Perubahan iklim dan pemanasan global ialah fenomena peningkatan suhu global yang berlaku secara berterusan akibat pengumpulan gas rumah hijau di atmosfera. Kesan langsungnya dapat dilihat melalui perubahan pola hujan dan suhu yang semakin ekstrem serta sukar diramal. Keadaan ini menyebabkan sesetengah kawasan mengalami kemarau berpanjangan sehingga menjejaskan bekalan air dan hasil pertanian, manakala kawasan lain berdepan hujan lebat luar biasa yang membawa kepada kejadian banjir kilat dan banjir besar.

Kejadian ini menyebabkan hujan tidak menentu dan kemarau berpanjangan yang memberi kesan kepada tumbuhan (Rajah 1). Air adalah salah satu faktor paling penting yang mempengaruhi pertumbuhan dan kesihatan tumbuhan kerana ia diperlukan untuk proses fisiologi seperti fotosintesis, transpirasi, dan pengekalan tekanan segar sel. Kandungan air dalam tanah bukan sahaja menentukan sejauh mana akar boleh menyerap air, tetapi juga memberi kesan langsung kepada pertumbuhan dan perkembangan daun serta keupayaan tumbuhan menyesuaikan diri dengan perubahan persekitaran. Ini menjadikan pemantauan keupayaan air tanah dan kandungan klorofil daun penting untuk menilai sejauh mana tumbuhan mampu menyesuaikan diri dan bertahan dengan kandungan air yang berbeza dalam tanah.

Keupayaan air tanah ialah ukuran tenaga air per unit isipadu berbanding air tulen dan merupakan faktor penting dalam mengawal pergerakan air dalam sistem tanah, tumbuhan, dan atmosfera, yang seterusnya mempengaruhi penyerapan air oleh akar, tekanan segar sel, bukaan stomata, dan pertumbuhan tumbuhan secara keseluruhan. Jumlah keupayaan air (Ψ) terdiri daripada beberapa komponen iaitu graviti (Ψg), matrik (Ψm), osmotik (Ψs) dan tekanan (Ψp), dengan Ψm dan Ψs paling signifikan dalam tanah kerana Ψm berkait dengan daya kapilari dan lekatan air pada zarah tanah manakala Ψs berkait dengan bahan terlarut (Luo et al., 2022).

Pengukuran keupayaan air tanah boleh dilakukan menggunakan meter WP4 Dewpoint potential, yang menilai tekanan wap air dalam sampel tanah dan memberikan bacaan gabungan Ψm dan Ψs, penting untuk menilai air yang tersedia untuk akar menyerap (Scharwies dan Dinneny, 2019). Kandungan klorofil daun pula diukur tanpa merosakkannya menggunakan meter SPAD Minolta, menjadi penunjuk kapasiti fotosintesis dan status nitrogen tumbuhan. Tekanan air semasa kemarau atau lebihan air semasa banjir boleh menjejaskan sintesis dan kestabilan klorofil, seterusnya menurunkan kecekapan fotosintesis dan pertumbuhan tumbuhan (Lambers dan Oliveira, 2019).

Anak pokok mangga digunakan dalam kajian ini. Penilaian tiga keadaan air iaitu kawalan, kemarau, dan banjir terhadap keupayaan air tanah dan kandungan klorofil daun mangga bagi memahami bagaimana ketersediaan air mempengaruhi kesihatan fisiologi tumbuhan telah dijalankan (Rajah 2). Rawatan diberikan secara konsisten setiap hari (kawalan – sentiasa disiram pagi dan petang, kemarau – tanpa diberikan air dan banjir – direndam dalam bekas penuh berisi air) dan semua pokok diletakkan di tempat yang sesuai. Keadaan persekitaran seperti suhu dan cahaya dipantau. Pengukuran keupayaan air tanah dijalankan setiap hari selama seminggu menggunakan meter WP4 Dewpoint potential, manakala kandungan klorofil daun diukur menggunakan meter SPAD Minolta (Rajah 3). Penentuan klorofil juga dijalankan terhadap tahap perkembangan daun yang berbeza, iaitu daun tua, pertengahan dan muda.

Dalam kajian ini, pokok kawalan menunjukkan nilai keupayaan air tanah sederhana negatif antara -0.5 hingga -1.20 MPa sepanjang tujuh hari, menandakan tanah masih lembap tetapi mengalami pengeringan secara beransur-ansur akibat proses evapotranspirasi dan penyerapan air oleh akar (Scharwies dan Dinneny, 2019). Secara keseluruhan, rawatan kawalan menunjukkan keadaan lembapan tanah yang stabil dan tekanan air yang minimum. Secara dasarnya, keupayaan air tanah ialah ukuran tenaga air dalam tanah berbanding air bebas yang bernilai sifar pada keadaan piawai, dan ia menunjukkan sejauh mana air boleh diserap oleh akar tumbuhan (Luo et al., 2022).

Sebaliknya, rawatan kemarau menunjukkan penurunan ketara keupayaan air tanah daripada -1.6 MPa kepada sekitar -9.00 MPa, menggambarkan tekanan kemarau yang serius sehingga air sukar diserap kerana terikat kuat pada zarah tanah (Cai et al., 2022). Corak keseluruhan mengesahkan berlakunya tekanan air yang tinggi, yang boleh menyebabkan penutupan stomata dan penurunan proses fotosintesis pada daun. Bagi rawatan banjir pula, nilai hampir 0 MPa menunjukkan keadaan tanah tepu air dengan ketersediaan air yang tinggi dan pergerakan air yang mudah. Perbandingan ketiga-tiga rawatan ini jelas menunjukkan bahawa keupayaan air tanah sangat sensitif terhadap tahap pengairan dan merupakan petunjuk penting hubungan air antara tanah dan tumbuhan.

Pokok kawalan menunjukkan kandungan klorofil yang lebih stabil kerana kandungan air tanah yang mencukupi. Pokok ini berada dalam keadaan sihat dan pertumbuhan yang aktif, berlakunya sintesis klorofil dan perkembangan daun bertindak balas terhadap perubahan harian cahaya dan suhu (Kim, 2020). Sebaliknya, pokok yang mengalami stres seperti kemarau dan banjir menunjukkan fluktuasi pada bacaan klorofil kerana aktiviti metaboliknya perlahan; tekanan kemarau menurunkan tekanan segar, penyerapan nutrien dan sintesis klorofil manakala lebihan air semasa banjir menyebabkan kekurangan oksigen pada akar, mengurangkan pengambilan nitrogen dan pembentukan pigmen (Suleiman et al., 2021; Sahila et al., 2023). Daun pertengahan menunjukkan kandungan klorofil paling stabil kerana telah matang sepenuhnya dan tidak banyak terlibat dalam pertumbuhan aktif atau pengagihan semula nutrien, manakala daun muda dan tua lebih terdedah kepada perubahan kerana pertumbuhan aktif dan pengagihan semula nutrien semasa stres (Jahan, 2023).

Perubahan iklim dan pemanasan global memberi kesan langsung terhadap kelembapan tanah serta kandungan klorofil tumbuhan, khususnya apabila berlaku kemarau berpanjangan atau banjir yang melampau. Pokok kawalan yang berada dalam keadaan tanah lembap menunjukkan perubahan klorofil yang normal dan stabil. Sebaliknya, pokok yang mengalami kemarau berdepan tekanan air yang tinggi sehingga menyebabkan pengurangan kandungan klorofil. Bagi pokok yang terdedah kepada banjir, keadaan tanah yang tepu air hampir 0 MPa menjejaskan respirasi akar akibat kekurangan oksigen, sekali gus mengurangkan penghasilan klorofil. Dari aspek perkembangan daun, daun pertengahan didapati paling stabil, manakala daun muda dan daun tua lebih sensitif terhadap tekanan persekitaran serta perubahan cuaca harian. Dapatan kajian ini menegaskan bahawa keseimbangan kandungan air tanah amat penting untuk pertumbuhan tumbuhan yang sihat, kerana hubungan antara kelembapan tanah dan klorofil boleh digunakan sebagai petunjuk awal stres fisiologi sebelum gejala jelas kelihatan. Secara keseluruhannya, keadaan ini mencerminkan ketidakstabilan sistem iklim global yang menuntut langkah mitigasi dan adaptasi yang berkesan bagi mengurangkan risiko terhadap ekosistem dan manusia.

1) Cai, G., Mutez Ali Ahmed, Abdalla, M., dan Carminati, A. (2022). Root hydraulic phenotypes impacting water uptake in drying soils. Plant Cell and Environment, 45(3), 650–663. https://doi.org/10.1111/pce.14259.

2) Jahan, E., Sharwood, R. E., dan Tissue, D. T. (2023). Effects of leaf age during drought and recovery on photosynthesis, mesophyll conductance and leaf anatomy in wheat leaves. Frontiers in Plant Science, 14. https://doi.org/10.3389/fpls.2023.1091418.

3) Kim, J., Kang, H.-M., Jang, D.-C., Jong-Kuk Na, dan Choi, K. (2020). Effect of Light Intensity and Temperature on the Growth and Functional Compounds in the Baby Leaf Vegetable Plant Peucedanum japonicum Thunb. Korean Journal of Horticultural Science & Technology, 38(6), 822–829. https://doi.org/10.7235/hort.20200074.

4) Lambers, H., dan Oliveira, R. S. (2019). Plant water relations. Plant physiological ecology (pp.187-263). Cham: Springer International Publishing.

5) Luo, S., Lu, N., Zhang, C., dan Likos, W. (2022). Soil water potential: A historical perspective and recent breakthroughs. Vadose Zone Journal, 21(4). https://doi.org/10.1002/vzj2.20203.

6) Sahila Beegum, Truong, V., Raju Bheemanahalli, Brand, D., Reddy, V., dan Kambham Raja Reddy. (2023). Developing functional relationships between waterlogging and cotton growth and physiology-towards waterlogging modelling. Frontiers in Plant Science, 14. https://doi.org/10.3389/fpls.2023.1174682.

7) Scharwies, J. D., dan Dinneny, J. R. (2019). Water transport, perception, and response in plants. Journal of plant research, 132(3), 311-324.

8) Suleiman, M. F., Al-Suhaibani, N., Ali, N., Akmal, M., Alotaibi, M., Refay, Y., Dindaroglu, T., Abdul-Wajid, H. H., dan Battaglia, M. L. (2021). Drought stress impacts on plants and different approaches to alleviate its adverse effects. Plants, 10(2), 259. https://doi.org/10.3390/plants10020259.