kanopi, kandungan kelembaban, ukuran dan luas daun serta tahap fase pertumbuhan
tanaman. Selain itu nilai albedo juga dipengaruhi oleh musim, penutupan lahan, dan
waktu dalam satu hari Rosenberg 1974. Dalam Geiger et al. 1961 nilai albedo
dipengaruhi oleh besarnya sudut datang matahari dan panjang gelombang.
2.3 Alat Pengukur Intensitas Surya
Intensitas radiasi matahari ialah jumlah energi yang jatuh pada suatu bidang persatuan
luas dalam satu satuan waktu yang merupakan ukuran penerimaan energi surya gelombang
pendek di permukaan bumi. Terdapat berbagai macam radiasi surya yang dapat diukur, yaitu :
a.
Global Radiation Q yaitu radiasi total yang terdiri dari radiasi langsung dan radiasi
difus. Alat yang umum digunakan untuk mengukur besarnya radiasi total adalah
pyranometer dan solarimeter yang memiliki sensor thermophile.
b. Diffuse Radiation D merupakan radiasi
yang berasal dari pantulan oleh awan dan pembauran partikel di atmosfer. Dapat
diukur dengan menggunakan pyranometer dimana pada alat diberi occulting ring
shadow band untuk menghalangi radiasi langsung, sehingga yang didapat adalah
nilai radiasi difus.
c. Reflectivity Albedo merupakan pantulan
radiasi surya gelombang pendek yang dapat diukur dengan menggunakan pyranometer
dengan cara membalik alat tersebut kearah permukaan
untuk melihat
pantulan permukaan. Namun pengukuran dengan cara
ini tidak signifikan untuk area berbayang di bawah alat.
d. Sunshine duration yaitu lamanya penyinaran
yang dapat diukur dengan menggunakan alat campbell stock.
e. Net radiometers yaitu alat yang secara ideal
menyerap radiasi dari semua panjang gelombang
yang menuju
dan yang
dipantulkan permukaan bumi. f.
Light Intensity yaitu intensitas cahaya matahari
yang dapat
dimanfaatkan tumbuhan
dengan rentang
panjang gelombang 400-700 nm dapat diukur
dengan menggunakan alat quantum sensor. Pada prinsipnya sensor alat pengukur
intensitas radiasi matahari dibagi menjadi dua jenis :
a. Sensor Actinograph dimana sensor ini
dibuat dari bimetal yaitu dua jenis logam yang memiliki koefisien muai panjang yang
berbeda dan diletakkan satu sama lainnya. b.
Sensor Thermopile seperti yang digunakan pada solarimeter dan pyranometer.
2.4 Interaksi Cahaya Radiasi matahari dengan Kanopi Tanaman
Terdapat empat cara bagaimana radiasi berperan penting bagi pertumbuhan tanaman;
a. Pengaruh termal Thermal effect, sebagai
hasil dari kesetimbangan energi antara tanaman dengan lingkungannya. Radiasi
merupakan input energi utama dimana energi ini diubah menjadi bahang heat dan
bentuk energi lain sesuai dengan neraca energi tanaman.
b. Fotosintesis. Sebagian besar radiasi
matahari diserap tanaman digunakan untuk mensintesis materi energi yang merupakan
energi utama di dalam biosfer. c.
Fotomorfogenesis. Jumlah dan distribusi spektral dari radiasi gelombang pendek juga
berperan penting
dalam regulasi
pertumbuhan dan perkembangan tanaman. d.
Mutagenesis. Dimana radiasi dengan gelombang yang sangat pendek termasuk
U, sinar-X dan
dapat mempengaruhi struktur materi genetik yang mengakibatkan
kerusakan dan mutasi sel-sel tanaman. Kanopi tanaman memiliki tiga sifat
optikal yaitu reflektifitas ρ yang merupakan proporsi kerapatan fluks radiasi matahari yang
dipantulkan oleh unit indeks luas daun, transmisivitas τ yaitu proporsi kerapatan
fluks radiasi yang ditransmisikan oleh unit indeks luas,
dan absorbsivitas α yaitu proporsi
kerapatan fluks
radiasi yang
diabsorbsi oleh unit indeks luas daun Jones 1992.
2.4.1 Cahaya dan PAR
Tanaman membutuhkan cahaya matahari untuk melakukan proses fotosintesis dimana
pertumbuhannya tergantung terhadap jumlah radiasi
yang diterima
dengan asumsi
parameter lingkungan
lainnya dianggap
konstan. Cahaya tampak visible light adalah
gabungan panjang gelombang dengan rentang 380-770 nm dimana di dalamnya terdapat
panjang gelombang
yang disebut
photosynthetic active radiation atau PAR 400-700 nm yang merupakan panjang
gelombang spesifik yang digunakan oleh tanaman untuk melakukan proses biokimia di
dalam fotosintesis, yaitu mengubah energi cahaya menjadi biomassa.
PAR didefenisikan sebagai unit kuanta dari energi cahaya dan diekspresikan sebagai
jumlah poton cahaya yang diterima per suatu unit area.
Incident PAR adalah sejumlah PAR yang datang pada puncak atmosfer. Telah
diketahui sebelumnya bahwa atmosfer tidak meneruskan semua panjang gelombang ke
permukaan bumi melainkan hanya pada rentang tertentu saja 0.3-3.5 µm. Namun
hampir 48.7 radiasi yang sampai ke permukaan bumi adalah dalam bentuk PAR
Guang Zhu 2008. Kondisi atmosfer di atas kanopi seperti kandungan uap air, debu,
molekul udara dan keawanan mempengaruhi besarnya PAR yang sampai ke permukaan
kanopi. Jumlah PAR yang datang ke puncak kanopi bervariasi tergantung dari letak lintang
dan topografi, variasi diurnal akibat perbedaan sudut datang matahari, variasi penutupan awan
dan gangguan atmosfer.
Intercepted PAR
IPAR adalah
sejumlah PAR yang ditangkap oleh lapisan kanopi sebagai incident PAR pada kanopi
yang terus menembus lapisan kanopi hingga tanah.
Absorbed PAR APAR adalah sejumlah PAR yang diserap oleh kanopi sesungguhnya
setelah dikurangi PAR yang dipantulkan Reflected PAR. Reflektan pada kanopi
tanaman cenderung lebih rendah karena efek multipler daun.
2.4.2 Distribusi Cahaya dalam Kanopi
Distribusi radiasi
diantara kanopi
tanaman sulit untuk dideskripsikan karena dibutuhkan pengetahuan mengenai arsitektur
kanopi, distribusi sudut radiasi matahari yang datang dan sifat optikal tanaman.
Secara sederhana
dengan asumsi
distribusi tegakan horizontal dan seragam sehingga radiasi yang datang ke kanopi
tanaman hanya berubah terhadap ketinggian. Secara umum rata-rata radiasi cenderung
menurun
secara ekponensial
dengan meningkatnya kedalaman mengikuti Hukum
Beer yang mengasumsikan kanopi adalah penyerap absorber yang homogen. Selain
ketinggian, untuk distribusi kanopi yang seragam radiasi transmisi juga dipengaruhi
oleh leaf area index LAI dan koefisien pemadaman
k. Berikut
merupakan persamaan radiasi transmisi menurut Hukum
Beer: …………………………….2
Dimana I adalah radiasi yang ditransmisikan melalui tajuk, I
adalah radiasi yang sampai ke puncak kanopi, dan k adalah koefisien
pemadaman. Persamaan ini valid untuk penutupan kanopi yang seragam dengan
distribusi daun acak, sedangkan untuk kanopi yang diskontinu seperti yang ditemukan pada
tanaman dengan struktur baris dan pada perkebunan buah-buahan, terdapat clumping
factor
Ω yang bervariasi antara 0 hingga 1 Campbell and Norman 1998 diacu dalam
Oyarz ύn 2010.
Koefisien pemadaman
dapat menjelaskan hubungan karakteristik kanopi
tanaman dan intersepsi radiasi. Monteith 1973
menjelaskan bahwa
koefisien pemadaman memberikan hubungan terbalik
dengan kandungan klorofil per satuan luas daun dan berkurang dengan bertambahnya
reflektivitas daun.
Nilai k
bervariasi tergantung dari ukuran daun dan arsitektur
kanopi. Nilai k total radiasi berkisar antara 0.30-0.45 untuk tanaman yang memiliki daun
tegak berbagai jenis serealia sampai nilai 0.8 pada tanaman yang memiliki tipe daun
horizontal misal kacang tanah.
Dalam komunitas tanaman, besarnya transmisi dan refleksi bergantung pada sudut
datang sinar Monteith 1973. Koefisien refleksi dan transmisi untuk sudut datang 0
hingga 50 hampir konstan. Semakin besar
sudut datang sinar, koefisien refleksi semakin meningkat dan koefisien transmisi menurun,
dimana perubahan
tersebut bersifat
komplementer sehigga keseluruhan nilai absorbsi yang dapat dimanfaatkan untuk
proses fotosintesis besarnya relatif konstan Impron 1999.
Ketersedian dan variabilitas cahaya pada skala mikro di lantai hutan dipengaruhi oleh
fenologi daun, posisi matahari, kondisi langit, lokasi gaps, ukuran gap, dan tinggi kanopi
Anderson 1970; Canham et al. 1990; Baldocchi dan Collineau 1994.
III METODOLOGI 3.1
Waktu dan Tempat
Penelitian dilakukan di Hutan Badan Litbang Kementrian Kehutanan Dramaga
Bogor dan pengolahan data dilakukan di Laboratorium Meteorologi Terapan. Penelitian
berlangsung mulai bulan Maret 2012 sampai Juli 2012.
3.2 Alat dan Bahan
