PetaniPintar.id – Teman Pintar Petani
Penulis: Imam Hartono Bangun – Universitas Muhammadiyah Sumatera Utara
Ketika tanah mulai mengering, tanaman tidak hanya “kehausan”. Di dalam tanah, akar harus menentukan strategi: apakah tetap tumbuh, mencari bagian tanah yang masih memiliki air, membentuk akar baru, atau mengarahkan pertumbuhan ke lapisan tanah yang lebih dalam.
Menariknya, keputusan tersebut tidak terjadi secara acak. Tanaman menggunakan berbagai fitohormon sebagai sistem komunikasi untuk mengatur pertumbuhan dan arah perkembangan akar.
Salah satu hormon yang paling penting dalam kondisi kekeringan adalah asam absisat atau abscisic acid (ABA). Namun, ABA bukan sekadar hormon yang membuat tanaman berhenti tumbuh. Dalam kondisi dan konsentrasi tertentu, ABA justru membantu akar menyesuaikan pertumbuhannya dengan kondisi air di dalam tanah.
Penelitian terbaru menunjukkan bahwa kemampuan tanaman menghadapi kekeringan sangat berkaitan dengan bagaimana tanaman mengatur arsitektur sistem perakaran atau Root System Architecture (RSA).
Akar Tidak Hanya Tumbuh, tetapi Juga “Mencari” Air
Akar berada di lingkungan tanah yang kondisinya tidak selalu seragam. Bagian permukaan tanah dapat sangat kering, sementara beberapa sentimeter atau bahkan beberapa puluh sentimeter di bawahnya masih tersedia air.
Karena itu, tanaman perlu mengatur pertumbuhan akarnya secara fleksibel.
Dalam kondisi kekeringan, akar dapat mengalami perubahan pada:
- arah pertumbuhan akar;
- kedalaman akar;
- jumlah akar lateral;
- panjang dan kepadatan akar;
- perkembangan rambut akar;
- serta distribusi pertumbuhan akar di dalam tanah.
Keseluruhan pola tersebut disebut arsitektur sistem perakaran (Root System Architecture/RSA).
Tujuannya bukan sekadar menghasilkan akar sebanyak mungkin, tetapi menempatkan akar pada lokasi yang paling menguntungkan untuk memperoleh air dan unsur hara dengan biaya energi yang efisien.
ABA: Sinyal Penting Ketika Tanah Mulai Kering
Ketika ketersediaan air menurun, tanaman meningkatkan respons yang melibatkan hormon ABA.
ABA berperan sebagai salah satu sinyal utama yang membantu tanaman mengenali dan merespons kondisi kekurangan air. Namun, respons ABA sangat bergantung pada jaringan, tingkat stres, konsentrasi hormon, dan kondisi lingkungan.
Pada akar, ABA dapat berinteraksi dengan berbagai jalur pengaturan pertumbuhan. Dalam kondisi tertentu, sinyal ABA dapat membantu mempertahankan atau mengarahkan pertumbuhan akar, sementara pada kondisi lain dapat membatasi pertumbuhan yang dianggap tidak menguntungkan.
Dengan kata lain, ABA bukan tombol “ON/OFF” pertumbuhan akar.
Hormon ini lebih tepat dipahami sebagai bagian dari sistem komunikasi yang membantu tanaman menentukan bagaimana pertumbuhan harus disesuaikan dengan kondisi air yang tersedia.
ABA dan Auksin Membantu Menentukan Arah Akar
Salah satu mekanisme menarik terjadi melalui interaksi antara ABA dan auksin.
Auksin merupakan hormon yang sangat penting dalam pengaturan pertumbuhan dan arah perkembangan akar. Ketika tanaman mengalami kekeringan, perubahan sinyal ABA dapat berinteraksi dengan distribusi dan produksi auksin pada bagian ujung akar.
Interaksi tersebut dapat memengaruhi sudut pertumbuhan akar.
Pada tanaman seperti padi dan jagung, perubahan sudut akar yang lebih dalam dapat membantu tanaman mengeksplorasi lapisan tanah yang berpotensi memiliki cadangan air lebih besar.
Namun, akar yang lebih dalam tidak selalu berarti tanaman lebih tahan kekeringan. Manfaatnya sangat tergantung pada apakah air memang tersedia di lapisan tanah yang lebih dalam tersebut.
Ketika Akar Menemukan Air, Tanaman Dapat Mengatur Percabangan
Bayangkan sebuah akar tumbuh di dalam tanah dengan kondisi seperti ini:
Satu sisi tanah lembap, sisi lainnya kering.
Akar tidak selalu merespons kedua sisi tersebut dengan cara yang sama.
Fenomena ketika perkembangan akar lateral dipengaruhi oleh keberadaan air disebut hydropatterning.
Pada kondisi tertentu, akar dapat lebih banyak membentuk akar lateral pada sisi yang bersentuhan dengan air. Mekanisme ini membantu tanaman mengalokasikan pertumbuhan akar ke lokasi yang kemungkinan memberikan keuntungan lebih besar dalam memperoleh air dan nutrisi.
Auksin dan regulator respons auksin menjadi bagian penting dalam menerjemahkan informasi lokal tersebut menjadi pola percabangan akar.
Sederhananya:
Ada air → akar mendapat sinyal → pertumbuhan lateral diarahkan ke area yang lebih menguntungkan.
Ini menunjukkan bahwa akar bukan hanya struktur pasif untuk menopang tanaman. Akar mampu menyesuaikan pola pertumbuhannya berdasarkan kondisi lingkungan di sekitarnya.
Ketika Tanah Terlalu Kering, Akar Bisa Mengurangi Percabangan
Menariknya, tanaman tidak selalu meningkatkan jumlah akar ketika menghadapi kekeringan.
Jika ujung akar tumbuh menuju zona yang sangat kering, tanaman dapat mengurangi pembentukan akar lateral pada area tersebut. Salah satu mekanisme yang dikenal sebagai xerobranching melibatkan perubahan distribusi ABA dan gangguan sementara pada aliran sinyal auksin yang diperlukan untuk pembentukan akar lateral.
Strategi ini masuk akal secara biologis.
Membentuk akar membutuhkan karbon, energi, dan unsur hara. Jika akar terus membuat banyak cabang di tanah yang sangat kering dan tidak mampu menyediakan air, sumber daya tanaman justru dapat terbuang.
Karena itu, tanaman dapat melakukan strategi yang lebih hemat:
jangan terlalu banyak berinvestasi pada akar di tempat yang tidak menguntungkan.
Bukan Hanya ABA dan Auksin
Sistem pengaturan akar jauh lebih kompleks. Beberapa hormon lain juga ikut berperan, antara lain:
1. Etilen
Etilen dapat memengaruhi pertumbuhan akar, pembentukan akar lateral, serta respons tanaman terhadap kondisi lingkungan.
2. Sitokinin
Sitokinin berhubungan dengan pembelahan dan perkembangan sel serta dapat memengaruhi keseimbangan pertumbuhan akar dan tajuk.
3. Jasmonat
Jasmonat berperan dalam respons tanaman terhadap berbagai bentuk stres dan dapat berinteraksi dengan jalur hormon lain dalam mengatur perkembangan akar.
4. Brassinosteroid dan hormon lainnya
Hormon lain juga terlibat dalam pengaturan pertumbuhan dan respons terhadap stres. Karena terdapat banyak interaksi antarsinyal, respons akar terhadap kekeringan tidak dapat dijelaskan hanya dengan satu hormon.
Inilah yang disebut crosstalk fitohormon, yaitu komunikasi dan interaksi antara berbagai jalur hormon untuk menghasilkan respons tanaman yang sesuai dengan kondisi lingkungan.
Jadi, Apakah Akar yang Banyak Selalu Lebih Baik?
Belum tentu.
Ini merupakan salah satu pelajaran penting dari penelitian tentang akar dan kekeringan.
Tanaman dengan sistem perakaran yang sangat besar belum tentu selalu lebih tahan kekeringan. Membentuk dan mempertahankan akar membutuhkan energi dan karbon.
Yang lebih penting adalah arsitektur akar yang sesuai dengan kondisi tanah.
Misalnya:
- Jika air tersedia lebih dalam, akar yang mampu tumbuh lebih dalam dapat memberikan keuntungan.
- Jika air hanya tersedia dekat permukaan, akar yang terlalu dalam belum tentu memberikan manfaat.
- Jika terdapat zona lembap tertentu, kemampuan membentuk akar lateral di zona tersebut dapat meningkatkan peluang memperoleh air.
- Jika suatu lapisan tanah sangat kering, mengurangi investasi akar di area tersebut dapat membantu menghemat sumber daya tanaman.
Dengan demikian, tanaman melakukan semacam strategi investasi akar.
Akar diarahkan dan dikembangkan pada tempat yang memberikan peluang terbesar untuk memperoleh air dan nutrisi.
Apa Artinya bagi Petani?
Pemahaman tentang respons akar terhadap kekeringan memberikan pelajaran penting dalam budidaya tanaman.
Ketahanan tanaman terhadap kekeringan tidak hanya ditentukan oleh apa yang terlihat di atas permukaan tanah. Bagian yang tidak terlihat, yaitu akar, memiliki peran yang sangat besar.
Karena itu, pengelolaan lahan sebaiknya juga memperhatikan kondisi zona perakaran.
Beberapa hal yang dapat dilakukan antara lain:
1. Menjaga kelembapan tanah
Mulsa, bahan organik, dan pengelolaan penutup tanah dapat membantu mengurangi kehilangan air dari permukaan tanah.
2. Memperbaiki struktur tanah
Tanah dengan struktur yang baik dapat menyediakan ruang bagi akar untuk tumbuh sekaligus membantu penyimpanan dan pergerakan air.
3. Menjaga bahan organik tanah
Bahan organik berperan penting dalam memperbaiki sifat fisik tanah dan membantu meningkatkan kemampuan tanah menyimpan air.
4. Memilih varietas yang sesuai
Dalam pengembangan varietas tahan kekeringan, karakter seperti kedalaman akar, sudut pertumbuhan akar, distribusi akar lateral, dan efisiensi penggunaan air semakin mendapat perhatian.
5. Jangan hanya melihat bagian atas tanaman
Tanaman yang terlihat layu memang menunjukkan masalah air, tetapi respons sebenarnya sudah berlangsung di zona akar. Kondisi tanah dan perkembangan akar perlu menjadi bagian dari pengamatan budidaya.
Masa Depan Pertanian: Menciptakan Tanaman dengan “Akar Pintar”
Penelitian mengenai sistem perakaran kini semakin berkembang.
Para ilmuwan tidak hanya mempelajari jumlah akar, tetapi juga mencoba memahami bagaimana akar tumbuh, ke mana arahnya, seberapa dalam, bagaimana akar bercabang, dan bagaimana akar merespons perubahan air di dalam tanah.
Teknologi pencitraan seperti X-ray computed tomography (CT), MRI, rhizotron, dan berbagai metode phenotyping non-destruktif mulai digunakan untuk mengamati sistem perakaran secara lebih detail. Bahkan, kecerdasan buatan (AI) dapat digunakan untuk membantu menganalisis bentuk dan karakter akar dari citra digital.
Ke depan, kombinasi antara genetika, fisiologi tanaman, teknologi pencitraan, AI, dan precision agriculture berpotensi membantu menghasilkan varietas yang memiliki sistem akar lebih sesuai untuk menghadapi perubahan iklim dan keterbatasan air.
Kesimpulan
Kekeringan tidak hanya membuat tanaman kekurangan air. Kondisi tersebut memicu perubahan besar pada cara akar tumbuh dan menentukan arah perkembangannya.
ABA, auksin, etilen, sitokinin, jasmonat, dan hormon lainnya bekerja melalui jaringan sinyal yang saling berinteraksi untuk mengatur arsitektur sistem perakaran.
Akar dapat memperpanjang pertumbuhan, mengubah sudut pertumbuhan, membentuk percabangan pada zona yang lebih lembap, atau mengurangi pembentukan akar pada wilayah yang terlalu kering.
Hal terpenting yang perlu dipahami adalah:
Tanaman yang tahan kekeringan bukan selalu tanaman yang memiliki akar paling banyak, tetapi tanaman yang mampu menempatkan dan mengatur pertumbuhan akarnya secara tepat sesuai dengan distribusi air di dalam tanah.
Dengan memahami bagaimana akar merespons kekeringan, kita dapat melihat bahwa strategi menghadapi perubahan iklim tidak hanya berada pada daun dan tajuk tanaman. Masa depan pertanian yang lebih tahan kekeringan juga sangat ditentukan oleh apa yang terjadi di bawah permukaan tanah.
Sumber
Kaur, V., Yadav, S. K., Yadav, B., Madaan, S., Kheralia, M., & Chinnusamy, V. (2026). Root system architecture and drought adaptation: emerging tools and genetic insights. Frontiers in Plant Science, 17, 1753086. DOI: 10.3389/fpls.2026.1753086. Artikel diterbitkan pada 30 Januari 2026.