PERANAN CAHAYA MATAHARI PADA TANAMAN KELAPA (Cocos nucifera L)

 

PERANAN CAHAYA MATAHARI PADA TANAMAN KELAPA (Cocos nucifera L)

PENDAHULUAN

Kelapa merupakan tanaman perkebunan/industri berupa pohon batang lurus dari famili Palmae. Ada dua pendapat mengenai asal usul kelapa yaitu dari Amerika Selatan menurut D.F. Cook, Van Martius Beccari dan Thor Herjerdahl dan dari Asia atau Indo Pasific menurut Berry, Werth, Mearil, Mayurathan, Lepesma, dan Pureseglove. Kata coco pertama kali digunakan oleh Vasco da Gama, atau dapat juga disebut Nux Indica, al djanz al kindi, ganz-ganz, nargil, narlie, tenga, temuai, coconut, dan pohon kehidupan.

Tanaman kelapa (Cocos nucifera L) merupakan tanaman serbaguna atau tanaman yang mempunyai nilai ekonomi tinggi. Seluruh bagian pohon kelapa dapat dimanfaatkan untuk kepentingan manusia, sehingga pohon ini sering disebut pohon kehidupan (tree of life) karena hampir seluruh bagian dari pohon, akar, batang, daun dan buahnya dapat dipergunakan untuk kebutuhan kehidupan manusia sehari-hari.

Tanaman kelapa membutuhkan lingkungan hidup yang sesuai untuk pertumbuhan dan produksinya. Faktor lingkungan itu adalah sinar matahari, temperatur, curah hujan, kelembaban, keadaan tanah dan kecepatan angin. Disamping itu, iklim merupakan faktor penting yang ikut menentukan pertumbuhan tanaman kelapa.

Cahaya sangat besar artinya bagi tumbuhan, terutama karena perannya dalam kegiatan fisiologis seperti fotosintesis, respirasi, pertumbuhan serta pembungaan, pembukaan dan penutupan stomata, perkecambahan dan pertumbuhan tanaman. Penyinaran matahari mempengaruhi pertumbuhan, reproduksi dan hasil tanaman melalui prosesfotosintesis. Penyerapan cahaya oleh pigmen-pigmen akan mempengaruhi pembagian fotosintat ke bagian-bagian lain dari tanaman melalui proses fotomorfogenesis (Nurshanti, 2011).

Cahaya matahari merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi proses pertumbuhan tanaman melalui tiga sifatnya yaitu intensitas cahaya, kualitas cahaya (panjang gelombang) dan lamanya penyinaran (panjang hari). Pengaruh ketiga sifat cahaya tersebut terhadap pertumbuhan tanaman adalah melalui pembentukan klorofil, pembukaan stomata, pembentukan antosianin (pigment merah), perubahan suhu daun dan batang, penyerapan hara, permeabilitas dinding sel, transpirasi dan gerakan protoplasma (Aji et al, 2015).

PEMBAHASAN

Fotosintesis Pada Tanaman Kelapa

            Prinsip dasar dari produksi tanaman pertanian adalah konversi energi sinar matahari (energi surya) menjadi energi kimia (senyawa organik) dan dapat diambil oleh manusia dalam bentuk biji, buah, bunga, daun, batang, akar dan sebagainya. Produksi senyawa organik yang dihasilkan oleh proses fotosintesis tergantung pada tersedianya air, CO2, energi matahari dan tidak terdapatnya senyawa toksik disekitar tanaman. Organ fotosintetik yang berperan dalam proses fotosintesis adalah stomata dan klorofil (Prawiranata et al., 1981).

            Produksi kelapa ditentukan oleh kepadatan populasi per satuan luas. Berbagai pola tanam menyebabkan perbedaan kepadatan populasi. Pada jarak tanam yang rapat, daun-daun kelapa akan tumpang tindih. Apabila jarak tanam diatur lebih lebar maka mahkota daun akan berkembang dengan baik. Sesuai kedudukan daun pada tajuk yang berbentuk spiral, maka masing-masing daun akan menerima aliran CO2 maupun sinar matahari sampai ke daun-daun terbawah. Berdasarkan kedudukan daun, Menon dan Pandalai (1960) menggolongkan daun-daun kelapa atas empat kelompok. Kelompok 1, terdiri atas 10-12 daun (dihitung dari daun tua), pada daun tersebut terdapat buah yang sudah dapat dipanen. Kelompok 2, terdiri atas 10-12 daun yang aktif menyanggah tandan buah pada berbagai tahap perkembangannya. Kelompok 3, terdiri atas 10-12 daun yang menyanggah mayang dengan beberapa tahap perkembangan. Kelompok 4, terdiri atas daun-daun muda hingga daun tombak yang sedang dalam tahap perkembangan.

            Daun kelapa mempunyai stomata (mulut daun) pada permukaan bawah anak daun (abaxial), berjumlah sekitar 200/mm (Purseglove, 1978). Jumlah dan ukuran stomata per unit area berbeda antar spesies tanaman dan antar daun pada setiap spesies. Keadaan tajuk mempengaruhi keragaan stomata serta kandungan klorofil, dan selanjutnya berpengaruh terhadap fungsi stomata dan klorofil sebagai organ fotosintetik. Selain itu, lingkungan tumbuh mempengaruhi keragaan stomata. Daun yang tumbuh pada kondisi kering dan menerima intensitas cahaya yang tinggi cenderung mempunyai stomata yang lebih kecil dan banyak dibanding dengan tanaman yang tumbuh pada kondisi lembab dan terlindung (Noggle dan Fritz, 1983). Menurut Manthriratna dan Sambasivan dalam Ohler (1984), keragaan stomata adalah karakteristik suatu varietas kelapa. Fungsi stomata adalah sebagai pengatur penguapan, masuknya CO2 dari udara dan keluarnya O2 ke udara selama proses fotosintesis dan arah sebaliknya pada saat respirasi (Woelaningsih, 1984).

Tempat Terjadinya Fotosintesis

            Penggunaan energi matahari dalam proses fotosintesis dimungkinkan karena adanya pigmen berwarna hijau yang disebut klorofil. Klorofil terdapat di dalam kloroplas tanaman dan dikenal antara lain klorofil a (C55H72O5N4Mg) dan klorofil b (C55H7O6N4Mg). Klorofil tersebut mengabsorbsi sinar dengan panjang gelombang 400-700 nm yaitu sinar biru hingga merah jingga (Darmawan dan Baharsyah, 1983). Menurut Mathew dan Ramadazan (1975) produksi kelapa erat kaitannya dengan jumlah daun, kandungan klorofil dan kecepatan fotosintesis.

Proses Fisiologis Fotosintesis

            Proses fotosintesis yang terjadi di daun kelapa adalah sebagai berikut. Pertama yang terjadi adalah asimilasi Co₂. Transformasi CO₂ ke CH₂O dimulai dari difusi CO₂ di udara yang masuk ke kloroplas di jaringan mesofil daun hijau. Ada 3 (tiga) fase dari penghalang difusi CO₂ dalam kloroplas, yaitu:

            Fase pertaman adalah masuknya CO₂ melalui stomata. Setelah itu terjadilah proses berikut.

Fase selanjutnya adalah proses fotokimia dimana cahaya diserap sebagian besar oleh klorofil dan dikonversi menjadi energi listrik yang memicu pembentukan energi yang kaya akan bahan kimia ATP (adenosine triphosphate) dan NADPH (nicotinamide adenine dinucleotide phosphate). Fase terakhir adalah proses biokimia dimana CO₂ diubah menjadi CH₂O menggunakan energi ATP dan NADPH. Proses fotosintesis adalah proses untuk menghasilkan oksigen (O₂) dan CH₂O.  CH₂O digunakan untuk pemeliharaan respirasi, respirasi pertumbuhan, dan produksi bahan kering struktural.

H₂O + CO₂                       CH₂O + O₂

Pada fotosintesis, reaksi yang terjadi meliputi reaksi terang dan reaksi gelap. Reaksi terang merupakan proses dalam fotosintesis yang menghasilkan ATP dan reduksi NADPH2. Proses ini diawali dengan penangkapan foton oleh pigmen (Alberts et al., 2002). Reaksi terang tidak menghasilkan gula (glukosa). Pembentukan gula terjadi pada tahap kedua fotosintesis yaitu reaksi gelap atau dikenal dengan siklus Calvin.

            Tahapan kedua setelah reaksi terang adalah siklus Calvin (reaksi gelap). Reaksi ini merupakan reaksi kimia untuk mengubah karbondioksida dan komponen lainnya menjadi gliseraldehida 3-fosfat (G3P) yang kemudian digunakan untuk membentuk glukosa (Panji Tok, 2019)

            Penangkapan energi cahaya pada reaksi terang melibatkan dua system cahaya (fotosistem) yaitu fotosistem 1 dan fotosistem 2. Fotosistem adalah molekul protein kompleks yang terdapat di dalam membran tilakoid. Klorofil yang terdapat di dalam fotosistem I (PS I) akan menyerap foton (energi cahaya) dengan maksimal panjang gelombang 700 nm sedangkan klorofil pada fotosistem II (PS II) akan menyerap maksimal panjang gelombang cahaya 680 nm.

Fotopriode dan Pembungaan Tanaman Kelapa

            Fotoperiode merupakan rasio relatif antara panjang waktu penyinaran matahari pada siang dengan malam hari. Fotoperiodisme ialah tanggapan perkembangan tumbuhan terhadap fotoperiode. Pengaruh respon tersebut dapat pada pertumbuhan vegetatif dan reproduktif. Pertumbuhan vegetatif yang dipengaruhi oleh fotoperiode ialah pembentukan bulb dan umbi, pembentukan cabang, bentuk daun, pembentukan pigmen, pembentukan rambut, perkembangan akar, dormansi biji dan kematian. Pertumbuhan reproduktif tanaman yang dipengaruhi oleh fotoperiode ialah pembentukan bunga, buah dan                              biji (Stirling, et al., 2002).

            Fotoperiodisitas atau panjang hari dan didefinisikan sebagai panjang atau lamanya siang hari dihitung mulai dari matahari terbit sampai terbenam. Panjang hari tidak terpengaruh oleh keadaan awan karena pada lama penyinaran bisa berkurang bila matahari tertutup awan, tetapi panjang hari tetap (Sugito, 1994).

            Panjang hari berubah secara beraturan sepanjang tahun sesuai dengan deklinasi matahari dan berbeda pada setiap tempat menurut garis lintang. Pada daerah katulistiwa, panjang hari sekitar 12 jam, semakin jauh dari equator panjang hari dapat lebih atau kurang sesuai dengan pergerakan matahari. Secara umum dapat dikatakan bahwa semakin lama tanaman mendapatkan pencahayaan matahari, semakin intensif proses fotosintesis, sehingga hasil akan tinggi. Akan tetapi fenomena ini tidak sepenuhnya benar karena beberapa tanaman memerlukan lama penyinaran yang berbeda untuk mendorong fase pembungaan. Fotoperiodisitas tidak hanya berpengaruh terhadap jumlah cadangan makanan yang dihasilkan oleh suatu tanaman, tetapi juga menentukan waktu pembungaan pada banyak tanaman.

Kelapa menyukai sinar matahari dengan lama penyinaran minimum 120 jam/bulan atau 2000 jam/tahun sebagai sumber energi fotosintesis. Bila dinaungi, pertumbuhan tanaman muda dan buah akan terlambat. Pada bulan-bulan dimana jumlah penyinaran per bulan lebih tinggi dari rata-rata, jumlah produksinya biasanya menjadi lebih banyak.

Cahaya sangat berpengaruh pada saat pembungaan tanaman. Cahaya yang digunakan ialah cahaya visible light yang mempunyai panjang gelombang antara 400-750 μm. Visible light/visible spectrumialah cahaya yang terdiri atas beberapa macam warna dan panjang gelombang, antara lain: violet 400-435 μm, biru 435-490 μm, hijau 490-574 μm, kuning 574-595 μm, orange 595-626 μm, merah 626-750 μm (Sugito, 1994).

Penggunaan cahaya sebagai sumber energi pada tanaman mempunyai 3 faktor penting yaitu: intensitas, kualitas dan fotoperiodesitas. Cahaya bervariasi dalam intensitas dan lama waktu bercahaya. Di daerah tropis dengan intensitas yang tinggi fotooksidasi lebih kecil dibandingkan di daerah sedang karena itu fotorespirasi cepat dan mengakibatkan sintesis protein berkurang. Kualitas cahaya memberikan pengaruh berbeda terhadap proses-proses fisiologi tanaman. Spesies atau berbagai jenis tanaman juga mempunyai tanggapan yang berbeda-beda pada setiap kualitas cahaya. Distribusi panjang gelombang berbeda dari pagi sampai sore. Panjang gelombang pendek terjadi pada pagi hari, semakin sore panjang gelombang panjang bertambah. Oleh karena itu proses fotosintesis paling efektif adalah sesudah siang hari. Sebagian besar kajian fotoperiodisme menekankan pada proses pembungaan. Proses pembungaan tanaman merupakan keberhasilan dalam pembentukan biji (Stirling, et al.,2002). Pembungaan pada tanaman dipengaruhi oleh 3 faktor yaitu: fotoperiode, fitokrom dan ritme/jam biologi tumbuhan.

KESIMPULAN

            Cahaya matahari merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi proses pertumbuhan tanaman melalui tiga sifatnya yaitu intensitas cahaya, kualitas cahaya (panjang gelombang) dan lamanya penyinaran (panjang hari).

 

 

DAFTAR PUSTAKA

Alberts et al. 2002. Molecular Biology of The Cell 4th Edition. New York:

Garland Publishing.

 

Aji I.M.L., Sutriono R., Yudistira, 2015. Pengaruh Media Tanam dan Kelas

Intensitas Cahaya Terhadap Pertumbuhan Benih Gaharu (Gyrinops versteegii). Jurnal Media Bina Ilmiah9(5) : 1-10

 

Tok, Panji. 2015. Reaksi Gelap Fotosintesis Siklus Calvin.

https://www.edubio.info/2015/05/reaksi-gelap-fotosintesis-siklus-calvin.html. Diakses pada 07 November 2020.

 

Litbang pertanian.

http://nad.litbang.pertanian.go.id/ind/images/dokumen/modul/26-budidaya_kelapa.pdf

 

Nurshanti, 2011. Pengaruh Beberapa Tingkat Teradap Pertumbuhandan Produksi

Tanaman Seledri (Apium graveolens L.) di Polibag. Jurnal Agronobis3(5) :12-18

 

Noggle, G. R. and G. J. Fritz 1983. Introductory Plant Physiology. Prentice

Hall. P. 627.

 

Ohler, J. G. 1984. Coconut. Tree of Life. F. A. O. Rome.

 

Prawiranata, W., S. Haran dan P. Tjondronegoro. 1981. Dasar-dasar fisiologi

tumbuhan. Departemen Botani. Fakultas Pertanian. IPB. Bogor.

 

Purseglove, J. W. 1978. Tropical crops: Monocotyledons. Longman Group.

London.

 

Stirling, K. J., R. J. Clark, P. H. Brown and S. J. Wilson.2002. Effect Of

Photoperiod On Flower Bud Initiation And Development In Myoga (Zingiber Mioga Roscoe). Scientia Horticulturae. Vol. 95. Issue 3. Pages 261-268.

 

Sugito, Y. 1994. Ekologi Tanaman. Fakultas Pertanian. Universitas

Brawijaya Malang.

Woelaningsih, S. 1984. Botani dasar. Penuntun praktis sitologi. Fakultas Biologi.

UGM. Yogyakarta.