FAKTOR KLIMATIS

1
FAKTOR KLIMATIS

• Sri Wilarso Budi R
• Laboratorium Silvikultur
• Fakultas Kehutanan IPB
• E-mail wilarso62_at_yahoo.com

2
UNSUR KLIMATIS

• CAHAYA
• Kualitas
• Kuantitas
• Fotoperiode
• SUHU
• HUJAN/AIR
• KELEMBABAN

3
FAKTOR KLIMATIS Kualitas Cahaya
Klorofil merupakan molekul pigmen yang dimiliki
tumbuhan hijau. Menyerap cahaya terbesar pada
spektrum warna biru dan merah
Spektrum absorpsi estimasi ()
Spektum absorbsi klorofil (Curtis, 1989).
4
Ringkasan Tahapan FS

1. Penangkapan energi cahaya oleh kloropil
2. Spliting air dan pelepasan electron berenergi
   tinggi dan oksigen
3. Transfer electron untuk menghasilkan energi kimia
   ATP dan reduksi tenaga sebagai NADPH
4. Pengggunaan ATP dan NADPH untuk memfiksasi
   molekul CO2 pada Phospogliceric acid dan
   mereduksinya menjadi phospogliceraldehide dan
   akhirnya mengkonversi menjadi molekul seperti gula

5
Proses Fotosintesis
6

• Tahap-tahap fotosintesis
• Blackman (1905 ilmuwan Inggeris) Fotosintesis
  
• 1. Reaksi yang membutuhkan cahaya
• (Reaksi terang / reaksi menangkap energi)
• Dihasilkan ATP dan NADPH
• 2. Reaksi gelap (reaksi pengikatan karbon)
• Menggunakan ATP dan NADPH hasil reaksi I

7

• Dalam tumbuhan reaksi terang dan reaksi gelap
• terjadi secara bersamaan dan simultan
• Reaksi terang reaksi tidak tergantung suhu
• Reaksi gelap - tidak tergantung cahaya tapi
• dipengaruhi suhu.
• Pigmen senyawa yang mengabsorbsi cahaya
• Beberapa pigmen mengabsorbsi cahaya dengan
• panjang gelombang tertentu

8
Reaksi-reaksi menangkap energi cahaya 1). Sistem
Cahaya I Spektrum absorbsi 700 nm
Gambar. Proses sistem cahaya (Curtis,
1989). 2). Sistem Cahaya II Spektrum
absorbsi 680 nm
9

• Reaksi Pengikatan Karbon
• Energi (ATP dan NADPH) digunakan untuk mereduksi
  CO2.
• CO2 masuk melalui stomata ( untuk tumbuhan
  tinggi)
• CO2 masuk melalui CO2 terlarut dalam air (
  kelompok alga)
• Gambar 10. Daun dan stomata dengan pertukaran O2
  dan CO2 (Campbell, 1997).

sel mesofil
bagian melintang daun
kloroflas
daun
mesofil
Stoma
CO2 O2
KLOROFLAS
Ruang intermembran
Membran luar
Membran dalam
Granum
Grana stroma
Stroma tilakoid ruang tilakoid
10
Tanaman C3

• Setelah CO2 dikombinasikan dengan RuBP (Ribulosa
  biphosphat gula yang berkarbon 5), akan
  dihasilkan 2 molekul PGA gula yang berkarbon 3
  dalam siklus Calvin-Benson
• Rubisco merupakan enzyme karboksilase yang
  berfungsi juga sebagai oxigenase.
• O2 merupakan kompetitor rubisco dalam memfiksasi
  CO2
• Mudah jenuh cahaya pada intensitas cahaya yang
  rendah dan kecepatan photosintesis dapat
  meningkat dengan menurunnya konsentrasi O2
• Tidak mempunyai sel bundle shet
• Mempunyai titik kompensasi CO2 yang tinggi,
  karena adanya kompetisi Rubisco dengan O2

11
Tanaman C4

• Produk pertama yang terdeteksi adalah senyawa
  berkarbon 4, aspartic, malic dan oxaloacetic
  acid.
• Phospoenholpiruvic acid C3 merupakan akseptor
  CO2 dan PEP carbxylase merupakan enzyme
  karboksilase
• PEP carboksilase mempunyai sifat afinitas yang
  tinggi terhadap CO2 dan tidak dihambat oleh O2
• Fiksasi carbon pertama terjadi pada sel mesophil,
  asam organic kemudian dibawa ke sel bundhel shet
  dimana terjadi proses dekarboksilasi, melepaskan
  asam pirivat (yang akan masuk kembali ke system
  Hatch-Slack) dan CO2 kemudian difiksasi di dalam
  Siklus Calvin.
• Proses transport ini memungkinkan konsentrasi CO2
  dalam sel bundhel shet dimana Rubisco dapat lebih
  mudah memfiksasi CO2 ke PGA.
• Photorespirasinya rendah

12
CAM (Crasualeance Acid Metabolism)

• Memfiksasi CO2 dalam kondisi gelap
• Reaksi karboksilasi mendorong pembentukan
  oxaloacetic dan malic acid dalam kondisi gelap
  melalui aktifitas PEP carboxylase.
• Pada kondisi terang, malic acid di
  dekarboksilasikan menghasilkan asam pyruvic dan
  CO2 yang digunakan dalam photosintesa melalui
  siklus Calvin.
• Pada tanaman ini, keasaman meningkat pada malam
  tapi meningkat pada siang dan kandungan gula
  meningkat.
• Stomata membuka pada malam hari, menutup pada
  siang hari untuk menghindari penguapan.

13
Perbedaan C3, C4 CAM
Sifat C3 C4 CAM
Anatomi Kranz Tidak Ya Tidak
Akseptor CO2 RuBp PEP PEP
Produk fiksasi CO2 3-PGA OAA C4 lain OAA C4 lain
Carboxylase RuBP PEP, RuBP PEP, RuBP
Fixasi CO2 Cahaya Cahaya Gelap Siklus C4 CahayaSiklus C3
O2 menghambat FS Ya Tidak Ya
Chloroplast 1 struktur 2 struktur ?
Photorespirasi Tinggi Rendah Sangat rendah
Transpirasi Tinggi Rendah Sangat rendah
Produktivitas Rendah - Tinggi Tinggi Rendah - Tinggi
Ttk compensasi CO2 Tinggi (25-100 ppm) Rendah (0, -10 ppm) Rendah (0, - 5 ppm)
PengaruhSuhu (30 40o C) dalam pengambilan CO2 Menghambat Mendorong Mendorong
Sumber Plant Physiology ( Devlin, R.M dand F.H
Witham, 1983)
14
VARIASI DALAM KECEPATAN FOTOSINTESA

1. Variasi species dan Genetik
2. Variasi diurnal
3. Variasi musiman
4. Sunflecks dan Fotosintesa
5. Kedalaman tajuk dan Fotosintesa
6. Ketinggian Tajuk dan Fotosintesa

15
PENGHAMBATAN FOTOSINTESA

• Suhu rendah
• Suhu tinggi
• Suhu tanah
• CO2
• Faktor tanaman ( Umur daun, Sink- Source)
• Suplai air
• Nutrisi (Macro dan Mikro)
• Salinitas
• Polusi

16
Kuantitas Cahaya

• Banyaknya cahaya yang diterima objek
• Toleran Kemampuan dari tumbuhan untuk hidup
  dibawah naungan
• Intoleran Pohon/ tumbuhan yang memerlukan
  cahaya penuh untuk hidupnya
• Semi Toleran

17
Perbedaan Toleran dan Intoleran
No. Toleran Intoleran
1. Dapat membentuk tegakan di bawah naungannya sendiri atau naungan Pohon intoleran Hanya membentuk tegakan dibawah Pohon yang tajukna terbuka
2. Membentuk tegakan bawah yang dapat bertahan lama, walaupun riapnya kecil, bila ada cahaya akan tumbuh dengan baik Cepat mati di bawah naungan, dan bila dibebaskan dari naungan sebelum mati tidak menunjukkan reaksi terhadap pembebasan ini
3. Mempunyai tajuk yang tebal dan terdiri dari beberapa lapis daun, lapisan terdalam (dekat dengan batang) dapat berfungsi pada cahaya dengan intensitas yang sangat rendah. Mempunyai tajuk yang tipis dan terbuka
4. Pemangkasan alaminya perlahan-lahan Pemangkasan alaminya cepat
5. Bentuk batang umumnya menyerupai kerucut Bentuk batang umumnya silindris
6. Pada tingkat semai sampai tiang pertumbuhan tingginya lebih lambat dari jenis intoleran Pada tingkat semai sampai tiang pertumbuhan tingginya lebih cepat dari jenis toleran
18
CIRI/PENENTUAN TOLERANSI
No. Parameter Toleran Intoleran
1. Kerapatan Tajuk Lebih rapat Kurang rapat
2. Pemangkasan Alami Lambat Cepat
3. Struktur Daun Epidermis lunak, tidak mengkilat, parenkum bunga karang besar, daun tipis Epidermis keras, mengkilat, parenkim bunga karang kecil, daunnya tebal
4. Permudaan alam di bawah tegakan Tumbuh baik Tumbuh dengan penderitan
19
Faktor Klimatis Hujan/Air
20
Kristal Air
21
Kristal Air
22
Fungsi Air

• Sangat penting untuk kehidupan
• Ahli filsafat Inggris 4 Elemen dasar (Bumi,
  Udara, Api, Air)
• Ahli filsafat Cina 5 Elemen dasar (Air, Bumi,
  Air, Kayu, Logam)
• Pentingnya Air dari segi Ekologi
• Distribusi vegetasi dunia berkorelasi dengan
  jumlah dan distribusi curah hujan
• Variasi pertumbuhan diameter pohon dari tahun ke
  tahun ada hubungannya dengan curah hujan (Zahner
  Kozlowski, 1968)
• Muncul Dendrochronologi (Fritz, 1976)

23
Pentingnya air dari segi fisiologi

• Isi dari protoplast
• Pelarur nutrisi dalam tanah
• Medium untuk reaksi Metabolisme
• Reaktan dalam reaksi metabolisme
• Bahan baku fotosintesa
• Menjaga turgiditas sel
• Pendukung pemanjangan sel
• Pembesaran sel tergantung pada derajat turgor
• Pemanjangan batang dan daun dikontrol oleh
  defisit air
• Penurunan kandungan air
• Penurunan turgor
• Penutupan stomata
• Penurunan fotosintesa
• Gangguan pembesaran sel
• Disorganisasi protoplast

24
Faktor Klimatis Hujan/Air

• Beberapa Konsep Umum Hubungan Air-Tanaman
• KESEIMBANGAN AIR DALAM TANAMAN
• Status Air dalam tanaman tergantung pada
  kecepatan relatif penyerapan air dan kehilangan
  air melalui transpirasi
• Status air dalam tanaman tidak dapat diprediksi
  melalui pengukuan air dalam tanah saja
• SPAC (Soil-Plant-Athmosphir-Continum)
• Adanyaa hubungan antara tanah-tanaman-atmosfir
  untuk menentukan status air dalam tanaman
• 3. KONSEP KLEB
• Faktor-faktor lingkungan seperti stress air,
  melalui proses-proses fisiologi dapat
  mempengaruhi kualitas dan kuantitas pertumbuhan

25
(No Transcript)
26
(No Transcript)