KULIAH KE 305 – 10 - 2011

Atmosfer adalah lapisan udara yang terdiri dari campuran berbagai gas yang menyelimuti suatu planet baik planet

bumi,

Komponen Penyusun/Kandungan/Komposisi Atmostfer (Atmosfir) Bumi- Nitrogen (N^2) : 78.08%- Oksigen (O^2) : 20.95%- Argon (Ar) : 0.93%- Karbondioksida (CO^2) : 0.035%- Neon (Ne) : 0.0018%- Methan (CH^4) : 0.00017%- Helium (He) : 0.0005%- Hidrogen (H^2) : 0.000009%- Xenon (Xe) : 0.000004%

Manfaat/Fungsi Lapisan Atmosfer (Atmosfir) Bumi

1.Melindungi bumi dari benda-benda angkasa yang jatuh ke bumi karena terkena gaya gravitasi bumi.

2.Melindungi bumi dari radiasi ultraviolet yang berbahaya bagi kehidupan makhluk hidup dengan lapisan ozon.

3.Mengandung gas-gas yang dibutuhkan manusia, hewan dan tumbuhan untuk bernafas dan untuk keperluan lainnya seperti oksigen, nitrogen, karbon dioksida, dan lain sebagainya.

4.Media cuaca yang mempengaruhi awan, angin, salju, hujan, badai, topan, dan lain-lain.

LAPISAN ATMOSFER SECARA VERTIKAL

SUHURH, ANGINPRESIPITASI

PROSES IKLIM

TROPOSPHEREGAS RUMAH KACA

UAP AIR

PRESIPITASI1. HUJAN2. HUJAN ES3. SALJU

SUHU

PERBEDAAN KONDISI PERMUKAAN

ANGIN

IKLIM DAN CUACA

SUHU MENINGKAT

Kemarau / cuaca terik Penghujan / cuaca berawan

Jumlah radiasi yg sampai sedikit

1 2 3

4

PERBEDAAN SUHU PERMUKAAN TIDAK NYATA ANTARA SIANG DAN MALAM

Jumlah radiasi yg sampai besar

PERBEDAAN SUHU PERMUKAAN NYATA ANTARA SIANG (TINGGI), MALAM ( RENDAH ) AKIBAT PELEPASAN YG CEPAT

KABUT DI PAGI HARI/ EMBUN/ FROST

PENGARUH KE TANAMAN

1. PADA MUSIM KEMARAU/ CUACA CERAH RADIASI YANG SAMPAI TINGGI DIBANDINGKAN DENGAN PENGHUJAN/ CUACA BERAWAN LAJU FOTOSINTESIS TINGGI JIKA PERSEDIAAN AIR TANAH TINGGI PADA SIANG HARI. MALAM HARI PELEPASAN PANAS LEBIH CEPAT KARENA TIDAK TERHALANG OLEH AWAN PROSES RESPIRASI RENDAH SEHINGGA KELEBIHAN FOTOSINTAT YANG DIHASILKAN DAPAT DIGUNAKAN UNTUK PERTUMBUHAN. FASE VEGETATIF ( BATANG, DAUN, AKAR ). FASE GENERARTIF (PEMBESARAN BUAH, JUMLAH BUAH ).

FOTOSINTESIS 6 CO2 + 6 H2O C6H12O6 (FOTOSINTAT) + 6O2

RESPIRASI C6H1206 (FOTOSINTAT) + 6 O2 6 CO2 + 6 H2O

2. JIKA MUSIM PENGHUJAN JUGA TERLIHAT PERTUMBUHAN VEGETATIF LEBIH BESAR ? PADA MUSIM TSB AIR CUKUP, RH TINGGI PERTUMBUHAN SEL CEPAT DAN KADAR AIR TANAMAN TINGGI, BERAT KERINGNYA RENDAH.

3. YANG BERMASALAH : a. SUHU SIANG TINGGI DIIKUTI MALAM JUGA TINGGI TIDAK ADA

PERTUMBUHANb. SUHU SIANG RENDAH , MALAM JUGA RENDAH TIDAK ADA

PERTUMBUHAN

UNSUR IKLIM/ TANAH FISIOLOGI HASIL ( PERTUMBUHAN/ PRODUKSI )IKLIM ( RADIASI, RH, ANGIN, CURAH HUJAN, SUHU, EVAPORASI )TANAH ( FISIK, KIMIA, BIOLOGI )

FOTOSINTESIS, RESPIRASI, TRANSPIRASI,ABSORBSI AIR & HARA

VEGETATIF ( JUMLAH ANAKAN PRODUKTIF, JUMLAH DAUN/ LUAS DAUN, DLL )

GENE RATIF ( POLONG/ BULIR BERISI, LATEX, KADAR GULA, JULMLAH BUAH DLL

IKLIM

TANAHABSORBSI HARA DAN AIR

CONTOH 1 : TANAMAN TERGENANG AKIBAT HUJAN DERAS YANG LAMA

RATUSAN HEKTAR TANAMAN KARET TERANCAM MATI AKIBAT 2 BULAN TEGENANG

1. MASUKNYA AIR DARI TANAH KE AKAR ( ABSORBSI HARA DAN AIR ) OSMOSIS YI ADANYA PERBEDAAN KONSENTRASI ANTARA LARUTAN TANAH ( LEBIH ENCER ) DENGAN AIR DALAM SEL ( LEBIH PEKAT ).

2. ADANYA PERGERAKAN AIR KELUAR DARI TANAMAN (TRANSPIRASI ) AIR BERGERAK KEATAS SECARA PASIF AIR DARI TANAH TERUS BERGERAK KE DALAM TANAMAN

MENGAPA PADA KONDISI YANG TERGENANG, TANAMAN KEKURANGAN AIR TERLIHAT AWALNYA LAYU MATI

3. MASUKNYA AIR SECARA TRANSPORT AKTIF YI HARUS ADANYA ENERGI

PADA KONDISI TERGENANG AKAR TIDAK DAPAT BERESPIRASI KARENA 02 YANG KURANG/ TDK ADA ENERGI TIDAK DIHASILKAN. AKIBAT TIDAK ADA ENERGI TANAMAN TIDAK DAPAT MENGABSORBSI AIR SEDANGKAN TANAMAN TETAP BERTRANSPIRASI AKIBATNYA AIR SEL BERKURANG/ HABIS TERLIHAT LAYUNYA TANAMAN SERTA FUNGSI AIR TERGANGGU TANAMAN MATI JIKA PENGGENANGAN BERKELANJUTAN

CONTOH 2 : KONDISI BERAWAN / MENDUNG DARI PAGI SAMPAI SORE RADIASI KURANG SAMPAI KEPERMUKAAN BUMI SUHU RENDAH

FISIOLOGI ( FOTOSINTESIS - RESPIRASI - ABSORBSI HARA DAN AIR )

AKTIFITAS DAN HASIL RENDAH

TANAMAN ( PERTUMBUHAN / PRODUKSI PADA FASE PERTUMBUHAN DAN LAMANYA PRIODE BERLANGSUNG

CONTOH 3 : KELEMBABAN / RH TINGGI ( UMUMNYA TERJADI PADA MUSIM HUJAN )

BILA RH UDARA TINGGI MAKA PENGUAPAN / TRANSPIRASI TANAMAN RENDAH

KADAR AIR PADA TANAMAN TINGGI, PEMBENTUKAN SEL DAN KADAR AIR PADA SEL TINGGI

TANAMAN YANG TUMBUH PADA SAAT RH TINGGI LEBIH BESAR , KANDUNGAN AIR PADA TANAMAN TINGGI TERLIHAT LEBIH SEGAR

UAP AIR

UAP AIR

RH RENDAH

RH TINGGI TRANSPIRASI RENDAH

SEBALIKNYA BILA SUHU TINGGI/ RH RENDAH TANAMAN KERING DAN TIDAK SEGAR

TANAMAN YANG KURANG AIR PERTUMBUHANNYA LAMBAT, BUAH KECIL, GUGUR

TANAMAN KEKURANGAN AIR TURGOR SEL TURUN STOMATA MENUTUP DIFUSI CO2 TERHAMBAT PROSES FOTOSINTESIS TERGANGGU FOTOSINTAT RENDAH PERTUMBUHAN DAN HASIL RENDAH

BILA KEKERINGAN BERKEPANJANGAN MAKA TANAMAN KERING DAN MATI

Pemanasan global (global warming) pada dasarnya merupakan fenomena peningkatan temperatur global dari tahun ke tahun karena terjadinya efek rumah kaca (greenhouse effect) yang disebabkan oleh meningkatnya emisi gas-gas seperti karbondioksida (CO2), metana (CH4), dinitrooksida (N2O) dan CFC sehingga energi matahari terperangkap dalam atmosfer bumi.

Pemanasan global mengakibatkan dampak yang luas dan serius bagi lingkungan bio-geofisik (seperti pelelehan es di kutub, kenaikan muka air laut, perluasan gurun pasir, peningkatan hujan dan banjir, perubahan iklim, punahnya flora dan fauna tertentu, migrasi fauna dan hama penyakit, dsb).

Meningkatnya suhu global diperkirakan akan menyebabkan perubahan-perubahan yang lain seperti naiknya permukaan air laut, meningkatnya intensitas fenomena cuaca yang ekstrim, serta perubahan jumlah dan pola presipitasi. Akibat-akibat pemanasan global yang lain adalah terpengaruhnya hasil pertanian, hilangnya gletser, dan punahnya berbagai jenis hewan.

Apa saja yang termasuk dalam kelompok gas rumah kaca? Gas rumah kaca yang paling dominan adalah uap air (H2O), kemudian disusul oleh karbondioksida (CO2). Gas rumah kaca yang lain adalah methana (CH4), dinitro-oksida (N2O), ozone (O3) dan gas-gas lain dalam jumlah yang lebih kecil.

Apakah yang disebut dengan pemanasan global?Pemanasan global adalah peningkatan suhu rata-rata atmosfer di dekat permukaan bumi dan laut selama beberapa dekade terakhir dan proyeksi untuk beberapa waktu yang akan datang.

Bagaimana pemanasan global bisa terjadi? Pemanasan global terjadi akibat dari peningkatan efek rumah kaca yang disebebakan oleh naiknya konsentrasi gas rumah kaca di atmosfer. Semakin tinggi konsentrasi gas rumah kaca maka semakin banyak radiasi panas dari bumi yang terperangkap di atmosfer dan dipancarkan kembali ke bumi. Hal ini menyebabkan peningkatan suhu di permukaan bumi. Peningkatan suhu iklim juga bisa dikarenakan peningkatan radiasi matahari, namun efeknya relatif sangat kecil.

Bagaimana peran manusia dalam mempengaruhi peningkatan konsentrasi gas rumah kaca?Kegiatan manusia, terutama berupa pembakaran bahan bakar fosil dan aktifitas pertanian, menghasilkan emisi berupa gas rumah kaca yaitu CO2, CH4, N2O dan halokarbon (kelompok gas yang mengandung florine, klorin dan bromin). Gas-gas tersebut terakumulasi di atmosfer sehingga menyebabkan peningkatan konsentrasi seiring dengan perjalanan waktu. Peningkatan ini sangat kentara pada era industri seperti ditunjukkan pada gambar berikut.

Apakah ada positive feedback effect yang lain?Ada, yaitu mencairnya es dan salju akibat pemanasan global. Dengan mencairnya es dan salju, permukaan tanah yang sebelumnya tertutup menjadi terbuka. Karena tanah lebih gelap dari salju dan es maka akan semakin banyak panas yang diserap oleh permukaan bumi yang pada akhirnya meningkatkan suhu bumi.

Apakah fenomena iklim yang ekstrim akhir-akhir ini berhubungan dengan pemanasan global?Banyak data statistik memang menunujukkan demikian. Angka kejadian fenomena iklim yang ekstrim selama satu abad terakhir ini menujukkan peningkatan. Diantara kejadian ektrim tersebut antara lain adalah•Lamanya musim kering di Australia (2003)•Tingginya suhu saat musim panas di Eropa (2003)•Lamanya musim badai di Amerika Utara (2004 dan 2005)•Tingginya curah hujan di India (2005), dan sebagainya.

Kerentanan sektor pertanian terhadap bahaya kekeringan

Tingkat kerentanan lahan pertanian terhadap kekeringan cukup bervariasi antar-wilayah dan hal ini menunjukkan bahwa lahan sawah di beberapa wilayah di Sumatera dan Jawa rentan terhadap bahaya kekeringan

Dalam periode 1991-2006, luas tanaman padi yang dilanda kekeringan berkisar antara 28.580-867.930 ha per tahun dan puso 4.614-192.331 ha (Direktorat Perlindungan Tanaman, 2007). Kekeringan yang lebih luas terjadi pada tahun-tahun El Nino.

Kerentanan dan dampak sektor pertanian terhadap bahaya banjir

Kerentanan Sektor Pertanian terhadap Peningkatan Suhu Udara

Dampak Kenaikan Muka Air Laut terhadap Sektor Pertanian

Tingkat kerugian akibat kenaikan muka air laut terhadap penyusutan lahan sawah dalam bentuk produksi padi pada tahun 2050 diperkirakan akan mencapai 4,3 juta ton. Potensi dampak tersebut didasarkan pada tingkat produktivitas dan indeks pertanaman pada saat itu sudah meningkat dibandingkan dengan kondisi saat ini. Misalnya, rata-rata produktivitas padi sawah di Jawa dan Bali saat itu 7 t/ha dengan sedangkan di luar Jawa dan Bali 5-6 t/ha dengan

Kekurangan air selama pembibitan akibat kekeringan yang berkepanjangan akan memperlambat pertumbuhan tunas, yang selanjutnya akan menurunkan kualitas bibit secara signifikan. Tanaman muda yang menderita kekeringan akan menunjukkan gejala seperti layu, kekuning-kuningan, mengeriting dan pertumbuhan terhambat. Gejala-gejala tersebut muncul sebagai reaksi degradasi klorofil oleh tingginya intensitas cahaya dan suhu.Kekeringan mengakibatkan produksi tanaman kopi yang sudah menghasilkan akan menurun. Kehilangan hasil akan terjadi pada beberapa tahun ke depan. Kehilangan hasil bervariasi antara 44-76% kawasan yang basah dan 11-19% di kawasan yang kering.

Tanaman kelapa sawit mempunyai tipe perakaran dangkal sehingga umumnya tidak toleran terhadap cekaman kekeringan, yang sangat membatasi pertumbuhan dan produksi. Cekaman kekeringan dapat menghambat pembukaan pelepah daun muda, merusak hijau daun yang menyebabkan daun tampak menguning dan mengering, pelepah daun terkulai dan pupus patah. Pada fase reproduktif cekaman kekeringan menyebabkan perubahan nisbah kelamin bunga, bunga dan buah muda mengalami keguguran, dan tandan buah gagal menjadi masak. Akhirnya, mengakibatkan gagal panen dan menurunkan produksi tandan buah segar

Pengaruh kekeringan pada kelapa sawit mempunyai pengaruh yang signifikan terhadap berkurangnya produksi tandan sawit antara 21-32% pada stadium kekeringan pertama sampai dengan 54-65% pada stadium kekeringan keempat. Kekeringan juga menciptakan kondisi lingkungan yang mendukung berkembangnya hama kelapa sawit seperti ulat api (Setothosea asigna), ulat jengkal kelapa (Mahasena corbetti) dan tikus besar bandikot (Bandicota indica). Populasi hama-hama tersebut akan meningkat secara drastis selama musim kering, yang selanjutnya akan meningkatkan tingkat kerusakan kelapa sawit. Kekeringan juga mempercepat tingkat kematian tanaman kelapa sawit yang terinfeksi penyakit busuk pangkal batang yang disebabkan Ganoderma boninense, tanaman yang terinfeksi akan menjadi lebih rentan terhadap kekurangan air.

Kakao adalah tanaman yang sangat rentan terhadap kekeringan yang berkepanjangan (kekeringan berlanjut selama lebih dari 3 bulan). Kekeringan yang berkepanjangan pada pembibitan kakao akan menyebabkan suplai air tidak mencukupi dan akan mengakibatkan kematian bibit. Pengaruh yang sedang terhadap kekeringan berkepanjangan pada tanaman kakao yang belum menghasilkan dapat dilihat pada daun dan cabangnya, di mana warna daun berubah menjadi kuning kemudian tangkainya berubah menjadi kuning, sedangkan cabang mulai mengering. Pengaruh yang berat pada kekeringan yang berkepanjangan akan mengakibatkan kematian pada tanaman kakao yang belum menghasilkan.Kekeringan berkepanjangan akan menurunkan produksi tanaman kakao yang sudah menghasilkan. Penurunan hasil yang signifikan akan berlanjut pada beberapa tahun ke depan. Kondisi ini terjadi disebabkan setelah menderita kekeringan, tanaman akan menggunakan energi yang lebih banyak untuk pemulihan (recovery) daripada untuk pembungaan (flowering). Kekeringan yang panjang juga akan menekan populasi musuh alami hama kakao yang mana sesudah itu akan mendorong peningkatan populasi hama kakao seperti penggerek buah kakao (Conopomorpha cramerella). Pada daerah yang kering penurunan hasil dapat mencapai sekitar 40%, sementara pada daerah yang basah akan mencapai sekitar 20-26 %, tergantung kepada lamanya kekeringan dan musim hujan pada tahun-tahun berikutnya.

Kekeringan yang berkepanjangan pada pembibitan tebu akan mempengaruhi pertumbuhan keprasan  dan menurunnya jumlah potongan yang berkualitas. Kekeringan pada vase vegetatif tebu yang ditanam pada lahan basah (persawahan) akan mengakibatkan kondisi tanaman kurang baik, menurunnya jumlah pucuk, ukuran batang mengecil, tanaman mudah rubuh, dan rendemen menjadi rendah. Kekeringan yang terjadi pada tebu yang ditanam pada lahan kering akan mengakibatkan ukuran batang atas menjadi lebih kecil dan tangkai lebih sedikit. Kekeringan yang terjadi 5 bulan setelah tanam akan mematikan tanaman ratoon, sehingga produksi akan menurun secara signifikan.

Kekeringan pada pembibitan karet akan mengakibatkan tunas berguguran daunnya dan selanjutnya produksi mata tunas untuk okulasi akan menurun, sedangkan pada tanaman karet yang belum menghasilkan, dapat menghambat pertumbuhan tanaman karet belum menghasilkan, menyebabkan mundurnya periode penyadapan, dan penundaan perkembangan lingkar batang hingga 3,9 cm dan potensi kehilangan produksi latex hingga 175 kg/hektar.Kekeringan yang berkepanjangan dapat menurunkan latex hingga mencapai 250 kg/hektar atau setara dengan 10% rata-rata produktifitas normal pada tanaman karet yang sudah menghasilkan. Pemulihan dapat dilakukan melalui perlakuan khusus, seperti mengolesi dengan kapur dan pemupukan ekstra Nitrogen (N) dan Kalium (K) dengan dosis 20 % lebih tinggi dari dosis direkomendasikan dan waktu aplikasi yang tepat.

PERTANYAAN

1) COBA SDRA JELASKAN PERAN ATMOSFER

2) MENGAPA PADA LAPISAN TROPOSFER TERJADI PROSES IKLIM

3) JELASKAN HUBUNGAN CUACA FISIOLOGI TANAMAN

4) MENGAPA KEKERINGAN DAPAT MENURUNKAN PERTUMBUHAN DAN HASIL

5) MENGAPA TERJADI PEMANASAN GLOBAL DAN APA AKIBATNYA PADA BIDANG PERTANIAN

6) BENARKAH IKLIM / CUACA DAPAT SEBAGAI FAKTOR PEMBATAS PERTUMBUHAN DAN HASIL ?

7) MANA LEBIH BERBAHAYA ELNINO ATAU LANINA

8) COBA SDRA JELASKAN DAMPAK KEKERINGAN PADA TANAMAN PADA FASE VEGETATIF DAN GENERATIF :

a) KELAPA SAWITb) KAKAOc) KARETd) KOPIe) PADI