PowerPoint Presentation

RESPIRASI

METABOLISME

PROSES PEMBENTUKAN ATAU PENGURAIAN ZAT DIDALAM SEL YANG DISERTAI DENGAN ADANYA PERUBAHAN ENERGI

ALAT RESPIRASI TUMBUHAN

1. StomataStomata atau mulut daun terdiri atas celah atau lubang yang dikelilingi oleh dua sel penjaga dan terletak di daun. Stomata berfungsi sebagai tempat pertukaran gas pada tumbuhan, sedangkan sel penjaga berfungsi untuk mengatur, membuka dan menutupnya stomata.Membuka dan menutupnya stomata dipengaruhi oleh kandungan air dan ion kalium di dalam sel penjaga.Ketika sel penjaga memiliki banyak ion kalium, air dari sel tetangga akan masuk ke dalam sel penjaga secara osmosis. Akibatnya, dinding sel penjaga yang berhadapan dengan celah stomata akan tertarik ke belakang, sehingga stomata menjadi terbuka. Sebaliknya, ketika ion kalium keluar dari sel penjaga, air dari sel penjaga akan berpindah secara osmosis ke sel tetangga. Akibatnya, sel tetangga mengembang dan mendorong sel penjaga ke arah celah sehingga stomata menutup

LENTI SELlubanglubang di batang yang disebut lentisel. Lentiselmemungkinkan sel-sel tetap hidup di dalam batang melalui pertukaran gas dengan udara luar.

RAMBUT AKARSelain untuk menghisap air dan garam-garam mineral, rambut akar berfungsi sebagai alat pernapasan. Sel-sel rambut akar akan mengambil oksigen pada pori-pori tanah.

Genangan Kandungan lengas tanah di atas kapasitas lapanganMenimbulkan dampak yang buruk terhadap pertumbuhan dan hasil tanamanDampak genangan: menurunkan pertukaran gas antara tanah dan udara yang mengakibatkan menurunnya ketersediaan O2 bagi akar, menghambat pasokan O2 bagi akar dan mikroorganisme (mendorong udara keluar dari pori tanah maupun menghambat laju difusi)Pada kondisi genangan, < 10% volume pori yang berisi udaraSebagian besar tanaman pertumbuhan akarnya terhambat bila < 10% volume pori yang berisi udara dan laju difusi O2 kurang dari 0.2 ug/cm2/menitKeadaan lingkungan kekurangan O2 disebut hipoksia, dan keadaan lingkungan tanpa O2 disebut anoksia (mengalami cekaman aerasi)Kondisi anoksia tercapai pada jangka waktu 6 8 jam setelah genangan, karena O2 terdesak oleh air dan sisa O2 dimanfaatkan oleh mikroorganismePada kondisi tergenang, kandungan O2 yang tersisa di tanah lebih cepat habis bila ada tanamanLaju difusi O2 di tanah basah 20000 kali lebih lambat dibandingkan di udaraLaju penurunan O2 dipengaruhi oleh tekstur tanahPada tanah pasiran, kehabisan O2 terjadi pada 3 hari setelah tergenang sedangkan pada tanah lempungan terjadi < 1 hari, porositas lempungan lebih rendah daripada pasiranPenurunan O2 dipercepat oleh keberadaan tanaman di lahan, akar tanaman menyerap untuk respirasiAkar tanaman legum berbintil memerlukan O2 enam kali lebih banyak dibandingkan yang dibuang bintilnya (30 : 4.3 ul O2/g/menit)Pada tanah pasiran, kehabisan O2 terjadi pada 3 hari setelah tergenang sedangkan pada tanah lempungan terjadi < 1 hari, porositas lempungan lebih rendah daripada pasiranPenurunan O2 dipercepat oleh keberadaan tanaman di lahan, akar tanaman menyerap untuk respirasiAkar tanaman legum berbintil memerlukan O2 enam kali lebih banyak dibandingkan yang dibuang bintilnya (30 : 4.3 ul O2/g/menit)Pada kondisi tergenang ketersediaan N dalam bentuk nitrat sangat rendah karena proses denitrifikasi, nitrat diubah menjadi N2, NO, N2O, atau NO2 yang menguap ke udaraPada proses denitrifikasi, nitrat digunakan oleh bakteri aerob sebagai penerima elektron dalam proses respirasiGenangan berdampak negatif terhadap ketersediaan N, tetapi ada pula keuntungan dari timbulnya genangan yaitu peningkatan ketersediaan P, K, Ca, Si, Fe, S, Mo, Ni, Zn, Pb, CoGenangan berpengaruh terhadap proses fisiologis dan biokimiawi antara lain respirasi, permeabilitas akar, penyerapan air dan hara, penyematan NGenangan menyebabkan kematian akar di kedalaman tertentu dan hal ini akan memacu pembentukan akar adventif pada bagian di dekat permukaan tanah pada tanaman yang tahan genanganKematian akar menjadi penyebab kekahatan N dan cekaman kekeringan fisiologisPada tanaman legum, genangan tidak hanya menghambat pertumbuhan akar maupun tajuk juga menghambat perkembangan dan fungsi bintil akarFungsi bintil akar terganggu karena terhambatnya aktifitas enzim nitrogenase dan pigmen leghaemoglobin, kemampuan fiksasi N2 akan menurunTanaman kedelai termasuk tanaman yang tahan genangan, mampu membentuk akar adventif dan bintil akar pada akar tersebut, efek genangan akan hilang begitu akar adventif terbentukKEKERINGANKekeringan menimbulkan cekaman bagi tanaman yang tidak tahan keringKekeringan terjadi jika lengas tanah lebih rendah dari titik layu tetapKondisi di atas timbul karena tidak adanya tambahan lengas baik dari air hujan maupun irigasi sementara evapotranspirasi tetap berlangsungCekaman kekeringan dapat dibagi ke dalam tiga kelompok yaitu:Cekaman ringan :jika potensial air daun menurun 0.1 Mpa atau kandungan air nisbi menurun 8 10 %Cekaman sedang: jika potensial air daun menurun 1.2 s/d 1.5 Mpa atau kandungan air nisbi menurun 10 20 %Cekaman berat: jika potensial air daun menurun >1.5 Mpa atau kandungan air nisbi menurun > 20%Apabila tanaman kehilangan lebih dari separoh air jaringannya dapat dikatakan bahwa tanaman mengalami kekeringanPertumbuhan dan hasil tanaman tidak hanya dipengaruhi oleh cekaman kekeringan, merupakan hasil integrasi dari semua pengaruh cekaman pada proses fotosintesis, respirasi, metabolisme pertumbuhan, dan reproduksiProses fisiologis untuk mengetahui dampak kekeringan yang dapat diukur: tekanan turgor, bukaan stomata, laju metabolisme, kerusakan enzim, dan kerapatan akarFaktor yang mempengaruhi penurunan pertumbuhan secara langsung bukan potensial air, tetapi potensial osmotik atau tekanan turgor.Tekanan turgor sel tanaman akan mempengaruhi aktivitas fisiologis antara lain pengembangan daun, bukaan stomata, fotosintesis, dan pertumbuhan akar

Radiasi surya meliputi: intensitas radiasi (kal/cm2/menit , W/m

intensitas cahaya/PAR (foot candle, lux, lumen)

lama penyinaran (jam/hari, %)

panjang hari (jam/hari).57

Hasil

Tabel 1KondisiTemperaturDidalam ruangan280CDidalam air dingin180C

Tabel 2Phaseolus radiatus Jumlah kecepatan respirasi (ppm/s)

Kecambah Phaseolus radiatus pada suhu ruangan. 1,2910

Biji Phaseolus radiatus pada suhu ruangan. 0,2186

Kecambah Phaseolus radiatus, pada suhu air es 0.9955

Biji Phaseolus radiatus, pada suhu air es 0,5428

Berbagai faktor lingkungan dapat mempengaruhi laju respirasi, diantaranya adalah sebagai berikut :

1.Ketersediaan substratRespirai bergantung pada ketersediaan substrat. Tumbuhan yang kandungan pati, fruktan, atau gulanya rendah, melakukan respirasi pada laju yang rendah. Tumbuhan yang kahat gula sering melakukan respirasi lebih cepat bila gula disediakan 2.Ketersediaann oksigenKetersediaan oksigen akan mempengaruhi laju respirasi, namun besarnya pengaruh tersebut berbeda bagi masing-masing spesies dan bahkan berbeda antara organ pada tumbuhan yang sama. Fluktuasi normal kandungan oksigen di udara tidak banyak mempengaruhi laju respirasi, 4. Tipe dan umur tumbuhanMasing-masing spesies tumbuhan memiliki perbedaan metabolsme, dengan demikian kebutuhan tumbuhan untuk berespirasi akan berbeda pada masing-masing spesies. Tumbuhan muda menunjukkan laju respirasi yang lebih tinggi dibanding tumbuhan yang tua. Demikian pula pada organ tumbuhan yang sedang dalam masa pertumbuhan.3. SuhuPengaruh faktor suhu bagi laju respirasi tumbuhan sangat terkait dengan faktor Q10, dimana umumnya laju reaksi respirasi akan meningkat untuk setiap kenaikan suhu sebesar 10oC, namun hal ini tergantung pada masing-masing spesies.Bagian tumbuhan yang aktif melakukan respirasi yaitu bagian yang sedang tumbuh seperti:1. Kuncup bunga2. Tunas3. Biji yang berkecambah4. Ujung batang5. Ujung akarTANAMAN C3 FOTORESPIRASINYA TINGGI SEDANGKAN C4 RENDAH-PADA TANAMAN C3 FOTOSINTESIS MAKSIMUMNYA 10-40 PPM SEDANGKAN PADA C4 30-90 PPM-PADA TANAMAN C3 SUHU OPTIMAL FOTOSINTESISNYA 15-30 DERAJAT CELCIUS SEDANGKAN PADA TANAMAN C4 30-45 DERAJAT CELCIUS-PADA TANAMAN C3 KEBUTUHAN CAHAYA UNTUK FOTOSINTESISNYA 10-40% CAHAYA MATAHARI PENUH SEDANGKAN C4 CAHAYA MATAHARI PENUH-TANAMAN C3 KURANG PEKA PADA REAKSI STOMATA TERHADAP CO2 SEDANGKAN C4 LEBIH PEKA