahari, kelembaban udara dan kecepatan angin pada ketinggian standar 2 meter dari permukaan tanah

Evaporasi Aktual

• pengembalian sejumlah air keatmosfer akibat proses evaporasi dan transpirasi pada perioda waktu tertentu sesuai dengan jumlah air yang tersedia

Hujan

• Berbagai hal yang perlu diperhatikan sehubungan dengan hujan ini adalah :

- Jumlah Hujan tahunan yang meliputi suatu daerah

- Variasi musiman dan tahunan- Intensitas dan lamanya hujan

Faktor yang Mempengaruhi Jumlah Hujan yang Turun dalam Suatu Daerah

• Keadaan Topografi• Letak Daerah• Letak Geografis

intersepsi

• Intersepsi dan bentuk vegetasi• Intersepsi dan hutan• Perhitungan intersepsi I = R – RG – S

Musim atau masa pertumbuhan

Berdasarkan perhitungan dari OLDEMAN, wilayah indonesia dibagi kedalam lima zona utama yaitu :• Wilayah A: lebih dari 9 bulan basah menerus• Wilayah B: antara 7-9 bulan basah menerus• Wilayah C: antara 5-6 bulan basah menerus• Wilayah D: anatara 3-4 bulan basah menerus• Wilayah E: kurang dari 3 bulan basah menerus

Air Tanah

• kapasitas lapangan• air gravitasi • air kapiler • air higroskopik

• Kapasitas Lapangan• Ekivalen Air• Masuknya Air Dalam Tumbuhan• Pergerakan Air dalam Tumbuhan• Bagaimana Air Meninggalkan Tumbuhan• Laju Kehilangan Air• Kekurangan dan Kelebihan Air• Efisiensi Transpirasi

Masuknya Air Dalam Tumbuhan

• Osmosis• Penyerapan aktif

Bagaimana Air Meninggalkan Tumbuhan

• Transpirasi,• Penguapan kutikula• Gutasi

Laju Kehilangan Air

• Kondisi lingkungan • Ukuran dan struktur tumbuhan- Ukuran tumbuhan- Ukuran Daun- Jumlah dan ukuran stomata

Adaptasi tumbuhan terhadap kondisi ekstrim

• usaha untuk mengatasi kekurangan air atau mengurangi kebutuhan air bagi tumbuhan

a. Memperbaiki Keadaan Lingkunganb. Menaikkan daya tahan tumbuhan terhadap

kekeringan

Pengelompokan Tumbuhan Berdasarkan Kadar Air Tanah

• Hidrofita• Halofita• Xerofita• Mesofita

Hidrofita

• Hidrofita tenggelam dan tertanam pada substrat

• Hidrofita terapung• Hidrofita terapung dengan akar tertanam pada

substrat• Hidrofita menjulang denga akr tertanam pada

substrat• Hidrofita melayang

Xerofita

Xerofita tidak murni :• Epemeral• Sukulenta• FreatofitaXerofita murni