Suatu keadaan yang melampaui batas-batas toleransi disebut
keadaan yang membatasi atau faktor pembatas. Faktor pembatas dapat mencapai
nilai ekstrim maksimum maupun minimum dengan ukuran kritis. Faktor pembatas
bervariasi dan berbeda untuk setiap tumbuhan maupun hewan dengan nilai ekstrim
tertentu, sehingga terjadilah pengelompokan dan perkembangan serta penyebaran
organisme tersebut.
Liebig menyatakan bahwa jumlah bahan utama yang dibutuhkan
apabila mendekati keadaan minimum kritis cendrung menjadi pembatas.
Ditambahkannya bahwa cahaya, suhu, zat makanan dan unsur-unsur utama meyebabkan
hilangnya vegetasi pada ketinggian tertentu di pegunungan atau hilangnya
beberapa tumbuhan dalam wilayah yang dinaungi.
Bukan sekadar terlalu sedikitnya sesuatu yang menjadi faktor
pembatas seperti yang dinyatakan Liebig, tetapi juga terlalu banyak faktor
seperti panas, cahaya dan air. Oleh sebab itu organime mempunyai sifat minimum
dan maksimum lingkungannya. Jarak antara kedua batas nilai minimum dan maksimum
lingkungan ini menunjukkan batas toleransi.
Konsep pengaruh batas maksimum maupun minimum bersama-sama dimasukkan ke dalam Hukum Toleransi oleh Shelford dalam tahun 1913. beberapa perinsip Hukum Toleransi dapat dinyatakan sebagai berikut:
Konsep pengaruh batas maksimum maupun minimum bersama-sama dimasukkan ke dalam Hukum Toleransi oleh Shelford dalam tahun 1913. beberapa perinsip Hukum Toleransi dapat dinyatakan sebagai berikut:
·
Suatu organisme
mempunyai toleransi yang besar terhadap satu faktor dan kecil terhadap faktor
lainnya.
· Organisme yang
mempunyai toleransi yang besar terhadap semua faktor memiliki daerah penyebaran
yang luas.
·
Bila satu faktor
lingkungan tidak optimum untuk suatu jenis organisme, mak toleransi berkurang
terhadap faktor-faktor lingkungan lainnya. Misalnya Penman (1956) melaporkan
bahwa, bila tanah dengan kandungan Nitrogen yang terbatas maka daya tahan rumput
terhadap kekeringan berkurang.
·
Dalam banyak hal,
interaksi populasi seperti kompetisi, predator, parasit dan lainnya mencegah
organisme dari pengambilan keuntungan terhadap kondisi lingkungan fisik yang
optimum.
·
Pembiakan
merupakan masa yang kritis bila faktor-faktor lingkungan menjadi terbatas.
Keadaan reproduktif seperti: biji, telur, embrio, kecambah, dan larva pada
umumnya mempunyai batas toleransi yang sempit.
Faktor
pembatas mempengaruhi pertumbuhan vegetatif dan generatif tumbuhan. Faktor lingkungan
menjadi faktor pembatas, baik itu abiotik maupun biotik. Diantaranya adalah
Cahaya, Suhu, Air, Tanah dan banyak lagi.Setiap 1 faktornya juga bisa terbagi
lagi, misalnya Cahaya : Intensitas Cahaya, Kualitas Cahaya dll.
1. Cahaya
Cahaya
merupakan faktor lingkungan yang sangat penting sebagai sumber energi utama
bagi ekosistem. Struktur dan fungsi dari ekosistem utamanya sangat ditentukan
oleh radiasi matahari yang sampai di sistem ekologi tersebut, tetapi radiasi
yang berlebihan dapat pula menjadi faktor pembaas, menghancurkan sistem
jaringan tertentu.
Ada
tiga aspek penting yang perlu dibahas dari faktor cahaya ini, yang erat
kaitannya dengan sistem ekologi, yaitu:
a.
Kualitas cahaya atau komposisi panjang gelombang.
b.
Intensitas cahaya atau kandungan energi dari cahaya.
c.
Lama penyinaran, seperti panjang hari atau jumlah jam cahaya yang bersinar
setiap hari.
Variasi
dari ketiga parameter tadi akan menentukan berbagai proses fisiologi dan
morfologi dari tumbuhan. Memang pada dasarnya pengaruh dari penyinaran sering
berkaitan erat dengan faktor-faktor lainnya seperti suhu dan suplai air, tetapi
pengaruh yang khusus sering merupakan pengendali yang sangat penting dalam
lingkungannya. Kurangnya cahaya bagi tanaman pada masa pertumbuhan vegetatif akan
menyebabkan tanaman mengalami etiolasi, batang akan tumbuh tinggu tetapi pucat
dan lemah.
2. Intensitas Cahaya
Intensitas
cahaya dalam suatu ekosistem adalah bervariasi. Kanopi suatu vegetasi akan
menahan dan mengabsorpsi sejumlah cahaya sehingga ini akan menentukan jumlah
cahaya yang mampu menembus dan merupakan sejumlah energi yang dapat
dimanfaatkan oleh tumbuhan dasar. Stratifikasi vertikal dari suatu ekosistem,
dengan demikian, merupakan hasil dari total energi cahaya yang tersedia dan kondisi komunitas itu sendiri.
Dalam
ekosistem perairan intensitas cahaya berkurang secara cepat ke arah yang
semakin dalam. Air memantulkan dan menyerap cahaya dengan efisiens sekali. Pada
air yang bening dan tidak bergerak 50% cahaya mampu mencapai kedalaman lebih
dari 15 meter. Bila air bergerak atau keruh cahaya akan menembus kedalaman yang
lebih dangkal lagi, situasi ini mampu untuk menahan laju fotosintesis.
Intensitas
cahaya yang berlebihan dapat berperan sebagai faktor pembatas. Cahaya yang kuat
sekali dapat merusak ensima akibat foto – oksidasi, ini mengganggu metabolisme
organisme – organisme terutama kemampuan dalam sintesis protein.
3. Lamanya Penyinaran
Lama
penyinaran relatif antara siang dan malam dalam 24 jam akan mempengaruhi fungsi
dari tumbuhan secara luas. Jawaban dari organisme hidup terhadap lamanya siang
hari dikenal dengan fotoperiodisma. Dalam tetumbuhan jawaban / respon ini
meliputi perbungaan, jatuhnya daun dan dormansi. Di daerah sepanjang
khatulistiwa lamanya siang hari atau fotoperioda akan konstan sepanjang tahun,
sekitar 12 jam. Di daerah temperata / bermusim panjang hari lebih dari 12 jam
pada musim panas, tetapi akan kurang dari 12 jam pada musim panas, tetapi akan
kurang dari 12 jam pada musim dingin. Perbedaan yang terpanjang antara siang
dan malam akan terjadi di daerah dengan garis lintang tinggi.
Berdasarkan
respon ini, tumbuhan berbunga dapat dikelompokkan dalam tiga kelompok besar,
yaitu:
a.
Tumbuhan berkala panjang, yaitu tumbuhan yang memerlukan lamanya siang lebih dari
12 jam untuk terjadinya proses perbungaan. Berbagai tumbuhan temperate termasuk
pada kelompok ini, seperti macammacam gandum (wheat dan barley) dan bayam.
b.
Tumbuhan berkala pendek, kelompok tumbuhan yang memerlukan lamanya siang lebih
pendek dari 12 jam untuk terjadinya proses perbungaan, dalam kelompok ini
termasuk tembakau dan bunga krisan.
c.
Tumbuhan berhari netral, yaitu tumbuhan yang tidak memerlukan perioda panjang
hari tertentu untuk proses perbungaannya, misal tomat dan dandelion.
2.
Suhu
Suhu
merupakan faktor lingkungan yang dapat berperan baik secara langsung maupun
tidak langsung terhadap organisme hidup. Berperan langsung hampir pada setiap
fungsi dari tumbuhan dengan mengontrol laju proses – proses kimia dalam
tumbuhan tersebut, sedangkan peran tidak langsung dengan mempengaruhi faktor –
faktor lainnya terutama suplai air. Suhu akan mempengaruhi laju evaporasi dan
menyebabkan tidak saja keefektifan hujan tetapi juga laju kehilangan air dari
organisme hidup.
Sebenarnya
sangat sulit untuk memisahkan secara mandiri pengaruh suhu sebagai faktor
lingkungan. Misalnya energi cahaya mungkin diubah menjadi energi panas ketika
cahaya diabsopsi oleh suatu substansi. Tambahan lagi suhu sering berperan
bersamaan dengan cahaya dan air untuk mengontrol fungsi – fungsi dari
organisme. Relatif mudah untuk mengukur suhu dalam suatu lingkungan tetapi
sulit untuk menentukan suhu yang bagaimana yang berperan nyata, apakah keadaan
maksimum, minimum atau keadaan harga rata – ratanya yang penting.
Kehidupan
di muka bumi berada dalam suatu batas kisaran suhu antar 00 C sampai
300 C, dalam kisaran suhu ini individu tumbuhan mempunyai suhu
minimum, maksimum, dan optimum yang diperlukan untuk aktivitas metabolismenya.
Suhu-suhu tadi yang diperlukan organisme hidup dikenal dengan suhu kardinal.
Suhu tumbuhan biasanya kurang lebih sama dengan suhu sekitarnya karena adanya
pertukaran suhu yang terusmenerus antara tumbuhan dengan udara sekitarnya.
Kisaran toleransi suhu bagi tumbuhan sangat bervariasi, untuk tanaman di
tropika, semangka, tidak dapat mentoleransi suhu di bawah 150 – 180
C
Suhu
maksimum yang harus ditoleransi oleh tumbuhan sering merupakan masalah yang
lebih kritis jika dibandingkan dengan suhu minimumnya. Tumbuhan biasanya
didinginkan oleh kehilangan air dari tubuhnya, dengan demikian kerusakan akibat
panas terjadi apabila tidak tersedia sejumlah air dalam tubuhnya untuk proses
pendinginan tadi. Pada beberapa kasus umumnya kerusakan diinduksi oleh suhu
yang tinggi berasosiasi dengan kerusakan akibat kekurangan air, pelayuan. Dalam
kejadian seperti ini ensima menjadi tidak aktif dan metabolisme menjadi rendah.
Kebanyakan
tumbuhan berhenti pertumbuhannya pada suhu dibawah 60 C. Penurunan
suhu dibawah suhu ini mungkin akan menimbulkan kerusakan yang cukup berat.
Protein akan menggumpal pada larutan di luar cairan sel mengakibatkan
ketidakatifan ensima. Bila suhu mencapai titik beku, akan terbetuk kristal es
diantara ruang sel dan air akan terisap keluar dari sel maka akan terjadi
dehidrasi. Apabila pembukuan terjadi secara cepat maka akan terbentuk kristal –
kristal es dalam cairan sel yang ternyata volumenya akan lebih besar dari
ukuran sel tersebut. Sehingga sel rusak dan mati akibat kebocoran dinding
selnya. Hasilnya akan terjadi daerah yang berwarna coklat pada tumbuhan,
sebagai karakteristika dari kerusakan akibat pembekuan atau frost.
3.
Air
Air
merupakan faktor lingkungan yang penting, semua organisme hidup memerlukan
kehadiran air ini. Perlu dipahami bahwa jumlah air di sistem bumi kita ini
adalah terbatas dan dapat berubah – ubah akibat proses sirkulasinya.
Pengeringan bumi sulit untuk terjadi akibat adanya siklus melalui hujan, aliran
air, transpirasi dan evaporasi yang berlangsung secara terus menerus. Bagi
tumbuhan air adalah penting karena dapat langsung mempengaruhi kehidupannya.
Bahkan air sebagai bagian dari faktor iklim yang sangat berpengaruh terhadap
pertumbuhan dan perubahan struktur dan organ tumbuhan.
Kekurangan
air akan menyebabkan tanaman layu pada fase vegetatifnya dan kelebihan air
malah akan mengundang bakteri ataupun mikrobia lainnya sehingga menyebabkan busuknya
perakaran dan pangkal batang tanaman, sehingga dapat menyebabkan kegagalan
tumbuh tanaman.
4.
Tanah
Tanah
dapat didefinisikan sebagai bagian atas dari lapisan perak bumi yang mengalami
penghawaan dan dipengaruhi oleh tumbuhan dan hewan. Definisi ina didasarkan
atau ditekankan pada hubungan yang erat antara tanah dan organism hidup, yang
keduaya dipengaruhi oleh iklim dan topografi.
Tanah
membentuk suatu bagian yang kompleks dari ekosistem yang ditempati oleh
organisme-organisme dengan toleransi yang luas. Kajian dari tanah dikenal
dengan pedologi. Tanah berfungsi sebagai penyedia unsur hara dan mineral bagi
tanaman. Unsur hara ada yang mikro dan makro. Kekurangan unsur hara tentu saja
akan menyebabkan pertumbuhan vegetatif tanaman tidak optimum.
Bang, lebih bagus kalau ditambahkan sumber refernsinya