Pengaruh Suhu Tanah

Dari penanaman hingga panen, suhu tanah memengaruhi banyak proses fisiologis yang mengatur perkembangan tanaman. Ini mencakup pengaruh langsung pada perkecambahan dan keluarnya tanaman.

Setiap spesies memiliki suhu tanah optimal untuk perkecambahan biji. Sebagai contoh, suhu tanah optimal untuk perkecambahan tanaman serealia berkisar antara 20-30 °C.


Pengaruh Suhu Udara

Siklus hidup organisme hidup dibagi menjadi tahapan pertumbuhan yang dipicu oleh suhu. 

Temperatur kardinal, yang melibatkan suhu dasar, suhu optimum, dan titik ambang atas, memainkan peran kunci dalam menentukan waktu dan durasi setiap tahap pertumbuhan. 

Temperatur di luar rentang ini dapat memengaruhi potensi pemulihan tanaman.

Tabel Suhu Tanah untuk Perkecambahan:
Jenis Minimum (°C)  Optimal (°C)  Maksimal (°C)
Gandum 3-4 25 30-32
Jagung 8-10 32-35 40-44
Bunga Matahari    3 28 35


Proses Fisiologis Tanaman dan Suhu

Fotosintesis

Terjadi di kloroplas di mana tanaman membuat makanannya. Dengan menggunakan air dan nutrisi dari tanah serta CO2 dari udara, dalam kehadiran klorofil dan radiasi matahari (PAR) tanaman menghasilkan gula, pati, karbohidrat, dan protein, serta melepaskan O2. 

Intensitas fotosintesis sangat dipengaruhi oleh temperature dan PAR intensity. Fitur penting dari proses ini adalah saturasi. 

Pada suatu intensitas PAR tertentu, suhu ambang tercapai yang sesuai dengan patahan dalam peningkatan laju. Peningkatan suhu udara melebihi ambang menyebabkan penurunan laju fotosintesis.

Presentasi konseptual: Pengaruh suhu dalam hubungan antara Produksi Fotosintesis Kotor dan Respirasi Tumbuhan
Gambar: Harizaj, Pëllumb. (2013). Reconsidering Some of the Earth’s Biophysical Limits to the Long Term Sustainable Development of Humanity. Journal of Environmental Accounting and Management. 1. 283-293. 10.5890/JEAM.2013.08.006. 


Respirasi

Dengan menggunakan O2 dari udara, tanaman mengonversi gula menjadi energi, melepaskan CO2 dan air. Respirasi terjadi dalam kegelapan maupun cahaya, dan laju respirasi meningkat seiring dengan kenaikan suhu. 

Konsumsi produk fotosintesis selama respirasi mengurangi potensi pertumbuhan tanaman. Selama siang hari, fotosintesis mengalahkan respirasi jika suhu berada di bawah ambang kritis. 

Di atas suhu ini, kerugian fotosintesis melebihi produksi, mengganggu pertumbuhan dan mengurangi biomassa tanaman.


Asimilasi Nutrisi

Suhu tanah dapat secara signifikan mempengaruhi pergerakan air dan nutrisi dari tanah melalui sistem akar dengan memengaruhi konduktivitas hidrolik tanah dan permeabilitas akar. 

Fungsi akar yang paling penting, penyerapan air dan nutrisi, diatur oleh suhu. Suhu memengaruhi penyerapan air baik secara pasif maupun aktif dengan meningkatkan permeabilitas membran sel serta aktivitas metabolik. 

Peningkatan suhu dari 13 °C hingga 28 °C menyebabkan penyerapan air oleh akar menjadi dua kali lipat. Peningkatan suhu dari 5 °C hingga 22 °C disertai dengan peningkatan tujuh kali lipat dalam penyerapan air oleh kacang pea. 

Peningkatan akar tanaman mengurangi resistansi hidrolik; ini juga meningkatkan penyerapan dan eksudasi air serta ekstrusi zat-zat osmotik aktif. Studi tentang pengaruh suhu terhadap penyerapan nitrogen menunjukkan bahwa amonium diserap lebih mudah daripada pada suhu rendah. 

Peningkatan kadar K ditemukan dengan peningkatan suhu. Hal yang sama berlaku untuk fosfor dan nutrisi lainnya.


Transpirasi

Proses transpirasi, yang mengatur pertukaran air antara interior tanaman dan atmosfer melalui stomata, dipengaruhi oleh suhu. Resistansi stomata meningkat pada suhu tinggi, mengurangi kehilangan air oleh tanaman. 

Proses ini mengatur pengambilan mineral dan transportasi, tekanan turgor, dan pendinginan tanaman. Setiap langkah dalam proses ini sangat dipengaruhi oleh suhu tanah atau udara. Namun, dampak paling mendalam terkait dengan resistansi stomata dan kekurangan air di sekitar udara. 

Pada suhu tanaman yang tinggi dan dalam kondisi udara kering, stomata tanaman cenderung lebih tertutup dan meningkatkan resistansinya untuk mengurangi kehilangan air oleh tanaman. 

Subjek ini akan dibahas lebih detail dalam bagian kelembaban udara.


Akumulasi Derajat Hari (DD) dalam Pertumbuhan Tanaman

Derajat Hari Terakumulasi (DD) atau Derajat Hari Tumbuh (GDD) digunakan untuk menggambarkan kebutuhan organisme hidup akan panas dan laju perkembangan di bawah kondisi termal tertentu. 

Untuk suatu tanaman dan tahap pertumbuhan tertentu, DD setara dengan energi yang diperlukan untuk menyelesaikan "paket lengkap" dari proses-proses khas untuk suatu tahap tertentu. Ini mewakili jumlah perbedaan suhu antara suhu harian rata-rata dan suhu dasar (Tb).

Derajat Hari Terakumulasi selama periode pertumbuhan tanaman yang berbeda (Ahrens, 2010)
Tanaman Suhu Dasar Derajat Hari Tumbuh untuk Kematangan
Kacang (Snap, Carolina Selatan) 10.0 650–705
Jagung (Manis, Indiana) 10.0 1200–1500
Kapas (Delta Smooth leaf, Arkansas) 15.5 1040–1380
Kacang Ercis (Awal, Indiana) 4.4 600–650
Padi (Vegold, Arkansas) 15.5 930–1150
Gandum (Indiana) 4.4 1150–1320


Kesimpulan

Dengan memahami pengaruh suhu pada tanaman, para petani dan ahli pertanian dapat mengoptimalkan praktik pertanian mereka. 

Dengan memperhatikan suhu tanah dan udara serta memahami temperatur kardinal dan DD, mereka dapat membuat keputusan yang lebih baik terkait dengan waktu penanaman, perawatan tanaman, dan panen. 

Proses fisiologis tanaman yang dipengaruhi oleh suhu juga memberikan wawasan tentang bagaimana lingkungan termal dapat memengaruhi hasil pertanian.


Sumber:
Disadur dan diterjemahkan secara bebas dari:
Lalic, Branislava & Eitzinger, Josef & Dalla Marta, Anna & Orlandini, Simone & Firanj Sremac, Ana & Pacher, Bernhard. (2018). Agricultural Meteorology and Climatology. 10.36253/978-88-6453-795-5.