## Pengaruh Cekaman Air Terhadap Pertumbuhan dan Produksi Tanaman Kopi

## Christina Oktora Matondang (1), Nurhayati (2)
Program Studi Agroteknologi, Fakultas Pertanian, Universitas Islam Sumatera Utara
Chrismat_82@yahoo.com (1) nurhayati@uisu.ac.id (2)

## ABSTRAK
Air  adalah  salah  satu  faktor  terpenting  dalam  menentukan  distribusi  spesies  di  seluruh  dunia.  Cekaman  air memberikan  pengaruh  buruk  pada  banyak  aspek  fisiologi  tanaman,  terutama  kapasitas  fotosintesis, perubahan metabolisme pada tanaman disertai dengan penurunan pertumbuhan. Kondisi ini bisa terjadi pada semua  tanaman,  termasuk  tanaman  kopi.  Cekaman  air  mempengaruhi  pertumbuhan  vegetatif  dan  generatif tanaman kopi. Kekeringan telah menimbulkan banyak kerusakan pertumbuhan terhadap bunga maupun pentil buah, sehingga mengakibatkan produksi pada tahun berikunya akan mengalami penurunan.
Kata Kunci : Cekaman air, Pertumbuhan, Produksi, Tanaman Kopi

## ABSTRACT
Water is one of the most important factors in determining the distribution of species around the world. Water stress  has  an  adverse  effect  on  many  aspects  of  plant  physiology,  especially  photosynthetic  capacity, metabolic  changes  in  plants  are  accompanied  by  decreased  growth.  This  condition  can  occur  in  all  plants, including coffee plants. Water stress affects the vegetative  and generative growth of coffee plants. Drought has caused a lot of damage to the growth of flowers and fruit buds, resulting in a decrease in production the following year.
Keywords : Water stress, Growth, Production, Coffee Plant

## I. PENDAHULUAN

## 1. Latar Belakang
Air  adalah  salah  satu  faktor  terpenting  dalam  menentukan  distribusi  spesies  di  seluruh dunia. Salah satu faktor abiotik ini, sangat penting dalam kehidupan manusia dan tanaman. Manfaat  air  pada  tanaman  adalah  untuk  pertumbuhan  dan  perkembangan.  Bila  tingkat curah  hujan  dan  air  tanah  tidak  memadai,  maka  akan  menyebabkan  tanaman  kekurangan air  Lisar, et  al .  (2014).  Tanaman  mengalami  stres  air  baik  ketika  pasokan  air  ke  akarnya menjadi terbatas atau ketika laju transpirasi menjadi intens. Stres air terutama disebabkan oleh  defisit  air,  yaitu  kekeringan  atau  salinitas  tanah  yang  tinggi.  Dalam  kasus  salinitas tanah  yang tinggi dan kondisi seperti banjir dan suhu tanah rendah, air ada dalam larutan tanah  tetapi  tanaman  tidak  dapat  menyerapnya.  Situasi  yang  umumnya  dikenal  sebagai 'kekeringan  fisiologis.  Menurut  Lisar, et  al .  (2014),  kekeringan  sebagai  cekaman  abiotik bersifat  multidimensi  dan  mempengaruhi  tanaman  di  berbagai  tingkat  pekerjaannya. Dibawah kekeringan yang berkepanjangan, banyak tanaman akan mengalami dehidrasi dan mati.  Stres  air  pada  tanaman  mengurangi  potensi  air  dan  turgor  sel  tanaman,  sehingga meningkatkan  konsentrasi  zat  terlarut  dalam  matriks  sitosol  dan  ekstraseluler.  Akibatnya, sel  pembesaran  menurun  menyebabkan  penghambatan  pertumbuhan  dan  kegagalan reproduksi.  Diikuti  akumulasi  asam  absisat  (ABA)  dan  osmolit  yang  kompatibel  seperti prolin, yang menyebabkan layu. Pada tahap ini, kelebihan produksi spesies oksigen reaktif (ROS) dan pembentukan senyawa pemulung radikal seperti askorbat dan glutathione akan memberikan  pengaruh  buruk.  Kekeringan  tidak  hanya  mempengaruhi  hubungan  air tanaman  melalui  pengurangan  kadar  air,  turgor  dan  air  total,  namun  juga  penutupan stomata,  batas  pertukaran  gas,  mengurangi  transpirasi  dan  menahan  asimilasi  karbon (fotosintesis).  Efek  negatif  pada  nutrisi  mineral  (penyerapan  dan  transportasi  nutrisi)  dan metabolisme menyebabkan penurunan luas daun dan perubahan partisi asimilat antar organ (Lisar, et al . 2014). Perubahan elastisitas dinding sel tumbuhan dan gangguan homeostasis dan  distribusi  ion  dalam  sel  juga  terjadi.  Sintesis  protein  dan  mRNA  baru  terkait  dengan respon  kekeringan  adalah  hasil  lain  dari  stres  air  pada  tanaman  (Lisar, et  al .  2014).  Di bawah  ekspansi  sel  cekaman  air  melambat  atau  berhenti,  dan  pertumbuhan  tanaman terhambat.  Namun,  stres  air  mempengaruhi  pembesaran  sel  lebih  dari  pembelahan  sel. Pertumbuhan tanaman di bawah kekeringan dipengaruhi oleh fotosintesis diubah, respirasi, translokasi,  ion  penyerapan,  karbohidrat,  metabolisme  nutrisi,  dan  hormon.  Cekaman  air memberikan  pengaruh  buruk  pada  banyak  aspek  fisiologi  tanaman,  terutama  kapasitas fotosintesis,  perubahan  metabolisme  pada  tanaman  disertai  dengan  penurunan pertumbuhan.  Baik  cekaman  air  yang    terjadi  secara  permanen  ataupun  sementara  dapat membatasi  pertumbuhan, distribusi  vegetasi dan  kinerja budidaya tanaman. Jika cekaman terjadi berkepanjangan, maka pertumbuhan dan produktivitas tanaman terganggu.  Dengan begitu,  cekaman  air  dapat  menyebabkan  berkurangnya  laju  transpirasi  pada  tanaman  dan menyebabkan  terganggunya  pertumbuhan  dan  perkembangan  tanaman.  Tanaman  yang mengalami  cekaman  air  akan  menunjukkan  beberapa  perubahan,  tergantung  dari  tingkat keparahan, durasi dan lamanya terjadi cekaman air itu terhadap suatu tanaman. Kondisi ini bisa terjadi pada semua tanaman, termasuk tanaman kopi di Provinsi Sumatera Utara. Pada musim  kemarau  yang  ekstrim,  tanaman  kopi  banyak  mengalami  kerusakan  dan  bahkan kematian sehingga dapat mengakibatkan penurunan produksi hingga 60%.  Diantara ketiga jenis kopi komersial, kopi robusta merupakan kopi  yang paling peka terhadap kekeringan karena  akar  tunggang  kopi  robusta  paling  pendek  bila  dibandingkan  kopi  liberika  dan arabika.  Mengingat lebih dari 90% areal kopi di Indonesia adalah areal kopi robusta, maka masalah  kekeringan  ini  merupakan  masalah  yang  sangat  penting.  Pemberian  air  dapat mempengaruhi  proses  fisiologis  dalam  tubuh  tanaman.  Hasil  penelitian  menunjukkan bahwa  pemberian  air  sampai  batas  tertentu  untuk  tanaman  Delitobacco  (varietas  Deli-4)
mempengaruhi  proses  fisiologis  dalam  tubuh  tanaman  tembakau.  Hal  ini  terlihat  melalui perlakuan  P0  (300  ml  air),  yang  fisiologis  proses  tanaman  tembakau  dibawah  normal keadaanya  saat  menjalani  perlakuan  P1-P6  dan  menghambat  proses  fisiologi.  (Nurhayati, et al. 2020).

## 2. Perumusan Masalah
Adapun  rumusan  masalah  dalam  penelitian  ini,  yaitu  bagaimana  pengaruh  cekaman  air terhadap perrtumbuhan dan produksi tanaman kopi.

## 3. Tujuan Penelitian
Adapun  tujuan  penelitian  ini,  yaitu:  untuk  mengetahui  pengaruh  cekaman  air  terhadap pertumbuhan dan produksi tanaman kopi .

## 4. Manfaat Penelitian
Manfaat  penelitian  ini  adalah  sebagai  sumber  informasi  penting  dalam  mendapatkan  data mengenai pengaruh cekaman air terhadap pertumbuhan dan produksi tanaman kopi. Hal ini memberikan keuntungan pada petani kopi untuk dapat mengetahui bagaimana pengaruh air pada  kebun  kopi  nya  atau  pada  tanaman  kopi  yang  mereka  tanam  dalam  usaha meningkatkan produksi nya.

## II. METODE
Untuk  mengurangi  dampak  kekeringan  dapat  dilakukan  beberapa  tindakan  kultur  teknik yang  bertujuan  untuk  memperbesar  daya  simpan  air  tanah  dan  memperkecil  penguapan dari  permukaan  tanah  (evaporasi)  dan  dari  tubuh  tanaman  (transpirasi). Perlakuan tanah: 1) Penyiangan gulma untuk mengurangi persaingan dalam mengambilan air tanah; 2)  Keburukan  atau  pencangkulan  ringan  pada  musim  kemarau  untuk  memutus  pipa-pipa kapiler tanah sehingga evaporasi dapat  terhambat;  3) Pembuatan Rorak di sekitar pangkal batang  kemudian  diisi  dengan  bahan-bahan  organik  sehingga  akan  memperbaiki  struktur tanah dan menyebabkan daya simpan air tanah bertambah besar; 4) Pemberian mulsa untuk melindungi tanah terhadap kontak langsung dengan sinar matahari , angin dan udara panas sehingga akan mengurangi evaporasi. Pengaturan naungan: Gunakan klon-klon lamtoro tertentu  seperti  L2  dan  L19  yang  dapat  tumbuh  dengan  cepat  dan  memiliki  tajuk  yang lebar,  sehingga  jumlah  pohon  penaung  dapat  dikurangi  sehingga  akan  mengurangi persaingan pohon penaung dalam penyerapan air tanah. Pemangkasan kopi: Pemangkasan  harus  segera  dimulai  setelah  panen  selesai  sehingga  trasnpirasi berkurang. Penanaman  pohon  penahan  angin: Angin  sangat  berpengaruh  terhadap intensitas  penguapan  air  sehingga  tanaman  kopi  di  tempat  yang  terbuka  dan  di  pinggir  – pinggir  jalan  perlu  ditanami  pohon-pohon  penahan  angin. Pemupukan: Tanaman  yang dipupuk  teratur  akan  mempunyai  struktur  perakaran  yang  lebih  baik  sehingga  mampu memanfaatkan air tanah yang tersedia. Pemberian irigasi :  Pemberian irigasi merupakan cara  yang  paling  efektif  untuk  mengatasi  kekeringan. Penggunaan  klon  yang  toleran terhadap  kekeringan: Cara  yang  mudah  dan  efisien   untuk  mengurangi  dampak kekeringan  pada  perkebunan  kopi  di  Indonesia  adalah  dengan  menggunakan  klon  yang toleran  terhadap  cekaman  kekeringan.   Klon   yang  paling  toleran  terhadap  cekaman kekeringan adalah Klon BP 409.

## III. HASIL PENELITIAN
Cekaman  merupakan  faktor  lingkungan  biotik  dan  abiotik  yang  dapat  mengurangi  laju proses  fisiologi.  Cekaman  biotik  disebabkan  oleh  infeksi  atau  persaingan  dengan organisme  lain.  Cekaman  abiotik  (kimiawi  dan  fisik)  yang  disebabkan  oleh  air,  cahaya, salinitas dan angin.
Gambar 1. Proses pengaruh cekaman air terhadap pertumbuhan tanaman.
Gambar  menunjukkan  kekeringan  sebagai  cekaman  abiotik  mempengaruhi  proses pertumbuhan  dan  perkembangan  tanaman.  Cekaman  air  ini  memberikan  pengaruh  buruk pada  banyak  aspek  fisiologi  tanaman,  terutama  kapasitas  fotosintesis,  perubahan metabolisme  pada  tanaman  disertai  dengan  penurunan  pertumbuhan.  Dengan  begitu, cekaman  air  dapat  menyebabkan  berkurangnya  laju  transpirasi  pada  tanaman  dan menyebabkan  terganggunya  pertumbuhan  dan  perkembangan  tanaman.  Bila  kekeringan berkepanjangan,  maka  tanaman  akan  mengalami  dehidrasi  dan  mati.  Stres  air  pada tanaman  mengurangi  potensi  air  dan  turgor  sel  tanaman,  sehingga  meningkatkan konsentrasi zat terlarut dalam matriks sitosol dan ekstraseluler. Akibatnya, sel pembesaran menurun  menyebabkan  penghambatan  pertumbuhan  dan  kegagalan  reproduksi.  Diikuti akumulasi  asam  absisat  (ABA)  dan  osmolit  yang  kompatibel  seperti  prolin,  yang menyebabkan layu. Pada tahap ini, kelebihan produksi spesies oksigen reaktif (ROS) dan pembentukan  senyawa  pemulung  radikal  seperti  askorbat  dan  glutathione  akan memberikan  pengaruh  buruk.  Kekeringan  tidak  hanya  mempengaruhi  hubungan  air tanaman  melalui  pengurangan  kadar  air,  turgor  dan  air  total,  namun  juga  penutupan stomata,  batas  pertukaran  gas,  mengurangi  transpirasi  dan  menahan  asimilasi  karbon (fotosintesis).  Efek  negatif  pada  nutrisi  mineral  (penyerapan  dan  transportasi  nutrisi)  dan metabolisme  menyebabkan  penurunan  luas  daun  dan  perubahan  partisi  asimilat  antar organ.  Perubahan  elastisitas  dinding  sel  tumbuhan  dan  gangguan  homeostasis  dan distribusi  ion  dalam sel  juga terjadi.  Hasil lain dari stres air pada tanaman terkait dengan respon kekeringan  adalah terjadinya sintesis protein  dan mRNA baru.  Fotosintesis  sangat sensitif  terhadap  efek  kekurangan  air.  Ketahanan  tanaman  terhadap  kekurangan  air menghasilkan  perubahan  metabolisme.  Fotosintesis  tumbuhan  menurun  dengan pengurangan  kadar  air  relatif  (RWC)  dan  potensi  air  daun.  Tingkat  fotosintesis  rendah adalah  efek  stres  air  pada  tanaman  dan  dikarenakan  keterbatasan  stomata  dan  akibat gangguan metabolisme. Pada kaitanya dengan klorofil bahwa Jaringan tumbuhan terutama pada  daun  yang  kekurangan  klorofil  akan  menyebabkan  klorosis  yaitu  daun  berwarna kuning  pucat  sampai  coklat.  Ini  merupakan  indikasi  kekurangan  nutrisi  pada  daun.
Kandungan  N  dapat  ditingkatkan  dengan  penambahan  unsur  hara  dan  juga  penyiraman, terutama  dengan  air  hujan,  namun  kandungan  N  dapat  hilang  sewaktu-waktu  akibat penyiraman  tanaman  yang  berlebihan  (Ritonga  SH,  et  al.  2021).  Kondisi  kekeringan membawa  perubahan  kuantitatif  dan  kualitatif  pada  protein  nabati.  Secara  umum,  protein dalam  daun  tanaman  berkurang  selama  kekurangan  air  karena  ditekan  sintesis.  Stres  air mengubah ekspresi gen dan akibatnya, mensintesis protein dan mRNA baru. Stres air juga mempengaruhi  nutrisi  mineral  tanaman  dan  mengganggu  homeostasis  ion.  Kalsium memainkan  peran  penting  dalam  integritas  struktural  dan  fungsional  membran  tanaman dan lainnya struktur. Tanaman yang kekurangan K + memiliki ketahanan yang lebih rendah terhadap cekaman air. Metabolisme nitrogen adalah faktor terpenting yang mempengaruhi pertumbuhan  dan  kinerja  tanaman.  Jika  cekaman  terjadi  berkepanjangan,  maka pertumbuhan  dan  produktivitas  tanaman  terganggu.  Pada  respon  permukaan,  sebagai contoh tanaman lain seperti hal nya kedelai hitam, melalui respon metodologi permukaan, produksi kedelai hitam  yang optimal pada lahan tadah hujan diperoleh hasil temuan yaitu pada  lahan  tadah  hujan  dapat  meningkatkan  kesuburan  tanah  melalui  peningkatan  pH, peningkatan kadar air pada kapasitas lapang, kadar air tersedia dan kadar air pada titik layu permanen sehingga peningkatan produksi kedelai hitam meningkat. (Afrida E, et al. 2020). Kondisi  kekeringan  membawa  perubahan  kuantitatif  dan  kualitatif  pada  protein  nabati. Secara  umum,  protein  dalam  daun  tanaman  berkurang  selama  kekurangan  air  karena ditekan  sintesis.  Stres  air  mengubah  ekspresi  gen  dan  akibatnya,  mensintesis  protein  dan mRNA  baru.  Stres  air  juga  mempengaruhi  nutrisi  mineral  tanaman  dan  mengganggu homeostasis  ion.  Kalsium  memainkan  peran  penting  dalam  integritas  struktural  dan fungsional  membran  tanaman  dan  lainnya  struktur.  Tanaman  yang  kekurangan  K + memiliki ketahanan yang lebih rendah terhadap cekaman air. Metabolisme nitrogen adalah faktor  terpenting  yang  mempengaruhi  pertumbuhan  dan  kinerja  tanaman.  Jika  cekaman terjadi berkepanjangan, maka pertumbuhan dan produktivitas tanaman terganggu.

## IV. KESIMPULAN
1. Cekaman  air  dapat  mempengaruhi  semua  aktivitas  yang  terjadi  pada  tanaman termasuk  didalamnya  terganggunya  proses  fotosintesis;  terjadi  perubahan  morfologi, anatomi  dan  sitologi  tanaman;  terganggu  proses  lipid  dan  pembentukan  protein  yang diperlukan  tanaman;  terhambatnya  proses  nutrisi  mineral  tersebar  dalam  jaringan tanaman, sehingga dapat menyebabkan terganggunya pertumbuhan dan perkembangan tanaman.
2. Cekaman  air  dapat  menyebabkan  terjadinya  penurunan  produksi  pada  tanaman termasuk  didalamnya  tanaman  kopi.  Cekaman  air  mempengaruhi  pertumbuhan vegetatif dan generatif tanaman kopi.  Bila cekaman air terjadi berkepanjangan, maka dapat menurunkan produksi kopi.
3. Beberapa  strategi  yang  dilakukan  untuk  mengatasi  cekaman  air  adalah  perlakuan tanah,  pengaturan  naungan,  pemangkasan  kopi,  penanaman  pohon  penahan  angin, pemupukan, pemberian irigasi dan penggunaan klon yang toleran terhadap kekeringan.

## DAFTAR PUSTAKA
Afrida  E,  Nurhayati,  Syahril  Muhammad.  (2020).  Soybean  Production  Optimization  of Palm  Oil  Shellbiochar  and  Compost  Using  Response  Surface  Methodoloy. Department  of  Agrotechnology,  Faculty  of  Agriculture,  UNIVA,  North  Sumatera Indonesia.  TEST Engineering & Management Vol.83 Issue March-April 2020, page 2821-2827. ISSN 0193-4120.
Almeida, J.A.S., M.T.V. Lobato, M. V. Salomon and P. F. Medina. 2018. Water Stress in Germination,  Growth,  and  Development  of  Coffee  Cultivars.  Journal  of  Seed Science. ISSN 2317-1545. Brasil.
Deuner,  S.,  J.D.Alves,  I.  Zanandrea,  P.F.P.Goulart,  N.M.  Silveria,  P.C.  Henrique,  A.  C. Mesquita. 2011. Stomatal Behaviour and Components of the Antioxidative System in Coffee  Plants  Under  Water  Stress.  Sci.  Agric.  Piracicaba,  Braz,  v.68,  n.1,  p.77-85. Brasil.
Lisar, S.Y., M. Rouhollah, M. Hossain dan I.M.M. Rahman, 2014. Water Stress in Plants: Causes, Effects and Responses. University of Chemistry, Faculty of Science. Iran Malau,  S.,  A.  Siagian,  B.  Sirait,  H.  Ambarita,  2018.  Plant  Growth  of  Genotypes  orf Arabica  Coffee  on  Water  Stress.  Journal  of  2nd  Nommensen  International  on Technology and Engineering. IOP Publishing Ltd.
Nurhayati,  D.  F.  A.,  &  Rahayu,  M.  S.  (2020).  Growth  and  Physiology  of  Deli  Tobacco (Nicotiana tabaacum) Varieties of Deli-4 on Drought.
Osakabe, Y., K. Osakabe, K. Shinozaki and L.S.Tran, 2013. Response of Plants To Water Stress. Journal Frontiers in Plants Science. Japan.
Ritonga  SH,  Anas  MR,  Nurhayati,  Rahayu  MS,  Asbur  Y,  Purwaningrum  Y.  2021.  The Effect Of Water Supply on Leaves Content of N, P, and K of Some Coffe Varieties. Department  of Agrotechnology, Faculty of Agriculture, Universitas  Islam Sumatera Utara. Wjpls Vol. 7, Issue 8 (2021), page 59-64. ISSN 2454-2229
Sevik,  H  and  M.  Cetin.  2014.  Effect  of  Water  Stress  on  Seed  Germination  for  Select Landscape  Plants.  2Department  of  Landscape  Architecture,  Faculty  of  Engineering and Architecture, Kastamonu University, Kuzeykent, 37100, Kastamonu, TurkeyPol. J. Environ. Stud. Vol. 24, No. 2 (2015), 689-693. DOI: 10.15244/pjoes/30119.
Wijiastuti, S. 2021. Mengatasi Kekeringan Pada Tanaman Kopi. Pusat Penyuluh Pertanian. http://cybex.pertanian.go.id/mobile/artikel/98929/---Mengatasi-Kekeringan-pada- Tanaman-Kopi/ .
Accepted Date Revised Date Decided Date Accepted to Publish 10 Februari 2022 13 Februari 2022 14 Februari 2022 Ya