Universitas Gadjah Mada FISIOLOGI POHON FOTOSINTESIS Faktor-faktor Fakultas Kehutanan Universitas Gadjah Mada

FAKTOR MEMPENGARUHI FOTOSINTESIS 1. Faktor Luar a. Cahaya b. Suhu c. CO2 d. Air e. Unsur hara 2. Faktor dalam a. Klorofil b. Stomata c. Daun d. Kandungan karbohidrat Pengaruh faktor lingkungan tgt pada waktu (hari atau musim) - Pagi hari: intensitas cahaya - Siang hari: stres air → stomata → absorbsi CO2 Musim ??? Daerah temperate: fotosintesis dibatasi oleh intensitas cahaya yang rendah Daerah tropis: fotosintesis dibatasi oleh Musim kemarau: - air Musim Hujan : - intensitas cahaya

Faktor Luar 1.a. Cahaya - Titik kompensasi cahaya (intensitas chy yg menyebabkan CO2 yg diserap untuk fotosintesis setara dg yg dikeluarkan pada proses respirasi; tgt pd: - spesies tanaman - tipe daun (daun ternaung < daun terbuka) - umur daun (daun muda > daun tua) - suhu (suhu tinggi > suhu rendah) - konsentrasi CO2 di udara - Intensitas chy ↑ → fotosintesis ↑ sampai tjd kejenuhan chy - Intensitas chy terlalu tinggi → fotosintesis ↓ - 80% PAR diserap daun, 20% diteruskan atau dipantulkan → kec fotosintesis dipengaruhi oleh posisi daun di tajuk → kec fotosintesis di bag dlm tajuk tgt pd bentuk dan kelebatan tajuk → dpt kurang dr 2% dr bag luar tajuk

Adaptasi tanaman thd intensitas cahaya: A. Tanaman toleran - Dapat hidup di bawah tegakan - Dengan intensity cahaya rendah, fotosintesis > tanaman suka cahaya - Ganyong, garut, iles-iles dan meranti muda B. Tanaman intoleran - Sangat peka terhadap kekurangan cahaya - Rerata fotosintesis lebih tinggi per unit leaf area - Titik jenuh cahaya lebih tinggi - Jati, pinus, dsb

1.b. Kandungan air - Peran: - Secara langsung dengan masuk ke dalam proses kimia, berkombinasi dg CO2 membentuk karbohidrat - Tidak langsung dengan memelihara turgiditas sel daun dengan demikian stomata tetap terbuka dan memberi jalan pengambilan CO2 - Kekurangan air dapat menyebabkan: - penutupan stomata - pengurangan luas area daun - pengguguran prematur daun - penurunan kadar air protoplasma

- Bahan baku sintesis karbohidrat 1.c. Kandungan CO2 - Bahan baku sintesis karbohidrat - Fotosintesis meningat 2 kali pada konsentrasi CO2 1000 ppm - Kandungan CO2 bukan pembatas  konsentrasi CO2 normal udara 330 ppm (th 1976) dan 300 ppm pd beberapa dekade sebelumnya) 1.d. Mineral nutrient - Secara langsung dengan mengurangi sintesis khlorofil, bila kekurangan - Tidak langsung dengan pengurangan luas daun, perubahan struktur daun dan bahkan aktivitas stomata

1.e. Temperatur - Sebagian besar tumbuhan tropik 5-400c - Pengikatan CO2 dipengaruhi oleh suhu melalui proses antagonistik : a. Pada suhu rendah, proses meningkat dg meningkatnya suhu b. Pada suhu tinggi, fiksasi CO2 menurun dg meningkatnya suhu: - scr langsung: kerja enzim - scr tdk langsung: transpirasi dan penutupan stomata - Suhu yang sangat tinggi menyebabkan kerusakan protoplasma (Loveless, 1991

1.f. Polusi udara dan kemikalia Efek dari substansi thd FS melalui: penutupan stomata, menghambat pengikatan CO2, mengubah metabolisme daun, mengubah anatomi daun, dan keseimbangan panas daun Contoh: fungisida, radiasi nuklir, antitranspirant

2. Faktor Dalam 2.a. Kandungan Khlorofil - Jumlah Klorofil bervariasi tergantung pada jenis, lingkungan dan umur daun mg CO2/24 jam µg klorofil Scotch pine Norway spruce - Semakin besar jumlah Klorofil semakin besar kecapatan fotosintesis

2.b. Stomata - Celah dalam epidermis, dibatasi oleh dua sel epidermis yaitu sel penutup/ pelindung (guard cells). Pada dikotil sel penutup berbentuk lengkung (kacang merah atau ginjal). - Jumlah stomata beragam, dapat ditemukan pada dua permukaan daun atau satu permukaan daun saja - Kecepatan fotosintesis dipengaruhi oleh: - Jumlah stomata - Ukuran stomata - kontrol pembukaan dan penutupan stomata Berpengaruh pada difusi CO2

letak stomata

Bentuk stomata

2.c. Umur daun - Kecepatan fotosintesis rendah pada daun muda, meningkat dengan meningkatnya umur (maksimal pada kondisi FEL=Fully expanded Leaf) kemudian menurun secara perlahan - Perbedaan fisiologi maupun anatomi memberikan respon yang berbeda terhadap intensitas cahaya

Pengaruh umur daun terhadap FS 5x104 4x104 3x104 2x104 1x104 10 30 50 70 14C assimilasi (/cm3) Umur daun (hr setelah berkembang)

2.d. Akumulasi karbohidrat - Akumulasi yang berlebihan dapat menghambat fotosintesis  feedback inhibition - Keberhasilan pertumbuhan tanaman ditentukan oleh efisiensi tanaman dalam memproduksi karbohidrat melalui fotosintesis

Daun terbuka Daun tertutup Terkena sinar matahari yang lebih banyak Kandungan khlorofil lebih rendah → hijau lebih terang Daun lebih kecil dan tebal Kandungan mesofil, klorofil, enzim per unit area daun lebih besar (krn lbh tebal) Resistansi stomata dan mesofil thd difusi CO2 lebih rendah Kejenuhan cahaya lebih tinggi Kecepatan fotosintesis lebih tinggi per unit area daun Daun tertutup Daun yang tidak terkena cahaya matahari secara langsung Kandungan khlorofil lebih besar (akumulasi) Warna hijau lebih gelap Unit khlorofil a / b lebih banyak Daun lebih lebar dan tipis Kapasitas fotosintesis lebih rendah Fotosintesis kurang efisien → strategi: daun lebih luas Fotosintesis lebih efisien

SEKIAN