Minggu, 14 Juli 2013

KURVA SIGMOID PERTUMBUHAN



ABSTRAK
Laju pertumbuhan suatu tumbuhan atau bagiannya berubah menurut waktu, oleh karena itu, bila laju tumbuh digambarkan dengan suatu grafik, dengan laju tumbuh ordinat dan waktu pada absisi. Maka grafik itu merupakan suatu kurva berbentuk huruf S atau kurva sigmoid. Dalam proses pertumbuhan terdapat fase-fase yang mencirikan keadaan pertumbuhan tersebut, selain itu laju pertumbuhan suatu tanaman juga dipengaruhi oleh faktor eksternal dan internal. Untuk melihat bagaimana laju pertumbuhan dan perkembangan suatu tanaman maka dilakukan praktikum yang bertujuan mengukur laju pertumbuhan pada tanaman jagung (Zea mays). Pengamatan laju pertumbuhan dilakukan dengan mengukur tinggi tanaman, jumlah dan luas daun, dan berat kering dan berat basah setiap minggu. Berdasarkan hasil pengamatan pertumbuhan tanaman jagung (zea mays), melalui fase logaritmik, linear dan pertumbuhan, sehingga laju pertumbuhannya yang digambarkan melalui grafik membentuk seperti huruf S atau yang sering disebut kurva sigmoid pertumbuhan.
Kata kunci: kurva sigmoid, fase pertumbuhan, faktor pertumbuhan, dekstruktif, nondekstruktif

PENDAHULUAN
            Suatu hasil pengamatan pertumbuhan tanaman yang paling sering dijumpai khususnya pada tanaman setahun adalah biomassa tanaman yang menunjukkan pertambahan mengikuti bentuk S dengan waktu, yang dikenal dengan model sigmoid. Biomassa tanaman mula-mula (pada awal pertumbuhan) meningkat perlahan, kemudian cepat dan akhirnya perlahan sampai konstan dengan pertambahan umur tanaman. Liku demikian dapat simetris,yaitu setengah bagian pangkal sebanding dengan setengah bagian ujung jika titik belok terletak diantara dua asimptot. Seorang ilmuan akan tidak menerima begitu saja kenyataan tersebut, tetapi mengajukan pertanyaan mengenai proses atau mekanisme yang mengajukan pertanyaan mengenai proses atau mekanisme yang membuat hubungan biomassa dengan waktu demikian, dan faktor-faktor yang mengendalikannya.
            Sebagai jawaban dari pertanyaan tersebut beberapa pertanyaan kemudian akan muncul seperti apakah itu karena factor X,Y dan Z. Apakah itu karena hubungan yang demikian di antara faktor-faktor tersebut. Faktor-faktor dan proses atau hubungan diantara satu dengan faktor lain, hipotatik akan dilahirkan yaitu yang mendapatkan dukungan paling kuat (sesuai fakta yang tersedia). Faktor dan hubungan yang ditempatkan tersebut kemudian ditampilkan secara bersama dalam suatu bentuk bahasa matematik yaitu model matematik.
Pertumbuhan tanaman mula-mula lambat, kemudian berangsur-angsur lebih cepat sampai tercapai suatu maksimum, akhirnya laju tumbuh menurun. Apabila digambarkan dalam grafik, dalam waktu tertentu maka akan terbentuk kurva sigmoid (bentuk S). Bentuk kurva sigmoid untuk semua tanaman kurang lebih tetap, tetapi penyimpangan dapat terjadi sebagai akibat variasi-variasi di dalam lingkungan. Ukuran akhir, rupa dan bentuk tumbuhan ditentukan oleh kombinasi pengaruh faktor keturunan dan lingkungan (Tjitrosomo, 1999).
Beberapa cara tersedia dalam pendekatan kepada sistem seperti sistem tanaman dengan produk biomassa yang meningkat secara sigmoid dengan waktu untuk mendapatkan faktor-faktor dan proses hipotetik. Menerapkan fenomena yang sudah dikenal cukup baik kepada suatu sistem yang sedang dipelajari merupakan suatu pendekatan yang umum dilakukan.
Untuk sistem tanaman suatu kompertemen dapat dianggap sebagai tempat substrat dan kompertemen lain sebagai tempat produk yang dapat berupa senyawa organik atau biomassa (berat kering) jaringan, organ atau keseluruhan tumbuhan.
(Sitompul.S.M.1995)
Kurva menunjukkan ukuran kumulatif sebagai fungsi dari waktu. Tiga fase utama biasanya mudah dikenali, yaitu fase logaritmik, fase linier dan fase penuaan. Pada fase logaritmik ini berarti bahwa laju pertumbuhan lambat pada awalnya, tapi kemudian meningkat terus. Laju berbanding lurus dengan ukuran organisme. Semakin besar organisme, semakin cepat ia tumbuh. Pada fase linier, pertambahan ukuran berlangsung secara konstan. Fase penuaan dicirikan oleh laju pertumbuhan yang menurun, saat tumbuhan sudah mencapai kematangan dan mulai menua (Srigandono, 1991).
Kurva pertumbuhan berbentuk S (sigmoid) yang ideal yang dihasilkan oleh banyak tumbuhan setahun dan beberapa bagian tertentu dari tumbuhan setahun maupun bertahunan, Pada fase logaritmik ukuran (V) bertambah secara eksponensial sejalan dengan waktu (t). Ini berarti laju kurva pertumbuhan (dV/dt) lambat pada awalnya. Tetapi kemudian meningkat terus. Laju berbanding lurus dengan organisme, semakin besar organisme semakin cepat ia tumbuh.
Laju pertumbuhan relative (relative growth rate) menunjukkan peningkatan berat kering dalam suatu interval waktu dalam hubungannya dengan berat asal. Dalam situasi praktis, rata-rata pertumbuhan laju relative dihitung dari pengukuran yang di ambil pada waktu t1 dan t2 (Susilo, 1991)
Laju pertumbuhan suatu tumbuhan atau bagiannya berubah menurut waktu, oleh karena itu, bila laju tumbuh digambarkan dengan suatu grafik, dengan laju tumbuh ordinat dan waktu pada absisi. Maka grafik itu merupakan suatu kurva berbentuk huruf S atau kurva sigmoid. Kurva sigmoid ini berlaku bagi tumbuhan lengkap bagian-bagiannya ataupun sel-selnya (Sujarwati, 2004).
Kurva pertumbuhan berbentuk S (sigmoid) yang ideal. Tiga fase utama biasanya mudah dikenali: fase logaritmik, fase linier, dan fase penuaan. Pada fase logaritmik, ukuran (v) bertambah secara eksponensial sejalan dengan waktu (t). Ini berarti bahwa laju pertumbuhan (dv/dt) lambat pada awalnya, tapi kemudian meningkat terus. Pada fase linier, pertambahan ukuran berlangsung secara konstan. Fase penuaan dicirikan oleh laju pertumbuhan yang menurun saat tumbuhan sudah mencapai kematangan dan mulai menua (Salisbury dan Ross, 1992).
Pertumbuhan dipengaruhi oleh beberapa faktor dalam dan luar dan adalah penyesuaian diri antara genetik dan lingkungan ( Mukherji and Ghosh, 2002 ). Faktor lingkungan juga penting dalam pertumbuhan dan perkembangan tanaman. Tidak hanya lingkungan yang mempengaruhi pertumbuhan, tetapi juga banyak faktor seperti cahaya, temperatur, kelembaban, dan faktor nutrisi mempengaruhi akhir morfologi dari tanaman. Cahaya meliputi pada lekukan dari batang morfogenesis. Temperatur, kelembaban,dan nutrisi mempunyai efek yang lebih halus, tetapi juga mempengaruhi perubahan morfologi ( Ting, 1987).
Laju pertumbuhan tanaman jagung tentunya dipengaruhi faktor luar dan dalam, maka akan diamati bagaimana laju pertumbuhan dan perkembangan tanamnan jagung dari fase logaritmik, linear dan penuaan yang nantinya dapat terlihat pada kurva sigmoid pertumbuhannya, sehingga dilakukan praktikum yang bertujuan untuk mengukur laju tumbuh tanaman jagung (Zea mays).
Dari paparan beberapa teori, apabila pertumbuhan digambarkan dalam bentuk grafik maka akan terbentuk kurva sigmoid (bentuk S), dan umumnya laju pertumbuhan berjalan lambat pada awalnya, kemudian konstan dan berangsur mengalami penurunan.
MATERIAL DAN METODE
Material
Bahan yang digunakan pada percobaan ini adalah biji jagung (Zea mays), tanah bakar dan pasir dengan perbandingan 2 : 1 sebagai media tanam, serta  air untuk menyiram tanaman. Alat yang digunakan adalah polibag sebagai wadah penanaman, meteran dan penggaris sebagai alat untuk mengukur tinggi tanaman, label nama untuk menandai media yang digunakan, pisau untuk memotong tanaman, oven untuk mengeringkan tanaman, timbangan untuk menimbang berat basah dan berat kering tanaman , buku serta alat tulis untuk mencatat data.

Metode
Media tanah yang telah disiapkan diisi ke dalam polibag, setiap polibag diberi label. Sementara biji jagung yang hendak ditanam direndam terlebih dahulu agar proses perkecambahannya lebih cepat. Biji jagung ditanam sebanyak 5 biji pada setiap polybag yang telah berisi media tanah. Kemudian disiram secukupnya. Polibag tersebut diletakkan pada lapangan terbuka. Pertumbuhan dicek setiap minggu dengan cara destruktif / nondestruktif. Diukur tinggi tanaman, luas daun, jumlah daun, berat basah,berat kering dari bagian atas (batang dan daun) dan bagian bawah akar setelah dibersihkan terlebih dahulu. Berat kering didapatkan dengan menimbang berat tanaman yang telah dikeringkan dengan oven pada suhu 80ᵒC dimana berat tidak berubah lagi minimal 3 hari. Dicatat temperatur tanah dan udara, kelembaban relatif dan curah hujan sebagai data pendukung setiap hari. Dibuat tabel pengamatan untuk pertumbuhan dan faktor iklim. Setelah pengamatan selesai, dibuat grafik rerata  dari pertumbuhan tanaman dan faktor iklim dengan waktu sebagai absisa. Estimasi pertumbuhan dibuat dengan regresi.


HASIL PENGAMATAN
Tabel 1. Pengamatan Pertumbuhan Jagung Secara Destruktif
Minggu Ke-
Tinggi Tanaman
(cm)
Daun
Akar
Bagian Atas
Jumlah
Luas
(cm)
Berat basah
(gr)
Berat kering
(gr)
Berat basah
(gr)
Berat kering
(gr)
1
10,8
3
4,89
0,35
0,05
0,505
0,035
2
28,1
5
15,85
0,395
0,065
1,94
0,21
3
33,25
5
22,37
0,265
0,04
2,69
0,3
4
37,95
5
25,03
0,275
0,05
3,41
0,32
5
52,95
7
45,33
1,02
0,28
13,055
4,705
6
82,5
7
73,6
0,935
0,135
14,6
7,23
7
97,7
7
214,5
4,23
0,67
54,82
25,63

Tabel 2 : Pengamatan Pertumbuhan Jagung Secara nondestruktif
Minggu Ke-
Tinggi Tanaman
(cm)
Daun
Jumlah
Luas
(cm)
1
5,8
3
4,36
2
15,6
4
16,52
3
25,22
5
42,9
4
30,5
6
65,03
5
49,32
7
81,86
6
80,1
9
101,5
7
90
9
121,5
8
92,2
11
127,7
Tabel 3.Data parameter destruktif

Minggu
Ke-
Parameter
Suhu tanah
Suhu udara
Dry
Wet
evaporasi
Kelembaban
Curah hujan
1
35.125
32.21
31.07
32.14
2.57
70.14
9.28
2
38.714
34.14
36.64
33.92
2.37
59.42
0
3
37.196
31
37.14
34.07
2.38
63.14
0
4
33.526
29.21
30.21
30.57
1.11
76.42
4.14
5
35.830
31.28
32.35
31.64
1.27
72.42
6.21
6
34.704
30.42
33.64
30.42
0.81
77.57
11.71
7
38.766
33.42
40
33
1.95
69.57
8.57

Tabel 4 :Data parameter nondestruktif
Minggu ke-
Parameter
Suhu tanah
Suhu udara
Dry
Wet
evaporasi
Kelem- baban
Curah- hujan
1
35.3
32
31.07
32.14
2.57
70.14
9.28
2
38.5
33.33
36.64
33.92
2.37
59.42
0
3
38.2
33.2
37.14
34.07
2.38
63.14
0
4
37.3
32.2
30.21
30.57
1.11
76.42
4.14
5
34.8
32
32.35
31.64
1.27
72.42
6.21
6
35.7
32
33.64
30.42
0.81
77.57
11.71
7
37.5
33
40
33
1.95
69.57
8.57
8
38
33.2
38.42
33.64
2.25
73.76
0



Grafik 1 . berat kering tanaman jagung bagian batang (atas)

Grafik 2. Berat basah tanaman jagung bagian batang (atas)

Grafik 3. Berat kering tanaman jagung bagian akar
Add caption
Grafik 4. Berat basah tanaman jagung bagian akar

Grafik 5. Luas daun tanaman jagung per minggu

Grafik 6. Jumlah daun tanaman jagung per minggu


Grafik 7 . kurva sigmoid pertumbuhan tanaman jagung

Grafik 8. Kurva sigmoid pertumbuhan tanaman jagung








Gambar 1. Tanaman jagung nondestruktif
Minggu ke- 1                                                           minggu ke- 2
             
Minggu ke-3                                                           minggu ke-4
             
Minggu ke-5                                                           minggu ke-6
            


Gambar 2. Tanaman jagung destruktif
            
PEMBAHASAN
Pertumbuhan didefinisikan sebagai pertambahan  ukuran dan volume yang bersifat irreversibel. Secara umum pertumbuhan berarti pertambahan ukuran bukan hanya dalam volume, tapi juga dalam bobot, jumlah sel, banyaknya protoplasma. Pertambahan  jumlah sel terjadi dengan pembelahan sel (Elkawakib, 2008).
Kurva sigmoid  erat sekali hubungannya dengan pertumbuhan. Umumya daerah pertumbuhan terletak pada bagian bawah mesitem apikal dari tunas akar. Pertumbuhan juga terjadi pada bagian-bagian lainnya misalnya pada daun sel-sel akan membesar pada batas tertentu. Pertumbuhan bagian pucuk dan akar disebabkan adanya pembentukan sel-sel baru oleh jaringan meristematik (embrionik) pada titik tumbuh diikuti dengan pertumbuhan dan differensiasi sel-selnya,bila mana tumbuhan mencapai ukuran dewasa maka terbentuk bunga.
Pengamatan yang dilakukan  ini menggunakan tanaman jagung ( Zea mays), dimana tanaman diamati mulai dari perkembangan embrio saat masih berbentuk biji kemudian masuk dalam proses germinasi hingga tanaman dewasa berbunga dan berbuah. Pertumbuhan tanaman dicek secara dekstruktif yaitu pertumbuhan dicek dengan mengukur tinggi tanaman, jumlah dan luas daun, serta berat kering dan berat basah dan nondestruktif  dilakukan pengukuran tinggi tanaman, jumlah dan luas daun, tetapi berat kering dan berat basah tidak diukur. Pengukuran dilakukan setiap minggu.
Dari hasil pengamatan  pada tanaman yang diukur secara dekstruktif dan nondekstruktif, terlihat bahwa tanaman mengalami pertumbuhan yang terlihat dari pertambahan volumenya seperti pertambahan tinggi tanaman, pada minggu pertama tinggi tanaman yang dekstruktif 10,8 cm kemudian terus meningkat  ke minggu seterusnya hingga minggu ke 7 (tablel 1) namun dari 0 hingga minggu pertama pertambahan tinggi tanaman belum terlihat, fase ini dinamakan fase logaritmik, tetapi memasuki minggu kedua pertambahan tinggi tanaman telah terlihat jelas seperti pada grafik. 7 seperti yang diungkapkan Salisbury dan ross (1992), Pada fase logaritmik, ukuran (v) bertambah secara eksponensial sejalan dengan waktu (t). Ini berarti bahwa laju pertumbuhan (dv/dt) lambat pada awalnya, tapi kemudian meningkat terus.  Sedangkan fase linear  dimana pertambahan ukuran berlangsung secara konstan,  lebih terlihat jelas pada tanaman yang nondekstruktif pada grafik 8, yaitu mulai dari minggu ke 6 hingga minggu ke 8. Untuk fase penuaan dimana laju pertumbuhan yang menurun, kurang terlihat pada dekstruktif maupun nondekstruktif.
Selain melakukan pertumbuhan yang diukur dan terlihat pada grafik dan table, tanaman jagung juga melakukan perkembangan yang dapat dilihat pada gambar .1, dimana dari minggu pertama jagung terlihat memiliki jumlah daun yang sedikit dan tidak memiliki bunga namun seiring pertambahan waktu jumlah daun semakin bertambah dan yang awalnya tidak memiliki bunga pada minggu ke 6 telah menunjukkan perkembangan yang nyata dengan adanya bunga.
Berat kering dan berat basah suatu tanamnan juga dipengaruhi proses pertumbuhan dan perkembangan. Seperti halnya tinggi tanaman, berat kering  dan berat basah juga akan terus meningkat dan memperlihatkan keadaan pada fase logaritmik, linear dan penuaan. Pada hasil pengamatan praktikum ini, berat kering dan berat basah tanaman jagung yang di ukur baik dekstruktif maupun nondekstruktif, telah menunjukkan hal yang serupa dengan teori dimana pertambahan berat kering dan berat basah rata-rata terus meningkat yang pada awalnya terlihat begitu lambat, namun untuk fase penuaan tidak terlihat pada kurva yang terlihat jelas pada grafik 1 – grafik 4.
Luas dan jumlah daun juga mencirikan pertumbuhan suatu tanaman, berdasarkan hasil pengamatan  luas dan jumlah daun terus meningkat, pada minggu pertama jumlah daun untuk yang dekstruktif berjumlah 3 helai kemudian terus meningkat hingga daun berjumlah 7 helai pada perlakuan nondekstruktif juga menunjukkan kedaan yang hampir serupa (tabel.1 dan table. 2). Luas daun  sangat dipengaruhi oleh jumlah daun semakin banyak jumlah daun semakin besar hitungan luas daun seperti yang terlihat pada table 1 dan table 2.
Secara sederhana dalam pengamatan ini, laju pertumbuhan tanaman jagung tergambar dalam grafik (grafik 7 dan grafik 8) membentuk huruf S, hal ini sesuai dengan yang diungkapkan Tjitrosomo(1999), bahwa pertumbuhan tanaman mula-mula lambat, kemudian berangsur-angsur lebih cepat sampai tercapai suatu maksimum, akhirnya laju tumbuh menurun. Apabila digambarkan dalam grafik, dalam waktu tertentu maka akan terbentuk kurva sigmoid (bentuk S).
Bentuk kurva sigmoid ini juga dipengaruhi oleh faktor lingkungan, maka diperlukan pengukuran dengan hal-hal yang berkaitan seperti suhu tanah, suhu udara, dry, wet, evaporasi, kelembaban dan curah hujan seperti yang diungkapkan Tjitrosomo( 1999), Ukuran akhir, rupa dan bentuk tumbuhan ditentukan oleh kombinasi pengaruh faktor keturunan dan lingkungan.
Untuk perlakuan yang diberikan seperti pengamatan dengan cara dekstruktif dan nondekstruktif juga berpengaruh terhadap laju pertumbuhan dimana terlihat pada ukuran akhir tinggi tanaman dekstruktif lebih tinggi yaitu 97,7 cm sedangkan yang non dekstruktif hanya 92,2 cm hal yang serupa juga terjadi pada luas daunnya dimana luas daun dekstruktif lebih besar daripada nondekstruktif (table 1 dan 2). Hal seperti ini terjadi karena pengukuran dekstruktif berdampak pada jumlah tanaman jagung yang selalu berkurang dalam pot yang ditempati karena tanaman jagung setiap minggunya diambil untuk pengukuran berat kering dan berat basah, sementara tidak demikian untuk perlakuan nondekstruktif sehingga terjadi persaingan nutrient dan mempengaruhi pertukaran kation didalamnya yang berakibat pada laju pertumbuhan tanaman tersebut.




KESIMPULAN
Berdasarkan pengamatan yang dilakukan laju pertumbuhan tanaman jagung terus meningkat dari mulai perkecambahan hingga menjadi tanaman dewasa. Dalam proses pertumbuhan tersebut melalui 3 fase yaitu fase logaritmik dimana pada awalnya laju pertumbuhan tanaman jagung berjalan lambat pada awal minggu pertama hingga awal minggu ke 2, kemudian memasuki fase linear dimana laju pertumbuhan tanaman jagung teus meningkat dan relative konstan yang berangsur memasuki fase penuaan laju pertumbuhan mulai menurun, fase-fase tersebut dapat terlihat pada gambaran laju pertumbuhan tanaman jagung dalam grafik yang membentuk huruf S atau sering disebut kurva sigmoid pertumbuhan. Bentuk kurva sigmoid ini juga dipengaruhi faktor eksternal atau lingkungan dan faktor internal, dalam pengamatan pengaruh eksternal yang dapat terlihat dampaknya pada laju pertumbuhan tanaman jagung (Zea mays) adalah pengamatan yang dilakukan secara dekstruktif dan nondekstruktif dimana tanaman yang diukur secara dekstruktif memiliki ukuran akhir tinggi tanaman dan luas daun yang lebih besar daripada tanaman yang diukur secara nondekstrutif.

DAFTAR PUSTAKA
Elkawakib, dkk. 2008. Pertumbuhan dan Pembungaan Krisan pada Berbagai Konsentrasi dan  Frekuensi Pemberian Paclobuctrazol. Jurnal Agrioigor 7(2)

Mukherji, S. and Glosh, A.K., 2002. Plant Fisiology. New Delhi : Tata Mc-Graw Hill. Pradhan, S., 2001. Plant Physiology. Har-Anand.
Salisbury, F.B dan C.W. Ross., 1992. Fisiologi Tumbuhan. Jilid Tiga Edisi Keempat.
Sitompul.S.M.1995.Analisis Pertumbuhan Tanaman.UGM Press : Yogyakarta.
Srigandono, B. 1991. Fisiologi Lingkungan Tanaman. Gadjah Mada University Press,
Yogyakarta
Sujarwati,dkk . 2004. Perkecambahan dan Pertumbuhan Palem Jepang akibat Perendaman Biji dalam Lumpur. Jurnal Natur Indonesia. 6(2)
Susilo, W. 1991. Fisiologi Tanaman Budidaya. Universitas Indonesia, Jakarta.
Tjitrosomo, G. 1991. Botani umum 2. Bandung : Angkasa.
Ting, I.P., 1987. Plant Physiology. California : Addision- Wesley Publishing Company.

Tidak ada komentar:

Poskan Komentar