MAKALAH SILVIKA (PROSES FOTOSINTESIS FAKTOR FISIOLOGIS DAN LINGKUNGAN)

MAKALAH

SILVIKA

PROSES FOTOSINTESIS

FAKTOR FISIOLOGIS DAN LINGKUNGAN

Oleh:

YONATAN TUAN L. TAINAES

1404040051

JURUSAN KEHUTANAN

FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS NUSA CENDANA

KUPANG

2015

KATA PENGANTAR

Pujidansyukur dipanjatkankehadiratTUHAN Yang MahaKuasa.Karenaatasberkatrahmatdantuntunannyamakalahinidapatdiselesaikandenganbaik.

Makalahinidisajikandenganmateritentangproses fotosintesisdanfaktorfisiologisdanlingkungan, dengantujuanpembuatanuntukmemenuhituntutansalahsatumatakuliahyaitu “SILVIKA”.  Penulisjugaberharapmakalahinidapatbergunasebagai media belajardanberbagiilmukepada para pembaca.

Akhir kata, pujidansyukurdipanjatkankehadiratTuhanYang  MahaKuasasertamengkhaturkanucapanterimakasihataskesediaandariberbagaipihak yang sedianyatelahmembantumenyelesaikanmakalahinikarenatanpabantuanpihak lain makalahinitidakmungkindapatdiselesaikaninidenganbaik.

Kupang,   September  2015

Penulis

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR................................................................................................. ii

DAFTAR ISI................................................................................................................ iii

BAB I

          PENDAHULUAN............................................................................................... 1

          1.1 LatarBelakang................................................................................................. 1

          1.2 TujuanPenulisan.............................................................................................. 1

          1.3 MetodePenulisan............................................................................................. 1

BAB II

          PEMBAHASAN ................................................................................................. 2

          2.1 FOTOSINTESIS............................................................................................. 2

          2.2PENGARUH LINGKUNGAN TERHADAP FOTOSINTESIS.................. 2

BAB III

          PENUTUP ........................................................................................................... 6

          3.1 Kesimpulan...................................................................................................... 6

DAFTAR PUSTAKA.................................................................................................. vii

BAB I

PENDAHULUAN

1.1        LATAR BELAKANG

Fotosintesis adalah proses produksi karbohidrat yang berasal dari bahan organik melalui transformasi energy matahari menjadi energi kimia satu-satunya di bumi yang sangat penting berdasarkan beberapa alasan.  Fotosintesis adalah proses yang sangat kompleks yang terdiri dari serangkaian reaksi yang menghasilkan bahan organic dari zat-zat organik.  karbon dioksida diambil dari udara dan oksigen yang bervolume dikembalikan.  Pada hakekatnya, proses tersebut dapat dilukiskan sebagai penyerapan energi cahaya oleh khloroplast, pembelahan (fotolisis) air menjadi ion hydrogen dan gas oksigen, dan penggunaan ion hydrogen untuk mereduksi karbon dioksida menjadi gula.

Dasar proses tersebut terdiri dari tiga macam reaksi yaitu;

1.      Rareaksi fisik:  Karbon dioksida ditransfer dari atmosfir kedalam daun untuk dilarutkan dalam air.  Resistensi total transfer iniadalah salah satu dari factor-faktor pembatas terpenting dalam proses tersebut.

2.      Reaksi fotokimia:  2 sampai 4 persen radiasi yang diterima digunakan untuk fotosintesis, dengan panjang gelombang yang paling aktif pada bagian merah dan biru spectrum warna.  Energi diserap oleh klorofil a dan b (dan beberapa pigmen pembantu) dan “dipompa” oleh unit molekul khlorofil besar menjadi ikatan fosfat berenergi tinggi dalam molekul adenosine triphosphate (ATP)

3.      Reaksi kimia dan enzim:  ini adalah urutan banyak tahapan reaksi dari produk stabil pertama, phosphoglyceric acid (PGA), menjadi gula yang berangka karbon 3,4,5 dan 6.

Kecepatan fotosintesis dipengaruhi oleh faktor tanaman dan lingkungan.  Faktor-faktor ini terdiri atas beberapa yaitu, Faktor Internal (Faktor Dalam):  Umur daun danKondisi Klorofil dan Kloroplas;  dan Faktor Eksternal (Faktor Luar):  Cahaya, Suhu,Konsentrasi CO₂,Ketersediaan air,Nutrisi, dan Kadar kebersihan udara,

1.2        TUJUAN PENULISAN

Makalah ini disusun dengan tujuan untuk memenuhi tuntutan salah satu mata kuliah (SILVIKA), guna memperoleh nilai dan juga membagi ilmu kepada para pembaca.Makalah ini membahas tentang proses fotosintesis dan faktor fisiologis dan lingkungan.

1.3       METODE PENULISAN

Dalam penyusunan makalah penulis menggunakan metode Browsing internet dan membaca buku.  Dengan  metode ini penulis merncari segala informasi memgenai proses fotosintesis dan factor fisiologis dan lingkungan.

BAB II

PEMBAHASAN

2.1.   FOTOSINTESIS

Fotosintesis adalah proses produksi karbohidrat yang berasal dari bahanorganik melalui transformasi energy matahari menjadi energy kimia.  Fotosintesis adalah proses yang sangat kompleks yang terdiri dari serangkaian reaksi yang menghasilkan bahan organic dari zat-zat organik.  karbon dioksida diambil dari udara dan oksigen yang bervolume dikembalikan.  Pada hakekatnya, proses tersebut dapat dilukiskan sebagai penyerapan energi cahaya oleh khloroplast, pembelahan (fotolisis) air menjadi ion hydrogen dan gas oksigen, dan penggunaan ion hydrogen untuk mereduksi karbon dioksida menjadi gula.

Dasar proses tersebut terdiri dari tiga macam reaksi:

4.      Rareaksi fisik:  Karbon dioksida ditransfer dari atmosfir kedalam daun untuk dilarutkan dalam air.  Resistensi total transfer iniadalah salah satu dari factor-faktor pembatas terpenting dalam proses tersebut.

5.      Reaksi fotokimia:  2 sampai 4 persen radiasi yang diterima digunakan untuk fotosintesis, dengan panjang gelombang yang paling aktif pada bagian merah dan biru spectrum warna.  Energi diserap oleh klorofil a dan b (dan beberapa pigmen pembantu) dan “dipompa” oleh unit molekul khlorofil besar menjadi ikatan fosfat berenergi tinggi dalam molekul adenosine triphosphate (ATP)

6.      Reaksi kimia dan enzim:  ini adalah urutan banyak tahapan reaksi dari produk stabil pertama, phosphoglyceric acid (PGA), menjadi gula yang berangka karbon 3,4,5 dan 6.

2.2.   PENGARUH LINGKUNGAN TERHADAP FOTOSINTESIS

Faktor Internal (Faktor Dalam):

1.      Umur daun:  Umur daun sangat mempengaruhi proses fotosintesis. Proses penuaan yang terjadi pada daun  akan berdampak pada proses fotosintesis. Menurut penelitian yang dilaksanakan oleh Akmalia menyatakan bahwa,”Kecepatan fotosintesis dipengaruhi oleh umur daun. Seiring dengan penambahan umur daun maka kandungan klorofilnya semakin tinggi. Hal ini menyebabkan proses fotosintesis berlangsung semakin cepat.  Namun, pada titik tertentu ketika daun sudah terlampau tua, maka akan terjadi degradasi klorofil yang menyebabkan kandungan klorofil semakin sedikit. Sehingga, proses fotosintesis pun berjalan lebih lambat.” Titik optimum proses fotosintesis pada tanaman, yaitu ketika optimalnya klorofil seiring pertambahan umur tanaman berbeda-beda pada setiap tanaman (Akmalia, 2009).

2.      Kondisi Klorofil dan Kloroplas:  Fotosintesis dapat terjadi pada sel-sel yang mengandung klorofil. Klorofil disebut juga zat hijau daun. Sel-sel yang banayak mengandung klorofil banyak terdapat di daun, sehingga daun berwarna hijau. Klorofil tersebut antara lain berperan dalam menangkap cahaya. Cahaya ini diperlukan tumbuhan untuk berlangsungnya proses fotosintesis. Klorofil terdapat di dalam kloroplas. Di dalam bahasan tentang sel, telah dipelari bahwa kloroplas merupakan salah satu organel sel. Kloroplas memiliki dua membran yaitu membran luar dan membrane dalam. Bagian dalam kloroplas memiliki bagian-bagian yakni tilakoid dan stroma (Rahman).

Proses fotosintesis merupakan proses pembentukan bahan organik dari bahan-bahan anorganik (CO₂, H₂O, H₂S) dengan bantuan energy cahaya dan pigmen utama berupa klorofil yang terdapat di dalam kloroplas (Sri. Y, dkk:2011). Selain klorofil juga terlibat pigmen lain yaitu karotenoid yang berfungsi untuk membentuk klorofil dalam menangkap cahaya serta melindungi klorofil dari proses fotooksidasi.Klorofil merupakan fluoresen, artinya dapat menerima sinar dan mengembalikannya dalam gelombang yang berlainan. Klorofil-a tampak hijau tua, tapi jika sinar direfleksikan maka akan tampak merah darah. Klorofil-b berwarna hijau cerah jika sinar direfleksikan makan berwarna merah-coklat pada fluorensi. Klorofil banyak meresap sinar merah dan nila.Daun menyerap lebih dari 90% panjang gelombang ungu dan biru yang mengenainya, dan hampir sebesar persentase panjang gelombang jingga dan merah.Hampir semua penyerapan ini dilakukan oleh pigmen kloroplas.Foton dalam tilakoid mengeksitasi sebuah elektron pada karotenoid atau klorofil.Klorofil berwarna hijau karena tidak efektif dalam menyerap panjang gelombang hijau, melainkan memantulkan.Pengukuran penyerapan nisbi dapat dilakukan melalui berbagai panjang gelombang cahaya oleh pigmen yang dimurnikan dengan menggunakan spektrofotometer.Semua spesies tumbuhan memperlihatkan puncak utama pada wilayah cahaya biru, keduanya disebabkan hasil penyerapan cahaya oleh klorofil dan karotenoid (Salisbury dan Ross, 1995). Pengunaan panjang gelombang 645nm dan 660nm dikarenakan panjang gelombang tersebut akan mengalami absorbsi terbesar pada klorofil a dan b (Tjitrosomo, 1985).

Berdasarkan hasil penelitian, tingginya jumlah klorofil berbanding lurus dengan kecepatan fotosintesis.Hal ini dikarenakan, klorofil merupakan penangkap cahaya matahari yang merupakan sumber energy fotosintesis. Sehingga, semakin tinggi kadar klorofil semakin cepat pula proses fotosintesis (Akmalia, 2009).

Faktor Eksternal (Faktor Luar):

1.      Cahaya:  Cahaya langsung berpengaruh pada pertumbuhan pohon melalui intensitas, kualitas dan lama penyinaran.  Jika tumbuhan terbuka terhadap cahaya secara berangsur dari kegelapan ke cahaya matahari penuh, biasanya ditemukan bahwa hasil positif fotosintesis neto tidak diperoleh sampai pada nilai ambang intensitas cahaya minimal tertentu dilampaui.  Dengan bertambahnya intensitas cahaya, bertambah kecepatan fotosintesis neto daun yang terbukabaik.  Tercapai titik tertentu yang disebut titik kejenuhan cahaya, bila kenaikan intensitas cahaya tidak memberikan kenaikan fotosintesis neto lebih lanjut.  Jika intensitas cahaya melebihi titik kejenuhan, fluktuasi intensitas cahaya berpengaruh kecil terhadap kecepatan fotosintesis.  Pada intensitas cahaya yang sangat tinggi, fotosintesis dapat dibatasi oleh foto oksidasi khloroplast.

2.      Suhu:  Pengaruh suhu terhadap fotosintesis neto sulit untuk dievaluasi.  Pertama, otosintesis neto merupakan selisih tingkat fotosintesis dan respirasi yang besamaan waktu, dan hubunga suhu terhadap kedua proses tersebut sangat berbeda.  Kedua, di lapangan, kenaikan suhu biasanya berhubungan dengan kenaikan intensitas cahaya, sehingga pengaruhnya membingungkan.  Kisaran suhu optimal untuk fotosintesis bervariasi dengan spesies dan ekotipe tetapi biasanya antara 18 dan 25⁰ C untuk pohon-pohon daerah sedang, dangan kisaran ekstrim antara -5 dan 40⁰ C. (Stocker, 1960; Kozlowski dan Keller, 1966).  Kisaran actual suhu optimal untuk setiap spesies tergantung pada banyak factor, termasuk umur, kesehatan daun, ketersediaan air dan cahaya.

3.      Konsentrasi CO₂:Konsentrasi karbon dioksida atmosfir bumi di atas tajuk hutan diperkirakan 0,03 persen volume 300 ppm.  Di dalam hutan, konsentrasi CO₂ biasanya lebih tinggi.  Ketersediaan CO₂ biasanya dapat menjadi factor pembatas fotosintesis (Kramer dan Kozlowski, 1960).  Hal ini merupakan kasus yang sangat mungkin dalam tajuk pohon hutan yang rapat atau tanaman pertanian selama siang hari bila fotosintesis aktif mengambil CO₂ dari udara dan pencampuran atmosfir sangat sedikit karena stagnasi udara.  Dengan menurunnya konsentrasi CO₂ sekitar daun, level minimal dicapai yang disebut kosentrasi kompensasi CO₂, yang di bawahnya tidak terdapat lagi hasil positif fotosintesis neto.  Umumnya, untuk tunbuhan C_3, konsentrasi CO₂ minimal ini adalah 50 sampai 100 ppm;  namun, seperti yang disebutkan pada proses fotosintesis terdapat kelompok tumbuhan C₄ (tidak menunjukkan fotorespirasi) yang mempunyai kemampuan fotosintesis yang sangat tinggi dan dapat berfungsi pada konsentrasi CO₂ antara 0 dan 10 ppm.

4.      Ketersediaan air:  Porsi sangat kecil dari total air yang digunakan oleh tumbuhan dikonsumsi langsung pada proses fotosintesis.  Karena itu, pengaruh deficit air pada fotosintesis disebabkan hamper seluruhnya oleh pengaruh tidak langsung terhadap hidrasi protoplasma dan penutupan stomata.  Kondisi optimal fotosintesis terjadi bila daun turgor penuh.  Ini terjadi bila air tanah berlimpah dan kondisi atmosfir menghendaki evaporasi rendah.  Dengan tanah yang mongering di bawah kapasitas lapang dan potensi air dalam tanah menurun (menjadi lebih negative), terjadi kehilangan turgor dan penutupan stomata, yang selanjutnya membatasi pemasukan CO2 dan menyebabkan penurunan fotosintesis.  Mungkin terdapat perbedaan kecepatan penurunan yang tergantung pada toleransi kekeringan suatu jenis.  Fanomena penurunan fotosintesis ini disebabkan oleh penurunan ketersediaan air dalam daun, atau lebih tepatnya, penurunan potensi air daun yang menyebabkan stress air pada tumbuhan.

5.      Nutrisi:  Nutrisi pohon hutan mempengaruhi fotosintesis dalam dua cara; langsung, dengan jalan mempengaruhi efisiensi proses; dan tidak langsung, berpengaruh terhadap produksi fotosintesis total pohon.  Penelitian dengan pohon Douglas-fir berumur 24 tahun (Brix, 1971) telah menunjukkan bahwa kemampuan fotosintesis pucuk yang baru dalam tahun pemupukan naik 78 persen sebagai akibat tambahan nitrogen bila daun terkena suhu dan kondisi air yang baik dan bila intensitas cahaya 5000 fc.  Kecepatan fotosintesis bertambah hanya bila daun yang diperlukan terkena intensitas cahaya yang lebih tinggi daripada 2000 fc (yaitum seperlima cahaya matahari penuh).  Secara tidak langsunng, status nutrisi pohon mempengaruhi fotosintesis melalui pengaruh terhadap luas individu daun dan ukuran total tajuk.  Nutrisi juga mempengaruhi vigor dan luas system perakaran, yang mempengaruhi penyerapan air dan hidrasi daun.

6.      Kadar kebersihan udara:Pencemaran atmosfer akibat berbagai emisi gas telah merusak tumbuhan dalam beberapa cara. Beberapa gas beracun yang kini melimpah di udara adalah Nitrogen Oksida, Belerang Oksida, dan logam berat lainnya. Pada kebanyakan pencemaran udara, secara sendiri-sendiri atau kombinasi menyebabkan kerusakan dan perubahan fisiologis tanaman yang kemudia diekspresikan dalam gangguan pertumbuhan (Kozlowski, 1971). Pencemaran menyebabkan perubahan pada tingkat individu hingga tingkat komunitaa tanaman. Kerusakan pun meliputi kerusakan makroskopis daun, kerusakan anatomi daun, dan yang paling fatal adalah kerusakan klorofil.Penghambatan terhadap fotosintesis seringkali dihubung-hubungkan dengan tingginya tingkat pencemaran udara. Gas-gas beracun tersebut telah mempengaruhi kloroplas sebagai tempat adanya klorofil. Hal ini jelas telah menghambat terjadinya proses fotosintesis pada tanaman.

BAB III

PENUTUP

3.1    KESIMPULAN

o   Fotosintesis adalah proses produksi karbohidrat yang berasal dari bahanorganik melalui transformasi energy matahari menjadi energy kimia.

o   Fotosintesis adalah proses yang sangat kompleks yang terdiri dari serangkaian reaksi yang menghasilkan bahan organic dari zat-zat organic.

o   Dasar proses fotosintesis terdiri dari tiga macam reaksi: Rareaksi fisik, Reaksi fotokimia, dan Reaksi kimia dan enzim

o   Kecepatan fotosintesis dipengaruhi oleh faktor tanaman dan lingkungan yang terdiri atas factor internal dan factor eksternal.

o   Faktor Internal (Faktor Dalam) yaitu: Umur daun dan Kondisi Klorofil dan Kloroplas.

o   Faktor Eksternal (Faktor Luar) yaitu:Cahaya, Suhu, Konsentrasi CO₂, Ketersediaan air, Nutrisi, dan Kadar kebersihan udara.

DAFTAR PUSTAKA

Akmalia, Hafidha Asni dan Tuttus Sufi Kusuma. 2009. Perbedaan Laju Fotosintesis antara Daun Muda dan Daun Tua Tumbuhan Nam-Nam (Cynometra cauliflora). Yogyakarta: Prodi Pendidikan Biologi FMIPA UNY.

Brix, H.:  Effects of nitrogen fertilization on photosynthesis and respiration in Douglas-fir, For.  Science, 17(4): 407-414 (1971).

Daniel.  W, J.A. Helms, and F.S. Baker.  Principles Of Silviculture, Edisi indonesia:  Prinsip-prinsip Silvikultur.  Gajah Mada University Press.  Bulaksumur, Yogyakarta (1987).

Kozlowski, T.T.: Growth and development of tress, vol. II, Cambial growth, root growth, and reproductive growth.  Academic New York, 1971.

            dan T.  Keller:  Food relations of woody plants, Bot. Rev. 12(4): 293-382 (1966).

Kramer, P.J.:  Plant and soil water relationship:  Amodern synthesis McGraw-Hill, New York, 1969.

            dan T.T. Kozlowski:  Physiology of trees.  McGraw-Hill, New York, 1960.

Stocker, O.:  Die photosynthetischen Leistungen der Steppen und Wȕtenpflazen, dalam W. Ruhland (ed), Handbuch der Pflan-zen physilogie, 5(1):460-491 (1960)