.

1
ekologi tanaman
tujuan:
Mahasiswa mengetahui hubungan antara lingkungan dengan tanaman dan mampu membuat konsep ekologi tanaman melalui pengetahuan tentang interaksinya dengan lingkungan yang terus berubah dan konsekuensinya terhadap pertumbuhan dan perkembangan tanaman dengan mengacu pada pertanian berkelanjutan.

1. mengetahui pengertian dan ruang lingkup ekologi tanaman;
2. mengetahui asas dan konsep ekosistem serta konsep energi dalam ekosistem
3. menjelaskan komunitas, suksesi, adaptasi dan distribusi vegetasi;
4. menjelaskan organisasi pada taraf komunitas dan populasi;
5. menjelaskan lingkungan tumbuh tanaman dan interaksi antara lingkungan dengan tanaman;
6. menjelaskan ekologi air tawar dan darat.


Ekologi Tanaman ?
1. ILMU YANG MEMPELAJARI HUBUNGAN TIMBAL BALIK ANTARA
TANAMAN DAN LINGKUNGANNYA
Definisi di atas ada hubungannya dengan asal
katanya, dimana Ahli Zoologi Jerman Ernst HAECKEL (1866) menterjemahkan kata Oekologie yang berasal dari bahasa Yunani, yaitu:
Oikos artinya rumah dan Logos artinya mempelajari
sehingga oekologie diterjemahkan secara bebas sebagai ilmu
yang mempelajari makhluk hidup dirumahnya (lingkungannya)

Lingkungan ?
Jumlah seluruh faktor BIOTIK dan ABIOTIK yang mempengaruhi makhluk hidup
BIOTIK: misalnya kompetisi, mutualisme, alelopati, herbivora,
dan interaksi
ABIOTIK: semua aspek kimia dan fisika lingkungan yang
mempengaruhi perkembangan dan pertumbuhan tanaman
Lingkungan Makro,
dicirikan oleh:
1. INTENSITAS CAHAYA
2. KELEMBABAN,
3. KECEPATAN ANGIN,

Lingkungan Mikro ?

1. Lingkungan di bawah tajuk,

2. Lingkungan di bawah permukaan tanah.

Definisi lanjut;
2. ILMU YANG MEMPELAJARI HUBUNGAN
TIMBAL BALIK ANTARA STRUKTUR DAN
FUNGSI

3. ILMU YANG MEMPELAJARI DAN MEMANIPULASI MIKROORGANISME TANAH DAN PROSES-PROSES METABOLISMENYA UNTUK MENGOPTIMUMKAN PRODUKSI TANAMAN (Himpunan Biotek Tanah,1987).


FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI
PERTUMBUHAN DAN HASIL TANAMAN

FAKTOR IKLIM
1. Presipitasi:
a. Jumlah
b. Distribusi
2. Suhu udara FAKTOR TANAH
3. Kelembaban relatif 1. Bahan Organik
4. Cahaya 2. Tekstur
a. Intensitas 3. Struktur
b. Kualitas 4. Kapasitas Tukar Kation
c. Durasi 5. Kejenuhan Basa
d. Jumlah 6. Kemiringan dan
Topografi FAKTOR TANAMAN
5. Ketinggian tempat 7. Suhu Tanah 1. Spesies/varietas
6. Angin 8. Pengelolaan Tanah: 2. Benih/bibit
a. Kecepatan a. Pengolahan 3. Waktu tanam
b. Distribusi b. Irigasi 4. Jarak tanam
7. Konsenrasi CO2 c. Drainase 5. Kualitas benih
d. Nutrisi 6. Transpirasi dan
Evaporasi
9. Kedalaman (zona
perakaran) 7. Organisme pengganggu
tanaman:
a. Hama
b. Penyakit
c. Gulma
8. Kebutuhan air
9. Efisiensi panen

KELOMPOK FAKTOR IKLIM
(hujan, angin, cahaya, suhu, kelembaban udara, panjang hari)
KELOMPOK FAKTOR GANGGUAN
(Hama, Penyakit, dan Gulma)
KELOMPOK FAKTOR BAHAN TANAM
(spesies, varietas, kualitas benih)
KELOMPOK FAKTOR ESSENSIAL
(air, unsur hara, dan cahaya)
PERTUMBUHAN DAN HASIL TANAMAN


LINGKUP EKOLOGI TANAMAN ?



2. Sejarah Perkembangan Ekologi
Sejarah perkembangan ekologi dimulai dari tulisan
Pebus de Crecentius (1905)
merupakan perintis pertama yang mengatakan adanya kompetisi pada tanaman
King (1685)
merupakan ahli pertama yang menjelaskan konsep suksesi pada tanaman.

Warning (1891) mengemukakan uraian klasik hubungan suksesi di bukit-bukit pasir

Shumaker (1899) berdasarkan konsep Warning serta Cowles
menerbitkan pula tulisan tentang bukit pasir di Michigan AS

Clements (1916 - 1928) telah berhasil meletakkan dasar pengukuran dalam ekologi, antara lain pengukuran menggunakan metode kuadrat dengan alat-alat tertentu dalam menilai suatu habitat.

Clements mengemukakan
konsep indikator
Ada hubungan yang khas antara lingkungan dan tumbuhan sehingga tumbuhan dapat digunakan untuk menduga sifat suatu lingkungan dan sebaliknya disebut indikator biologi atau bioindikator atau fitoindikator.
Misal: Ada pohon PURUN F pH tanah masam (di Kalimantan)

Suatu tumbuhan dapat digunakan untuk menduga jenis tumbuhan lain yang mungkin dapat hidup di lingkungan itu disebut indikator vegetasi
Misal: Petai tumbuh baik F Cengkeh tumbuh baik


 Komunitas atau setidak-tidaknya kebanyakan tumbuhan merupakan indikator yang lebih baik daripada tumbuhan yang tumbuh secara individual.
 Pengetahuan tentang tumbuhan indikator dapat membantu mencirikan sifat tanah setempat, dengan demikian dapat untuk menentukan komoditas apa yang dapat diusahakan di bagian tanah itu atau seluruh tanah di situ.
 Bahkan beberapa jenis logam dapat dideteksi dengan pertumbuhan tumbuhan tertentu di suatu areal.

Azas-azas tumbuhan indikator
1. Tumbuhan sebagai indikator kemungkinan bersifat steno atau eury.
2. Tumbuhan terdiri atas banyak spesies merupakan indikator yang lebih baik daripada kalau terdiri atas sedikit spesies.
3. Sebelum mempercayai sebagai suatu indikator harus dibuktikan dulu di tempat-tempat lain.
4. Banyaknya hubungan antara spesies, populasi dan komunitas sering memberikan petunjuk sebagai indikator yang lebih dapat dipercaya daripada spesies tunggal.
PEMBAGIAN EKOLOGI

• Autekologi : pengkajian individu organisme atau spesies.
• Synekologi : pengkajian golongan atau kumpulan organisme-organisme yang berasosiasi bersama sebagai satu satuan.
SUKSESI VEGETASI
 Lucy E. Braun (1956) mengatakan bahwa vegetasi merupakan sistem yang dinamik.
 Pengamatan yang lama pada pergantian vegetasi di alam menghasilkan konsep suksesi.
 Odum F suksesi vegetasi adalah urutan proses pergantian komunitas tanaman di dalam satu kesatuan habitat.
 Salisbury F kecenderungan kompetitif setiap individu dalam setiap fase perkembangan sampai mencapai klimaks
 Clements F proses alami dengan terjadinya koloni yang bergantian, biasanya dari koloni sederhana ke yang lebih kompleks.

Clements (1974) membedakan 6 sub komponen dalam proses suksesi yaitu:
1. Nudasi : terbukanya lahan, bersih dari vegetasi
2. Migrasi : tersebarnya biji
3. Eksesis : proses perkecambahan, pertumbuhan dan reproduksi
4. Kompetisi : adanya pergantian spesies
5. Reaksi : perubahan habitat karena aktivitas spesies
6. Klimaks : komunitas stabil

Penyebab Suksesi
 Iklim F Fluktuasi keadaan iklim kadang-kadang membawa akibat rusaknya vegetasi baik sebagian maupun seluruhnya.
 Topografi F Suksesi terjadi karena adanya perubahan kondisi tanah, antara lain:

 Erosi
Erosi dapat terjadi karena angin, air dan hujan. Dalam proses erosi tanah menjadi kosong kemudian terjadi penyebaran biji oleh angin (migrasi) dan akhirnya proses suksesi dimulai.
 Pengendapan (denudasi)
Erosi yang melarutkan lapisan tanah, di suatu tempat tanah diendapkan sehingga menutupi vegetasi yang ada dan merusakkannya. Kerusakan vegetasi menyebabkan suksesi berulang kembali di tempat tersebut.

• Biotik
Pemakan tumbuhan seperti serangga yang merupakan pengganggu di lahan pertanian demikian pula penyakit mengakibatkan kerusakan vegetasi.
Di padang penggembalaan, hutan yang ditebang, panen menyebabkan tumbuhan tumbuh kembali dari awal atau bila rusak berat berganti vegetasi.
Macam Suksesi
Berdasarkan kondisi habitat pada awal proses suksesi, suksesi dibedakan menjadi dua macam yaitu :
1. Suksesi primer
Suksesi yang terjadi belum ada vegetasinya atau di daerah yang tadinya sudah ada vegetasi, kemudian terganggu (misalnya terbakar), sehingga daerah tersebut berkembang suatu komunitas yang baru.
2. Suksesi sekunder
Suksesi yang terjadi pada habitat yang pernah ditumbuhi vegetasi kemudian mengalami gangguan, tetapi gangguan tersebut tidak merusak total organisme sehingga dalam komunitas tersebut, substrat lama dan kehidupan masih ada.

• Proses kerusakan komunitas disebut denudasi

• Tipe suksesi yaitu:
F Hidrosere
Tipe suksesi yang berkembang di daerah (habitat) perairan yang biasanya disebut Hidrarch. Vegetasi yang sering berganti dalam hidrarch disebut hidrosere.
Urut-urutan terjadinya proses ini:
tumbuhan air yang terendam → tumbuhan terapung seperti eceng gondok → rumpur rawa → rumput daratan → semak → akhirnya pohon.


• Proses kerusakan komunitas disebut denudasi

• Tipe suksesi yaitu:
F Hidrosere
Tipe suksesi yang berkembang di daerah (habitat) perairan yang biasanya disebut Hidrarch. Vegetasi yang sering berganti dalam hidrarch disebut hidrosere.
Urut-urutan terjadinya proses ini:
tumbuhan air yang terendam → tumbuhan terapung seperti eceng gondok → rumpur rawa → rumput daratan → semak → akhirnya pohon.


F Halosere
Suksesi yang dimulai pada tanah bergaram atau air asin.
F Xerosere
Suksesi vegetasi yang berkembang dalam daerah xerik atau kering, biasanya disebut xerarch.
Urut-urutan terjadinya proses ini:
Lumut kerak ®¾¾ lumut kerak berdaun ®¾¾ lumut ®¾¾ rumput-rumputan (herbaceus) ®¾¾ semak-semak (shrubs) ®¾¾ pohon-pohonan.




3.

TANAMAN SEBAGAI UNIT EKOLOGI
APA YANG DIMAKSUD DENGAN LINGKUNGAN ?
Adalah faktor-faktor yang mempengaruhi hubungan antar-spesies
dan inter-species sehingga terjadi interaksi, baik yang bersifat:
obligat atau insidental;
saling menguntungkan atau merugikan,
yang dijembatani oleh faktor-faktor fisiko-kimia lingkungan.

dan

Setiap spesies tanaman merupakan kumpulan individu yg dinamis
yang mampu merespon setiap perubahan lingkungan,
misalnya:
menebalkan/menipiskan daun
menggugurkan daun
dan lain-lain

HUKUM MINIMUM
PRINSIP UMUM HUBUNGAN ANTARA LINGKUNGAN DAN TANAMAN
Organic Chemistry in its Application to Agriculture and Physiology (1840):
menyimpulkan bahwa hasil suatu tanaman tergantung pada nutrien tanah yang jumlahnya terbatas.

KELEMAHAN HUKUM MINIMUM:
1. Tanaman mempunyai batas toleransi (atas dan bawah)
2. Faktor lingkungan mempengaruhi pertumbuhan tanaman secara bersamaan, satu faktor dapat memperbesar/ memperkecil faktor lain.

Konsep HUKUM MINIMUM kemudian dimodifikasi dengan menambahkan faktor-faktor lain, seperti kelembaban, suhu, pengendalian HPT, cahaya, populasi tanaman dan kapasitas genetik tanaman.

MODEL PERTUMBUHAN MITSCHERLICH
(pertumbuhan sebagai hasil dari berbagai input)

dy/dx = (A – y).c
dimana : y = hasil; x = jumlah input faktor pertumbuhan;
A = potensi hasil maksimum; c = konstanta (faktor efisiensi);
dan dy/dx = perubahan hasil setiap perubahan input.
1 unit yang menyebabkan kenaikan hasil sebesar 50% disebut unit BAULE.
disebut juga:
'The LAW of DIMINISHING RETURNS'
atau
Versi Logaritma:
Log (A-y) = Log A – 0,301 x
(PERSAMAAN MITSCHERLICH-SPILLMAN)


The THEORY of TOLERANCE

VICTOR SHELFORD (1913) seorang ahli Ekologi Hewan AS
mengusulkan perbaikan The 'LAW' of the MINIMUM

kemudian

dijelaskan oleh RONALD GOOD (1931, 1953) yang menyatakan
bahwa:

"SETIAP SPESIES TANAMAN AKAN MAMPU HIDUP & BERKEMBANG
DENGAN BAIK PADA KONDISI LINGKUNGAN TERTENTU"



Catatan:
1. Selang toleransi untuk beberapa faktor dapat lebar tetapi sempit untuk faktor lain,
2. Selang toleransi dapat berubah selama evolusi, tetapi perubahan berjalan lambat seiring dengan perubahan lingkungan.

\HASIL PENELITIAN SAAT INI menyimpulkan bahwa:

FAKTOR BIOTIK
(Kompetisi, Predasi, Simbiosis, Tempat Bersarang, modifikasi habitat)

dan

ABIOTIK/FISIKO-KIMIA LINGKUNGAN
(Suhu, Kelembaban, Cahaya Matahari, pH, Salinitas, Atmosfer, dll)
BEKERJA SECARA SIMULTAN!