Selecting Plant Species for Restoration based on Photosynthetic Parameters

(1)

TINIA LEYLI SHOFIA AHMAD

SEKOLAH PASCASARJANA

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2011


(2)

Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Pemilihan Jenis Tanaman Restorasi berdasarkan Beberapa Parameter Fotosintesisadalah karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.

Bogor, Oktober 2011

Tinia Leyli Shofia Ahmad NRP G353090171


(3)

TINIA LEYLI SHOFIA AHMAD. Selecting Plant Species for Restoration based on Photosynthetic Parameters. Under supervision of DEDE SETIADI and DIDIK WIDYATMOKO.

Forest restoration is a process of ecosystem conditioning (soil, vegetation, and wildlife) to achieve the similar patterns and profiles to the previous conditions before they are disturbed, both in terms of species composition and structure, as well as habitat function. Restoration is a crucial process to maximize the value and function of biodiversity and ecosystem. The objectives of the research were to determine the photosynthetic parameters that most influencing within the plant species planted and to select the right plants species for restoration efforts. Eight native tree species were studied in this research. The methods used in this study were the Somogyi Nelson method for analyzing carbohydrate and the spectrophotometer method for analyzing chlorophyll. The research results showed that each type of restoration plant species (age 2 years after planting) had different characteristics in terms of their photosynthetic parameters studied. Dacrycarpus imbricatus (Blume) de Laub. and Syzygium lineatum (Bl.) Merr. & Perry, both had the highest carbohydrate content and the best ability to absorb CO2. Sloanea sigun (Blume) K. Schumann, Alstonia scholaris (L) R. Br., Manglietia glauca Bl., and Castanopsis argentea (Bl.) A.DC. had higher total chlorophyll contents than that of others. Altingia excelsa Noronha, M. glauca, A. scholaris, and Schima wallichii (DC.) Korth. had higher water contents. Based on the results of this research we recommended that the most suitable plant species for forest restoration efforts were D. imbricatus and S. lineatum.


(4)

TINIA LEYLI SHOFIA AHMAD. Pemilihan Jenis Tanaman Restorasi Berdasarkan Beberapa Parameter Fotosintesis. Dibimbing oleh DEDE SETIADI dan DIDIK WIDYATMOKO.

Luas hutan tropis di Indonesia menempati urutan ketiga di dunia setelah Brazil dan Zaire. Luas kawasan hutan berdasarkan Penunjukan Kawasan Hutan dan Perairan (30 provinsi) dan Tata Guna Hutan Kesepakatan (3 provinsi) meliputi 137.090.468,16 ha. Dalam dasawarsa terakhir, tingkat kehilangan penutupan hutan akibat penebangan di wilayah hutan tropis mengakibatkan kenaikan emisi Gas Rumah Kaca (GRK) sebesar 10-20% secara global. Secara umum terjadi penurunan angka rata-rata penurunan penutupan vegetasi hutan pada periode 2000-2005.

Restorasi hutan merupakan proses pengkondisian ekosistem untuk mencapai pola dan profil yang serupa dengan kondisi ekosistem pada saat sebelum terganggu. Vegetasi hutan mempunyai peranan yang sangat penting terhadap penurunan emisi GRK, karena hutan merupakan salah satu ekosistem penyerap CO2 yang sangat besar. Pohon-pohon yang terdapat dalam hutan menggunakan CO2 dalam proses fotosintesis. Proses fotosintesis akan terjadi jika ada cahaya dan pigmen perantara yaitu klorofil daun. Pada saat klorofil menyerap cahaya, maka klorofil tersebut akan mengalami eksitasi. Energi hasil eksitasi akan dimanfaatkan untuk membentuk ATP dan NADPH. ATP dan NADPH ini akan digunakan untuk mereduksi CO2 menjadi glukosa. Glukosa dalam jaringan tanaman akan dimanfaatkan untuk pembentukan akar, batang, daun, bunga dan buah. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui parameter fotosintesis yang paling berperan pada jenis-jenis tanaman restorasi yang ditanam dan untuk memilih jenis tanaman yang tepat untuk usaha restorasi.

Penelitian dilaksanakan dari bulan Januari sampai dengan Juli 2011. Pengambilan sampel dilakukan di kawasan restorasi resort Bodogol Taman Nasional Gunung Gede Pangrango. Analisis kandungan klorofil total dilakukan di Laboratorium Fisiologi Tumbuhan Departemen Biologi FMIPA IPB. Analisis karbohidrat (dengan metode Samogyi Nelson) dilakukan di Laboratorium Balai Besar Biologi dan Genetika Pertanian Bogor. Tanaman yang diteliti adalah Beleketebe (Sloanea sigun (Blume) K. Schumann), Jamuju (Dacrycarpus imbricatus (Blume) de Laub.), Ki sireum (Syzygium lineatum (Bl.) Merr. & Perry), Lame (Alstonia scholaris (L) R. Br.), Manglid (Manglietia glauca Bl.), Puspa (Schima wallichii (DC.) Korth.), Rasamala (Altingia excels Noronha), dan Saninten (Castanopsis argentea (Bl.) A.DC.). Parameter-parameter yang diteliti adalah kandungan karbohidrat, klorofil total, dan kadar air, serta kemampuan tanaman menyerap CO2.

Daun D. imbricatus memiliki kandungan karbohidrat tertinggi, yaitu 22.11%. Persentase karbohidrat terbanyak kedua dimiliki S. lineatum (19.33%), tetapi tidak berbeda nyata dengan kandungan karbohidrat D. imbricatus. Kandungan karbohidrat terendah dimiliki oleh A. scholaris (10.35%) dan tidak berbeda nyata dengan C. argentea, A. excelsa, S. wallichii, dan S. sigun. Rata-rata kandungan klorofil total tertinggi dimiliki oleh S. sigun. Nilai ini tidak berbeda


(5)

Kemampuan tanaman dalam menyerap CO2 (mg/cm ) tidak berbeda nyata pada semua jenis tanaman. A. excelsa memiliki kadar air tertinggi (69.51%), tetapi tidak berbeda nyata dengan M. glauca. Kadar air terendah dimiliki S. lineatum (53.88%), walaupun tidak berbeda nyata dengan D. imbricatus dan S. sigun.

Hasil analisis komponen utama untuk menjelaskan interaksi parameter internal fotosintesis menunjukkan bahwa dari beberapa parameter internal fotosintesis yang dianalisis, CO2 merupakan parameter yang paling menentukan pembentukan karbohidrat karena terdapat korelasi positif antara parameter karbohidrat dengan CO2 dengan koefisien korelasi sebesar 72.3%. Parameter-parameter lainnya, yaitu kandungan klorofil total dan kadar air daun, memiliki korelasi negatif dengan karbohidrat.

Setiap jenis tanaman restorasi (berusia 2 tahun setelah tanam) memiliki karakteristik berbeda ditinjau dari beberapa parameter fotosintesis yang diteliti. D. imbricatus dan S. lineatum memiliki kandungan karbohidrat dan kemampuan menyerap CO2 tertinggi. S. sigun, A. scholaris, M. glauca, dan C. argentea memiliki kandungan klorofil total yang tinggi. A. excelsa, M. glauca, A. scholaris, dan S. wallichii memiliki kadar air yang tinggi. Berdasarkan perbedaan karakteristikpada 8 jenis tanaman yang diteliti, jenis tanaman yang paling tepat untuk usaha restorasi adalah D. imbricatus dan S. lineatum.


(6)

© Hak Cipta milik IPB, tahun 2011

Hak Cipta dilindungi Undang-Undang

Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB

Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh Karya tulis dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB


(7)

TINIA LEYLI SHOFIA AHMAD

Tesis

sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada

Program Studi Biologi Tumbuhan

SEKOLAH PASCASARJANA

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2011


(8)

(9)

NIM : G353090171

Disetujui

Komisi Pembimbing

Prof. Dr. Ir. Dede Setiadi, M.S. Ketua

Dr. Didik Widyatmoko, M.Sc. Anggota

Mengetahui

Ketua Program Studi Biologi Tumbuhan

Dekan Sekolah Pascasarjana

Dr. Ir. Miftahudin, M. Si. Dr. Ir. Dahrul Syah, M.Sc. Agr


(10)

Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Allah SWT atas segala nikmat, kasih sayang dan hidayah-Nya sehingga karya ilmiah ini dapat diselesaikan. Tema yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Januari 2011 sampai dengan Juni 2011 ini ialah Restorasi dengan judul Pemilihan Jenis Tanaman Restorasi berdasarkan Beberapa Parameter Fotosintesis. Penelitian ini didanai oleh Departemen Agama Republik Indonesia melalui program beasiswa utusan daerah (BUD Depag) dan bantuan dari UPT Balai Konservasi Kebun Raya Cibodas.

Terima kasih yang tulus penulis ucapkan kepada Bapak Prof. Dr. Ir. Dede Setiadi, M.S. dan Bapak Dr. Didik Widyatmoko, M.Sc. yang telah banyak memberikan bimbingan dan saran dalam penelitian dan penulisan tesis ini. Terima kasih juga penulis sampaikan kepada Bapak Dr. Ir. Miftahudin, M.Si. selaku Ketua Mayor Biologi Tumbuhan FMIPA IPB yang selalu terbuka dengan saran-sarannya. Terima kasih juga Penulis sampaikan kepada Dr. Ir. Ibnul Qayim yang telah bersedia menjadi penguji luar komisi pada ujian tesis dan memberikan saran untuk kelengkapan informasi pada tesis ini.

Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada staf dosen dan tata usaha Departemen Biologi Pascasarjana IPB, teknisi dan laboran, teman-teman di Laboratorium Penelitian Ekologi dan Laboratorium Fisiologi Tumbuhan IPB, staf laboran di Laboratorium Biokimia Balai Besar Biologi dan Genetika Pertanian Bogor, staf laboran di Laboratorium Pasca Panen Departemen Agronomi dan Hortikultura IPB, teman-teman mahasiswa pascasarjana Biologi Tumbuhan angkatan 2009 dan teman-teman BUD Biologi 2009.

Terima kasih untuk kesabaran dan pengertian suami tercinta Anang Mochammad Yusuf yang telah memberikan do’a dan motivasi pada penulis, juga kepada Ibunda Hj. Siti Maryam Thohari atas semangatnya, anak-anakku sayang (semoga bisa menjadi motivasi untuk kalian), adik-adik tercinta, serta ibu mertua Hj. Noer Tjahya atas do’anya, serta semua pihak yang telah banyak membantu penulis hingga dapat menyelesaikan studi.

Akhirnya penulis berharap semoga karya ilmiah ini bermanfaat dan dapat memberikan informasi untuk kepentingan dan perkembangan ilmu pengetahuan, guna kemaslahatan dan kesejahteraan manusia.

Bogor, Oktober 2011


(11)

Achmad MH (alm) dan Ibu Hj. Siti Maryam Thohari. Penulis merupakan putri pertama dari empat bersaudara.

Tahun 1990 penulis lulus dari SMA Negeri 42 Jakarta dan pada tahun yang sama penulis lulus seleksi masuk Institut Pertanian Bogor melalui jalur Ujian Masuk Perguruan Tinggi Negeri. Penulis memilih program studi Budidaya Perairan, Fakultas Perikanan dan lulus pada tahun 1995.

Kesempatan untuk melanjutkan pendidikan ke Program Magister pada mayor Biologi Tumbuhan, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam di Institut Pertanian Bogor diperoleh pada tahun 2009 melalui Program Beasiswa Peningkatan Mutu Guru Madrasah dari Kementrian Agama Republik Indonesia. Tahun 2003 penulis diterima sebagai Pegawai Negeri Sipil Departemen Agama sebagai guru Biologi dan sampai sekarang mengajar di Madrasah Aliyah Negeri (MAN) 9 Jakarta.


(12)

Halaman

DAFTAR TABEL ... xiv

DAFTAR GAMBAR ... xv

DAFTAR LAMPIRAN ... xvi

PENDAHULUAN Latar Belakang ... 1

Perumusan Masalah ... 3

Tujuan Penelitian ... 3

Manfaat Penelitian ... 4

TINJAUAN PUSTAKA Fotosintesis ... 5

Klorofil dan Karakteristiknya ... 10

Tumbuhan sebagai Penyerap CO2 ... 13

Fotosintesis dan Pertumbuhan ... 15

Deskripsi Tanaman Restorasi ... 16

Keadaan Umum Lokasi Penelitian ... 23

METODE PENELITIAN Waktu dan Tempat ... 25

Sampel Daun ... 25

Variabel Penelitian ... 26

Kandungan Klorofil ... 26

Kandungan Karbohidrat ... 26

Kemampuan Tanaman Menyerap CO2 ... 27

Kadar Air ... 28

Variabel Penunjang ... 28

Analisis Data ... 28

Diagram Alir Rencana Penelitian ... 29

HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Penelitian ... 31

Kandungan Karbohidrat, Kandungan Klorofil Total, Kemampuan Tanaman Menyerap CO2, dan Kadar Air Daun ... 31

Berat, Jumlah, dan Luas Daun ... 33

Analisis Komponen Utama ... 34

Kandungan C, N, rasio C/N, dan Mg ... 36

Analisis Sifat Kimia Tanah ... 37


(13)

(14)

Halaman 1 Emisi GRK (Mt CO2) dari berbagai sumber emisi dari tujuh negara

emitor utama ... 14 2 Karakteristik lahan restorasi ... 24 3 Hasil pengukuran kandungan karbohidrat, kandungan klorofil total,

kemampuan tanaman menyerap CO2, dan kadar air daun dari 8 jenis

tanaman ... 31 4 Kandungan karbohidrat dan dugaan CO2 yang diserap (per pohon) ... 32 5 Kandungan klorofil a, b, dan nisbah klorofil a/b pada 8 jenis tanaman ... 33 6 Nilai kisaran kandungan klorofil total 8 jenis tanaman ... 33 7 Berat, jumlah, dan luas daun 8 jenis tanaman ... 34 8 Matriks nilai ciri korelasi beberapa parameter fotosintesis ... 34 9 Koefisien korelasi karbohidrat, klorofil total, CO2, dan kadar air daun 35 10 Karakteristik beberapa parameter fotosintesis pada beberapa jenis

tanaman ... 35 11 Kandungan C dan N, rasio C/N, serta kandungan Mg daun 8 jenis

tanaman ... 36 12 Nilai sifat kimia tanah ... 37


(15)

Halaman

1 Reaksi terang fotosintesis ... 6

2 Reaksi gelap fotosintesis (Siklus Calvin) ... 6

3 Struktur molekul klorofil ... 11

4 Lokasi restorasi Resort Bodogol TNGGP ... 23

5 Diagram alir penelitian Pemilihan Jenis Tanaman Restorasi Berdasarkan Beberapa Parameter Fotosintesis ... 29

6 Biplot interaksi 8 spesies tanaman dengan beberapa parameter fotosintesis ... 35


(16)

Halaman

1 Lahan restorasi Resort Bodogol TNGGP... 53

2 Foto 8 jenis tanaman restorasi ... 54

3 Analisis klorofil ... 58

4 Analisis karbohidrat dengan metode Samogyi Nelson ... 59

5 Alat-alat penelitian ... 60


(17)

Latar Belakang

Luas hutan tropis di Indonesia menempati urutan ketiga di dunia setelah Brazil dan Zaire. Luas kawasan hutan berdasarkan Penunjukan Kawasan Hutan dan Perairan (30 provinsi) dan Tata Guna Hutan Kesepakatan (3 provinsi), seluas 137 090 468.16 ha (http://www.dephut.go.id/INFORMASI/BUKU2/Strategis). Luas tersebut kemungkinan sudah berkurang saat ini. Dalam dasawarsa terakhir, tingkat kehilangan penutupan hutan akibat penebangan di wilayah hutan tropis mengakibatkan kenaikan emisi Gas Rumah Kaca (GRK) sebesar 10-20% secara global (Santilli et al. 2005). Berdasarkan data dan hasil analisis Departemen Kehutanan, pada periode 1985-1997 laju deforestasi dan degradasi di Indonesia mencapai 1.8 juta hektar per tahun. Pada periode 1997-2000 terjadi peningkatan laju deforestasi yang cukup signifikan yaitu mencapai rata-rata sebesar 2.8 juta hektar tetapi menurun kembali pada periode 2000-2005 menjadi sebesar 1.08 juta hektar. Pada periode tahun 1985-1987, penurunan penutupan vegetasi hutan yang sangat besar terjadi di Sumatera dan Kalimantan. Pada periode 1997-2000 selain di Sumatera dan Kalimantan penurunan signifikan juga di terjadi Papua. Selanjutnya secara umum terjadi penurunan angka rata-rata penurunan penutupan vegetasi hutan pada periode 2000-2005 (http://www.dephut.go.id/informasi/unff/ COP%2013/KPH).

Restorasi hutan merupakan proses pengkondisian ekosistem (tanah, vegetasi, dan kehidupan liar) untuk mencapai pola dan profil yang serupa dengan kondisi pada saat sebelum terganggu, baik secara komposisi, struktur, maupun fungsi (Alberta University 2003). Restorasi dilakukan sebagai upaya untuk memaksimalkan konservasi karagaman hayati dan fungsi ekosistem. Pohon yang sesuai dengan tujuan Clean Development Mechanism (mekanisme pembangunan bersih yang melibatkan negara maju dan negara berkembang) harus memiliki beberapa kriteria yang sesuai, yaitu semai dapat beradaptasi dengan mudah di tempat terbuka, merupakan spesies yang dapat tumbuh dengan cepat, serta spesies yang dapat berkompetisi dengan rumput liar dan jenis-jenis gulma lainnya (Hidayati et al. 2009).


(18)

Vegetasi hutan mempunyai peranan yang sangat penting terhadap penurunan emisi GRK, karena hutan merupakan salah satu ekosistem penyerap CO2 yang sangat besar. Pohon-pohon yang terdapat dalam hutan menggunakan CO2 dalam proses fotosintesis (MacDicken 1997). Proses fotosintesis akan terjadi jika ada cahaya dan pigmen perantara yaitu klorofil daun. Klorofil merupakan faktor internal tanaman yang sangat mempengaruhi efisiensi dan laju fotosintesis. Tanaman yang memiliki kandungan klorofil tinggi akan sangat efisien dalam penggunaan radiasi matahari untuk melaksanakan proses fotosintesis. Tanaman tersebut juga akan mampu memanfaatkan energi matahari secara maksimal.

Daun merupakan tempat utama fotosintesis. Ada sekitar setengah juta kloroplas per mm2 permukaan daun, yang di dalamnya tersimpan klorofil, pigmen warna hijau yang berfungsi sebagai penyerap cahaya. Karbondioksida memasuki daun dan oksigen keluar melalui stomata. Pada fotosintesis, tumbuhan memanfaatkan energi matahari untuk mengoksidasi air untuk melepaskan O2, dan mereduksi CO2 untuk membentuk senyawa karbon yang lebih besar, terutama gula. Pada saat klorofil menyerap cahaya, maka klorofil tersebut akan mengalami eksitasi. Energi hasil eksitasi akan dimanfaatkan untuk membentuk ATP dan NADPH. ATP dan NADPH ini akan digunakan untuk mereduksi CO2 menjadi glukosa (Lambers et al. 1998; Campbell et al. 2010). Glukosa dalam jaringan tanaman akan dimanfaatkan untuk pembentukan akar, batang, daun, bunga dan buah.

Keanekaragaman jenis pohon di hutan Indonesia sangat tinggi. Namun demikian, penelitian mengenai parameter fotosintesis, khususnya parameter internal fotosintesis, pada tanaman hutan masih sangat jarang dilakukan. Dahlan (2007) telah melakukan penelitian mengenai kemampuan beberapa pohon dalam menyerap CO2 melalui pendekatan analisis karbohidrat, sedangkan Hidayati et al. (2011) meneliti kemampuan beberapa pohon dalam menyerap CO2 dikaitkan dengan kandungan klorofil daun. Oleh karena itu perlu dilakukan penelitian untuk melengkapi informasi yang telah tersedia agar dapat memberikan kontribusi yang lebih besar dalam usaha restorasi hutan.


(19)

Perumusan Masalah

Tingginya laju deforestasi di Indonesia turut menyumbang kenaikan emisi GRK global. Deforestasi akibat penebangan di wilayah hutan tropis mengakibatkan kenaikan emisi GRK sebesar 10-20% secara global. Gejala pemanasan global akibat semakin tingginya GRK di atmosfer semakin dapat dirasakan dengan semakin banyaknya fenomena alam yang ekstrim. Fenomena alam yang ekstrim akan membahayakan kesintasan makhluk hidup di bumi jika tidak cepat ditanggulangi. Oleh karena itu perlu usaha adaptasi dan mitigasi terhadap perubahan iklim.

Salah satu upaya mitigasi adalah dengan memanfaatkan keanekaragaman vegetasi hutan. Pohon-pohon di hutan alami sangat besar manfaatnya dalam menjaga keseimbangan ekosistem, terutama terhadap penurunan emisi GRK, karena hutan merupakan salah satu ekosistem penyerap CO2 terbesar. CO2 dimanfaatkan dalam proses fotosintesis.

Usaha pemulihan hutan saat ini masih banyak menggunakan spesies-spesies introduksi sehingga ekosistem hutan yang terganggu tidak dapat pulih seperti semula. Penggunaan spesies tanaman asli dinilai sangat tepat dan masih jarang dilakukan. Restorasi, melalui penanaman kembali tanaman asli, sangat diperlukan untuk mengembalikan hutan ke kondisi sebelum terganggu. Hasil-hasil penelitian ilmiah mengenai tanaman asli masih sangat sedikit. Informasi ilmiah dasar mengenai tanaman merupakan faktor yang mendukung keberhasilan program restorasi. Informasi-informasi ilmiah yang perlu dikuasai adalah:

1. Parameter fotosintesis apa yang paling berperan pada setiap jenis tanaman? 2. Jenis tanaman apa yang cocok untuk ditanam di daerah restorasi?

Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk:

1. Mengetahui parameter fotosintesis yang paling berperan pada jenis-jenis tanaman restorasi yang ditanam.


(20)

Manfaat Penelitian

Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi mengenai kemampuan tanaman restorasi dalam berfotosintesis sehingga dapat memberi rekomendasi mengenai jenis tanaman yang cocok ditanam di lahan restorasi Resort Bodogol Taman Nasional Gunung Gede Pangrango (TNGGP).


(21)

TINJAUAN PUSTAKA

Fotosintesis

Proses utama fotosintesis terjadi di kloroplas. Pada tumbuhan C3 sebagian besar kloroplas terdapat dalam sel mesofil daun. Proses reaksi fotosintesis pada tumbuhan tingkat tinggi berlangsung dua tahap, yaitu: 1) reaksi terang (Gambar1), dan 2) reaksi gelap (Gambar 2). Tahapan reaksi fotosintesis adalah sebagai berikut (Taiz & Zeiger 2003; Lambers et al. 2008; Campbell et al. 2010).

1. Penyerapan foton oleh pigmen, terutama klorofil, bekerja sama dengan dua fotosistem. Pigmen tersimpan dalam membran bagian dalam tilakoid dan menyerap sebagian besar energi dari radiasi aktif fotosintesis (PAR = Photosynthetically Active Radiation) pada panjang gelombang 400-700 nm. Pigmen ini mentransfer energi eksitasi ke pusat reaksi pada fotosistem di mana proses selanjutnya dimulai.

2. Elektron yang dihasilkan dari pemecahan molekul air dengan produksi oksigen berkesinambungan ditranspor melalui rantai transpor elektron yang tertanam dalam membran tilakoid. NADPH dan ATP yang dihasilkan dari proses ini digunakan untuk proses reaksi gelap.

Kedua reaksi ini bergantung pada energi cahaya, oleh karena itu disebut reaksi terang fotosintesis. Reaksi terang mengubah energi surya menjadi energi kimia dalam ATP dan NADPH.

3. NADPH dan ATP digunakan dalam siklus reduksi karbon fotosintesis (siklus Calvin). Dalam siklus ini CO2, yang masuk melalui stomata, diasimilasi membentuk senyawa berkarbon tiga (triosa fosfat). Proses ini dapat berlangsung tanpa cahaya, oleh karena itu disebut reaksi gelap. Proses ini berlangsung di dalam stroma.


(22)

Gambar 1 Reaksi terang fotosintesis (Campbell et al. 2010)


(23)

Pada fotosintesis, tumbuhan memanfaatkan energi matahari untuk mengoksidasi air untuk melepaskan O2, dan mereduksi CO2 untuk membentuk senyawa karbon yang lebih besar, terutama gula (Champbell et al. 2010).

Faktor abiotik seperti cahaya, suhu, konsentrasi CO2, uap air, keberadaan nutrisi memiliki pengaruh utama pada fotosintesis bersih, yang selanjutnya mempengaruhi pertumbuhan dan produktivitas. Kapasitas fotosintesis tidak hanya dipengaruhi oleh lingkungan abiotik tetapi juga dipengaruhi oleh umur dan posisi daun pada kanopi. Jenis atau genus yang berbeda memiliki laju fotosintesis yang berbeda. Daun Populus memiliki laju fotosintesis maksimum sebelum daun berukuran maksimum, sedangkan daun Quercus mencapai laju fotosintesis maksimum beberapa minggu setelah daun berukuran maksimum (Ceulemans & Saugier 1991).

Laju fotosintesis daun tanaman dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu: a. Perbedaan jenis tumbuhan

Tumbuhan berdasarkan metabolisme fotosintesisnya dapat dibagi menjadi 3 golongan besar, yaitu jenis C-3, C-4, dan CAM (Crassulacean Acid Metabolism). Tanaman kehutanan umumnya termasuk C-3. Tumbuhan C-4 secara umum mempunyai laju fotosintesis tertinggi, sementara tumbuhan CAM memiliki laju fotosintesis terendah (Lakitan 2010). Contoh tanaman C-4 seperti jagung, tebu, dan sorgum. Nanas dan kaktus termasuk ke dalam tanaman CAM. Ketiga jenis tumbuhan tersebut juga memiliki anatomi yang berbeda. Tumbuhan C-4 sel seludangnya berkembang baik dan memiliki klorofil (Taiz & Zeiger 2003; Campbell et al. 2010). Perbedaan dalam golongan tumbuhan yang sama juga terjadi. Tanaman kacang tanah dan bunga matahari merupakan tanaman yang yang senang cahaya matahari (sun-adapted), tingkat kejenuhan terhadap cahayanya rendah. Tanaman C-4 dapat beradaptasi pada intensitas cahaya dan suhu tinggi, dan jenis tanaman ini lebih efisien dalam memanfaatkan air dalam kondisi tersebut. Tanaman C-3 cenderung mencapai puncak laju fotosintesis pada intensitas cahaya dan suhu moderat, dan akan terganggu oleh suhu tinggi dan intensitas cahaya penuh (Odum 1996).


(24)

b. Umur daun

Daun muda umumnya mempunyai kemampuan fotosintesis yang masih rendah. Kemampuan fotosintesis akan meningkat dengan bertambahnya umur dan luasan daun. Setelah ukuran daun mencapai maksimum, maka daun akan menjadi tua dan berubah warna menjadi kuning karena klorofil mulai rusak. Rusaknya klorofil akan menurunkan kemampuan fotosintesis daun (Salisbury & Ross 1995; Lakitan 2010).

c. Letak daun

Daun yang terletak di bagian dalam tajuk kurang mendapat cahaya matahari. Laju fotosintesis daun yang terletak di bagian dalam tajuk akan lebih rendah dibanding dengan daun yang terletak di tepi luar tajuk (Salisbury & Ross 1995; Lakitan 2010). Susunan daun dalam tajuk juga mempengaruhi efektifitas penyerapan cahaya matahari. Jika letak daun mendatar dan sebagian besar cahaya datang dari atas, maka daun bagian atas akan terpajan pada cahaya matahari penuh, sehingga fotosintesis pada daun tersebut akan terlalu jenuh, dan banyak cahaya yang diserap menjadi tidak berguna (Salisbury & Ross 1995).

d. Fase pertumbuhan

Tumbuhan yang sedang tumbuh, sedang berbunga, dan berbuah, memiliki laju fotosintesis yang tinggi dan laju translokasi fotosintat yang juga tinggi. Tumbuhan yang sedang dalam fase istirahat memiliki laju fotosintesis yang rendah (Lakitan 2010).

e. Intensitas cahaya matahari

Setiap jenis tumbuhan membutuhkan intensitas cahaya matahari yang berbeda-beda. Ada jenis tumbuhan yang pertumbuhannya baik pada cahaya matahari penuh (sun plant), ada juga tumbuhan yang pertumbuhannya baik pada kondisi ternaungi (shade plant). Bahwa cahaya sering membatasi fotosintesis terlihat dengan menurunnya laju penambatan CO2 ketika tumbuhan terkena bayangan awan sebentar. Daun naungan umumnya mempunyai klorofil lebih banyak, khususnya klorofil b, terutama karena tiap kloroplas mempunyai lebih banyak grana dibandingkan pada daun matahari (Salisbury & Ross 1995; Lambers et al. 2008; Lakitan 2010).


(25)

f. Konsentrasi gas CO2

Gas CO2 merupakan bahan yang dibutuhkan untuk fotosintesis. Jika konsentrasi gas meningkat, maka hasil fotosintesis akan meningkat pula. Akan tetapi secara umum konsentrasi gas yang melebihi 1000-2000 ppm akan berpengaruh buruk pada fotosintesis (Salisbury & Ross 1995; Lambers et al. 2008; Lakitan 2010).

g. Suhu udara

Rentang suhu yang memungkinkan tumbuhan berfotosintesis sangat luas. Konifer dapat berfotosintesis sangat lambat pada suhu -6 oC atau lebih rendah. Pengaruh suhu terhadap fotosintesis bergantung pada spesies, keadaan lingkungan tempat tumbuh, dan keadaan lingkungan saat pengukuran. Secara umum, suhu optimum untuk fotosintesis sama dengan suhu siang hari di tempat tumbuhan tersebut biasa hidup. Enzim sensitif terhadap suhu. Proses reduksi karbondioksida pada karbohidrat memiliki banyak reaksi enzim. Salah satu enzim yang terdapat dalam daun dengan konsentrasi tinggi yaitu ribulosa bifosfat karboksilase (Rubisco) (Salisbury & Ross 1995; Lakitan 2010).

h. Ketersediaan air

Air merupakan bahan baku fotosintesis selain CO2. Kekurangan air dapat menghambat laju fotosintesis karena pengaruhnya terhadap turgiditas sel penjaga stomata. Jika tumbuhan kekurangan air, maka turgiditas sel penjaga akan menurun, sehingga stomata menutup. Menutupnya stomata akan menghambat serapan CO2 (Hopkins & Hüner 2004; Lakitan 2010).

i. Unsur hara

Unsur hara secara tidak langsung mempengaruhi proses fotosintesis. Jika unsur esensial tidak terpenuhi, laju fotosintesis akan berkurang. Kapasitas fotosintesis umumnya sensitif dengan kandungan nitrogen. Nitrogen sangat berperan dalam proses fotosintesis, yakni sebagai bagian dari molekul klorofil, pembawa redoks pada rantai transpor elektron, dan berperan pada semua reaksi enzimatis dalam metabolisme fotosintesis. Nitrogen juga menentukan produktivitas primer (Hopkins & Hüner 2004). Tumbuhan menanggapi kurangnya pasokan unsur esensial dengan menunjukkan gejala kekahatan yang khas. Pada tanaman yang kekurangan Mg, karena Mg adalah bagian esensial molekul


(26)

klorofil, maka klorofil tak terbentuk tanpa Mg atau terbentuk dalam jumlah sedikit bila konsentrasi Mg rendah (Salisbury & Ross 1995).

j. Kesehatan daun

Daun yang terserang penyakit tidak dapat melakukan fotosintesis dengan baik. Penyakit pada daun akibat patogen dapat menyebabkan klorosis dan nekrosis. Daun yang mengalami klorosis dan nekrosis akan mengalami degradasi klorofil sehingga laju fotosintesisnya terhambat (Hopkins & Hüner 2004)

k. Polutan udara

Beberapa polutan dapat mempengaruhi fotosintesis, seperti gas SOx, NOx, ozon,logam berat, dan hujan asam. Zat-zat tersebut dapat mengganggu proses pembentukan atau mempengaruhi umur kloroplas, serta mengganggu proses biokimia yang terjadi di daun (Hopkins & Hüner 2004). Lamanya pemaparan polutan pada tumbuhan akan mengakibatkan terakumulasinya polutan tersebut. Hal ini antara lain dapat terjadi pada sistem membran kloroplas, tempat proses awal fotosintesis, terjadi perubahan pada strukturnya (Treshow & Anderson 1991).

Klorofil dan Karakteristiknya

Klorofil terdapat dalam kloroplas dalam jumlah banyak, yaitu pada membran tilakoid, sering terikat longgar pada protein, tetapi mudah diekstraksi ke dalam pelarut lipid seperti aseton dan eter (Harborne 1987).

Tumbuhan tingkat tinggi mengandung klorofil a dan klorofil b. Klorofil a berwarna hijau tua dengan rumus kimia C55H72O5N4Mg, sedang klorofil b berwarna hijau muda dengan rumus kimia C55H70O6N4Mg. Rumus bangunnya berupa cincin yang terdiri atas 4 pirol (tetrapirol) dengan Mg sebagai inti. Struktur klorofil a mempunyai gugus metil (CH3), sedangkan klorofil b mempunyai gugus aldehida (CHO) (Harborne 1987; Champbell et al. 2010), seperti terlihat pada Gambar 3.

Molekul klorofil terdiri dari dua bagian yaitu kepala porfirin dan rantai hidrokarbon yang panjang. Porfirin adalah tetrapirol siklik, yang terdiri dari empat nitrogen yang mengikat cincin pirol yang dihubungkan dengan empat rantai metana (Champbell et al. 2010).


(27)

Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap pembentukan klorofil yaitu: 1) Faktor genetik, 2) Cahaya. Pada beberapa kecambah tanaman Angiospermae, klorofil dapat terbentuk tanpa cahaya. Tanaman lain yang ditumbuhkan di tempat gelap tidak berhasil membentuk klorofil, atau mengalami klorosis. Terlalu banyak cahaya berpengaruh buruk kepada klorofil. Larutan klorofil yang dihadapkan kepada sinar kuat tampak berkurang hijaunya. Daun-daun yang terus-menerus terpapar sinar matahari langsung, warnanya menjadi hijau kekuning-kuningan. 3) Oksigen. Kecambah yang ditumbuhkan di tempat gelap tidak dapat membentuk klorofil jika tidak diberikan oksigen kepadanya. 4) Karbohidrat dalam bentuk gula sangat menolong dalam pembentukan klorofil, terutama pada daun yang tumbuh di tempat gelap. 5) Nitrogen dan magnesium merupakan bahan pembentuk klorofil, dan merupakan suatu keharusan. Kekurangan salah satu zat tersebut akan mengakibatkan klorosis. 6) Air merupakan faktor keharusan. Kekurangan air mengakibatkan desintegrasi klorofil, seperti terjadi pada rumput dan pohon-pohon di musim kering. 7) Temperatur yang paling baik untuk pembentukan klorofil adalah antara 26o-30 oC (Dwidjoseputro 1986).


(28)

Molekul klorofil berperan sebagai antena untuk menangkap cahaya dan mentransfer energi eksitasinya ke pusat reaksi fotosistem I. Sejumlah besar klorofil terdapat dalam LHC (Light Harvesting Complex). Rasio klorofil a dan klorofil b sekitar 1.12 untuk LHC. Klorofil b bekerja sama penuh dengan LHC dan sedikit dengan kompleks PSI dan PSII. Daun terlihat berwarna hijau dalam cahaya putih karena klorofil lebih efisien berfungsi sebagai penyerap cahaya pada panjang gelombang biru dan merah daripada pada spektrum hijau, yang praktis dipantulkan seluruhnya (Lambers et al. 2008) sehingga daun nampak berwarna hijau. Cahaya (dalam hal ini satuan partikel cahaya terkecil yaitu foton) yang ditangkap oleh klorofil akan mengeksitasi klorofil ke tingkat energi yang lebih tinggi. Klorofil yang menyerap cahaya biru akan tereksitasi ke tingkat energi yang lebih tinggi dari pada klorofil yang menyerap cahaya merah. Pada tingkat energi yang lebih tinggi, klorofil dalam kondisi tidak stabil, sehingga akan melepaskan energinya dalam bentuk panas ke lingkungan dan akan kembali ke tingkat eksitasi yang lebih rendah, di mana tingkat eksitasi ini akan stabil selama maksimum beberapa nanodetik (10-9 detik). Oleh karena itu, proses pemanenan energi harus terjadi dalam waktu yang sangat singkat. Energi inilah yang digunakan untuk proses fotosintesis (Taiz & Zeiger 2003).

Pada tingkat tereksitasi terendah ada beberapa kemungkinan penyaluran energi terjadi. Kemungkinan pertama, energi akan dilepas perlahan secara radiatif sebagai foton pada panjang gelombang yang lebih panjang melalui fluorosen. Kemungkinan kedua, energi akan segera dilepaskan kembali dalam bentuk panas. Kemungkinan ini umumnya yang cukup besar terjadi pada tumbuhan di alam. Kemungkinan ketiga, klorofil mungkin akan menyalurkan energinya kepada molekul lain seperti molekul oksigen. Kemungkinan keempat, energi akan dimanfaatkan untuk reaksi fotokimia dari fotosintesis untuk membentuk ATP dan NADPH (Taiz & Zeiger 2003).

Keempat bentuk penyaluran energi ini merupakan kemungkinan umum dari mekanisme ebergi dalam sistem cahaya fotosintesis. Pada kondisi lingkungan yang baik bagi tanaman, maka penyaluran dalam bentuk reaksi fotokimia relatif besar, sehingga proses fotosintesis akan berjalan dengan laju yang tinggi, sejalan dengan tingginya laju transpor elektron dalam reaksi terang fotosintesis. Namun


(29)

dalam keadaan lingkungan yang kurang menguntungkan, seperti cekaman kekeringan, keasaman, dan suhu rendah/tinggi, penyaluran energi ke arah fotokimia akan mengalami hambatan (Taiz & Zeiger 2003).

Prinsip dasar penyerapan cahaya, sering disebut Hukum Stark Einstein, adalah bahwa setiap molekul hanya dapat menyerap satu foton setiap kali, dan foton ini menyebabkan eksitasi satu elektron saja. Energi dalam tiap foton berbanding terbalik dengan panjang gelombang. Cahaya biru dan ungu dengan gelombang yang lebih pendek memiliki lebih banyak foton energetik dibanding cahaya merah atau jingga dengan gelombang yang lebih panjang. Satu mol (6.02 x 1023) foton sering disebut sebagai satu einstein (Salisbury & Ross 1995; Campbell et al. 2010; Lakitan 2010).

Tumbuhan sebagai Penyerap CO2

Agus dan van Noordwijk (2007) melaporkan bahwa pembakaran hutan alami pada lahan gambut menyebabkan pelepasan CO2 sebanyak 734 ton ha-1 yang berasal dari C yang tersimpan di vegetasi sebasar 200 ton ha-1. Tetapi jumlah tersebut mungkin masih lebih rendah dari jumlah CO2 yang diemisikan sebenarnya, karena selama pembakaran hutan lapisan atas gambut juga terbakar dan melepaskan CO2. Seandainya gambut yang terbakar setebal 10 cm, maka akan terjadi penambahan emisi CO2 sebesar 220 ton ha-1 karena tanah gambut mengandung C sekitar 6 ton ha-1 cm-1.

Pada tahun 2007 (PEACE 2007) Indonesia dianggap sebagai salah satu negara penghasil emisi GRK terbesar di dunia. Emisi GRK terutama berasal dari kegiatan alih guna lahan hutan dan pengeringan lahan gambut menjadi lahan pertanian (Tabel 1).

Negara emitor GRK terbesar sebenarnya adalah USA dan China, jumlah GRK yang diemisikan dua kali lipat lebih besar dari emisi asal Indonesia. Bedanya, emisi GRK dari kedua negara industri tersebut berasal dari penggunaan bahan bakar fosil dan industri (Hairiah 2008).


(30)

Tabel 1 Emisi GRK (Mt CO2) dari berbagai sumber emisi dari tujuh negara emitor utama (sumber data PEACE 2007)

Emisi USA China Indonesia Brazil Rusia India

Energi 5752 3720 275 303 1527 1051

Pertanian 442 1171 141 598 118 442

Kehutanan &

pengeringan gambut

-403 -47 2563 1372 54 -40

Limbah 213 174 35 43 46 124

Total 6005 5017 3014 2316 1745 1177

Catatan:

1. Emisi GRK rata-rata 1.5-4.5 Gt ha-1 th-1; Gt = giga ton = 1015 g = 109 ton Mt=Mega ton =106 ton; Satuan CO2/C = 3.67

2. Data hasil pengukuran emisi GRK dari sumber lainnya masih terus dibutuhkan 3. Nilai negatif pada bagian kehutanan dan pengeringan gambut di USA, China, dan

India adalah dikarenakan keberhasilan kedua negara tersebut dalam penghutanan kembali

CO2 masuk ke dalam daun melalui stomata dengan cara difusi. Stomata yang terbuka penuh memiliki ukuran lebar 5-15 µm dan panjang sekitar 20 µm. Jumlah total area stomata sekitar 0.5-2% dari luas total daun. Dari beberapa hasil penelitian ditemukan bahwa K+ ditemukan dalam level amat tinggi pada sel penjaga stomata yang terbuka, dan amat rendah pada sel penjaga stomata yang tertutup. Oleh karena itu akumulasi K+ pada sel penjaga mengontrol pembukaan stomata. Faktor lain yang mempengaruhi pembukaan stomata adalah cahaya, karbon dioksida, keberadaan air, dan suhu. Stomata akan menutup pada kondisi CO2 yang tinggi, tetapi menutupnya stomata pada kondisi tersebut dapat diinduksi agar membuka jika ditempatkan pada lingkungan bercahaya. Cahaya biru memicu terbukanya stomata (Hopkins & Hüner 2004). Penurunan difusi CO2 karena penutupan stomata akan mengurangi laju fotosintesis (Hidayati 1999).

Tumbuhan dapat menyerap gas CO2 melalui proses fotosintesis berdasarkan rumus:

Energi (cahaya matahari)

6 CO2 + 12 H2O C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O klorofil


(31)

Dari persamaan tersebut menunjukkan bahwa fotosintesis merupakan reaksi antara CO2 dan air untuk memproduksi glukosa, karbohidrat berkarbon 6 atau disebut heksosa (Hopkins & Hüner 2004). Fotosintesis tidak dapat berjalan tanpa energi dari sinar matahari dan molekul klorofil sebagai penangkap energinya.

Hutan mempunyai potensi yang besar dalam pengurangan kadar CO2 melalui konservasi dan manajemen hutan. Hutan sekunder muda dalam pertumbuhannya memerlukan CO2 sehingga banyak dihasilkan biomassa tumbuhan melalui proses fotosintesis hutan yang sedang tumbuh (Heriyanto & Siregar 2007).

Fotosintesis dan Pertumbuhan

Pertumbuhan tanaman bergantung kepada kemampuan tanaman tersebut untuk menyerap karbon di atmosfer dan mengolahnya menjadi senyawa organik dengan memanfaatkan energi cahaya melalui proses fotosintesis. Kurang lebih 40% dari berat kering tanaman mengandung karbon, yang dihasilkan dari fotosintesis. Proses ini vital untuk pertumbuhan dan berlangsung pada setiap tanaman serta merupakan bagian utama dari siklus pertumbuhan (Lambers et al. 2008).

Pertumbuhan merupakan akumulasi bahan organik. Kandungan karbon, komponen struktural utama tanaman berbeda untuk jenis tanaman yang berbeda. Contohnya, kandungan karbon pada pinus sebesar 50% dari berat kering. Model pertumbuhan tegakan pohon bergantung pada keseimbangan karbon, laju fotosintesis dan respirasi. Pertumbuhan bersih merupakan selisih antara pertumbuhan dan senesen. Proporsi respirasi dari produksi fotosintesis total pada hutan Pinus sylvestris sekitar 40-50% dan mencapai 90% pada hutan Pinus radiata (Raghavendra 1991).

Pohon dengan laju pertumbuhan cepat memiliki laju asimilasi CO2 relatif lebih tinggi pada wilayah beriklim tropis (Hidayati et al. 2009). Diduga laju asimilasi CO2 dapat dijadikan indikator untuk mengevaluasi karakteristik pertumbuhan. Kajian mengenai fotosintesis pohon jauh lebih sedikit dipelajari dibandingkan dengan fotosintesis tanaman budidaya karena beberapa alasan yaitu: ukuran pohon dewasa mempersulit proses pengambilan sampling, pohon di hutan


(32)

alami memiliki tingkat keragaman yang tinggi, kesulitan untuk pengukuran laju fotosintesis seluruh jenis tegakan pohon di hutan, minimnya model pertumbuhan pohon ditinjau dari sudut pandang proses fisiologi (Raghavendra 1991).

Deskripsi Tanaman Restorasi TNGGP

Beleketebe (Sloanea sigun (Blume) K. Schumann)

Beleketebe atau ki somang adalah nama daerah S. sigun. Tumbuh di Jawa khususnya Jawa Barat pada ketinggian 600 – 2100 m dpl. Daerah penyebaran selain Indonesia adalah Birma, Kamboja, India, Malaysia, Myanmar, dan Thailand. Jenis ini tumbuh tersebar atau kadang-kadang berkelompok di hutan hujan primer yang lembab, terutama pada tanah subur. Pohon ini berbunga kecil, kuning muda sampai putih. Bunga-bunga tersebut tumbuh berkelompok atau tunggal pada ranting baru. Buahnya berukuran sedang, bulat, dan berbulu panjang seperti rambutan, berwarna hijau muda (Lembaga Biologi Nasional Indonesia – LIPI 1977).

Jenis ini termasuk keluarga Elaeocarpaceae. Pohonnya dapat mencapai 30 m dengan diameter 120 cm. Diameter bebas cabang tidak berdaun mencapai 40 cm. Batangnya lurus, tidak berbanir, dengan kulit yang licin dan berwarna abu-abu tua. Tajuknya lebat sekali, bulat, dan daunnya gugur selama ± dua hari yang diikuti oleh pertumbuhan daun muda, kemudian berbunga di ujung-ujung ranting. Daunnya tunggal, tersusun dalam bentuk spiral dan kadang-kadang agak berhadapan, berbentuk bulat telur sampai jorong, ujungnya melancip, tidak berbulu, permukaan atasnya mengkilap bertangkai panjang (Lembaga Biologi Nasional – LIPI 1977). Tangkai daun berukuran 2-2.5 cm, ramping, bengkak di ujung. Helai daun berbentuk elips berukuran 12-14 cm × 5-6 cm, tipis, vena lateral berjumlah 5 atau 6 per sisi, tepi daun bergigi. Bunga soliter, sepal berjumlah 4, kelopak 4, berwarna kekuningan. Benang sari berukuran 5-7 mm. Ovarium bulat telur (Backer & van Den Brink 1965). Termasuk pohon lapis pertama atau kanopi (van Steenis 2006).


(33)

Jamuju (Dacrycarpus imbricatus (Blume) de Laub.)

D. imbricatus yang memiliki nama padanan Podocarpus imbricatus Blume, termasuk ke dalam famili Podocarpaceae yang merupakan kelompok tanaman berdaun jarum atau konifer. Jamuju, nama umum, juga dikenal dengan nama lokal: ampinur bunga (Karo), medang cemara (Melayu), ambun (Minangkabau), ki jamuju, ki mades, kiputri, kicemara (Sunda), aru, taji, tekit, camara ukung, cemara rante, cemara waris (Jawa), cemara binek (Madura), kaju (Sumbawa), kaju angin, camba-camba (Banten) (Heyne 1987), embun (Sumatera, Sulawesi), cemba-cemba (Sulawesi), igem (Filipina), sha-mo-pin (Burma), podo churcher atap (Malaysia), thong nang (Vietnam). Sebaran tumbuh meliputi selatan China, Indochina, Burma, Thailand, Malaysia, hingga Vanuatu dan Fiji. Di Indonesia jenis ini tersebar di Sumatera Utara, Sumatera Barat, Aceh, dan Jawa Barat. Merupakan tanaman dataran tinggi, yaitu pada ketinggian 750 – 2500 dpl. Tinggi pohon jamuju rata-rata 50 m, termasuk pohon mencuat (van Steenis 2006) dengan diameter mencapai 100-200 cm. Termasuk tanaman moderat-lambat, walaupun pertumbuhannya lebih cepat di daerah yang disinari matahari penuh. Jamuju berdaun majemuk berbentuk lancip membentuk apiculus yang halus. Daun dewasa jamuju menyebar, lurus, seperti skala, rebah pada 1 sampai 4 sisi, berukuran 1.0-1.8 mm x 0.4-1.0 mm. Daun involucralnya menyebar dan membuka pada reseptakel pada saat muda. Jamuju termasuk tanaman yang selalu hijau, tidak menggugurkan daunnya pada musim kemarau, memiliki kanopi yang lebat berbentuk piramid hingga oval (Backer & van Den Brink 1963).

Jamuju memiliki pepagan keras, permukaan kasar berlentisel disana-sini, pada pohon tua mengelupas dalam bentuk lempengan tebal kecil-kecil memanjang vertikal menggelendong. Hidup di hutan campuran basah atau di hutan cemara. Penyebaran jenis D. imbricatus di Taman Nasional Gede Pangrango mengelompok, karena jenis ini banyak ditemukan pada ketinggian 1400 sampai 2045 m dpl. D. imbricatus di Taman Nasional Gede Pangrango tumbuh pada ketinggian tempat 1400 sampai 2045 m dpl dan kelerengan 3 sampai 40 % dengan suhu 15 sampai 25 oC dengan kelembaban 73 sampai 100%. Jenis tanah yang cocok untuk jenis D. imbricatus adalah jenis tanah regosol dan andosol dengan


(34)

kemasaman tanah yang termasuk kategori asam sampai sangat asam (Bramasto 2008).

Ki Sireum (Syzygium lineatum (Bl.) Merr. & Perry)

Pohon ini masuk ke dalam keluarga Myrtacea. S. lineatum memiliki nama lokal kayu udang Sumatera), ki sireum (Sunda, Jawa), nagasari rangkang (Jawa), phung kha, kelat puteh, daeng sok phlueak, khwat (Thailand), lagi-lagi (Philipina), kelat lapis (Malaysia). Nama sinonim jenis ini di antaranya adalah S. longiflorum.

Habitusnya pohon. Cabangnya berwarna coklat kehitaman ketika kering, berbentuk silinder tetapi biasanya sedikit runcing di kedua ujungnya, membulat pada bagian melintang, permukaannya halus; cabang tua putih keabu-abuan. Tangkai daun berukuran 1-1.2 cm; daun elips berukuran 6-8 x 2.5-3.5 cm, kasar, abaksial (bagian bawah daun) sedikit berwarna saat kering, adaksial (bagian atas daun) berwarna coklat tua dan mengkilap saat kering. Abaksial memiliki kelenjar banyak, adaksial berkelenjar kecil, tulang daun sekunder padat, terpisah dengan jarak 1 mm, dengan sudut 75o dari tulang daun bagian tengah. Tulang daun intramarginal kurang dari 1 mm dari batas pinggir, bagian dasar lebar dan tumpul. Puncak daun melancip dengan titik puncak 1-1.5 cm. Berbunga banyak dengan ukuran 8-10 cm, bercabang tiga, kuncup bunga berukuran 6-7 mm. Kelopak bunga berbentuk lobus semiorbital pendek. Kelopak bunga terpisah berukuran 3 mm. Benang sari berukuran 5-7 mm (Backer & van Den Brink 1965).

Lame (Alstonia scholaris (L) R. Br.)

Lame merupakan anggota famili Apocynaceae, memiliki nama daerah kayu gabus, kayu skola, pulai, lame, pule (Indonesia); chattin (Bengal); lettok (Burma); birrba, black board tree, dita bark, milk wood, milkwood pine, milky pine, white cheesewood (Inggris); dalipoen, dita (Filipina); chatian (India); pulai, pule, rite (Indonesia); pule (Jawa); pulai, pulai linlin (Malaysia); chataun, chhatiwan (Nepal); sattaban, teenpet, teenpethasaban (Thailand); chatiyan wood, pulai, shaitan wood, white cheese wood (nama dagang); caay mof cua, caay suwxa (Vietnam). Habitus A. scholaris adalah pohon besar, dengan tinggi sekitar 40 m. Lame memiliki lateks susu yang mengalir cepat ketika dipotong. Batang berwarna


(35)

abu-abu gabus agak ke abu-abu-putih kulit. Daun berkarang di aksila atas dengan jumlah 4-8 daun. Tangkai daun tangkai berukuran 1-1.5 cm, elips atau lanset, gundul atau berbulu jarang, meruncing ke arah dasar, dengan ukuran daun 11.5-23 x 4-7.5 cm. Permukaan atas hijau tua, bagian bawah hijau-putih dengan 25-40 pasang urat lateral pada setiap sisi pelepah berjarak 2-6 mm terpisah. Ujung daun bulat atau meruncing ke arah dasar. Bunga majemuk, malai terminal, hingga 120 cm; berukuran 7-10 mm berwarna putih, krem atau hijau; tabung berbulu; lobus jarang atau padat puber, 1,5-4 mm, margin kiri tumpang tindih; sangat wangi. Buah terjumbai, dengan dua lobus, folikelnya pecah, coklat atau hijau, kering atau berkayu, berbentuk gelendong lonjong, berukuran 15-32 cm, 4-6 mm, biji cokelat, berukuran 4-5 mm x 0.9 -1.2 mm, dengan seberkas rambut 7-13 mm pada setiap akhir.

Lame ditemukan pada ketinggian 0-900 m, dengan suhu tahunan rata-rata 12-32 oC dan curah hujan tahunan rata-rata 1200-1400 mm. Jenis ini baik hidup pada jenis tanah bermacam-macam, termasuk aluvial. Lateksnya bisa dibuat permen karet berkualitas baik. Kayunya direkomendasikan sebagai spesies kayu bakar untuk daerah Patana, Sri Lanka. Kulit kayu menghasilkan serat, dan kayu dianggap sebagai cocok untuk produksi pulp dan kertas. Bunga A. scholaris menghasilkan minyak esensial. Kedokteran aborigin Australia menggunakan kulit kayu untuk pengobatan sakit perut dan demam, lateks untuk neuralgia dan sakit gigi. Di India, kulit kayu digunakan untuk mengobati keluhan usus (worldagroforestrycentre.org; Backer & van Den Brink 1965).

Manglid (Manglietia glauca Bl.)

Manglid masuk ke dalam keluarga Magnoliaceae. Nama botaninya adalah Manglietia glauca, dengan nama sinonim Magnolia blumei (worldagroforestrycentre.org; Backer & van Den Brink 1963). Jenis ini memiliki nama daerah: manglid (Sunda); baros, cempaka bulus (Jawa); antuang, madang limpaung, sitibai (Minangkabau); cempaka. Manglid berupa pohon, dengan tinggi mencapai 25 – 40 m dengan bebas cabang 25 m dan diameter mencapai 150 cm, tersebar di ketinggian 1000 – 1500 m dpl. Hidupnya berkelompok dan di tempat yang lembab. Tajuk membulat, lebat, percabangannya berbentuk garpu


(36)

yang dimulai jauh dari atas tanah (Heyne 1987). Daun tunggal bentuk elips memanjang atau elips melebar, kebanyakan bulat telur memanjang, ukuran 13-18 cm, panjang kadang sampai 25 cm. Ujung dan pangkal daun runcing, tangkai daun panjang. Tidak berbulu, abaksial daun berwarna abu-abu kebiruan, bagian adaksial hijau muda agak mengkilap, tersusun spiral.

Bunga terminal, soliter, besar, tangkai panjang 2.5 - 4 cm, berwarna kuning muda, harum, kelopak 9-13 tersusun dalam 3 lingkaran, benang sari banyak dan tersusun spiral, tangkai benang sari panjang atau pendek. Ovary ada 4 atau lebih pada masing-masing karpel. Penyerbukan dibantu oleh lebah madu dan berbunga sepanjang tahun. Buah majemuk, berbentuk kerucut (kegelvormig) panjang 6-8 cm, pada permukaan berwarna hijau dengan titik-titik putih, kemudian menjadi coklat hitam. Biji 2-6 banyaknya, kadang sampai 12, berwarna merah (http://www.dephut.go.id).

Puspa (Schima wallichii (DC.) Korth.)

S. wallichii termasuk famili Theaceae, tinggi pohonnya dapat mencapai 40 m, termasuk pohon lapis kedua/kanopi (van Steenis 2006), dengan panjang batang bebas cabang sampai 25 m dan diameter sampai 250 cm. Tidak berbanir, kulit luar berwarna merah muda, merah tua sampai hitam, beralur dangkal dan mengelupas. Kulit hidup tebalnya sampai 15 mm berwarna merah dan di dalamnya terdapat miang gatal. Tajuknya bulat sampai lonjong, lebat, hijau tua, mengkilat, dengan daun muda berwarna merah jambu. Daunnya tunggal, tebal, bagian abaksial hijau kebiru-biruan, berbentuk jorong. Bunganya putih, tunggal, terdapat pada ketiak daun dan berkelompok pada ujung ranting. Buahnya agak bulat, berwarna putih perak seperti sutra saat muda, coklat dan pecah bila sudah tua (Sastrapradja et al. 1977).

Puspa tumbuh pada tanah kering dan tidak memiliki keadaan tekstur dan kesuburan tanah, sehingga baik untuk reboisasi padang alang-alang, belukar dan tanah kritis. Jenis ini memerlukan iklim basah sampai agak kering, hidup pada dataran rendah sampai di dataran pegunungan dengan ketinggian 1000 m dpl (Martawijaya et al. 1989). Puspa dapat tumbuh pada kisaran iklim, habitat dan tanah yang luas. Kebutuhan akan cahaya tergolong sedang, sering berkelompok


(37)

dan terdapat pada dataran rendah sampai hutan dataran tinggi, akan tetapi terutama terdapat pada hutan yang terganggu dan hutan sekunder. Adapun persebaran alami Puspa yaitu Brunei, India, China, Indonesia, Malaysia, Myanmar, Nepal, Papua, Philipina, Thailand dan Vietnam (Agroforestry Data Base 2007).

Rasamala (Altingia excelsa Noronha)

Rasamala dikelompokkan ke dalam famili Hamamelidaceae, memiliki nama daerah rasamala, mala, tulasan, atau mandung. Jenis ini menyebar mulai dari Himalaya menuju wilayah lembab di Myanmar hingga Semenanjung Malaysia, ke Sumatera dan Jawa. Di Jawa, jenis ini hanya tumbuh di wilayah barat dengan ketinggian 500-1500 m dpl, di hutan bukit dan pegunungan lembab. Di Sumatera, A. excelsa tersebar di Bukit Barisan. Tumbuh alami terutama pada tapak lembab dengan curah hujan lebih 100 mm per bulan dan tanah vulkanik. Jenis ini digunakan untuk penanaman terutama di Jawa Barat dan Jawa Tengah. Ditanam pada jarak rapat, karena pohon muda cenderung bercabang jika mendapat banyak sinar matahari.

Pohon selalu hijau, tinggi dapat mencapai 40-60 m dengan tinggi bebas cabang 20-35 m, diameter hingga 80-150 cm. Kulit kayu halus, abu-abu, dan kayunya merah. Pohon yang masih muda bertajuk rapat dan berbentuk piramid, kemudian berangsur menjadi bulat setelah tua. Letak daun bergiliran, bentuknya lonjong, panjangnya 6 - 12 cm, dan lebarnya 2.5-5.5 cm, dengan tepi daun bergerigi halus. Bunga berkelamin satu. Bunga jantan dan betina terpisah pada pohon yang sama. Malai betina terdiri dari 14-18 bunga, berkumpul menyerupai kepala. A. excelsa tumbuh alami terutama di bukit campuran yang lembab dan hutan pegunungan. Jenis ini sering ditemukan hidup berkelompok dengan spesies Podocarpus, Quercus dan Castanopsis. Ditemukan pada ketinggian 500-1500 m, dengan rata-rata curah hujan tahunan lebih 100 mm. Rasamala baik hidup di tanah vulkanik atau kadang-kadang pada tanah di atasnya terdapat batuan sedimen (http://www.worldagroforestry.org).


(38)

Saninten (Castanopsis argentea (Bl.) A.DC.)

Saninten masuk ke dalam famili Fagaceae. Ia memiliki nama daerah kandik kurus, paning-paning, rasak, selasik (Sumatera), berangan, saninten, sarangan, dan wrakas (Jawa). Daerah penyebaran meliputi Sumatera Barat, Jawa, Papua, Myanmar, dan Malaysia (Heyne 1987). Habitus pohon bertajuk lebar dengan ketinggian 15-35 m, diameter 0.5-1 m, dengan panjang batang bebas cabang sampai 25 m, tidak berbanir (http://www.d-forin.com). Daun pohon saninten berbentuk lancip memanjang (lanset) dengan ukuran panjang 7-12 cm, lebar 2-3.5 cm, bagian terlebar di tengah, permukaan daun licin berlilin, dan bagian bawahnya berwarna abu-abu keperakan ditutupi bulu-bulu menyerupai bintang atau sisik yang lebat. Jika dibanding dengan daun jenis lain, C. Argentea lebih terlihat keperakan (Backer & van Den Brink 1965). Tumbuhan ini berdaun tunggal dengan kedudukan berseling dan tersusun seperti spiral dan daun penumpu mudah luruh. Ahli botani van Steenis (1972) menyatakan bahwa daun penumpu (stipula) ditutupi bulu yang lebat, panjang daun berkisar antara 10-15 mm dan lebar 2-3 cm. Salah satu ciri khas organ vegetatifnya, yaitu bila daun dilipat maka akan terlihat garis lilin berwarna putih memanjang pada bagian daun di sebelah atas. Kulit batang pohon berwarna hitam, kasar, dan pecah-pecah dengan permukaan batang tidak rata, terdapat alur-alur memanjang pada batang yang tak lain adalah garis empulur yang menonjol keluar. Hal ini merupakan salah satu ciri khas organ vegetatif famili Fagaceae. Kayu terasnya berwarna coklat kelabu sampai merah muda, kayu gubal/bagian tengah berwarna putih, kuning muda, dan kadang-kadang kemerah-merahan dengan ketebalan 5-6 cm (Prawira 1990).

Pohon saninten berbunga pada Agustus-Oktober dan berbuah pada November-Februari. Bunga jantan tersusun dalam untaian berbentuk bulir sepanjang 15-25 cm, bunga betina tumbuh menyendiri dengan panjang 5-15 cm, diameter 2-4 mm, dan bunga berwarna kuning keputihan. Buahnya bertangkai seperti buah rambutan, berkelompok di mana kulit buah ditutupi oleh duri yang tumbuh berkelompok, ramping, tajam, dan berkayu. Buah berbentuk bulat telur dengan duri mencuat pada empat sisi yang berisi tiga biji berbentuk tipis dan


(39)

cekung. Biji biasanya dimanfaatkan sebagai bahan makanan dengan cara direbus atau dibakar (van Steenis 1972).

Keadaan Umum Lokasi Penelitian

Area restorasi terletak di Resort Bodogol Taman Nasional Gunung Gede Pangrango (TNGGP) (06o46’.241” LS; 106o50’.447”BT) pada ketinggian 620 -709 m dpl, berdekatan dengan Pusat Pendidikan Konservasi Alam (PPKA) Bodogol (Gambar 4).

Gambar 4 Lokasi restorasi Resort Bodogol TNGGP (tanda panah menunjukkan lokasi) (Balai TNGGP)

Bagian dari wilayah ini merupakan lahan pertanian aktif dan sisanya merupakan lahan pertanian yang telah ditinggalkan. Lahan pertanian di wilayah ini merupakan milik TNGGP. Menurut sejarahnya, lahan ini dulunya milik Perum Perhutani Unit III, perusahaan publik yang bertugas mengelola produksi kayu, dari tahun 1978-2003. Tiga spesies kayu utama yang ditanam monokultur di wilayah ini adalah Altingia excelsa, Agathis damara, dan Pinus merkusii. Setelah penebangan pada tahun 2003, wilayah yang terbuka dimanfaatkan oleh petani


(40)

lokal sampai sekarang, dan wilayah ini menjadi bagian dari TNGGP. Para petani menanam tanaman tahunan seperti jagung, singkong, cabai, kacang panjang, dan lain-lainnya. Sementara, lahan yang ditinggalkan didominasi oleh tanaman liar. Karakteristik lahan dapat dilihat pada Tabel 2.

Tahun 2009 UPT Balai Konservasi Tumbuhan Kebun Raya Cibodas menanam sekitar 2400 benih dari 8 jenis tanaman yang secara alami dapat ditemukan di hutan TNGGP. Penanaman dilaksanakan di lahan seluas 4 ha secara acak. Kedelapan spesies pohon tersebut adalah Altingia excelsa, Alstonia scholaris, Castanopsis argentea, Dacrycarpus imbricatus, Manglietia glauca, Syzygium lineatum, Schima wallichii, dan Sloanea sigun. Sampel tanaman sebanyak 240 pohon (30 pohon untuk setiap jenis) diberi label dan dimonitor pertumbuhannya (Rahman et al. 2011).

Tabel 2 Karakteristik lahan restorasi

Parameter Wilayah

Restorasi

Hutan Alami TNGGP

pH tanah (0-10 cm) 5.27 5.10

(10-20 cm) 4.75 4.76

Bahan organik (%) (0-10 cm) 6.73 9.86

(10-20 cm) 6.48 10.2

Bulk density (g/cm3) (0-10 cm) 0.66 0.56

(10-20 cm) 0.67 0.72

Pasir (%) 9.11

Debu (%) 49.69

Liat (%) 41.20

Kemiringan lahan (o) 48-60

Suhu udara (oC)

Intensitas cahaya rata-rata (lux) Jam 09.00-11.00

23.3-33.0 32 000


(41)

METODE PENELITIAN

Waktu dan Tempat

Penelitian dilaksanakan dari bulan Januari sampai dengan Juli 2011. Pengambilan sampel dilakukan di kawasan restorasi resort Bodogol Taman Nasional Gunung Gede Pangrango. Lahan restorasi seluas 4 ha merupakan lahan eks-Perum Perhutani yang ditanami dengan pohon-pohon jenis asli (Lampiran 1). Penanaman pohon dilakukan oleh UPT Balai Konservasi Tumbuhan Kebun Raya Cibodas-LIPI. Analisis kandungan klorofil total dengan spektrofotometer dilakukan di Laboratorium Fisiologi Biologi FMIPA IPB. Analisis karbohidrat dan Mg dilakukan di Laboratorium Balai Besar Biologi dan Genetika Pertanian (BB Biogen) Bogor. Analisis C dan N daun dilakukan di Laboratorium Ekologi Tumbuhan LIPI Cibinong. Analisis tanah dilakukan di Laboratorium Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan Fakultas Pertanian IPB.

Sampel Daun

Tanaman restorasi berusia 2 tahun (setelah penanaman) pada saat diteliti. Tanaman yang dipilih sebagai sampel adalah tanaman yang sehat, daun telah membuka sempurna, terkena sinar matahari penuh, dan merupakan daun ketiga dari pangkal ranting. Pengambilan sampel daun dilakukan pada saat matahari bersinar cerah, dari jam 09.00-11.00. Sampel daun, yang akan dianalisis di laboratorium, dibungkus dengan alumunium foil atau dengan amplop kertas, dimasukkan ke dalam plastik, dan disimpan dalam cool box yang berisi dry ice kemudian dibawa ke laboratorium untuk dianalisis.

Delapan jenis tanaman (Lampiran 2) sampel yang digunakan dalam penelitian ini adalah Beleketebe (Sloanea sigun), Jamuju (Dacrycarpus imbricatus), Ki sireum (Syzygium lineatum), Lame (Alstonia scholaris), Manglid (Manglietia glauca), Puspa (Schima wallichii), Rasamala (Altingia excelsa), dan Saninten (Castanopsis argentea).


(42)

Variabel Penelitian Kandungan Klorofil

Analisis kandungan klorofil dengan spektrofotometer mengikuti metode yang biasa dilakukan di Laboratorium Biokimia BB-Biogen. Metode ini lebih praktis, aseton yang digunakan juga lebih sedikit, dan tingkat ketelitiannya diduga lebih tinggi (Lampiran 3).

Daun segar sebanyak ± 0.1 g dipotong-potong kecil, dimasukkan ke dalam tabung reaksi, kemudian direndam dalam 20 ml aseton 80%. Sampel diinkubasi dalam ruang gelap selama 2 x 24 jam. Klorofil yang sudah larut dalam aseton diukur absorbansinya dengan spektrofotometer pada panjang gelombang 645 nm (untuk klorofil a), 652 nm (untuk klorofil total), dan 663 nm (untuk klorofil b). Kandungan klorofil diperoleh setelah memasukkan nilai absorbansi ke dalam persamaan (Yoshida et al. 1976):

Klorofil a = (20,2 x 645A x (1/BS) x (20/1000)) mg/g berat segar Klorofil b = (8,02 x 663A x (1/BS) x (20/1000)) mg/g berat segar

Klorofil total = ((652 A x 1000)/34.5) x (1/BS) x (20/1000)) mg/g berat segar (A = nilai absorbansi, BS = berat segar)

Analisa klorofil dilakukan untuk 10 pohon pada masing-masing jenis.

Kandungan Karbohidrat

Metode analisis karbohidrat yang digunakan (Lampiran 4) adalah metode Somogyi Nelson. Sampel daun sebanyak 5 lembar dari usia termuda sampai tertua (yang mewakili) diambil dari 3 pohon (3 x 5 daun) untuk masing-masing jenis. Daun dioven selama 2 hari pada suhu 70 oC. Sampel kemudian digiling sampai halus, diayak dan diaduk sampai merata menjadi sampel komposit. Sebanyak 0.2 gram tepung daun komposit dimasukkan dalam wadah gelas, kemudian ditambah dengan 20 ml HCl 0.7 N dan dihidrolisis selama 2.5 jam dalam penangas air. Hasil hidrolisis disaring dengan kertas saring ke dalam labu ukur 100 ml lalu dinetralkan dengan NaOH 1 N setelah diberi fenol merah. Larutan akan berubah menjadi merah muda setelah dititrasi. Selanjutnya ditambahkan 5 ml ZnSO4 5% dan 5 ml Ba(OH)2 0.3 N dengan tujuan untuk mengendapkan protein dari sampel.


(43)

Sehingga gugus CHO yang terbentuk benar-benar hanya karbohidrat. Setelah itu ditambahkan akuades sampai tanda tera 100 ml. Setelah disaring dengan kertas saring, larutan supernatan yang sudah jernih diambil dengan pipet sebanyak 1 ml, kemudian dimasukkan ke dalam tabung kimia. Larutan standar dibuat 0, 5, 10, 15, 20, 25 mg kemudian ditambahkan pereaksi Cu sebanyak 2 ml dan dipanaskan dalam penangas air selama 10 menit lalu didinginkan. Setelah itu ditambahkan pereaksi Nelson dan 20 ml air pada masing-masing deret standar, dikocok dan dibiarkan selama 20 menit, kemudian diukur dengan spektrofotometer pada panjang gelombang 500 nm. Kandungan karbohidrat didapat berdasarkan rumus (Yoshida et al. 1976):

A x 100 x 20 x 100%

% Karbohidrat = S 0.2 1 1 000 000

Keterangan:

S = Rata nilai absorbansi standar A = Rata nilai absorbansi sampel

Kemampuan Tanaman Menyerap CO2

Untuk menghitung nilai daya serap gas CO2, tetapan yang digunakan sebesar 1.467 dikalikan dengan hasil analisis karbohidrat. Tetapan tersebut diperoleh dari pembagian nilai 264/180 (Dahlan 2007). Angka tersebut didapat dari persamaan fotosintesis sebagai berikut:

6 mol CO2 + 12 mol H2O 1 mol C6H12O6 + 6 mol O2 + 6 mol H2O 264 mol 108 mol 180 mol 192 mol 108 mol

Bobot atom C, H, dan O, bertutut-turut adalah 12.01, 1.008, dan 16.00.

Jumlah daun dihitung langsung dengan penghitungan tangan (hand counter). Diambil 3 pohon untuk masing-masing jenis, kemudian dirata-rata. Luas daun diukur dengan cara memindai daun dengan menggunakan Leaf Area Meter Portable LI-3000C (Lampiran 5). Daun yang dipindai adalah daun tertua sampai


(44)

yang termuda (yang mewakili), 3 pohon untuk masing-masing jenis. Luas total daun per pohon didapat dengan mengalikan jumlah daun per pohon dengan luas daun per pohon. Luas daun per pohon digunakan untuk menduga kemampuan masing-masing jenis pohon untuk menyerap CO2.

Kadar Air

Berat daun segar ditimbang dengan neraca digital. Berat kering diperoleh setelah sampel daun dikeringkan dengan oven selama kurang lebih 2 hari (sampai beratnya stabil). Kadar air diperoleh dari hasil pengurangan berat basah dengan berat kering dibagi berat basah.

Variabel Penunjang

Selain variabel-variabel di atas, juga dilakukan analisis kandungan C, N, C/N. Daun dikeringovenkan selama 2x24 jam pada suhu 50 oC, kemudian dihaluskan dan disaring sampai menjadi komposit. Bubuk komposit dianalisis dengan alat yang disebut CN analyzer (Lampiran 5).

Analisis Mg daun dilakukan dengan metode AAS. Sebanyak 1 mg sampel komposit dimasukkan ke dalam labu kjedhal, ditambahkan ke dalamnya larutan asam campur (HNO3 : HClO4 : H2SO4 = 5 : 2 : 1). Campuran tersebut didestruksi pada penangas listrik hingga larutan jernih, didinginkan, dan disaring ke dalam labu ukur 100 ml, kemudian diukur dengan Automatic Absorption Spectrophotometer (AAS). Nilai yang dihasilkan dimasukkan ke dalam persamaan:

Pembacaan sampel x FP x 100% % Mg = Rata-rata 1 ppm standar 1 000 000

Keterangan: FP (faktor pengenceran)

Analisis Data

Analisis data dilakukan dengan analisis sidik ragam (anova), jika antar parameter berbeda nyata dilanjutkan dengan Uji Duncan's Multiple Range Test (DMRT). Analisis Komponen Utama (AKU) atau Principal Component Analysis


(45)

(PCA) dilakukan untuk melihat parameter yang paling berperan dalam proses fotosintesis pada setiap jenis tanaman.

Diagram Alir Rencana Penelitian

Untuk menjelaskan secara ringkas metode penelitian yang dilakukan, maka dibuat diagram alir penelitian seperti yang diperlihatkan pada Gambar 5.

Survei lokasi penelitian Mulai penelitian Pengambilan data di lapang Pengambilan sampel daun Analisis karbohidrat Analisis klorofil

Analisis di lab

Pengukuran kadar air Pengukuran tinggi tanaman (parameter pendukung) Penghitungan jumlah daun (parameter

pendukung) Pengukuran luas/berat daun

Perhitungan serapan CO2 daun tanaman Analisis data (PCA) Pembahasan Analisis parameter pendukung (C,N, Mg)

Gambar 5 Diagram alir penelitian Pemilihan Jenis Tanaman Restorasi berdasarkan Beberapa Parameter Fotosintesis


(46)

(47)

HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil Penelitian

Kandungan Karbohidrat, Kandungan Klorofil Total, Kemampuan Tanaman Menyerap CO2, dan Kadar Air Daun

Kandungan karbohidrat, kandungan klorofil total, kemampuan tanaman menyerap CO2, dan kadar air daun pada setiap jenis tanaman disajikan pada Tabel 3.

Tabel 3 Hasil pengukuran kandungan karbohidrat, kandungan klorofil total, kemampuan tanaman menyerap CO2, dan kadar air daun pada 8 jenis tanaman

Spesies Karbohidrat (%) Klorofil total (mg/g) CO2 (mg/cm2) Kadar air (%)

S. sigun 15.27 abc 2.94 d 6.78 58.17 abc

D. imbricatus 22.11 d 1.34 a 11.99 54.43 ab

S. lineatum 19.33 cd 2.14 bc 6.29 53.88 a

A. scholaris 10.35 a 2.56 cd 5.90 65.29 cd

M. glauca 17.20 bc 2.39 cd 7.06 69.06 d

S. wallichii 13.65 ab 1.65 ab 5.23 64.40 cd

A. excelsa 13.55 ab 1.78 ab 7.87 69.51 d

C. argentea 12.74 ab 2.35 c 5.27 61.50 bc

Keterangan: Angka yang diikuti oleh huruf yang sama dalam kolom yang sama tidak berbeda nyata pada uji DMRT 0.05.

Daun D. imbricatus memiliki kandungan karbohidrat tertinggi, yaitu 22.11%. Persentase karbohidrat terbanyak kedua dimiliki S. lineatum (19.33%), tetapi tidak berbeda nyata dengan kandungan karbohidrat D. imbricatus. Kandungan karbohidrat terendah dimiliki oleh A. scholaris (10.35%) dan tidak berbeda nyata dengan C. argentea, A. excelsa, S. wallichii, dan S. sigun.

Rata-rata kandungan klorofil total tertinggi dimiliki oleh S. sigun. Nilai ini tidak berbeda nyata dengan nilai rata-rata pada A. scholaris dan M. glauca, sedangkan kandungan klorofil total A. sholaris dan M. glauca tidak berbeda nyata dengan C. argentea. Kandungan klorofil total terendah dimiliki oleh D. imbricatus.

Tanaman M. glauca mampu menyerap CO2 sebesar 0.71 kg pada usia tanam 2 tahun (tertinggi di antara jenis lainnya), namun tidak berbeda nyata dengan A.


(48)

excelsa, S. lineatum, dan S. sigun. Kemampuan tanaman dalam menyerap CO2 per satuan luas (mg/cm2) tidak berbeda nyata pada semua jenis tanaman.

A. excelsa memiliki kadar air tertinggi (69.51%), tetapi tidak berbeda nyata dengan M. glauca. Kadar air terendah dimiliki S. lineatum (53.88%), walaupun tidak berbeda nyata dengan D. imbricatus dan S. sigun.

Hasil pengukuran kandungan karbohidrat dan serapan CO2 per pohon disajikan pada Tabel 4.

Tabel 4 Kandungan karbohidrat dan dugaan CO2 yang diserap (per pohon)

Spesies KH per pohon (kg) CO2 per pohon (kg)

S. sigun 0.25 abc 0.37 abc

D. imbricatus 0.04 a 0.06 a

S. lineatum 0.33 abc 0.49 abc

A. scholaris 0.08 a 0.12 a

M. glauca 0.48 c 0.71 c

S. wallichii 0.04 a 0.07 a

A. excelsa 0.45 bc 0.65 bc

C. argentea 0.18 ab 0.27 ab

Keterangan: Angka yang diikuti oleh huruf yang sama dalam kolom yang sama tidak berbeda nyata pada uji DMRT 0.05.

Dilihat dari kandungan karbohidrat per pohon, M. glauca memiliki nilai terbesar (0.48 kg), tetapi tidak berbeda nyata dengan A. excelsa, S. lineatum, dan S. sigun.

Tanaman M. glauca mampu menyerap CO2 sebesar 0.71 kg pada usia tanam 2 tahun (tertinggi di antara jenis lainnya), namun tidak berbeda nyata dengan A. excelsa, S. lineatum, dan S. sigun. Kemampuan tanaman dalam menyerap CO2 per satuan luas (mg/cm2) tidak berbeda nyata pada semua jenis tanaman.

Kandungan klorofil a dan b, serta nisbah klorofil a/b pada setiap jenis tanaman dapat dilihat pada Tabel 5. Nilai klorofil a pada setiap jenis pohon lebih tinggi daripada nilai klorofil b. Nisbah klorofil a/b pada setiap jenis pohon tidak berbeda nyata, hanya saja nisbah klorofil a/b berbeda nyata untuk S. lineatum dan M. glauca.


(49)

Tabel 5 Kandungan klorofil a, b, dan nisbah klorofil a/b pada 8 jenis tanaman

Spesies Klorofil a (mg/g) Klorofil b (mg/g) Nisbah klorofil a/b

S. sigun 1.47 d 1.36 d 1.07 ab

D. imbricatus 0.66 a 0.62 a 1.06 ab

S. lineatum 1.09 bc 0.99 bc 1.09 b

A. scholaris 1.27 cd 1.21 cd 1.06 ab

M. glauca 1.15 bc 1.12 c 0.94 a

S. wallichii 0.80 a 0.80 ab 1.00 ab

A. excelsa 0.87 ab 0.84 ab 1.05 ab

C. argentea 1.21 cd 1.14 cd 1.05 ab

Keterangan: Angka yang diikuti oleh huruf yang sama dalam kolom yang sama tidak berbeda nyata pada uji DMRT 0.05.

Nilai kisaran kandungan klorofil total dapat dilihat pada Tabel 6. A. scholaris memiliki nilai kisaran yg berdekatan dengan M. glauca. Rentang kisaran nilai S. sigun paling besar dibandingkan dengan jenis tanaman lainnya.

Tabel 6 Nilai kisaran kandungan klorofil total 8 jenis tanaman

Spesies Nilai kisaran klorofil total (mg/g)

S. sigun 1.51-4.27

D. imbricatus 0.73-1.85

S. lineatum 1.47-2.98

A. scholaris 1.86-3.73

M. glauca 1.84-3.12

S. wallichii 1.23-2.17

A. excelsa 1.33-2.19

C. argentea 1.83-2.90

Berat, Jumlah, dan Luas Daun

Rata-rata berat, jumlah, dan luas daun untuk masing-masing jenis tanaman disajikan dalam Tabel 7. Daun yang bobot per helainya paling perat adalah A. scholaris (1.78 g), tetapi tidak berbeda nyata dengan daun jenis tanaman lainnya, kecuali D. imbricatus. D. imbricatus memiliki ukuran daun teringan, yaitu 0.11 g. Tanaman yang memiliki jumlah daun terbanyak adalah S. lineatum (4057 lembar). M. glauca memiliki daun terluas, yaitu 65.07 cm2, walau tidak berbeda nyata dengan C. argentea dan S. sigun. Ukuran daun D. imbricatus adalah yang paling kecil (3.67 cm2). A. excelsa memiliki kadar air tertinggi (69.51%), tidak berbeda


(50)

nyata dengan M. glauca. Kadar air terendah dimiliki S. lineatum (53.88%), walau tidak berbeda nyata dengan D. imbricatus dan S. sigun.

Tabel 7 Berat, jumlah, dan luas daun 8 jenis tanaman

Spesies Berat daun (g) Jumlah daun Luas daun (cm2)

S. sigun 1.62 b 891 ab 53.01 de

D. imbricatus 0.11 a 1612 c 3.67 a

S. lineatum 0.45 ab 4057 e 20.01 b

A. scholaris 1.78 b 404 a 42.78 cd

M. glauca 1.75 b 1743 c 65.07 e

S. wallichii 0.92 ab 376 a 37.83 c

A. excelsa 1.23 ab 2671 d 34.02 c

C. argentea 1.42 ab 1041 b 54.32 de

Keterangan: Angka yang diikuti oleh huruf yang sama dalam kolom yang sama tidak berbeda nyata pada uji DMRT 0.05.

Analisis Komponen Utama

Hasil analisis komponen utama terhadap parameter-parameter fotosintesis yang diteliti menunjukkan bahwa dua komponen utama dapat menerangkan keragaman total data parameter internal fotosintesis sebesar 83.7%. Keragaman yang mampu dijelaskan oleh faktor-faktor pada komponen utama I (KU I) sebesar 67.5%, sedangkan keragaman yang mampu dijelaskan oleh faktor-faktor pada komponen utama II (KU II) sebesar 16.2% (Tabel 8).

Tabel 8 Matriks nilai ciri korelasi beberapa parameter fotosintesis

Komponen Utama Nilai ciri Keragaman Akumulasi keragaman

1 4.051 0.675 0.675

2 0.971 0.162 0.837

Hasil analisis komponen utama untuk menjelaskan interaksi parameter internal fotosintesis menggunakan biplot menunjukkan bahwa dari beberapa parameter internal fotosintesis yang dianalisis, CO2 merupakan parameter yang paling menentukan pembentukan karbohidrat karena memiliki sudut terkecil dan merupakan sudut lancip (Gambar 6), atau dengan kata lain terdapat korelasi positif antara parameter karbohidrat dengan CO2. Parameter-parameter lainnya,


(51)

yaitu kandungan klorofil total, berat dan luas daun, serta kadar air, memiliki korelasi negatif dengan karbohidrat.

2 1 0 -1 -2 -3 -4 -5 1,5 1,0 0,5 0,0 -0,5 -1,0 -1,5

KU I (67.5 % )

K U I I (1 6 .2 % )

Berat per daun

Klo Tot Rata2 luas per daun CO2

KH

Kair

Gambar 6 Biplot interaksi 8 spesies tanaman dengan beberapa parameter fotosintesis (Bl=beleketebe, Jm=jamuju, Ks=ki sireum, Lm=lame, Mg=manglid, Ps=puspa, Rs=rasamala, Sn=saninten)

Data koefisien korelasi karbohidrat, klorofil total, CO2, dan kadar air daun disajikan pada Tabel 9.

Tabel 9 Koefisien korelasi karbohidrat, klorofil total, CO2, dan kadar air daun

Parameter Klorofil Total CO2 Kadar Air

Karbohidrat -0.432 0.723 -0.629

Klorofil Total -0.548 0.101

CO2 -0.334

Hasil analisis komponen utama dengan biplot juga dapat menjelaskan bahwa setiap parameter yang dianalisis memberikan pengaruh yang berbeda pada setiap jenis tanaman (Tabel 10).

Tabel 10 Karakteristis beberapa parameter fotosintesis pada setiap jenis tanaman Parameter fotosintesis Spesies

Kandungan karbohidrat Kandungan klorofil total

D. imbricatus, S. lineatum

S. sigun, A. scholaris, M. glauca, C. Argentea

CO2 D. imbricatus, S. lineatum

Kadar air A. excelsa, M. glauca, A. scholaris, S. wallichii Rs Ps Lm Mg Sn Bl Ks

Jm

. .


(52)

Kandungan C, N, C/N, dan Mg

Kandungan C dan N, C/N rasio, serta kandungan Mg daun dapat dilihat pada Tabel 11.

Tabel 11 Kandungan C dan N, C/N rasio, serta kandungan Mg daun 8 jenis tanaman

Spesies C (%) N (%) C/N Kandungan Mg

(%)

S. sigun 43.31 ab 2.41 b 18.17 a 0.26

D. imbricatus 45.06 bc 1.46 a 31.20 c 0.34

S. lineatum 47.83 d 1.96 ab 24.46 b 0.16

A. scholaris 46.21 cd 1.92 ab 24.32 b 0.77

M. glauca 44.11 abc 2.93 c 15.05 a 0.70

S. wallichii 45.99 cd 1.74 a 26.46 bc 0.44

A. excelsa 42.14 a 1.56 a 27.28 bc 0.53

C. argentea 46.53 cd 1.87 a 24.91 b 0.60

Keterangan: Angka yang diikuti oleh huruf yang sama dalam kolom yang sama tidak berbeda nyata pada uji DMRT 0.05.

S. lineatum memiliki kandungan C tertinggi (47.83%), namun tidak berbeda nyata dengan C. argentea, A. scholaris, dan S. wallichii, sedangkan kandungan C terendah dimiliki oleh A. excelsa (42.14%), namun tidak berbeda nyata dengan S. sigun dan M. glauca. Daun yang memiliki kandungan N tertinggi adalah M. glauca, yakni sebesar 2.93%. Tanaman yang memiliki rasio C/N daun tertinggi adalah D. imbricatus, sedangkan nilai terendah dimiliki oleh M. glauca (15.05%) dan S. sigun (18.17%).

Kandungan Mg tertinggi dimiliki oleh A. scholaris (0.77%) disusul oleh M. glauca (0.70%), sedangkan kadar Mg terendah dimiliki oleh S. lineatum (0.16%).


(1)

S. lineatum 14.28 19.33 2.05 2.14 1.07 1.09 0.93 0.99 1.14 1.09 7.61 6.29 57.71 53.88

S. lineatum 22.08 2.36 1.26 1.05 1.20 8.15 53.97

S. lineatum 21.62 1.99 0.89 0.98 0.91 3.13 49.95

S. lineatum 1.95 0.97 0.94 1.03

S. lineatum 1.75 0.98 0.86 1.13

S. lineatum 1.47 0.72 0.70 1.03

S. lineatum 2.98 1.51 1.39 1.09

S. lineatum 2.76 1.38 1.25 1.10

S. lineatum 2.11 1.09 0.94 1.16

S. lineatum 2.02 1.04 0.90 1.15

A. scholaris 12.46 10.35 2.15 2.56 1.01 1.27 1.09 1.21 0.93 1.06 3.32 5.90 62.60 65.29

A. scholaris 8.92 3.73 1.81 1.85 0.98 5.99 66.62

A. scholaris 9.66 2.88 1.41 1.42 0.99 8.40 66.65

A. scholaris 2.72 1.32 1.33 1.00

A. scholaris 1.86 0.88 0.93 0.96

A. scholaris 2.50 1.20 1.25 0.96

A. scholaris 2.57 1.24 1.27 0.97

A. scholaris 2.41 1.17 0.94 1.25

A. scholaris 2.82 1.75 1.07 1.64


(2)

S. lineatum 4320 4057 0.67 0.45 2.88 1.85 0.41 0.33 0.60 0.49 18.37 20.01

S. lineatum 3723 0.46 1.71 0.38 0.56 18.31

S. lineatum 4127 0.23 0.95 0.21 0.30 23.34

S. lineatum

S. lineatum

S. lineatum

S. lineatum

S. lineatum

S. lineatum

S. lineatum

A. scholaris 338 404 0.79 1.78 0.27 0.85 0.03 0.08 0.05 0.12 43.40 42.78

A. scholaris 194 1.65 0.32 0.03 0.04 35.99

A. scholaris 680 2.90 1.97 0.19 0.28 48.94

A. scholaris

A. scholaris

A. scholaris

A. scholaris

A. scholaris

A. scholaris


(3)

M. glauca 18.68 17.20 2.62 2.39 0.13 1.05 1.26 1.13 0.10 0.94 10.94 7.06 69.57 69.06

M. glauca 16.66 3.12 1.53 1.49 1.02 7.07 69.14

M. glauca 16.27 1.89 0.93 0.89 1.04 3.16 68.46

M. glauca 1.84 0.90 0.84 1.07

M. glauca 1.88 0.92 0.90 1.02

M. glauca 2.40 1.17 1.14 1.03

M. glauca 3.08 1.51 1.48 1.02

M. glauca 2.24 1.09 1.08 1.01

M. glauca 2.20 1.08 1.05 1.03

M. glauca 2.90 1.26 1.21 1.04

S. wallichii 15.62 13.65 1.75 1.65 0.86 0.80 0.85 0.80 1.01 1.00 5.80 5.23 57.65 64.40

S. wallichii 13.05 1.73 0.85 0.84 1.01 8.02 74.51

S. wallichii 12.28 1.27 0.61 0.62 0.99 1.88 61.03

S. wallichii 1.23 0.59 0.61 0.96

S. wallichii 1.53 0.74 0.74 1.00

S. wallichii 1.81 0.88 0.89 0.99

S. wallichii 1.35 0.65 0.66 0.99

S. wallichii 1.70 0.83 0.83 1.00

S. wallichii 2.17 1.06 1.03 1.03


(4)

M. glauca 1033 1743 2.62 1.75 2.71 2.81 0.51 0.48 0.74 0.71 65.66 65.07

M. glauca 2347 1.70 4.00 0.67 0.98 58.91

M. glauca 1849 0.93 1.73 0.28 0.41 70.63

M. glauca

M. glauca

M. glauca

M. glauca

M. glauca

M. glauca

M. glauca

S. wallichii 269 376 0.98 0.92 0.26 0.33 0.04 0.04 0.06 0.07 38.68 37.83

S. wallichii 385 1.35 0.52 0.07 0.10 32.17

S. wallichii 474 0.45 0.21 0.03 0.04 42.65

S. wallichii

S. wallichii

S. wallichii

S. wallichii

S. wallichii

S. wallichii


(5)

A. excelsa 13.33 13.55 2.02 1.78 1.00 0.87 0.96 0.84 1.05 1.05 11.76 7.87 68.98 69.51

A. excelsa 15.27 1.62 0.79 0.76 1.05 8.25 68.07

A. excelsa 12.04 2.03 1.00 0.96 1.04 3.60 71.48

A. excelsa 1.74 0.85 0.83 1.02

A. excelsa 1.89 0.94 0.89 1.06

A. excelsa 2.19 1.10 1.03 1.07

A. excelsa 2.02 1.00 0.94 1.06

A. excelsa 1.41 0.69 0.68 1.02

A. excelsa 1.50 0.75 0.70 1.07

A. excelsa 1.33 0.66 0.62 1.08

C. argentea 11.27 12.74 1.93 2.35 0.92 1.21 0.95 1.14 0.97 1.05 2.76 5.27 60.58 61.50

C. argentea 15.19 2.33 1.13 1.13 1.00 3.34 61.54

C. argentea 11.77 2.05 0.98 1.01 0.96 9.70 62.39

C. argentea 2.41 1.16 1.19 0.98

C. argentea 1.83 0.88 0.91 0.97

C. argentea 2.33 1.12 1.14 0.98

C. argentea 2.13 1.04 1.03 1.01

C. argentea 2.90 1.44 1.39 1.03

C. argentea 2.79 1.72 1.32 1.31

C. argentea 2.79 1.68 1.34 1.25

63


(6)

A. excelsa 2177 2671 1.38 1.23 3.00 3.20 0.40 0.45 0.59 0.65 22.93 34.02

A. excelsa 2741 1.57 4.31 0.66 0.97 42.70

A. excelsa 3096 0.74 2.30 0.28 0.41 36.43

A. excelsa

A. excelsa

A. excelsa

A. excelsa

A. excelsa

A. excelsa

A. excelsa

C. argentea 1063 1041 1.02 1.42 1.09 1.47 0.12 0.18 0.18 0.27 61.39 54.32

C. argentea 1043 0.90 0.94 0.14 0.21 60.10

C. argentea 1017 2.33 2.37 0.28 0.41 41.46

C. argentea

C. argentea

C. argentea

C. argentea

C. argentea

C. argentea