faktor-faktor yang mempengaruhi fotosintesis

Faktor-faktor yang mempengaruhi Fotosintesa Tanaman

Oleh : Rahmat Hidayat

 

[FORESTER UNTAD BLOG] 

Di antara faktor-faktor terpenting yang mempengaruhi fotosintesa adalah umur dan struktur daun, banyaknya stomata dan pembukaan stomata, kandungan chlorophyll, susunan dan areal daun. Lobang stomata penting, terutama karena kebanyakan dari CO2 yang dipakai dalam fotosintesa masuk melalui stomata. Penutupan stomata akan disertai dengan pengurangan yang drastis dalam fotosintesa. Ini terutama terjadi pada fotosintesa per satuan areal yang lebih tingii pada daun yang terkena cahaya terang dari pada daun-daun pada naungan, sebagian oleh karena permukaan dalamnya yang lebih besar.

Umur Daun-daun.

Output dari fotosintesa berbeda menurut daun. Pada daun-daun yang amat muda jumlah output fotosintat lebih rendah, hal ini terjadi karena sedikitnya jaringan daun dan konsentrasi chlorophyll yang rendah. Fotosintesa biasanya meningkat dengan makin besarnya umur daun sampai tercapai suatu tingkat kedewasaan, dan kemudian menurun semakin bertambah umurnya. Daun-daun yang lebih tua terpaksa untuk bersaing dengan daun-daun terminal, yang lebih muda untuk mendapatkan cahaya, air, dan hara-hara mineral, dan keadaan ini mengakibatkan menurunnya kapasitas fotosintesanya. Biasanya daun-daun yang lebih muda memproduksi sebagian besar jumlah fotosintat. Berkurangnya fotosintesa karena bertambahnya umur biasanya disertai dengan berkurangnya kandungan chlorophyll.

Struktur dan Susunan Daun

Fotosintesa berkorelasi dengan perbedaan dalam struktur daun yang dijumpai di antara spesies, dan bahkan di antara daun-daun di berbagai bagian-bagian dari cabang yang sama. Susunan daun dan kedudukannya penting terutama dalam hubungannya dengan penyinaran oleh cahaya. Rupanya anakan-anakan Pinus kurang efisien di dalam naungan daripada anakan-anakan jenis kayu keras oleh karena struktur daun jarum yang lebih saling menaungi daripada daun-daun dari kebanayakan spesies kayu-kayu keras.

Air Tanah

Air tanah dapat menjadi suatu faktor penting dalam fotosintesa, oleh karena proses fotosintesa menurun dengan adanya defisit air di dalam daun-daun. Oleh karena hanya bagian yang amat kecil dari air yang diabsorbsi pohon-pohon dipakai secara langsung dalam fotosintesa, maka air juga mempengaruhi fotosintesa secara tidak langsung dengan jalan mempengaruhi penutupan stomata, menghalangi pengambilan karbon dioksida.  Dalam tanah yang digenangi air, maka air gravitasi yang berlebih-lebihan akan menggantikan udara dari pori-pori tanah, dan aerasi jelek yang terjadi akan menghalangi pengambilan air oleh akar-akar tumbuh-tumbuhan, sehingga mengakibatkan daun-daun menjadi kering, dan hal ini menyebabkan menurunnya proses fotosintesa.

Kesuburan Tanah

Defisiensi dari hara-hara mineral penting mempunyai efek-efek langsung dan tidak langsung terhadap fotosintesa. Fotosintesa akan didiredusir secara langsung karena berkurangnya sintesa chlorophyll yang seringkali disebabkan defisiensi hara mineral, namun fotosintesa pun diredusir oleh berkurangnya areal daun, yang mungkin disebabkan karena perubahan-perubahan dalam struktur daun dan bahkan karena menurunnya aktivitas stomata. Pemberian pupuk, terutama unsur nitrogen pada pohon-pohon appel dan Aleuritas ferdii telah memperlihatkan suatu kenaikan dalam proses fotosintesa. Hal ini diakibatkan oleh karena bertambah besarnya areal daun yang meningkatkan fotosintesa per satuan areal daun. Nitrogen dan magnesium adalah komponen-komponen dari molekul chlorophyll dan suatu defisiensi dari mineral-mineral ini akan menghalangi kelangsungan. Defisiensi besi juga meredusir fotosintesa, oleh karena besi diperlukan untuk pembentukan chlorophyll.

Karbon Dioksida

Karbon dioksida terdapat dalam konsentrasi rendah di atmosfir dan dibutuhkan dalam jumlah yang besar untuk fotosintesa, dan selanjutnya dikeluarkan dalam kuantitas yang besar dalam respirasi tumbuh-tumbuhan serta hewan. Oleh karena faktor-faktor ini maka jumlah dari gas ini di dalam udara pada setiaap saat berubah-ubah dan berbeda-beda dari satu ke lain tempat. Rata-rata berisi kira-kira 0,03 persen karbon dioksida.

Hujan dan kabut akan mempertinggi kandungan karbon dioksida ini. Karbon dioksida akan dikembalikan ke atmosfir yaitu apabila kayu atau serasah hutan menjadi busuk atau dibakar. Karbon dioksida juga terus-menerus dikeluarkan oleh respirasi organisme-organisme hidup. Karena itu pada umumnya tingkat karbon dioksida lebih tinggi di dekat lantai hutan dimana perombakan bahan organik oleh organisme tanah terjadi secara aktif. Dalam keadaan seperti ini persentase karbon dioksida dapat meningkat sampai 0,18 persen dari volume udara. Oleh karena respirasi juga dilakukan selama malam hari apabila fotosintesa berhenti, maka konsentrasi karbon dioksida dalam hutan mencapai tingkatan yang tertinggi pada malam hari.
Fotosintesa membutuhkan sejumlah besar karbon dioksida yang harus diambil oleh pohon-pohon dari atmosfir. Becker menaksir bahwa rata-rata 12 ton karbon dioksida diperlukan untuk menghasilkan kayu pada suatu areal hutan, suatu jumlah yang cukup besar. Maka jelaslah bahwa kebutuhan pohon akan karbon dioksida hanya dapat dipenuhi dengan pengambilan yang cepat dari gas ini melalui respirasi serta sirkulasinya kepada daun-daunan melalui peredaran udara. Sudah dapat diduga bahwa konsentrasi karbon dioksida di dalam hutan paling rendah adalah selama terjadi periode fotosintesa maksimum yaitu di siang hari. Jumlah karbon dioksida di udara yang mengelilingi tajuk-tajuk pohon (dari 0,03 sampai 0,04 persen) secara definitif membatasi fotosintesa. Pada konsentrasi-konsentrasi yang relatif begitu rendah, maka fotosintesa mempunyai kecenderungan untuk berubah secara linier dengan konsentrasi karbon dioksida. Di Eropa daun-daun jarum pinus ternyata dapat memprodusir fotosintesa sebanyak tiga kali lebih besar apabila kandungan karbon dioksidanya dipertinggi sampai 0,28 persen dari pada 0,09 persen.

Respirasi

Respirasi penting karena aktivitas ini memberikan energi yang diperlukan untuk assimilasi dan untuk proses-proses lainnya yang mempergunakan energi, seperti sintesa lemak dan protein, absorpsi mineral, dan untuk pemeliharaan struktur dari protoplasma. Pengetahuan tentang proses respirasi adalah penting untuk memahami secara baik mengenai berbagai segi dari sifat-sifat tanaman. Seringkali pertumbuhan akar dan perkecambahan biji terhalang karena adanya keadaan-keadaan tanah yang membatasi respirasi. Respirasi sukar untuk didefinisikan dengan tepat, dan dapat diartikan sebagai oksidasi dari bahan makanan di dalam sel-sel hidup, yang disertai dengan pengeluaran enersi. Biasanya respirasi akan disertai dengan pengambilan oksigen, pengeluaran karbon dioksida, dan penurunan dalam berat kering. Respirasi terjadi terus menerus di dalam semua sel-sel hidup dari tumbuh-tumbuhan, dan berjalan dengan amat cepat di dalam daerah-daerah meristematis seperti kambium, ujung-ujung akar dan batang dan di dalam daun-daun muda.

Temperatur dan Pertumbuhan Pohon

Pada umumnya pertumbuhan meningkat kalau temperatur naik dan menurun apabila temperatur turun. Namun kecepatan tumbuh ini tidak terus menerus bertambah dengan naiknya temperatur, oleh karena pada suatu saat timbullah efek membahayakan dan kecepatan tumbuh menurun.
Kerusakan karena temperatur tinggi dapat disebabkan karena kekeringan dan respirasi yang amat tinggi, sehingga konsumsi bahan makanan akan melebihi produksi oleh fotodintesa. Temperatur mempengaruhi pertumbuhan karena efeknya terhadap semua metabolis seperti : digesti, translokasi, respirasi dan pembangunan protoplast baru dan bahan dinding sel. Temperatur yang tinggi juga memperbesar transpirasi, sehingga mengurangi turgor dan pertumbuhan, terutama di siang hari. Jadi pertumbuhan biasanya bertambah dengan meningkatnya temperatur sampai tercapai suatu temperatur tinggi kritis untuk suatu spesies, dan kemudian pertumbuhan menurun dengan cepat. Penurunan pertumbuhan mungkin disebabkan oleh respirasi berlebih-lebihan yang meredusir karbohidrat, karena penurunan fotosintesa, karena transpirasi berlebihan yang menyebabkan kelayuan atau kombinasi sebab-sebab tersebut.

Pengaruh dari Temperatur Rendah

Penurunan temperatur akan memperlambat aktivitas fisiologis. Penurunan yang tiba-tiba dari temperatur atau temperatur yang amat rendah seringkali menyebabkan kerusakan yang serius. Temperatur adalah suatu faktor penting di daerah pegunungan oleh karena hawa dingin (frost) merupakan suatu faktor pembatas bagi kebanyakan spesies daerah tropis.

Pengaruh dari Temperatur Tinggi

Temperatur yang tinggi seringkali menyebabkan pertumbuhan yang menurun dan luka-luka pada pohon-pohon. Efek ini dapat diakibatkan oleh luka panas secara langsung atau oleh karena gangguan metabolis yang berhubungan dengan respirasi yang amat tinggi atau bahkan dengan pengeringan puncuk.

Efek-efek langsung dari temperatur tinggi : Luka-luka panas yang langsung biasanya lebih banyak terdapat pada anakan-anakan daripada pohon-pohon yang lebih tua. Temperatur udara tinggi seringkali menyebabkan kerusakan-kerusakan batang.

Pengaruh-pengaruh tak langsung dari temperatur tinggi : Temperatur tinggi dapat mengakibatkan menurunnya pertumbuhan oleh karena kehilangan sejumlah besar karbohidrat melalui respirasi yang sebetulnya dapat dipakai untuk pertumbuhan. Pertumbuhan yang buruk dari anakan dipesemaian pada temperatur tinggi dapat diakibatkan oleh keadaan tersebut di atas. Temperatur tinggi juga secara tak langsung dapat mengurangi pertumbuhan dan menyebabkan mengeringnya daun-daun sebagai akibat transpirasi tinggi.

SEKIAN DAN TERIMA KASIH

DI TUNGGU KOMENTARNYA