faktor klimatis-5-6
Post on 10-Aug-2015
166 Views
Preview:
TRANSCRIPT
FAKTOR KLIMATISFAKTOR KLIMATIS
Sri Wilarso Budi RSri Wilarso Budi RLaboratorium SilvikulturLaboratorium SilvikulturFakultas Kehutanan IPBFakultas Kehutanan IPBE-mail: wilarso62@yahoo.comE-mail: wilarso62@yahoo.com
UNSUR KLIMATISUNSUR KLIMATIS
CAHAYACAHAYA
1.1. KualitasKualitas
2.2. KuantitasKuantitas
3.3. FotoperiodeFotoperiode SUHUSUHU HUJAN/AIRHUJAN/AIR KELEMBABANKELEMBABAN
Spektum absorbsi klorofil (Curtis, 1989).
Sp
ektr
um
ab
sorp
si e
stim
asi
(%)
Klorofil merupakan molekul pigmen yang dimiliki tumbuhan
hijau. Menyerap cahaya terbesar pada spektrum warna biru
dan merah
FAKTOR KLIMATIS : Kualitas CahayaFAKTOR KLIMATIS : Kualitas Cahaya
Ringkasan Tahapan FSRingkasan Tahapan FS
1.1. Penangkapan energi cahaya oleh kloropilPenangkapan energi cahaya oleh kloropil
2.2. Spliting air dan pelepasan electron berenergi Spliting air dan pelepasan electron berenergi tinggi dan oksigentinggi dan oksigen
3.3. Transfer electron untuk menghasilkan energi Transfer electron untuk menghasilkan energi kimia ATP dan reduksi tenaga sebagai NADPHkimia ATP dan reduksi tenaga sebagai NADPH
4.4. Pengggunaan ATP dan NADPH untuk memfiksasi Pengggunaan ATP dan NADPH untuk memfiksasi molekul CO2 pada Phospogliceric acid dan molekul CO2 pada Phospogliceric acid dan mereduksinya menjadi phospogliceraldehide dan mereduksinya menjadi phospogliceraldehide dan akhirnya mengkonversi menjadi molekul seperti akhirnya mengkonversi menjadi molekul seperti gulagula
Proses FotosintesisProses Fotosintesis
Siklus Calvin
Fotofosforilasi
Cahaya
Gula
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
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
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
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).
daunbagian melintang daun sel mesofilkloroflas
mesofil
Ruang intermembran
Grana stroma Stroma tilakoid ruang tilakoid
Granum Membran dalam
Membran luar
KLOROFLAS
CO2 O2
Stoma
Tanaman C3Tanaman C3 Setelah CO2 dikombinasikan dengan RuBP (Ribulosa Setelah CO2 dikombinasikan dengan RuBP (Ribulosa
biphosphat = gula yang berkarbon 5), akan dihasilkan biphosphat = gula yang berkarbon 5), akan dihasilkan 2 molekul PGA = gula yang berkarbon 3 dalam siklus 2 molekul PGA = gula yang berkarbon 3 dalam siklus Calvin-BensonCalvin-Benson
Rubisco merupakan enzyme karboksilase yang Rubisco merupakan enzyme karboksilase yang berfungsi juga sebagai oxigenase.berfungsi juga sebagai oxigenase.
O2 merupakan kompetitor rubisco dalam memfiksasi O2 merupakan kompetitor rubisco dalam memfiksasi CO2CO2
Mudah jenuh cahaya pada intensitas cahaya yang Mudah jenuh cahaya pada intensitas cahaya yang rendah dan kecepatan photosintesis dapat meningkat rendah dan kecepatan photosintesis dapat meningkat dengan menurunnya konsentrasi O2dengan menurunnya konsentrasi O2
Tidak mempunyai sel bundle shetTidak mempunyai sel bundle shet
Mempunyai titik kompensasi CO2 yang tinggi, karena Mempunyai titik kompensasi CO2 yang tinggi, karena adanya kompetisi Rubisco dengan O2adanya kompetisi Rubisco dengan O2
Tanaman C4Tanaman C4 Produk pertama yang terdeteksi adalah senyawa berkarbon 4, aspartic, Produk pertama yang terdeteksi adalah senyawa berkarbon 4, aspartic,
malic dan oxaloacetic acid.malic dan oxaloacetic acid.
Phospoenholpiruvic acid C3 merupakan akseptor CO2 dan PEP Phospoenholpiruvic acid C3 merupakan akseptor CO2 dan PEP carbxylase merupakan enzyme karboksilasecarbxylase merupakan enzyme karboksilase
PEP carboksilase mempunyai sifat afinitas yang tinggi terhadap CO2 PEP carboksilase mempunyai sifat afinitas yang tinggi terhadap CO2 dan tidak dihambat oleh O2dan tidak dihambat oleh O2
Fiksasi carbon pertama terjadi pada sel mesophil, asam organic Fiksasi carbon pertama terjadi pada sel mesophil, asam organic kemudian dibawa ke sel bundhel shet dimana terjadi proses kemudian dibawa ke sel bundhel shet dimana terjadi proses dekarboksilasi, melepaskan asam pirivat (yang akan masuk kembali ke dekarboksilasi, melepaskan asam pirivat (yang akan masuk kembali ke system Hatch-Slack) dan CO2 kemudian difiksasi di dalam Siklus Calvin.system Hatch-Slack) dan CO2 kemudian difiksasi di dalam Siklus Calvin.
Proses transport ini memungkinkan konsentrasi CO2 dalam sel bundhel Proses transport ini memungkinkan konsentrasi CO2 dalam sel bundhel shet dimana Rubisco dapat lebih mudah memfiksasi CO2 ke PGA.shet dimana Rubisco dapat lebih mudah memfiksasi CO2 ke PGA.
Photorespirasinya rendahPhotorespirasinya rendah
CAM (Crasualeance Acid Metabolism)CAM (Crasualeance Acid Metabolism)
Memfiksasi CO2 dalam kondisi gelapMemfiksasi CO2 dalam kondisi gelap
Reaksi karboksilasi mendorong pembentukan oxaloacetic Reaksi karboksilasi mendorong pembentukan oxaloacetic dan malic acid dalam kondisi gelap melalui aktifitas PEP dan malic acid dalam kondisi gelap melalui aktifitas PEP carboxylase.carboxylase.
Pada kondisi terang, malic acid di dekarboksilasikan Pada kondisi terang, malic acid di dekarboksilasikan menghasilkan asam pyruvic dan CO2 yang digunakan menghasilkan asam pyruvic dan CO2 yang digunakan dalam photosintesa melalui siklus Calvin.dalam photosintesa melalui siklus Calvin.
Pada tanaman ini, keasaman meningkat pada malam tapi Pada tanaman ini, keasaman meningkat pada malam tapi meningkat pada siang dan kandungan gula meningkat.meningkat pada siang dan kandungan gula meningkat.
Stomata membuka pada malam hari, menutup pada siang Stomata membuka pada malam hari, menutup pada siang hari untuk menghindari penguapan.hari untuk menghindari penguapan.
Perbedaan C3, C4 & CAMPerbedaan 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 C4Cahaya:Siklus 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)
VARIASI DALAM KECEPATAN VARIASI DALAM KECEPATAN FOTOSINTESAFOTOSINTESA
1.1. Variasi species dan GenetikVariasi species dan Genetik
2.2. Variasi diurnalVariasi diurnal
3.3. Variasi musimanVariasi musiman
4.4. Sunflecks dan FotosintesaSunflecks dan Fotosintesa
5.5. Kedalaman tajuk dan FotosintesaKedalaman tajuk dan Fotosintesa
6.6. Ketinggian Tajuk dan FotosintesaKetinggian Tajuk dan Fotosintesa
PENGHAMBATAN FOTOSINTESAPENGHAMBATAN FOTOSINTESA
Suhu rendahSuhu rendah Suhu tinggi Suhu tinggi Suhu tanahSuhu tanah CO2CO2 Faktor tanaman ( Umur daun, Sink- Source)Faktor tanaman ( Umur daun, Sink- Source) Suplai airSuplai air Nutrisi (Macro dan Mikro)Nutrisi (Macro dan Mikro) Salinitas Salinitas PolusiPolusi
Kuantitas CahayaKuantitas Cahaya Banyaknya cahaya yang diterima objekBanyaknya cahaya yang diterima objek
1.1. Toleran : Kemampuan dari tumbuhan untuk Toleran : Kemampuan dari tumbuhan untuk hidup dibawah naunganhidup dibawah naungan
2.2. Intoleran : Pohon/ tumbuhan yang memerlukan Intoleran : Pohon/ tumbuhan yang memerlukan cahaya penuh untuk hidupnyacahaya penuh untuk hidupnya
3.3. Semi ToleranSemi Toleran
Perbedaan Toleran dan IntoleranPerbedaan 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
CIRI/PENENTUAN TOLERANSICIRI/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
Faktor Klimatis : Hujan/AirFaktor Klimatis : Hujan/Air
Kristal AirKristal Air
Kristal AirKristal Air
Fungsi AirFungsi Air
Sangat penting untuk kehidupanSangat penting untuk kehidupan
Ahli filsafat Inggris :4 Elemen dasar (Bumi, Udara, Api, Ahli filsafat Inggris :4 Elemen dasar (Bumi, Udara, Api, Air)Air)
Ahli filsafat Cina : 5 Elemen dasar (Air, Bumi, Air, Kayu, Ahli filsafat Cina : 5 Elemen dasar (Air, Bumi, Air, Kayu, Logam)Logam)
Pentingnya Air dari segi EkologiPentingnya Air dari segi Ekologi
1.1. Distribusi vegetasi dunia berkorelasi dengan jumlah dan Distribusi vegetasi dunia berkorelasi dengan jumlah dan distribusi curah hujandistribusi curah hujan
2.2. Variasi pertumbuhan diameter pohon dari tahun ke Variasi pertumbuhan diameter pohon dari tahun ke tahun ada hubungannya dengan curah hujan (Zahner & tahun ada hubungannya dengan curah hujan (Zahner & Kozlowski, 1968)Kozlowski, 1968)
3.3. Muncul Dendrochronologi (Fritz, 1976)Muncul Dendrochronologi (Fritz, 1976)
Pentingnya air dari segi fisiologiPentingnya air dari segi fisiologi
1.1. Isi dari protoplastIsi dari protoplast2.2. Pelarur nutrisi dalam tanahPelarur nutrisi dalam tanah3.3. Medium untuk reaksi MetabolismeMedium untuk reaksi Metabolisme4.4. Reaktan dalam reaksi metabolismeReaktan dalam reaksi metabolisme5.5. Bahan baku fotosintesaBahan baku fotosintesa6.6. Menjaga turgiditas selMenjaga turgiditas sel7.7. Pendukung pemanjangan selPendukung pemanjangan sel
Pembesaran sel tergantung pada derajat turgorPembesaran sel tergantung pada derajat turgor
Pemanjangan batang dan daun dikontrol oleh defisit airPemanjangan batang dan daun dikontrol oleh defisit air
Penurunan kandungan air :Penurunan kandungan air :
1.1. Penurunan turgorPenurunan turgor2.2. Penutupan stomataPenutupan stomata3.3. Penurunan fotosintesaPenurunan fotosintesa4.4. Gangguan pembesaran selGangguan pembesaran sel5.5. Disorganisasi protoplastDisorganisasi protoplast
Faktor Klimatis : Hujan/AirFaktor Klimatis : Hujan/AirBeberapa Konsep Umum Hubungan Air-TanamanBeberapa Konsep Umum Hubungan Air-Tanaman
1.1. KESEIMBANGAN AIR DALAM TANAMANKESEIMBANGAN AIR DALAM TANAMAN
Status Air dalam tanaman tergantung pada kecepatan relatif Status Air dalam tanaman tergantung pada kecepatan relatif penyerapan air dan kehilangan air melalui transpirasipenyerapan air dan kehilangan air melalui transpirasi
Status air dalam tanaman tidak dapat diprediksi melalui pengukuan Status air dalam tanaman tidak dapat diprediksi melalui pengukuan air dalam tanah sajaair dalam tanah saja
2.2. SPAC (Soil-Plant-Athmosphir-Continum)SPAC (Soil-Plant-Athmosphir-Continum)
Adanyaa hubungan antara tanah-tanaman-atmosfir untuk Adanyaa hubungan antara tanah-tanaman-atmosfir untuk menentukan status air dalam tanamanmenentukan status air dalam tanaman
3. 3. KONSEP KLEBKONSEP KLEB
Faktor-faktor lingkungan seperti stress air, melalui proses-proses Faktor-faktor lingkungan seperti stress air, melalui proses-proses fisiologi dapat mempengaruhi kualitas dan kuantitas pertumbuhanfisiologi dapat mempengaruhi kualitas dan kuantitas pertumbuhan
top related