Radiasi matahari atau yang dikenal dengan sinar matahari merupakan radiasi yang dipancarkan oleh matahari sampai ke bumi melewati lapisan atmosfer. Selain komponen abiotik, radiasi matahari juga berpengaruh terhadap komponen biotik yang ada di lapisan biosfer. Tanaman merupakan organisme yang sangat bergantung terhadap ketersediaan sinar atau radiasi matahari tersebut.
Jika menyangkut aliran energi yang terjadi dalam rantai makanan dan jaring-jaring makanan, tanaman memegang kunci utama dalam ekologi. Bagaimana tidak, kedudukan tanaman sendiri sebagai produsen yang menempati tingkat tropik pertama, menjadi sumber energi. Jumlahnya yang paling banyak dalam piramida ekologi mempunyai peran yang penting untuk tingkat tropik selanjutnya. Oleh karena itu, radiasi matahari menjadi salah satu faktor eksternal pertumbuhan dan perkembangan tanaman.
Sebelum membahas pengaruh radiasi matahari terhadap tanaman, sebaiknya kita perlu mengenal faktor-faktor radiasi yang penting bagi tanaman yaitu:
- Intensitas radiasi matahari, merupakan jumlah energi dari cahaya matahari yang diserap tergantung sudut datangnya sinar pada suatu luasan dan dalam kurun waktu tertentu. Berdasarkan hal itu tanaman dapat dibedakan menjadi tanaman C3, C4, dan CAM.
- Kualitas radiasi matahari, merupakan komposisi panjang gelombang dari cahaya matahari yang diterima oleh tanaman karena tanaman hanya menyerap kisaran panjang gelombang tertentu.
- Fotoperiodisitas, merupakan panjangnya lama penyinaran matahari yang dimanfaatkan tanaman. Setiap tanaman mempunyai fotoperediositas yang berbeda-beda sehingga dikenal dengan tanaman hari panjang dan rendah.
Pengaruh Radiasi Matahari Terhadap Tanaman
Radiasi matahari dapat mempengaruhi pertumbuhan tanaman dan perkembangan tanaman baik secara vegetatif maupun generatif. Berikut ini adalah pengaruh radiasi matahari terhadap tanaman.
1. Terjadinya Reaksi Fotosintesis (Fotoenergetic)
Radiasi matahari akan diserah oleh tanaman. Prinsip penyerapan ini adalah sifat cahaya sebagai partikel dalam bentuk foton (photon) yang merupakan paket distrik dari energi (dengan panjang gelombang tertentu) akan diserap oleh molekul-molekul pigmen. Pigmen-pigmen tersebut terdapat di dalam kloroplas. Kloroplas sendiri dapat ditemukan di bagian tanaman yang berwarna hijau salah satunya daun.
Proses di atas merupakan awal jalanya proses fotosintesis yang sangat kompleks. Fotosintesis merupakan proses pembentukan zat organik sebagai cadangan makanannya yang berupa karbohidrat menggunakan energi radiasi matahari yang diserap tadi dalam bentuk ATP untuk memecah elektron dari air (fotolisis). Elektron-elektron tersebut yang nantinya digunakan membentuk senyawa organik melalui proses yang disebut fiksasi karbon. Elektron digunakan untuk mengubah karbondioksida (CO2) menjadi jenis karbohidrat. Lebih jelasnya berikut ini adalah reaksi fotosintesis:
Seperti yang diketahui bahwa pancaran radiasi matahari mempunyai perbedaan energi tergantung panjang gelombangnya. Terdapat beberapa panjang gelombang tampak yaitu kisaran 300-700 nm yang meliputi:
- Panjang gelombang < 400 nm : cahaya ungu/violet
- Panjang gelombang 410 – 500 nm : cahaya biru
- Panjang gelombang 510 – 600 nm : cahaya hijau-kuning
- Panjang gelombang 610 – 700 nm : cahaya jingga-merah
Menurut lakitan (2011) dalam dasar-dasar fisiologi tumbuhan, daun kebanyakan spesies dapat menyerap 90% cahaya ungu – biru dan juga jingga – merah. Sedangkan cahaya hijau akan dipantulkan oleh klorofil karena tidak efektif. Tidak hanya pigmen klorofil, pigmen lain seperti karatenoid juga menyerap cahaya ungu-biru membantu dalam mentransfer energi ke pusat reaksi di membran thilakoid. Lakitan menambahkan energi tiap foton berbanding terbalik dengan panjang gelombang, artinya gelombang yang lebih pendek lebih banyak foton energetik yang didapatkan dibandingkan yang dihasilkan oleh gelombang yang lebih panjang.
2. Terjadinya Transpirasi
Tanaman menerima radiasi matahari di siang hari dan hanya sekitar 0,5 – 2,0 % energi yang dimanfaatkan tanaman dari total keseluruhan energi yang tersedia. Radiasi matahari akan meningkatkan suhu daun, sehingga perlu diimbangi dengan usaha membebaskan energi tersebut karena peningkatan suhu tanaman akan mengganggu metabolismenya (Lakitan, 2011; Dasar-dasar fisiologi tumbuhan).
Transpirasi merupakan bentuk pengeluaran uap air melalui sel stomata daun. Proses ini terjadi di saat stomata dibuka. Selain untuk menimbulkan laju pengangkutan unsur hara, juga menjaga stabilitas suhu daun. Namun, pada beberapa jenis tanaman seperti kaktus yang hidup di daerah kering, transpirasi di siang hari sangat dihindari karena transpirasi akan banyak menghilangkan kandungan air dalam jaringannya.
3. Perkecambahan
Perkecambahan merupakan proses berkembangnya biji menjadi tumbuhan muda. Perkecambahan menjadi bagian dari fotomorfogenesis. Fotomorfogenesis merupakan pengaruh cahaya terhadap pertumbuhan atau perkembangan struktur. Adapun pengaruh cahaya atau radiasi terhadap perkembangan tumbuhan muda yaitu:
- Pemanjangan batang berlangsung cepat di daerah gelap (etiolasi)
- Belum ada pertumbuhan daun dan klorofil di daerah gelap.
- Pertumbuhan akan terbatas di daerah gelap.
- Pada saat pertumbuhan kecambah dipengaruhi radiasi atau cahaya matahari, terjadi pertumbuhan daun, perkembangan akar, produksi klorofil, dan terjadi penghambatan pemanjangan batang.
4. Fotoperiodisme
Sebenarnya fotoperiodisme merupakan lanjutan perkembangan dari fotomorfogenesis. Fotoperiodisme disini lebih ke perkembangan tanaman dari fase vegetatif menjadi tapahan pembentukan bunga. Fotoperiodisme merupakan pengaruh radiasi matahari (periode terang dan gelap) untuk merangsang pembungaan. Tanaman dapat dibagi menjadi beberapa kelompok berdasarkan fotoperiodisme yaitu:
- Tanaman berhari panjang : Membutuhkan lamanya penyinaran pada siang hari lebih dari 12 jam untuk berbunga.
- Tanaman berhari netral : Tidak dipengaruhi oleh lamanya penyinaran pada siang hari (panjang hari). Pembungaan lebih dipengaruhi pertumbuhan vegetatif tertentu.
- Tanaman berhari pendek : Membutuhkan lamanya penyinaran pada siang hari kurang dari 12-14 jam (panjang hari maksimum).
5. Terjadinya Gerak Etionom
Gerak etionom merupakan gerak yang disebabkan oleh rangsangan dari luar termasuk radiasi matahari. Salah satunya gerak tropisme. Gerak tropisme pada tumbuhan adalah gerak tumbuhan ke arah datangnya cahaya matahari, misalnya gerak koleoptil yang menuju arah datangnya matahari. Selain tropisme, juga terdapat fotonasti contohnya yang ditemukan pada beberapa spesies tanaman berbunga yang bunganya mekar pada jam-jam tertentu. Gerak ini dipengaruhi oleh rangsangan cahaya.
6. Fotodestruktif
Selain menguntungkan bagi tanaman, terdapat beberapa kondisi yang mana intensitas cahaya matahari dapat merusak tanaman. Misalnya yang terjadi pada proses fotosintesis yang mencapai titik jenuhnya, dimana radiasi matahari bersifat merusak. Tidak hanya itu, klorofil pada daun bisa pecah dan rusak. Intensitas cahaya juga dapat mempengaruhi aktivitas enzim akibat suhu yang ikut berubah.
Pada beberapa kondisi, radiasi matahari sangat menguntungkan dan juga bisa merusak. Itulah tadi beberapa pengaruh radiasi matahari terhadap tanaman. Semoga bermanfaat.