PRINSIP-PRINSIP UMUM PRODUKTIVITAS DALAM PENGERTIAN BIOLOGI, PRODUKSI TANAMAN DAPAT DIGAMBARKAN SEBAGAI SISTEM KONVERSI DARI ENERGI SURYA MENJADI ENERGI KIMIA, YANG DAPAT DITRANSPORT DAN DISIMPAN. KONVERSI INI TERJADI MELALUI SUATU PROSES REAKSI YANG DISEBUT FOTOSINTESA PEMAHAMAN AKAN PRINSIP-PRINSIP UMUM YANG MENDASARI PROSES TERSEBUT SANGAT PENTING DALAM SISTEM MANAJEMEN PRODUKSI DAN EKSPLOITASI POTENSIAL PRODUKSINYA. PENEKANANNYA ADALAH BAGAIMANA PENGELOLAAN TANAMAN DAPAT MEMPERBAIKI DAN MENINGKATKAN FOTOSINTESIS.

FOTOSINTESIS TERDIRI DARI FIKSASI CARBON PADA JARINGAN HIJAU TANAMAN DENGAN BANTUAN SINAR MATAHARI ORGANEL SEL TANAMAN YANG BERFUNGSI SEBAGAI PENANGKAP ENERGI MATAHARI ADALAH KLOROFIL YANG BERADA DALAM KLOROPLAST. LAJU FOTOSINTESA DAPAT DIHITUNG DENGAN CARA MENGUKUR BESARNYA CO2 YANG DIFIKSASI SETIAP SATUAN LUAS DAUN DALAM SATUAN WAKTU. DIKENAL JENIS TANAMAN C3, C4 DAN CAM. CONTOH C3: JENIS RUMPUT-RUMPUTAN MUSIM DINGIN (GANDUM, PADI, JAWAWUT), JENIS DIKOTIL (LEGUM, KAPAS, TEMBAKAU, KENTANG DAN HAMPIR SEMUA JENIS POHON. CONTOH C4: RUMPUT-RUMPUTAN MUSIM PANAS, SINGKONG, SORGHUM, TEBU. CONTOH CAM: KEBANYAKAN SPESIES BERAIR BANYAK DAN DAPAT BERADAPTASI PADA KONDISI KERING (NANAS, AGAVE SP, LIDAH BUAYA DLL). SALAH SATU PERBEDAAN UTAMA C3 DAN C4 ADALAH TERJADINYA PENINGKATAN EFISIENSI FOTOSINTESIS PADA TANAMAN C4, HAL INI KARENA SPESIES C4 SEDIKIT/BAHKAN TIDAK MENGALAMI FOTORESPIRASI (RESPIRASI PADA SIANG HARI), SEBALIKNYA SPESIES C3 MENGALAMI FOTORESPIRASI, YANG MENYEBABKAN HILANGNYA CO2 PADA SIANG HARI.

C4: FOTOSINTESA OPTIMUM TERCAPAI PADA SUHU TINGGI. C3: FOTOSINTESA OPTIMUM TERCAPAI PADA SUHU RENDAH. MAKSIMUM LAJU FOTOSINTESA TANAMAN C4>C3. TANAMAN C4 MEMPUNYAI KAPASITAS FOTOSINTESA>TANAMAN C3 PADA SUHU TINGGI, NAMUN TANAMAN C3 LEBIH TAHAN TERHADAP DINGIN. BEBERAPA TANAMAN C4 (MISAL JAGUNG) SAMA SEKALI TIDAK EFISIEN PADA SUHU RENDAH DI BAWAH 15 DERAJAT C, WALAUPUN INTENSITAS PENYINARAN OPTIMUM.

PRODUKTIVITAS TANAMAN PRODUKTIVITAS TANAMAN: JUMLAH PERTUMBUHAN YANG DAPAT DICAPAI OLEH SUATU TANAMAN PADA SUATU PERIODE WAKTU TERTENTU, MERUPAKAN FUNGSI LAJU FOTOSINTESIS BERSIH. FOTOSINTESIS: A. HANYA DI SEL-SEL HIJAU B. HANYA DALAM CAHAYA/SIANG HARI C. MENGGUNAKAN CO2 DAN H2O D. MELEPASKAN O2 E. ENERGI MATAHARI DIUBAH MENJADI ENERGI KIMIA, DIGUNAKAN UNTUK PRODUKSI KARBOHIDRAT F. MENYEBABKAN PENINGKATAN BOBOT/BERAT RESPIRASI: A. DI SEMUA SEL HIDUP YANG AKTIF B. SEPANJANG WAKTU C. MENGGUNAKAN PRODUK FOTOSINTESIS D. MELEPASKAN CO2 DAN H2O E. ENERGI DILEPASKAN DENGAN MEMECAHKAN KARBOHIDRAT DAN PROTEIN F. MENYEBAPKAN PENURUNAN BOBOT/BERAT

PRODUKTIVITAS TANAMAN LAI: RASIO LUAS DAUN (SATU SISI) SUATU TANAMAN DENGAN LUAS TANAH. PRODUKTIVIATS TAJUK TANAMAN PERTANIAN: AKUMULASI BAHAN KERING PER UNIT LUAS LAHAN PER UNIT SATUAN WAKTU (g/m2/hari). LAJU ASIMILASI BERSIH: AKUMULASI BAHAN KERING PER UNIT LUAS DAUN PER UNIT SATUAN WAKTU (g/m2/hari). EFISIENSI FOTOSINTESIS: MERUPAKAN EFISIENSI MASUKNYA ENERGI MATAHARI KE DALAM PROSES FOTOSINTESIS. DALAM SISTEM KEHUTANAN, RATA-RATA PRODUKTIVITAS BERSIHNYA 10-35 ton/ha/tahun untuk hutan hujan tropika dan 10-25 ton/ha/tahun untuk hutan hujan musiman. PENGUKURAN EFISIENSI FOTOSINTESIS ATAU PRODUKTIVITAS BELUM TERSEDIA UNTUK SISTEM AGRFOFORESTRY. YOUNG (1989: ESTIMASI PRODUKTIVITAS SISTEM AGROFORESTRY 20 ton/ha/tahun PADA DATARAN RENDAH BASAH.

MANIPULASI FOTOSINTESIS SELEKSI SPESIES DALAM AGROFORESTRY DIDASARKAN OLEH FAKTOR-FAKTOR LINGKUNGAN, EKONOMI DAN SOSIAL-BUDAYA SUATU DAERAH. PERBEDAAN CARA FOTOSINTESIS MERUPAKAN SALAH SATU PERTIMBANGAN FISIOLOGI YANG PENTING UNTUK MENYELEKSI DAN MENSCREENING SPESIES “BARU” DARI SPESIES LOKAL UNTUK AGROFORESTRI YANG POTENSIAL. MISAL: JIKA LAPISAN ATAS TERTUTUP OLEH KANOPI, MAKA PILIHAN TANAMAN UNTUK LAPISAN BAWAH ADALAH C3, KARENA PADA TINGKAT PENYINARAN RENDAH JENIS C3 LEBIH EFISIEN DALAM MENYERAP CO2 DIBANDING TANAMAN C4. FAKTOR LAIN YANG MEMPENGARUHI FOTOSINTESIS: KONSENTRASI CO2, SUHU KELEMBABAN, DAN NUTRISI. SEKARANG: MANIPULASI FOTOSINTESIS TANAMAN DALAM AGROFORESTRY DIDASARKAN PADA MANIPULASI PROFIL CAHAYA. AGAR KOMUNITAS TANAMAN MEMANFAATKAN RADIASI MATAHARI SECARA EFEKTIF, MAKA SEBAGIAN BESAR CAHAYA HARUS DISERAP OLEH JARINGAN HIJAU TANAMAN (KLOROFIL). PEMILIHAN SPESIES, PENGATURAN DAN MANAJEMENNYA SANGAT MENENTUKAN EFISIENSI FOTOSINTESA SECARA KESELURUHAN. SUDUT, KECENDERUNGAN, JUMLAH, UKURAN DAN PENGATURAN DAUN MENENTUKAN KAPASITAS FOTOSINTESA TANAMAN SECARA INDIVIDU. EFISIENSI BIOLOGI PADA SISTEM AGROFORESTRY MULTISTRATA AKAN BAIK BILA: SEBAGAI STRATA ATAS POHON YANG MEMPUNYAI DAUN TEGAK, DAN STRATA BAWAH TANAMAN YANG MEMPUNYA DAUN HORIZONTAL BESAR.

SPESIES AGROFORESTRY: POHON-POHON MULTIGUNA MULTI PURPOSE TREES (MPTs): SEMUA POHON MULTIGUNA, SEMAK, TANAMAN TAHUNAN BERKAYU YANG PENTING DALAM AGROFORESTRY, DIANTARANYA: POHON BUAH, PAKAN TERNAK, SPESIES KAYU BAKAR. ASUMSI BAHWA SPESIES AGROFORESTRY HANYA TERDIRI DARI MPTs ADALAH SALAH, SPESIES HERBA SAMA PENTINGNYA DALAM AGROFORESTRY. POHON-POHON MULTIGUNA (MPTs): KEGUNAANNYA LEBIH DARI SATU, BAIK SEBAGAI FUNGSI JASA ATAUPUN PRODUKSI: PAKAN TERNAK, POHON KAYU BAKAR, POHON BUAH-BUAHAN. POHON SERBAGUNA KEGUNAANNYA: BAHAN MAKANAN, RANSUM PAKAN TERNAK, BAHAN BAKU KAYU, BAHAN BAKU OBAT-OBATAN, BAHAN BAKU: LILIN, CAT, MINYAK, LARUTAN PEWARNA, SERAT DLL, KEGUNAAN KHUSUS: PEMECAH ANGIN, KONSERVASI TANAH, PEMECAH OMBAK, PERLINDUNGAN TERHADAP HEMBUSAN DEBU DAN PASIR, FIKSASI NITROGEN, MULSA, SOSIAL-BUDAYA, REGULASI IKLIM MIKRO, PENAUNG. CONTOH: KAPUK, GAMAL, KI HUJAN, IPIL-IPIL, TURI, KALIANDRA, PARKIA SPECIOSA, AZADIRACHTA INDICA. CONTOH POHON KEHIDUPAN: AREN, ASAM, DAMAR, DAMAR KACA, DUKU, DURIAN, EUKALIPTUS, GAMBIR, JAMBU METE, JELUTUNG, JENGKOL, KAPUK, KAPUR BARUS, KAYU PUTIH, KEMENYAN, KEMIRI, KENANGA, KESAMBI, LONTAR, MAKADAMIA, MATOA, MELINJO, NANGKA, NIPAH PETAI, PINUS, SAGU, SUKUN, TENGKAWANG.

INTERAKSI ANTAR KOMPONEN SELURUH ANGGOTA KOMUNITAS YANG MENGGUNAKAN .SUMBERDAYA ALAM UNTUK TUMBUH SEPERTI CAHAYA, AIR, HARA DAN CO2, SERING BERINTERAKSI NEGATIF MELALUI KOMPETISI. KETERSEDIAAN CAHAYA MENJADI FAKTOR PEMBATAS PADA BANYAK KEADAAN, KHUSUSNYA PADA KEADAAN TANAH YANG SUBUR DAN AIR YANG CUKUP, DAN ARTI PENTING CAHAYA AKAN BERKURANG PADA KONDISI SEMI ARID SEBAGAIMANA PADA TEMPAT DENGAN TINGKAT KESUBURAN YANG RENDAH. PENGETAHUAN BAGAIMAN KOMPETISI HARA TERJADI DI LAPANGAN AMAT TERBATAS, KARENA SULIT MEMISAHKAN KOMPETISI HARA DARI KOMPETISI CAHAYA, AIR DAN ALELOPATI. PENELITIAN TENTANG TANAH DAN AKAR BIASANYA LEBIH SULIT DILAKSANAKAN DARIPADA PENELITIAN BAGIAN ATAS PERMUKAAN TANAH. KOMPETISI AIR BERPERAN PENTING DALAM PRODUKTIVITAS SISTEM AGROFORESTRY, TERUTAMA DI DAERAH KERING. ALELOPATI MENGACU PADA PENGHAMBATAN PERTUMBUHAN TANAMAN OLEH ADANYA ZAT KIMIA YANG DILEPASKAN KE DALAM TANAH OLEH TANAMAN TETANGGANYA. PRIORITAS SAAT INI ADALAH MEMILAH TANAMAN BERSIFAT ALELOPATI YANG SERING DIPAKAI UNTUK AGRFORESTRY.

INTERAKSI TANAMAN 18. BEBERAPA CONTOH JENIS-JENIS POHON AGROFORESTRY YANG MEMILIKI EFEK ALELOPATI: ALNUS NEPALENSIS>GLYCINE MAX; CASUARINA EQUISETIFOLIA> COWPEA, SORGHUM, SUNFLOWER; EUCALYPTUS TERETICORNIS>COWPEA, SORGHUM, SUNFLOWER, POTATO; GLIRICIDIA SEPIUM> MIZE/RICE SEEDLINGS, TROPICAL GRASSES; GREVILLEA ROBUSTA>GREVILLEA SEEDLINGS; LEUCAENA LEUCOCEPHALA> MAIZE/RICE SEEDLINGS, COWPEA, SORGHUM, SUNFLOWER. 19. KOMPONEN BERACUN PADA BEBRAPA POHON AGROFORESTRY: ACACIA: CYANOGLUCOSIDES, FLUORACETATE, TANNINS; BANANA LEAVES: TANNINS; CASSAVA LEAVES: HCN; CALLIANDRA CALOTHYRSUS: TANNINS; GLIRICIDIA SEPIUM: TANNINS; LEUCAENA SPP: MIMOSINE (KHUSUSNYA DAUN MUDA, BATANG DAN BENIH); PROSOPSIS SPP: TANNINS. PERAN EFEK INTERAKSI ANTAR POHON DAN KOMPONEN LAIN PADA SISTEM AGROFORESTRY TERGANTUNG PADA SIFAT JENIS, KERAPATAN TANAMAN, PENGATURAN JARAK TANAM, DAN PENGELOLAAN POHONNYA. OPSI MANAJEMEN UNTUK MENINGKATKAN PERTUMBUHAN DI DALAM SISTEM AGROFORESTRY: PERBAIKAN IKLIM MIKRO, PEMUPUKAN, APLIKASI MULSA, IRIGASI, PENGELOLAAN LAHAN, MENGADOPSI JENIS, SUPLEMEN FEEDING. OPSI MANJEMEN UNTUK MENGHAMBAT PERTUMBUHAN: PRUNING, POLARRDING, ROOT PRUNING, TRENCHING, NAUNGAN, HERBISIDA, PERUMPUTAN/BROWSING. INTERAKSI KOMPONEN MERUPAKAN HAL YANG MENARIK UNTUK DIPELJARI, DAN DAPAT DIJADIKAN ALAT BERHARGA UNTUK SISTEM PENGELOLAAN. DIHARAPKAN DI MASA YANG AKAN DATANG ADA PENINGATAN PERHATIAN TERHADAP MASALAH INI DALAM PENELITIAN AGROFORESTRY.