Mekanisme resistensi kekeringan dapat dibagi menjadi tiga tipe utama. Pertama, pelarian kekeringan adalah kemampuan tanaman untuk menyelesaikan siklus hidupnya sebelum defisit air tanaman yang serius berkembang.
1. Pelarian Kekeringan:
Pelarian kekeringan, atau ephemerals, muncul dengan cepat setelah hujan lebat di komunitas gurun. Mereka tumbuh dengan cepat dan menghasilkan benih sebelum persediaan air tanah habis dan dianggap tidak memiliki mekanisme fisiologis, morfologis atau biokimia khusus untuk mengatasi kekurangan air.
Namun, diketahui bahwa banyak efemeral musim panas memiliki anatomi tipe Kranz yang khas dari jalur fotosintesis C4 yang meningkatkan efisiensi penggunaan air. Ephemerals tampaknya bertahan hidup di lingkungan yang gersang karena pertumbuhannya yang cepat dan plastisitas perkembangannya. Dalam kondisi kering pertumbuhan vegetatif kecil terjadi dan hanya ada sedikit bunga dan biji, namun pada tahun-tahun basah kebiasaan pertumbuhannya yang tidak tentu memungkinkan produksi benih dalam jumlah besar.
2. Toleransi Kekeringan dengan Potensi Air Jaringan Rendah:
Kedua, toleransi kekeringan pada potensi air jaringan rendah dengan mekanisme yang memungkinkan pemeliharaan turgor dan/atau meningkatkan toleransi protoplasma terhadap pengeringan. Turgor dapat dipertahankan karena potensi air menurun karena akumulasi zat terlarut seperti gula yang menurunkan potensi osmotik atau dapat dipertahankan dengan elastisitas jaringan yang tinggi.
Karena beberapa pengukuran elastisitas jaringan telah dilakukan dan tampaknya tidak mungkin bahwa jaringan yang mengembang penuh akan meningkat elastisitasnya sebagai respons terhadap potensi air yang rendah, pemeliharaan turgor tampaknya terutama dilakukan oleh akumulasi zat terlarut. Munns et. Al. (1979) menemukan bahwa zat terlarut utama yang terakumulasi dalam daun gandum selama cekaman kekeringan adalah gula dan asam amino.
Pada tanaman lain, asam organik, kalium dan klorida terakumulasi ke tingkat yang signifikan. Banyak perhatian juga telah diberikan pada peran akumulasi prolin dan betaine pada tanaman selama stres air. (Wyn Jones & Storey 1981). Akumulasi prolin dan glisinbetina mungkin merupakan respon langsung dari tanaman terhadap stres atau mungkin produk sampingan dari stres dengan efeknya pada metabolisme sel seperti sintesis protein. Oleh karena itu, tidak berarti bahwa tingkat atau tingkat akumulasi prolin atau glisinbetain merupakan indeks toleransi kekeringan yang dapat digunakan oleh pemulia tanaman.
Ketahanan protoplasma terhadap defisit air paling baik ditunjukkan pada tanaman ‘kebangkitan’ dan pada lumut yang cepat kering seperti Tortula ruralis yang dapat melanjutkan metabolisme sel normal dalam beberapa menit setelah hidrasi ulang. Ada kemungkinan bahwa prolin, glycinebetaine atau zat terlarut non-toksik sitoplasma lainnya dapat menumpuk yang melindungi membran dan makromolekul dari dehidrasi parah.
3. Toleransi Kekeringan pada Potensi Air Jaringan Tinggi:
Toleransi kekeringan pada potensi air jaringan yang tinggi terutama merupakan mekanisme penghindaran kekeringan dengan menghindari dehidrasi jaringan.
Tumbuhan dalam kategori ini dapat mempertahankan potensi air jaringan yang tinggi dengan mekanisme yang akan mempertahankan pengambilan air atau mengurangi kehilangan air pada kondisi kering. Penyerapan air dapat dipertahankan dengan meningkatkan kerapatan akar atau dengan menanam lebih dalam.
Mekanisme untuk mengurangi kehilangan air meliputi pengaturan lubang stomata dan pengembangan kutikula yang kedap air. Sayangnya, karena CO 2 masuk melalui stomata, pengurangan kehilangan air dengan penurunan bukaan stomata juga mengakibatkan berkurangnya fotosintesis dan akhirnya hasil tanaman.
Namun kehilangan air dapat dikurangi dengan gerakan daun dan perubahan pantulan daun yang menurunkan jumlah radiasi yang diserap. Layu, produksi bulu, lilin permukaan atau garam semuanya meningkatkan pantulan daun. Terakhir, pengguguran daun bagian bawah yang lebih tua dapat mengurangi tingkat kehilangan air oleh banyak spesies tanaman.
