Pengaruh Fotoperiodisme untuk Perkembangan Tumbuhan: oleh Garner dan Allard (1920)!
Pengaruh fotoperiode atau durasi harian jam cahaya (dan periode gelap) terhadap pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan, khususnya pembungaan, disebut fotoperiodisme. Fotoperiodisme pertama kali dipelajari oleh Garner dan Allard (1920).
Mereka mengamati bahwa varietas Tembakau ‘Maryland Mammoth’ dapat dibuat berbunga di musim panas dengan mengurangi jam cahaya dengan penggelapan buatan. Itu bisa dibuat tetap vegetatif di musim dingin dengan memberikan cahaya ekstra.
Atas dasar respons fotoperiodik terhadap pembungaan, tanaman dibagi menjadi beberapa kategori berikut:
(a) Tanaman Berhari Pendek (SDP):
Mereka berbunga ketika penyinaran atau panjang hari di bawah periode kritis. Sebagian besar tanaman berbunga musim dingin termasuk dalam kategori ini, misalnya Xanthium (Cocklebur), Chrysanthemum Cosmos bipinnatus, Aster, Dahlia, Padi, Tebu, Stroberi, Kentang, Tembakau, varietas Kacang Kedelai.
(b) Tumbuhan Berhari Panjang (LDP):
Tumbuhan ini berbunga ketika mereka menerima fotoperiode panjang atau jam cahaya yang berada di atas panjang kritis, misalnya Henbane (Hyoscyamus niger), Gandum, Oat, Gula Bit, Bayam (Spinacea oleracea), Lobak, Selada.
(c) Tumbuhan Berhari Pendek (S-LDP):
Tumbuhan membutuhkan fotoperiode pendek untuk inisiasi bunga dan fotoperiode panjang untuk berbunga.
Mereka biasanya berbunga antara musim semi dan musim panas, misalnya medium Campanula, varietas Petkus dari Rye.
(d) Tanaman Berhari Pendek Panjang:
(L-SDP). Tumbuhan membutuhkan fotoperiode panjang untuk inisiasi bunga dan fotoperiode pendek untuk berbunga. Tumbuhan berbunga antara musim panas dan musim gugur, misalnya Bryophylum, Cestrum.
(e) Tanaman Perantara (IP):
Tumbuhan berbunga dalam rentang jam cahaya tertentu. Pembungaan tidak terjadi di atas dan di bawah kisaran ini, misalnya, Wild Kidney Bean.
(f) Tumbuhan Alami atau Tak Tentu Hari (DNP):
Tanaman dapat mekar sepanjang tahun, misalnya Tomat, Lada, Mentimun, Varietas Kacang, Bunga Matahari, Jagung, Kapas, dll.
Periode Gelap (Skotoperiods):
Tumbuhan berhari pendek disebut juga tumbuhan bermalam panjang karena memerlukan periode gelap yang terus menerus atau kritis. Jika tanaman terkena bahkan kilatan cahaya (merah, biasanya 660 nm) sebelum mencapai periode gelap kritis, pembungaan dicegah (Hammer dan Bonner, 1938). Ini disebut reaksi istirahat ringan. Namun efek lampu merah dapat dicegah dengan segera memberikan lampu merah jauh.
Eksposur merah, merah jauh yang diberikan berturut-turut menunjukkan bahwa respons tanaman ditentukan oleh paparan terakhir. Oleh karena itu, jelas bahwa respons fotoperiodik dimediasi oleh fitokrom yang menunjukkan perubahan reversibel pada panjang gelombang merah (660 nm) dan merah jauh (730 nm).
Paparan cahaya saat gelap tidak menghambat pembungaan pada tanaman hari panjang. Sebaliknya itu mempromosikan pembungaan. Mereka juga berbunga dalam cahaya pendek bergantian dan periode gelap yang lebih pendek. Tanaman hari panjang dapat berbunga meskipun terkena cahaya terus menerus. Oleh karena itu tanaman hari panjang juga disebut tanaman malam pendek.
Persepsi fotoperiodik:
Stimulus fotoperiodik ditangkap oleh daun yang sudah berkembang sempurna (Knott, 1934). Bahkan satu daun atau sebagian saja sudah cukup untuk tujuan ini. Daun yang sangat muda atau beberapa daun pertama biasanya tidak sensitif. Namun, pada Pharbitis nil dan Chenopodium rubrum bahkan kotiledon dapat merasakan stimulus.
Induksi fotoperiodik:
Ini umumnya terjadi ketika tanaman telah mencapai pertumbuhan vegetatif minimum tertentu, misalnya 8 daun di Xanthium strumarium. Pertumbuhan vegetatif minimum memberi tanaman kematangan untuk berbunga. Pengecualian ditemukan pada Pharbitis nil dan Chenopodium rubrum di mana bibit dapat diinduksi foto bahkan dalam tahap kotiledon.
Jumlah minimum penyinaran yang diperlukan untuk induksi bervariasi dari satu (misalnya, Xanthium, Pharbitis) hingga 25 (misalnya, Plantago lanceolata).
Fotoreseptor:
Bahan kimia yang merasakan rangsangan fotoperiodik pada daun adalah fitokrom.
Mekanisme:
Segera setelah merasakan penyinaran yang diperlukan, daun menghasilkan bahan kimia yang stabil dalam gelap. Kemudian diteruskan ke pucuk pucuk yang mengalami diferensiasi untuk menghasilkan bunga.
Bahan kimia yang menginduksi pembentukan bunga disebut sebagai florigen. Itu belum teridentifikasi. Melalui percobaan mencangkok, telah ditemukan bahwa rangsangan pembungaan dapat berpindah dari tanaman yang diinduksi ke tanaman yang tidak diinduksi bahkan jika yang terakhir tumbuh di bawah penyinaran yang tidak menguntungkan. Pemikiran terbaru tentang sifat rangsangan kimiawi adalah bahwa ia merupakan kompleks dari semua jenis hormon pertumbuhan atau prekursornya karena pasokan eksogen dari satu atau hormon lainnya menginduksi pembungaan di hampir semua jenis tumbuhan.
