iklan

Pengaruh Banjir terhadap tanaman

incagri.com Incagri.com

Perubahan fisika- kimia Selama Banjir

Kelebihan air menyebabkan penurunan tajam dalam potensial redoks tanah, sehingga terjadi perubahan yang sangat signifikan terhadap profil unsur tanah. Begitu oksigen bebas habis, nitrat digunakan oleh mikroorganisme tanah sebagai akseptor elektron alternatif dalam respirasi. Mangan (Mn) oksida adalah akseptor elektron berikutnya, diikuti oleh besi dan sulfat. Hal ini menyebabkan pembentukan sejumlah besi terlarut Fe2+ dan Mn2+ larutan tanah, dimana level diatasnya beracun (Marschner, 1991). Perlu juga diingat bahwa kelarutan kation logam yang berpotensi beracun sangat tergantung pada pH tanah dan toksisitas dari beberapa elemen-elemen ini dapat meningkat lebih jauh pada beberapa jenis tanah (seperti Mn2+ pada tanah asam). Perlu diketahui bahwa genangan air biasanya menghasilkan penyimpangan terhadap netralitas, yang menyebabkan perubahan larutan hara. Saat stres banjir berlangsung, terjadi penurunan lebih lanjut pada hasil potensial redoks dalam mengurangi sulfat menjadi hidrogen sulfida. Sehingga, pembentukan metana, dari pengurangan karbon dioksida dan asam organik tertentu, dimulai pada potensial redoks 200 mV (pH=7). Pertukaran gas terhambat selama terjadi genangan air tanah juga menyebabkan tekanan parsial CO2 tinggi (pCO2) di zona akar, dengan beberapa konsekuensi serius bagi pertumbuhan dan metabolisme akar. Tingginya  zona akar (pCO2 akan menyebabkan konsentrasi HCO3 tinggi) pada sitoplasma, dengan implikasi untuk sistem regulasi metabolisme. Padi dan tanaman lahan basah lainnya dapat mentolerir pCO2 tinggi tetapi spesies bukan hidup di sawah mengalami kerusakan yang cepat, Juga pada lahan yang tergenang air, bentuk utama dari tanaman yang tersedia nitrogen (N) adalah NH4, dan adaptasi tanaman untuk nutrisi NH4 Vs NO penting dalam genangan air berkepanjangan. Beberapa spesies lahan basah sangat efisien dalam menyerap NO3 , kemungkinan untuk mengais/mencari NO – dalam rizosfir dengan nitrifikasi tergantung pada O2 yang dilepaskan dari akar.  Banyak volatil (rantai pendek) asam lemak dan asam fenolik juga menumpuk di tanah selama genangan air yang berkepanjangan .  Banjir tanah biasanya mempengaruhi pertumbuhan tanaman dengan cara yang negatif  ditampilkan pada batas nutrisinya. Genangan air mengurangi tingkat gizi endogen di berbagai bagian tanaman (Ashraf et al.,2011). Kekurangan oksigen di zona akar menyebabkan penurunan tajam pada selektivitas serapan K+/Na+ dan menghambat pengangkutan K+ ke tunas.  Penuaan dini daun dan tunas pada tanaman banjir disebabkan oleh penghambatan serapan nitrogen (N) akibatnya terjadi pembagian kembali nitrogen dalam tunas. Selain itu, efisiensi fotosistem (PS) II terhambat dikaitkan dengan kekurangan N, P, K, Mg dan Ca. Hal ini terbukti dari literatur bahwa efek samping dari genangan air yang tidak disebabkan oleh tingkat beracun dari Na dan Fe dapat juga mengurangi konsentrasi N , P , K , Ca dan Mg yang merupakan penyebab utama (Smethurst et al.,2005)

Metabolisme tanaman dan perubahan energik

incagri.com Incagri.com

Respirasi aerobik  oleh akar dan mikroorganisme mengurangi konsentrasi oksigen dalam rizosfir yang menyebabkan hipoksia / anoksia. Oleh karena itu, respirasi aerobik akan terhambat, fosforilasi oksidatif diabaikan dan pergeseran metabolisme tanamannya ke anaerobik.  Salah satu konsekuensi paling penting dari keterbatasan energi di bawah anoksia (kurang nya oksigen) diubah ke keadaan redoks dalam sel . Karena tidak tersedianya oksigen, pembawa elektron dalam rantai transpor elektron menjadi berkurang, yang mempengaruhi reaksi redoks metabolisme aktif.  Oleh karena itu, sel-sel perlu mempertahankan karakteristik redoks mereka, yaitu rasio NADH/NAD+ terpengaruh di bawah banjir (Chirkova et al.,1992). Komponen transpor elektron jenuh, pengurangan lebih tinggi pada lingkungan intraseluler dan pasokan energi yang rendah merupakan faktor yang menguntungkan bagi generasi spesies oksigen reaktif (ROS). Konsekuensi pembentukan ROS tergantung pada intensitas stres serta pada kondisi fisikokimia dalam sel (yaitu status antioksidan, keadaan redoks dan pH). Generasi ROS pada  kondisi stres dapat menyebabkan peroksidasi lipid, inaktivasi, dan kerusakan oksidatif DNA (Shewfelt and Purvis, 1995).  Tingginya konsentrasi  Ca2+ di sitoplasma, pengasaman sitoplasma dan perubahan permeabilitas membran sel adalah fitur yang paling umum diamati di bawah kondisi genangan. Penghambatan respirasi mitokondria, sintesis ATP dan fotosintesis.  Metabolisme Anaerobic (fermentasi etanol dan laktat) serta sintesis ANPS. Spesies toleran terhadap genangan air tanah umumnya mampu mempertahankan tingkat energinya melalui fermentasi. Selain itu pemeliharaan berada di tingkat energi pada level energi di pH sitosol sangat penting. Ketika hipoksia atau anoksia terjadi pada pH sitoplasma menunjukkan penurunan pH awal yang dikaitkan dengan produksi awal asam laktat dengan fermentasi. Menurut ” Davis- Roberts teori pH – negara ” penurunan pH memungkinkan beralih dari laktat menjadi etanol fermentasi dengan menghambat dehidrogenase laktat (LDH) dan aktivasi ADH (Chang et al.,1983)  karena aktifitas ini  meningkatkan nekrosis sel, beralih untuk mempertahankan pH sekitar 6,8 sehingga memungkinkan kelangsungan hidup sel .

Respon Tanaman Terhadap Banjir 

Tanaman mengembangkan tanggapan anatomi , morfologi dan fisiologi yang sesuai untuk mengatasi genangan parsial yang dikenakan oleh banjir (Armstrong, 1979). Tanggapan anatomi yang paling umum adalah munculnya aerenkim dalam jaringan (Seago et al ., 2005) , yang memfasilitasi transportasi oksigen dari tunas ke akar (Colmer, 2003). Secara morfologi, biasanya respon terhadap banjir termasuk akar adventiv meningkatkan tinggi tanaman  sehingga sebagian besar biomasa diatas permukaan air. Hal ini membantu menfasilitasi oksigenasi  dari jaringan yang terendam melalui jaringan aerenchyma. Pada tingkat fisiologis, banjir memodifikasi hubungan air dan fiksasi karbon pada tanaman. Penutupan stomata, dengan atau tanpa daun dehidrasi, pengurangan transpirasi dan penghambatan fotosintesis, adalah tanggapan yang dapat terjadi pada jam atau hari, tergantung pada toleransi banjir setiap spesies tanaman (Bradford & Hsiao, 1982) Bagian berikut menunjukkan respon tanaman utama di level/tingkat  toleransi terhadap banjir .

incagri.com Incagri.com

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *