FISIOLOGI POHON Fakultas Kehutanan Universitas Gadjah Mada Silabus

FISIOLOGI POHON Fakultas Kehutanan Universitas Gadjah Mada

Silabus Fisiologi Pohon Pertemuan – – – – 1 2 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. Materi Pendahuluan Struktur 1: Daun dan akar Struktur 2: Batang Pertumbuhan vegetatif dan pengukuran Pertumbuhan generatif Fotosintesis 1: Difinisi dan jenis Fotosintesis 2: Proses dan fungsi Respirasi Karbohidrat & Lipid Nitrogen dan Protein Unsur hara Penyerapan, Transpirasi dan translokasi Fisiologi biji dan anakan Hormon pertumbuhan

Komponen penilaian mata kuliah Fisiologi Pohon: 1. 2. 3. 4. 5. 6. Kehadiran mahasiswa Kuis Keaktifan dalam diskusi Ujian tengah semester Ujian akhir Tugas terstruktur 10 % 5% 5% 35 % 10 % (Penulisan makalah, Presentasi, dll. ) Total 100 %

Daftar Pustaka 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Kramer P. J. and Kozlowski. 1979. Physiology of Woody Plants. Academic Press. London Mohr, H. and P. Schopfer. 1995. Plant Physiology. Springer-Verlag Berlin Heidenberg. Salisbury, F. B. and C. W. Ross. 1992. Plant Physiology. Wads Worth Publishing. Davies, P. J. 1995. Plant Hormones. Physiology, Biochemistry and Molecular Biology. Kluwer Academic Publishers. London. Loveless, A. R. 1983. Principles of Plant Biology for the Tropics. Longman Group Limited. Marshner, H. 1986. Mineral Nutrition of Higher Plants. Academic Press New York. Journals

ACARA I PENDAHULUAN 1. 2. 3. Pengertian Fisiologi Tumbuhan Ruang Lingkup Fisiologi Pohon Arti Pentingnya Fisiologi Pohon

1. Pengertian Fisiologi Tumbuhan: Ilmu yang mempelajari atau menerangkan bagaimana tanaman itu tumbuh dan bereaksi terhadap faktor lingkungan serta perlakuan cocok tanam sehubungan dengan kondisi lingkungan dan proses fisiologisnya. Pertumbuhan Faktor Dalam Faktor Luar Konsep Klebs

Konsep Klebs (Klebs, 1913, 1914) Pertumbuhan Faktor Dalam Faktor Luar Sifat Genetik Kondisi lingkungan -Biotik -Abiotik Lundegardh (1931) Konsep Klebs menekankan bahwa sifat genetik dan lingkungan memengaruhi pertumbuhan tanaman dengan memengaruhi proses internal (fisiologi) dan kondisi (fisiologis) nya

Contoh penerapan Konsep Klebs Hibrid tumbuh lebih baik dari induknya pd kondisi lingkungan yg sama karena kombinasi gen yg baru menyebabkan – proses fisiologi yg lebih efisien shg lebih banyak hasil fotosintesis yg diubah menjadi jaringan tanaman, atau – struktur daun (kandungan klorofil) shg kecepatan fotosintesis per unit area daun meningkat, atau keduanya Catatan: Klorofil merupakan hasil proses fisiologis yang disebut biosintesis

Faktor lingkungan yg tidak menguntungkan menyebabkan penurunan pertumbuhan tanaman krn memengaruhi berbagai proses fisiologis, antara lain – Kekurangan air (kekeringan) - penutupan stomata - penurunan kecepatan fotosintesis, dll – Kekurangan N yg merupakan komponen penyusun protein yg diperlukan untuk pembentukan protoplasma baru, enzim, klorofil, dll. Serangan hama dan jamur menyebabkan penurunan pertumbuhan tanaman: – Ulat pemakan daun menyebabkan daun berkurang sehingga proses fotosintesis berkurang – Pertumbuhan jamur atau hasilnya dalam phloem (jaringan angkut) menyebabkan jaringan tsb tersumbat shg pengangkutan makanan ke akar terhambat akar terganggu/rusak tanaman terganggu/mati

Pertumbuhan • Fisiologi tumbuhan (metabolisme & kondisi fisiologis) • Fotosintesis, metabolisme nitrogen & karbohidrat • Respirasi & Pengangkutan • Neraca Air & Pengaruh terhadap pertumbuhan • Zat pengatur tumbuh • Jumlah & kualitas Kayu, buah dan biji yang dihasilkan Faktor Dalam Genetika Pemuliaan dan Seleksi, Ukuran dan Laju Tumbuh Faktor Luar Tanah, Mineral Ilmu Tanah, , Suhu, Hujan, Radiasi Ekologi Tumbuhan Pohon Luas perakaran, Tipe Xylem, , dll Klimatologi, Organisme lain: Hama Perlakuan manusia Perlindungan Silvikultur

2. Ruang Lingkup Fisiologi Pohon ? ? Apakah beda dengan fisiologi tumbuhan Pohon ? ? Perbedaan pohon dg herba: 1. Ukuran 2. Jarak akar – daun 3. Waktu hidup 4. Proses pendewasaan

Arti Pohon bagi berbagai orang sebagai sumber kayu bakar --- terbarukan tempat berteduh kadang-kadang merupakan sesuatu yang dikeramatkan sebagai pengganggu karena daun-daunnya mengotori halaman sumber penghidupan karena merupakan penghasil kayu, pangan, pakan keindahan taman rekreasi pelindung kehidupan, DAS pakar fisiologi: Pohon adalah pabrik biokimia yang rumpil yang menghasilkan suatu pertumbuhan dimulai dari perkecambahan biji, semai, dan berangsur-angsur membangun dirinya menjadi pohon

Pohon = Pabrik Biokimia terjadi berbagai proses biokimia Merubah CO 2, H 2 O, Unsur hara menjadi biomasa tanaman Biji Semai Pohon Hutan temperate memproduksi (gross productivity) 20 ton / ha / tahun bahan kering Hutan tropis: 100 ton / ha / tahun bahan kering

Ukuran pohon yang sangat besar menyebabkan Øjarak akar - daun jauh shg jarak untuk mengangkut air, mineral (unsur hara ) dan makanan besar Øpersentasi jaringan nirfotosintetik pada pohon thd jaringan fotosintetik besar

Waktu Hidup Panjang Karena daur yang lebih panjang, pohon sering kali menghadapi perbedaan yang besar dan menyolok dengan adanya suhu yang berlainan, iklim yang berbeda dan kondisi tanah yang berbeda dengan tanaman semusim

Pohon tumbuh melalui tahapan pertumbuhan yang sama seperti halnya tanaman berbiji yang lain, namun karena ukurannya yang besar, proses pendewasaan yang lebih lambat serta waktu hidup yang lebih lama, maka pohon mempunyai masalah-masalah yang khusus apabila dibandingkan dengan tanaman herba: ukuran yang lebih kecil dan waktu hidupnya pendek

Fisiologi pohon istimewa pertumbuhan pohon yang ukurannya besar dan waktu hidup yang lama dipengaruhi oleh proses dan kondisi fisiologi yang khusus

Ahli fisiologi mempunyai tugas untuk: 1. mengukur proses dan kondisi-kondisi tersebut 2. mempelajari mekanisme serta reaksinya terhadap berbagai faktor lingkungan 3. mempelajari peranan mekanisme serta reaksi tersebut terhadap pertumbuhan pohon

- Banyaknya pengetahuan kita akan mekanisme dari proses fisiologi akan memberi manfaat memecahkan banyak persoalan - Apabila persyaratan fisiologi suatu pohon diketahui, kita dapat pula meramalkan sifat suatu jenis tanaman pada tanah dan iklim tertentu dan mengetahui pula reaksinya bila mendapatkan perlakuan tertentu

Proses yang Memengaruhi Berbagai Tingkat Pertumbuhan Tahap pertumbuhan Proses fisiologis Kondisi Contoh: Kondisi yg sangat baik utk perkecambahan tdk sesuai utk pertumbuhan shg setahun berikutnya / pd th kedua banyak tanaman yg mati

Tingkat Pertumbuhan Proses & Kondisi Fisiologis Faktor Lingkungan - Perkecambahan biji - Penyerapan air - Pencernaan - Respirasi - Asimilasi - Suhu - Air - Oksigen - Perkembangan anakan - Fotosintesis - Asimilasi - Keseimbangan air - Cahaya - Air - Suhu - Nutrisi

Tingkat Pertumbuhan Proses & Kondisi Fisiologis Faktor Lingkungan - Pertumbuhan Vegetatif - Fotosintesis - Keseimbangan air - Respirasi - Asimilasi - Suhu - Air - Cahaya - Nutrisi - Reproduksi - Fotosintesis - Cahaya - Keseimbangan C/N - Nutrisi - Kesiapan berbunga - Suhu - Pembentukan primordia bunga - Penimbunan bahan bakar

Tingkat Pertumbuhan Proses & Kondisi Fisiologis Faktor Lingkungan Penuaan - Kerentanan thd hama dan penyakit - Pengaturan Hormon - Keseimbangan Fotosintesis dan Respirasi - Air - Nutrisi - Serangga - Penyakit

Beberapa Proses dan Kondisi Fisiologi Penting - Fotosintesis “Proses sintesa karbohidrat dari CO 2, air dan dibantu oleh khlorofil proses ini akan menghasilkan bahan-bahan dasar dan untuk kemudian dapat dipergunakanuntuk proses yang lain” - Metabolisme nitrogen “Proses ini merupakan penyusunan nitrogen organik dari nitrogen anorganik sehingga memungkinkan terbentuknya protein dan protoplasma”

- Respirasi “Merupakan proses oksidasi makanan dalam sel-sel yang hidup untuk menghasilkan energi yang akan digunakan untuk proses asimilasi, penyerapan mineral serta proses lain yang mempergunakan energi” - Asimilasi “Merupakan proses konversi makanan menjadi protoplasma baru, dinding sel dan bahan-bahan lain” Asimilasi merupakan proses dasar dari pertumbuhan - Metabolisme lemak “Sintesis lemak dan senyawa-senyawa yang ada hubungannya spt wax, cutin, suberin dan kutikel”

- Akumulasi makanan “Penimbunan makanan. merupakan proses penyimpanan makanan pada biji dan sel parenkim kayu” - Penimbunan garam Merupakan proses pengumpulan garam di dalam sel-sel jaringan yang disebabkan oleh mekanisme transport yang aktif dan penimbunannya tergantung dari energi hasil metabolisme - Penyerapan air dan mineral dari dalam tanah serta penyerapan oksigen dan karbondioksida dari udara

- Transpirasi “Proses hilangnya air dalam bentuk uap” - Pertumbuhan “Merupakan peningkatan / penambahan ukuran secara tetap yang merupakan hasil tindak berbagai proses fisiologi yang tersebut di atas” - Reproduksi “Proses reproduksi, pembentukan bunga, buah dan biji yang ini merupakan hasil tindak dari berbagai proses fisiologi”

- Reproduksi vegetatif “Reproduksi dengan menggunakan bagian-bagian vegetatif tanaman” Pada beberapa spesies tanaman hal ini memegang peran yang penting” - Pengangkutan “Proses gerakan air, mineral, makanan dan hormon dari suatu tempat ke tempat lain di dalam pohon” - Zat pengatur tumbuh “Berfungsi di dalam membantu keseimbangan nutrisi dengan bersetindak yang sangat rumit di dalam prosesnya”

Kondisi Fisiologi 1. Jumlah dan efisiensi klorofil 2. Jumlah dan jenis karbohidrat 3. Jumlah dan jenis senyawa nitrogen, rasio nitrogen-karbohidrat 4. Tekanan osmosis sel 5. Turgiditas sel 6. Karakteristik protoplasma

3. Arti Pentingnya Fisiologi Pohon 1. Pemecahan Permasalahan sesuai dengan Tujuan 2. Solusi Permasalahan Saat ini dan Nanti 3. Pemanfaatan Fisiologi yang Lebih Luas

1. Perbedaan Permasalahan yang dihadapi Pewana, Holtikulturis dan Arboris - Pewana lebih bertujuan untuk menghasilkan kayu yang sebesar-besarnya untuk setiap satuan luas tertentu dan untuk mendapatkannya mereka harus memelihara pertumbuhan pohon di dalam tegakannya dan juga memperhatikan faktor-faktor yang mempengaruhi persaingan antar pohon-pohon tersebut - Holtikulturis mengutamakan pada produksi buah, oleh karena itu mereka selalu berharap pohon itu dapat berbunga seawal mungkin - Arboris menekankan pada bagaimana menanam pohon dan perdu dalam bentuk dan kreasi keindahan yang menarik tanpa memperhatikan kondisi tanah dan lingkungannya

Ø Holtikulturis menganggap pentingnya kebun benih sedangkan arboris menganggap penting pohon sebagai makluk hidup individu dan sangat memperhatikan pengawasan serangan hama dan penyakit Ø Sebagai akibatnya para arboris selalu menemui masalah -masalah yang disebabkan oleh jeleknya drainase, kurangnya aerasi karena kepadatan tanah, karena adanya bangunan, polusi udara dan terganggunya kondisi lingkungan ü Bermacam-macam permasalahan fisiologi yang timbul memiliki kepentingan terhadap bidangnya masing ü Walaupun tujuan para arboris, pewana dan holtikulturis tidak sama, keberhasilan usaha mereka merupakan kepentingan bersama yaitu pemahaman yang benar tentang fisiologi pohon

2. Fisiologi dalam Hubungannya dengan Permasalahan Saat Ini dan Nanti - Meningkatnya kebutuhan kayu yang bermutu membutuhkan pengetahuan yang lebih baik tentang faktor-faktor yang mengendalikan berat jenis dan sifat kayu yang lain - Sebagian besar perlakuan dalam silvikultur dan holtikultur seperti penjarangan, pemangkasan dan pemupukan akan berhasil jika mereka mampu meningkatkan fungsi fisiologisnya

- Beberapa tindakan yang menguntungkan dari segi ekonomi mungkin merugikan dari segi fisiologis - Misal: Pohon buah yang menggugurkan daun di pusat lembah California mengalami defoliasi saat musim gugur dan pemangkasan lebih awal dari segi ekonomi menguntungkan, namun tidak dari segi fisiologi, karena apabila pemangkasan lebih lambat dilakukan akan meningkatkan cadangan karbohidrat. Dengan demikian pemangkasan yang terlalu awal dari segi fisiologi tidak menguntungkan

- Mis: Penyimpanan anakan dan pengepakan anakan bibit jauh sebelum waktu tanam dari segi ekonomi sangat menguntungkan namun kalau kita melihat dari segi fisiologisnya itu akan berbahaya karena bila terlalu lama disimpan maka cadangan karbohidratnya akan berkurang Anakan yang cukup besar tidak memerlukan perlakuan seperti tersebut di atas karena tanpa disimpan terlebih dahulu tanaman tersebut sudah mempunyai ketahanan yang lebih besar pada saat ditanam dan kita perlu mempelajari lebih sempurna dari segi fisiologisnya

3. Pemanfaatan Fisiologi yang Lebih Luas - Banyak proses fisiologi yang produktif dan pakar fisiologi harus mengenali proses fisiologi dalam keadaan terbatas - Mis: Penutupan stomata, pengurangan penyerapan CO 2 dan pengurangan fotosintesis atau pengurangan luas unit daun atau pelukaan terhadap kloroplas Apakah kelangkaan air dapat kita hindari atau ditunda dengan seleksi tanaman yang mempunyai sistem perakaran yang dalam, stomata yang lebih baik dan kendali penggunaan yang lebih baik atau faktor-faktor yang lain

- Kemungkinan untuk menghasilkan penelitian yang berbobot dari fisiologi pohon, nampaknya penuh harapan karena adanya pengertian yang lebih baik tentang peran fisiologi pohon dan karena adanya peningkatan teknologi yang penting misalnya pemakaian kromatografi, melacak label dengan isotop radio aktif, analisa gas inframerah, ”diffusi porometer” dan cara untuk mengatur potensi air - Penggunaan ruangan kendali untuk menganalisa pengaruh faktor lingkungan, pemanfaatan komputer untuk menganalisa model pertumbuhan, meramal pengaruh faktor lingkungan dan pengaruh perlakuan silvikultur semuanya merupakan perkembangan yang penting

SEKIAN

Quiz I • Mengapa tumbuhan disebut sebagai Pabrik Biokimia • Sebutkan 5 proses fisiologis yang terdapat pada tumbuhan