Sama halnya dengan semua organisme, pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan diatur oleh kombinasi faktor genetik dan pengaruh lingkungan. Hal ini berkenaan dengan karakteristik tumbuhan yaitu: 1) memiliki kemampuan merespon sejumlah sinyal dari lingkungan seperti fotoperiode, perubahan suhu, dan  kelembaban;  2)  memproduksi  zat  kimia  pengatur  tumbuh  tumbuhan (hormon) sebagai mediator sinyal dari lingkungan; 3) memiliki kode gen enzim yang mengkatalis reaksi kimia untuk pertumbuhan dan perkembangan.

a)   Faktor Dalam (Internal)

Faktor internal yang memengaruhi pertumbuhan dan perkembangan pada tumbuhan mencakup faktor genetik, epigenetik dan zat pengatur tumbuh.

1.    Faktor genetik

Setiap tumbuhan terdiri dari miliaran sel. Dalam setiap sel terdapat satu set lengkap semua gen yang membentuk kode instruksi untuk suatu organisme. Kode gen tersebut berperan dalam menentukan fungsi dan sifat dari tumbuhan. Sebagai contoh, penemuan penting darai para ilmuwan tentang gen pada tumbuhan adalah gen yang terlibat dalam pembungaan pada tanaman.

Gen merupakan unit pewarisan sifat bagi organisme hidup. Bentuk   fisiknya adalah urutan DNA penyandi protein, polipeptida atau seuntaian DNA yang memiliki fungsi bagi organisme yang memilikinya. 

2.    Epigenetik

Penelitian pada sel menunjukkan, tidak hanya gen yang mempengaruhi ciri-ciri dan fungsi dari suatu organisme, tetapi juga “Epigenetik” atau faktor non-gen. 

Faktor-faktor  epigenetik  adalah  suatu  fitur  dalam  sel  yang  dapat  diwariskan ketika sel membelah tetapi mereka tidak merubah gen itu sendiri. Namun faktor epigenetik dapat memodifikasi perilaku gen. 

Faktor epigenetik memiliki peran penting dalam perkembangan tumbuhan. Epigenetik merupakan dasar untuk mengungkap seluk-beluk tentang bagaimana gen dan organisme bekerja. Faktor epigenetik yang dapat mempengaruhi perilaku gen meliputi: 1) Struktur kromatin “bagaimana posisi atau susunan DNA dalam kromatin”; 2) Metilasi DNA “mengubah gen off – on”; 3) Small RNA - terbuat dari DNA dan bisa mempengaruhi perilaku gen me1alui berbagai cara.

3.    Zat Pengatur Tumbuh (Hormon)

Telah Anda ketahui bahwa hormon merupakan zat kimia yang diproduksi oleh tumbuhan yang berperan dalam pola pertumbuhan dan pemeliharaan tumbuhan. Zat pengatur pertumbuhan mengendalikan kegiatan dengan mengirimkan sinyal kimia  ke sel untuk melakukan sesuatu atau untuk tidak melakukan  sesuatu, termasuk mengaktifkan gen yang mengkode enzim tertentu atau justru menghalangi transkripsi gen.

Pada kebanyakan kasus, hormon tumbuhan memiliki efek pada tumbuhan tergantung pada lokasi  dan konsentrasi relatif  hormon terhadap  hormon  lain dalam jaringan. Hormon tumbuhan bekerja dalam hubungannya dengan satu sama lain, dan memiliki efek yang saling mempengaruhi. Hormon juga bekerja karena ada pengaruh lingkungan (Taiz & Zeiger, 2006). Hormon tumbuhan, seperti halnya pada hewan, bekerja dalam konsentrasi yang sangat kecil. Akan tetapi  tidak  seperti  hormon  hewan  yang  bekerja  sangat  spesifik,  satu  jenis hormon tumbuhan dapat mengasilkan efek yang berbeda. Hormon-hormon tumbuhan yang telah dikenal pada saat ini meliputi auksin, giberelin, sitokinin, asam absisat, kalin, etilen, dan asam traumalin.

1. Auksin

Hormon ini ditemukan pada titik tumbuh batang dan selubung daun pertama tanaman monokotil yang disebut koleoptil, ujung akar, serta jaringan yang masih bersifat meristematis. Konsep sinyal kimia pada tumbuhan dikemukakan pada tahun 1880 oleh Charles Darwin dan putranya Francis yang melihat fenomena fototropisme pada rumput. Tunas tumbuhan yang bersifat fototropis positif, ketika kecambah diterangi dari samping, tunas akan membelok ke arah cahaya. Menariknya, dalam penelitian mereka menemukan, jika koleoptil dari kecambah gandum dihapus, tumbuhan tidak lagi melengkung menuju cahaya. Mereka melakukan sejumlah eksperimen dan menemukan  bahwa  suatu bahan  kimia yang terletak di koleoptil berpindah ke daerah elongasi dan terjadi perbedaan pemanjangan dengan sel yang jauh dari sumber cahaya.

Gambar  . Pembengkokan arah pertumbuhan menuju cahaya (fototropisme)

dipengaruhi oleh auksin. (sumber: Taiz & Zeiger, 2006)

Ditinjau secara kimia, auksin adalah asam indolasetat (IAA), yang disintesis dari indole atau triptofan, meskipun ada sejumlah auksin sintetik. Auksin memicu pertumbuhan pada konsentrasi 10-3 hingga 10-8 molar (Taiz & Zeiger, 2006). Gen-gen yang mengontrol aktifitas sel secara normal dikontrol oleh auksin (Gambar 90). Auksin berikatan dengan represor, yang mengaktifkan ubiquitin dan membentuk kompleks auksin-represor, selanjutnya kompleks dibawa ke proteasome dan mengalami degradasi. Setelah represor dihapus, terbentuk gen transkripsi untuk aktifitas tertentu sesuai  yang diharapkan. 

Gambar   Mekanisme auksin mempengaruhi gen (sumber: Taiz & Zeiger, 2006)

Auksin  berperan  dalam     berbagai  macam  kegiatan  tumbuhan  diantaranya adalah:

1.    Auksin memicu pemanjangan dan pembesaran sel.

Auksin berperan dalam mengaktivasi enzim yang melonggarkan ikatan serabut selulosa dinding sel sehingga sel dapat memanjang.

2.    Dominansi apikal

Auksin diproduksi pada tunas apikal cenderung menghambat aktivasi tunas pada batang yang lebih rendah. Hal ini dikenal sebagai dominasi apikal. Auksin merangsang sintesis strigolaktone, hormon yang menekan pertumbuhan tunas lateral. Efek ini berkurang sesuai dengan jarak sel dari tunas pucuk.

3.    Auksin terlibat dalam respon tropisme.

Fototropisme  dan  geotropisme,  mempengaruhi  hasil  dari  perpanjangan  yang tidak sama yang disebabkan oleh perbedaan konsentrasi auksin dalam pemanjangan sel.

4.    Auksin merangsang pertumbuhan sekunder.

Auksin menstimulasi sel kambium untuk membelah dan xilem sekunder agar terdiferensiasi. Selain itu penutupan luka jaringan diketahui dipicu oleh auksin ketika ada bagian ikatan pembuluh yang rusak.

5.    Pembentukan akar adventif dan lateral

Auksin merangsang pembentukan akar yang tumbuh dari batang atau daun pada banyak spesies. 

2. Giberelin

Giberelin pertama kali ditemukan di Jepang pada 1930 dari kajian   terhadap tanaman padi yang sakit. Padi yang terserang jamur Gibberella fujikuroi tersebut tumbuh terlalu tinggi. Para ilmuwan Jepang mengisolasi zat dari biakan jamur tersebut. Zat ini dinamakan giberelin. Bentuk-bentuk giberelin diantaranya adalah GA3, GA1, GA4, GA5, GA19, GA20, GA37, dan GA38. Giberelin diproduksi oleh jamur  dan  tumbuhan  tinggi.  Giberelin  disintesis  di  hampir  semua  bagian tanaman, seperti biji, daunmuda, dan akar.

Giberelin seperti halnya auksin memegang peranan penting dalam pertumbuhan batang  menjadi  terlalu  panjang.  Sebaris  jagung  kerdil  dapat  dibuat  supaya tumbuh seperti jagung biasa dengan memberinya giberelin berkali-kali. Anehnya, pertumbuhan jagung biasa tidak dapat ditingkatkan dengan giberelin. Giberelin memiliki beberapa peranan, antara lain:

1. Memacu perpanjangan secara abnormal batang utuh.

2. Perkecambahan  biji  dan  mobilisasi  cadangan  makanan  dari  endosperma untuk pertumbuhan embrio.

3. Perkembangan bunga dan buah.

4. Menghilangkan sifat kerdil secara genetik pada tumbuhan.

5. Merangsang pembelahan dan pemanjangan sel

3. Sitokinin

Sitokinin merupakan hormon tumbuh yang terdapat pada tubuh tumbuhan. Sitokinin dibentuk pada sistem perakaran. Kinetin merupakan sitokinin sintetik yang pertama ditemukan oleh Carlos Miller pada ikan kering. Setelah itu ditemukan senyawa sitokinin yang lain dalam endosperma cair jagung, yaitu zeatin. Sitokinin sintetik lainnya adalah BAP (6-benzilaminopurin) dan 2-ip.

Fungsi sitokinin adalah sebagai berikut:

1. Merangsang proses pembelahan sel.

2. Menunda pengguguran daun, bunga, dan buah.

3. Mempengaruhi pertumbuhan tunas dan akar.

4. Meningkatkan daya resistensi terhadap pengaruh  yang  merugikan,  seperti suhu yang rendah, infeksi virus, pembunuh gulma dan radiasi.

5. Menghambat menguningnya daun dengan jalan membuat kandungan protein dan klorofil yang seimbang dalam daun (senescens). 

4. Gas etilen

Tumbuh-tumbuhan menghasilkan gas etilen untuk merespons terhadap adanya stres (tekanan), seperti kekeringan, kebanjiran, tekanan kimia, luka dan infeksi. Etilen  juga  dihasilkan  pada  saat  pemasakan  buah  atau  untuk  merespons terhadap peningkatan kadar auksin yang terlalu tinggi. Secara komersial, etilen dimanfaatkan untuk mempercepat pematangan buah.

Gas etilen juga menyebabkan pertumbuhan batang menjadi tebal dan kokoh. Di samping itu, bersama hormon lain akan menimbulkan reaksi yang karakteristik. Bersama auksin, gas etilen dapat memacu perbungaan mangga  dan nanas. Bersama giberelin, gas etilen dapat mengatur perbandingan bunga jantan dan bunga betina pada tumbuhan berumah satu.

5. Asam absisat (ABA)

Hormon asam absisat (Abscisic acid) adalah hormon yang dapat menghambat pertumbuhan  tanaman  (inhibitor)  yaitu  bekerja  berlawanan  dengan  hormon auksin    dan    giberelin    dengan    jalan    mengurangi    atau  memperlambat kecepatan pembelahan dan pembesaran sel.Hormon asam absisat pertama kali ditemukan pada tahun 1960 dari sekelompok peneliti yaitu Davies dan kawan- kawan yang mempelajari perubahan pada senyawa kimia yang menyebabkan terjadinya dormansi pada kuncup, dan perubahan kimia saat daun-daun gugur.Hormon ini berfungsi untuk:

1. Mempertahankan masa dormansi, sehingga menghambat perkecambahan biji.

2. Mempertahankan  diri  jika  tumbuhan  berada  pada  lingkungan  yang  tidak sesuai antara lain saat kekurangan air, tanahnya bergaram, dan suhu dingin atau suhu panas.

3. Merangsang   penutupan   mulut   daun   (stomata)   sehingga   mengurangi penguapan.

4. Berperan   dalam   pembentukan   zona   absisi,   sehingga   menyebabkan pengguguran daun, bunga, dan buah.

Asam absisat akan aktif pada saat tumbuhan berada pada kondisi yang kurang baik, seperti pada musim dingin, musim kering, dan musim gugur. Mengapa asam absisat justru berperan pada saat tanaman berada dalam kondisi yang kurang  baik?  Pada  saat  tumbuhan  mengalami  kondisi  yang  kurang  baik, misalnya ketika kekurangan air di musim kering, maka tumbuhan tersebut mengalami dormansi yaitu daun-daunnya akan digugurkan dan yang tertinggal adalah tunas-tunasnya. Dalam keadaan demikian asam absisat terkumpul/terakumulasi pada tunas yang terletak pada sel penutup stomata, hal ini menyebabkan stomata menutup, sehingga penguapan air berkurang dan keseimbangan air di dalam tubuh tumbuhan terpelihara sehingga pertumbuhan tunasnya terhambat yang disebabkan melambatnya kecepatan pembelahan dan pembesaran sel-sel tunasnya.

6. Kalin

Kalin adalah hormon yang dapat merangsang pembentukan organ tubuh. Berdasarkan organ tumbuhan yang dibentuk, kalin dibedakan menjadi: (a) Kaulokalin, adalah hormon yang memiliki fungsi dalam merangsang proses pembentukan    batang.    (b)    Rizokalin,    adalah    hormon    yang    berfungsi dalam merangsang pembentukan akar. (c) Filokalin, adalah hormon yang berfungsi merangsang dalam pembentukan daun. (d) Antokalin, adalah hormon yang merangsang pembentukan bunga.

7. Asam traumalin

Tanaman mampu memperbaiki kerusakan atau luka yang terjadi pada tubuhnya. Kemampuan tersebut dinamakan regenerasi (restitusi) yang dipengaruhi oleh hormon luka (asam traumalin). Hormon asam traumalin pertama kali dipelajari oleh Haberland dimana pada percobaan yang dilakukan dari jaringan tanaman yang  dilukai lalu dicuci bersih, ternyata bekas bidang  luka tidak membentuk jaringan baru, sedangkanpada jaringan luka yang dibiarkan terbentuk jaringan baru di dekat luka.

Peristiwa  penutupan  luka  ini  hanya  terjadi  pada  tumbuhan  dikotil.  Pada tumbuhan monokotil tidak terjadi penutupan luka jika batang tumbuhan terluka. Coba perhatikan batang pohon kelapa yang sengaja dilukai saat membuat panjatan sebagai pegangan kaki, jaringan yang terluka tidak pernah tertutup kembali. 

b) Faktor Luar (Eksternal)

Pernahkah Anda berpikir, mengapa petani-petani melakukan pengolahan tanah, merawat tanaman dengan pemupukan, pengairan, mencabuti tanaman gulma dan penyemprotan hama/penyakit? Kegiatan tersebut dilakukan agar tanaman itu dapat tumbuh dengan subur, sehingga dapat memberikan hasil yang optimal. Perlu Anda ketahui bahwa suatu tanaman dalam proses pertumbuhannya sangat dipengaruhi oleh faktor-faktor eksternal.

Faktor eksternal merupakan sesuatu yang mempengaruhi pertumbuhan dan sumbernya berasal dari lingkungan. Faktor eksternal yang memengaruhi pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan, antara lain sebagai berikut.

1.    Nutrisi

Ilmu nutrisi tanaman telah diterapkan sejak 160 tahun yang lalu berdasar eksperimen  klasik  Liebig,  Lauwes,  dan  Gilbert.  Ada  banyak  unsur  yang diperlukan oleh tumbuhan. Seperti halnya makhluk hidup yang lain, tumbuhan memerlukan nutrisi atau makanan untuk hidupnya. Tumbuhan hijau mengambil nutrisi dari udara, air, dan dari dalam media tumbuhnya. Misalnya dari dalam tanah, nutrisi diambil dalam bentuk ion. Unsur-unsur yang dibutuhkan oleh tumbuhan dalam jumlah yang banyak disebut unsur makro (makronutrien) dan yang  dibutuhkan  dalam  jumlah  sedikit  disebut  unsur  mikro  (mikronutrien). Sumber-sumber nutrisi bagi tumbuhan berupa zat-zat organik dan zat-zat anorganik. Perbaikan kesuburan tanah secara alami dengan pemupukan, baik menggunakan pupuk alami maupun pupuk buatan banyak dilakukan oleh para petani.

Disamping penambahan zat-zat organik dan zat-zat anorganik, nutrisi yang ada dalam tanah berasal dari hasil pelapukan mineral anorganik dan hasil biodegradasi  bahan  organik.  Unsur-unsur  yang  telah  tersedia  dalam  media tanam (misalnya tanah) tidak segera dapat dipergunakan oleh tumbuhan apabila faktor- faktor lain tidak terpenuhi, misalnya adanya mikroba dalam tanah. Unsur makro terdiri dari: C (karbon), H (hidrogen), O (oksigen), N (nitrogen), S (sulfur), P (fosfor), K (kalium), Mg (magnesium), dan Ca (kalsium). Unsur mikro terdiri dari: Cl (klor), Fe (besi), B (boron), Mn (mangan), Zn (seng), Co (koper), dan Mo (molibdeum). Tumbuhan yang kekurangan nutrien padamedia tanamnya akan mengalami defisiensi. Apabila hal ini terjadi, maka pertumbuhan dan perkembangannya tidak sempurna.

Tabel  Fungsi nutrisi pada tumbuhan dan penyakit akibat kekurangan unsur makro

Unsur Makro	Fungsi	Penyakit Akibat
Karbon (C) Oksigen (O) Hidrogen (H)	Bahan dasar untuk fotosintesis	Pertumbuhan terhambat, metabolisme terhambat, dan tumbuhan akan mati
Nitrogen (N)	Komponen protein, asam nukleat, koenzim, dan klorofil	Pertumbuhan terhambat, daun yang muda berwarna hijau pucat, dan daun-daun yang tua berwarna kuning serta gugur (penyakit ini disebut klorosis)
Sulfur (S)	Komponen sebagian kecil asam amino	Daun berwarna hijau pucat atau terhambat kekuningan dan pertumbuhan
Kalium (K)	Mengaktifkan enzim, mengatur keseimbangan kelarutan air, dan mempengaruhi osmosis	Pertumbuhan lambat, daun-daun yang tua menggulung, terdapat bercak-bercak, tepi daun hangus, dan tumbuhan menjadi lemah/mudah roboh
Kalsium (Ca)	Mengatur beberapa fungsi sel dan menguatkan dinding sel	Daun-daun tidak terbentuk, tunas ujung mati dan pertumbuhan akar terhambat
Fosfor (P)	Komponen asam nukleat, fosfolipid, dan ATP	Berkas pembuluh berwarna keunguan, pertumbuhan terhambat, buah dan biji yang dihasilkan lebih sedikit
Magnesium (Mg)	Komponen klorofil dan mengaktifkan beberapa enzim	Klorosis dan daun-daun berguguran, pembelahan sel terganggu

Tabel   Fungsi nutrisi pada tumbuhan dan penyakit yang ditimbulkan akibat kekurangan unsur mikro

Unsur Makro	Fungsi	Penyakit Akibat
Klor (Cl)	Mengatur pertumbuhan akar dan batang, serta mengatur fotolisis	Layu, klorosis, dan beberapa daun mati
Besi (Fe)	Mengatur sintesis protein dan transpor elektron	Klorosis, dan terbentuk jalur-jalur berwarna kuning serta hijau pada
Boron (B)	Mengatur perkecambahan, pembungaan, pembuahan, pembelahan sel, dan metabolisme nitrogen	Pertumbuhan tunas terhenti, cabang-cabang lateral mati, daun menebal dan keriting serta menjadi rapuh
Mangan (Mn)	Sintesis klorofil dan pengaktifan koenzim	Berkas pembuluh berwarna gelap, tetapi warna daun memutih dan
Seng (Zn)	Mengatur pembentukan auksin, kloroplas, dan amilum, serta komponen enzim	Klorosis, daun berwarna merah tua dan akar abnormal
Tembaga (Cu)	Komponen beberapa enzim	Klorosis, bintik-bintik pada daun yang sudah mati, dan pertumbuhan terhambat
Molibdenum (Mo)	Bagian dari enzim yang digunakan dalam metabolism nitrogen	Daun hijau pucat dan menggulung

2. Air

Air diperlukan tumbuhan dalam berbagai proses fisiologis. Tanpa air yang cukup tumbuhan akan mengalami banyak gangguan. Fungsi air bagi tumbuhan adalah sebagai berikut.

•     Pelarut zat-zat yang diperlukan oleh tumbuhan.

•     Bahan dasar untuk reaksi biokimia.

•     Sebagai medium berlangsungnya reaksi metabolisme.

•     Menjaga tekanan turgor dinding sel dan agar tidak kekeringan.

•     Berperan dalam proses transportasi unsur hara dari tanah ke daun. 

•     Mengedarkan hasil fotosintesis keseluruh bagian tumbuhan.

•     Untuk proses transpirasi (penguapan) dan fotosintesis

Jika  kekurangan  air,  tumbuhan  akan  layu  karena  terjadi  penurunan  tekanan turgor pada sel-selnya. Air merupakan faktor eksternal yang juga   sangat diperlukan dalam perkecambahan biji. Air digunakan saat masa perkecambahan untuk mengaktifkan enzim-enzim dalam biji. Ketiadaan air dapat menyebabkan perkecambahan biji tertunda (dormansi). 

Beberapa  tumbuhan seperti Kaktus, melakukan  adaptasi  untuk  mengatasi  keterbatasan  air.  Kaktus  yang  ada  di daerah gurun memiliki lapisan lilin utnuk mencegah penguapan air terlalu cepat. Lapisan tersebut merupakan modifikasi dari jaringan epidermis. Anda sudah mempelajari modifikasi jaringan epidermis bukan? Coba ingat kembali.

3.    Cahaya

Kualitas, intensitas, dan lamanya radiasi yang mengenai tumbuhan mempunyai pengaruh yang besar terhadap berbagai proses fisiologi tumbuhan. Cahaya mempengaruhi    pembentukan    klorofil,    fotosintesis, fototropisme, dan fotoperiodisme. Efek cahaya meningkatkan kerja enzim untuk memproduksi zat metabolik untuk pembentukan klorofil. Sedangkan, pada proses fotosintesis, intensitas cahaya mempengaruhi laju fotosintesis saat berlangsung reaksi terang. Jadi cahaya secara tidak langsung mengendalikan pertumbuhan dan perkembangan tanaman, karena hasil fotosintesis berupa karbohidrat digunakan untuk pembentukan organ-organ tumbuhan.

Cahaya matahari juga dapat memicu pembentukan pigmen antosianin dan flavonoid yang memberikan warna pada bunga dan buah. Cobalah perhatikan dan bandingkan warna buah-buahan di pohon yang terkena cahaya matahari langsung dengan buah-buahan yang tersembunyi di balik daun-daunnya. Buah- buahan tersebut memiliki derajat warana yang berbeda.

Perkembangan struktur tumbuhan juga dipengaruhi oleh cahaya (fotomorfogenesis).  Efek  fotomorfogenesis ini dapat  dengan  mudah  diketahui dengan cara membandingkan kecambah yang tumbuh di tempat terang dengan kecambah dari tempat gelap. Kecambah yang tumbuh di tempat gelap akan mengalami  etiolasi(pertumbuhan  tumbuhan  yang  lebih  cepat  jika  berada  di tempat yang gelap), kecambah tampak pucat dan lemah karena produksi klorofil terhambat oleh kurangnya cahaya. 

Sedangkan, pada kecambah yang tumbuh di tempat terang, daun lebih berwarna hijau, tetapi batang menjadi lebih pendek karena aktifitas hormon pertumbuhan auksin terhambat oleh adanya cahaya. Bagaimana cara mengatur posisi tanaman yang tumbuh di dalam rumah? Tanaman yang tumbuh di dalam rumah sebaiknya diubah-ubah posisinya agar mendapatkan cahaya yang merata dan dapat tumbuh lurus ke atas.

Fotoperiodisme

Interval penyinaran sehari-hari terhadap tumbuhan mempengaruhi proses pembungaan. Lama siang hari di daerah tropis kira-kira 12 jam. Sedangkan, di daerah yang memiliki empat musim dapat mencapai 16 - 20 jam. Respon tumbuhan yang diatur oleh panjangnya hari ini disebut fotoperiodisme.

 Fotoperiodisme dipengaruhi oleh fitokrom (pigmen penyerap cahaya). Fotoperiodisme menjelaskan mengapa pada spesies tertentu biasanya berbunga serempak. Tumbuhan yang berbunga bersamaan ini sangat menguntungkan, karena  memberi   kesempatan  terjadinya  penyerbukan  silang.   Berdasarkan panjang hari, tumbuhan dapat dibedakan menjadi empat macam, yaitu:

a) Tumbuhan hari pendek, tumbuhan yang berbunga jika terkena penyinaran kurang dari 12 jam sehari. Tumbuhan hari pendek contohnya krisan, jagung, kedelai, anggrek, dan bunga matahari.

b) Tumbuhan hari panjang, tumbuhan yang berbunga jika terkena penyinaran lebih dari 12 jam (14 - 16 jam) sehari. Tumbuhan hari panjang, contohnya kembang sepatu, bit gula, selada, dan tembakau.

c) Tumbuhan hari sedang, tumbuhan yang berbunga jika terkena penyinaran kira-kira 12 jam sehari. Tumbuhan hari sedang contohnya kacang dan tebu.

d) Tumbuhan hari netral, tumbuhan yang tidak responsif terhadap panjang hari untuk pembungaannya. Tumbuhan hari netral contohnya mentimun, padi, wortel liar, dan kapas.

Tumbuhan memiliki zat yang berfungsi mengontrol respon tumbuhan terhadap penyinaran yang disebut pigmen fitokrom. Pigmen ini sebenarnya adalah suatu protein  yang  mampu  menyerap  cahaya  merah  dan  infra  merah  dari  sinar matahari. 

4. Suhu

Salah  satu faktor yang mempengaruhi kerja enzim  adalah  suhu.  Suhu  yang kurang sesuai akan menyebabkan kerja enzim di dalam sel-sel kurang optimal sehingga proses metabolisme (seperti fotosintesis) akan terganggu. Suhu merupakan faktor eksternal dari lingkungan yang penting bagi tumbuhan karena suhu berhubungan dengan kemampuan tumbuhan dalam melakukan proses fotosintesis, translokasi, respirasi, dan transpirasi.

Tumbuhan memiliki suhu optimum yang ideal untuk dapat tumbuh dan berkembang. Suhu optimum merupakan suhu yang terbaik untuk pertumbuhan suatu jenis tanaman secara ideal. Selain suhu optimum, suatu tanaman juga memiliki batas suhu maksimum dan minimum yang bisa diterima olehnya. Suhu maksimum  merupakan  suhu  paling  tinggi  yang  memungkinkan  tumbuhan masih dapat mempertahankan hidupnya. Suhu minimum merupakan suhu paling rendah yang memungkinkan tumbuhan masih dapat mempertahankan hidupnya. Sebagian besar tumbuhan memerlukan temperatur sekitar 10°C – 38°C untuk pertumbuhannya. Suhu optimum rata-rata tumbuhan adalah 400C.

Apabila suhu lingkungan suatu tumbuhan di bawah suhu minimum, segala aktivitas fisiologi tubuhnya akan terhenti, dan ini disebut masa tidur (dormansi), keadaan ini terjadi pada beberapa tumbuhan pada  musim  dingin  di  negara- negara yang memiliki 4 musim.

5. Kelembapan

Tanah lembap sangat cocok untuk pertumbuhan, terutama saat perkecambahan biji. Hal ini karena tanah lembap menyediakan cukup air untuk mengaktifkan enzim dalam biji serta melarutkan makanan dalam jaringan. Tingkat pengaruh kelembapan udara atau tanah pada tumbuhan berbeda-beda. Ada tanaman yang membutuhkan kelembaban udara dan kelembapan tanah yang tinggi, misalnya lumut  hati.  Sebaliknya,  ada  juga  tanaman  yang  tumbuh  dengan  baik  pada dengan kelembapan udara dan tanah kelembapan rendah, misalnya Aloe vera (lidah buaya) dan beberapa jenis tanaman anggrek.

Kelembaban tanah dan kelembaban udara memengaruhi pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan. Tanah yang kaya humus mampu menyimpan air lebih banyak, sehingga tanaman tumbuh lebih baik. Tanaman yang tumbuh dengan baik  menghasilkan  seresah  lebih  banyak  dan  meningkatkan  bahan  organik tanah. 

Udara mampu menyimpan air. Kadar air yang ada di udara disebut kelembaban udara. Kadar air di udara yang tinggi, berpeluang untuk menjadi awan dan hujan. Air hujan masuk ke dalam tanah dan akan disimpan dalam tanah, menjamin ketersediaan air bagi tumbuhan.

6. Ketersediaan oksigen

Oksigen diperlukan tumbuhan untuk bernapas. Tumbuhan dapat tumbuh dan berkembang   dengan   baik,   jika   kebutuhan   terhadap   oksigen   tercukupi. Kekurangan     oksigen     dapat     merangsang     produksi     hormon     etilen yang menyebabkan beberapa sel dalam korteks akan mengalami penuaaan dan mati. Tumbuhan yang terlalu banyak disiram air akan kekurangan oksigen karena tanah  kehabisan  ruang udara  penyedia  oksigen.  Tanah  yang  padat  dan  liat mengandung sedikit oksigen sehingga perlu dicampur dengan pencangkulan secara hati-hati agar akar tumbuhan dapat bernapas. Tumbuhan yang hidup di daerah yang kekurangan oksigen (misalnya di rawa-rawa), memiliki akar napas yang banyak seperti pada tanaman bakau (Rhizophora sp).

7. Gravitasi

Bila cahaya akan mempengaruhi arah pertumbuhan tunas maka pengaruh bumi akan mempengaruhipertumbuhan akar menuju pusat bumi. Arah gerak akar yang menuju pusat bumi disebut gravitropisme. Pertumbuhan pada tumbuhan memperlihatkan respons terhadap gravitasi. Pertumbuhan akar menunjukkan respons gravitasi positif sedangkan pertumbuhan tunas menunjukkan respon gravitasi  negatif.  Jika  tumbuhan  diletakkan  pada  posisi  miring,  tunas  akan tumbuh membengkok ke atas dan akar akan tumbuh membengkok ke bawah. Tumbuhan  mampu  mengindra  gravitasi  karena  adanya  pengendapan  statolit pada titik terendah sel tudung akar. 

Statolit adalah plastida khusus yang mengandung   butiran pati padat. Pengendapan statolit pada titik terendah sel akan menyebabkan redistribusi auksin sel-sel yang berada di atasnya dan menyebabkan pemanjangan akar sehingga akar akan membengkok ke bawah.

8. pH (derajat keasaman)

Hujan  asam  dapat  menambah  keasaman  tanah.  Jika  keadaan  tanah  terlalu asam,  klorofil  akan  rusak  sehingga  mengganggu  proses  fotosintesis.  Tanah bekas   rawa-rawa   dan   tanah   potsolik   yang   berwarna   merah   kekuningan cenderung bersifat asam. Tanah jenis ini harus dicampur dengan kapur sebelum ditanami  agar keasamannya berkurang. Pada beberapa jenis tumbuhan, seperti bunga hortensia (Hydrangea sp), keasaman tanah berpengaruh terhadap warna bunga.

9. Sentuhan

Pada   tumbuhan   yang  merambat,   misalnya   anggur   dan  mentimun,   pada umumnya mempunyai organ pelilit berupa sulur. Sulur tersebut pada awalnya tumbuh lurus, tetapi jika menyentuh sesuatu akan tumbuh melilit benda tersebut. Sentuhan akan menghambat pertumbuhan sel-sel, sehingga terjadi perbedaan laju pertumbuhan antara sel yang terkena sentuhan dengan sel-sel yang tidak terkena sentuhan. Perbedaan laju pertumbuhan sel-sel tersebut menyebabkan sulur melilit. Suatu percobaan menunjukkan bahwa tumbuhan yang batangnya digosok dengan tongkat akan lebih pendek daripada tumbuhan yang dibiarkan

10. Organisme parasit dan herbivora

Organisme parasit pada tumbuhan dapat berupa virus, bakteri, dan jamur. Organisme parasit tersebut mengambil sari makanan dari tumbuhan inang sehingga tumbuhan inang yang ditumpangi akan terganggu pertumbuhan dan perkembangannya, bahkan dapat mengalami kematian. Herbivora adalah hewan pemakan tumbuh-tumbuhan, misalnya ulat, belalang, dan kumbang. Jika daun- daun muda pada tumbuhan dimakan oleh ulat, akan mengganggu proses pertumbuhannya. Namun, beberapa tumbuhan memiliki alat pertahanan diri secara fisik seperti duri-duri dan pertahanan secara kimiawi, misalnya menghasilkan zat kanavanin yang merupakan racun bagi herbivora.

Sumber: Modul PPG (Pendidikan Profesi Guru)

Modul 3, Kegiatan Belajar 3. Faktor yang Mempengaruhi Pertumbuhan dan

Perkembangan

Penulis: Dr Martina Restuati, M. Si

Baca Juga

Bagikan Artikel