Pengaruh Suhhu terhadap Tanaman. doc

PENGARUH CAHAYA MATAHARI TERHADAP TANAMAN
PENGERTIAN CAHAYA MATAHARI
Cahaya matahari adalah sumber energi utama bagi kehidupan seluruh makhluk hidup di
dunia. Bagi manusia dan hewan cahaya matahari adalah penerang dunia ini. Selain itu bagi
tumbuhan khususnya yang berklorofil cahaya matahari sangat menentukan prosesfotosintesis.
Fotosintesis adalah proses dasar pada tumbuhan untuk menghasilkan makanan.Makanan yang
dihasilkan akan menentukan ketersediaan energi untuk pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan.
Cahaya dibutuhkan oleh tanaman mulai dari proses perkecambahan biji sampai tanaman dewasa.
Dengan demikian cahaya dapat menjadi faktor pembatas utama di dalam semua ekosistem.
Merupakan faktor lingkungan yang sangat penting sebagai sumber energi utama bagi
ekosistem. Bagi tumbuhan khususnya yang berklorofil cahaya matahari sangat berperan dalam
proses fotosintesis. Fotosintesis adalah proses dasar pada tumbuhan untuk menghasilkan makanan.
Makanan yang dihasilkan akan menentukan ketersediaan energi untuk pertumbuhan dan
perkembangan tumbuhan (Annonymous, 2009).
Cahaya matahari mempengaruhi ekosistem secara global karena matahari menentukan suhu.
Cahaya matahari juga merupakan unsur vital yang dibutuhkan oleh tumbuhan sebagai produsen
untuk berfotosintesis. Cahaya Optimal bagi Tumbuhan Kebutuhan minimum cahaya untuk proses
pertumbuhan terpenuhi bila cahaya melebihi titik kompensasinya (Wirakusumah, 2003).
Beberapa tumbuhan mempunyai karakteristika yang dianggap sebagai adaptasinya dalam
mereduksi kerusakan akibat cahaya yang terlalu kuat atau supra optimal. Dedaunan yang mendapat
cahaya dengan intensitas yang tinggi, kloroplasnya berbentuk cakram, posisinya sedemikian rupa

sehingga cahaya yang diterima hanya oleh dinding vertikalnya. Antosianin berperan sebagai
pemantul cahaya sehingga menghambat atau mengurangi penembusan cahaya ke jaringan yang
lebih dalam.
Besarnya energi matahari yang diterima oleh tanaman tidak sama dari musim ke musim dan
latitude ke latitude lainnya. Tetapi besarnya energi matahari yang diterima tanaman (tumbuhan)
setiap tahunnya pada latitude yang sama tidak sama bervariasi dan besarnya energi matahari yang
ditangkap tanaman untuk jenis tanaman yang berbeda, juga akan berbeda-beda pula.
Kekurangan cahaya matahari akan mengganggu proses fotosintesis dan pertumbuhan ,
meskipun kebutuhan cahaya tergantung pada jenis tumbuhan. Selain itu , kekurangan cahaya saat
perkecambahan berlangsung akan menimbulkan gejala etiolasi dimana batang kecambah akan
tumbuh lebih cepat namun lemah dan daunnya berukuran kecil, tipis dan bewarna pucat (tidak
hijau). Semua ini terjadi dikarenakan tidak adanya cahaya sehingga dapat memaksimalkan fungsi
auksin untuk pemanjangan sel-sel tumbuhan. Sebaliknya , tumbuhan yang tumbuh di tempat terang
menyebabkan tumbuhan tumbuhan tumbuh lebih lambat dengan kondisi relative pendek , daun
berkembang baik lebih lebar, lebih hijau , tampak lebih segar dan batang kecambah lebih kokoh.
Ada tiga aspek penting yang perlu dikaji dari faktor cahaya, yang sangat erat kaitannya
dengan sistem ekologi, yaitu:
Ø Kualitas cahaya atau komposisi panjang gelombang

Ø Intensitas cahaya atau kandungan energi dari cahaya.

a. Kualitas Cahaya
Secara fisika, radiasi matahari merupakan gelombang- gelombang elektromagnetik dengan
berbagai panjang gelombang. Tidak semua gelombang- gelombang tadi dapat menembus lapisan
atas atmosfer untuk mencapai permukaan bumi. Umumnya kualitas cahaya tidak memperlihatkan
perbedaan yang mencolok antara satu tempat dengan tempat lainnya, sehingga tidak selalu
merupakan faktor ekologi yang penting.
Umumnya tumbuhan teradaptasi untuk mengelola cahaya dengan panjang gelombang
antara 0,39 – 7,6 mikron. Klorofil yang berwarna hijau mengasorpsi cahaya merah dan biru, dengan
demikian panjang gelombang itulah yang merupakan bagian dari spectrum cahaya yang sangat
bermanfaat bagi fotosintesis.
Pada ekosistem daratan kualitas cahaya tidak mempunyai variasi yang berarti untuk
mempengaruhi fotosintesis. Pada ekosistem perairan, cahaya merah dan biru diserap fitoplankton
yang hidup di permukaan sehingga cahaya hijau akal lewat atau dipenetrasikan ke lapisan lebih
bawah dan sangat sulit untuk diserap oleh fitoplankton.
Pengaruh dari cahaya ultraviolet terhadap tumbuhan masih belum jelas. Yang jelas cahaya ini
dapat merusak atau membunuh bacteria dan mampu mempengaruhi perkembangan tumbuhan
(menjadi terhambat), contohnya yaitu bentuk- bentuk daun yang roset, terhambatnya batang
menjadi panjang.

b. Intensitas cahaya
Intensitas cahaya atau kandungan energi merupakan aspek cahaya terpenting sebagai faktor
lingkungan, karena berperan sebagai tenaga pengendali utama dari ekosistem. Intensitas cahaya ini
sangat bervariasi baik dalam ruang/ spasial maupun dalam waktu atau temporal.
Intensitas cahaya terbesar terjadi di daerah tropika, terutama daerah kering (zona arid), sedikit
cahaya yang direfleksikan oleh awan. Di daerah garis lintang rendah, cahaya matahari menembus
atmosfer dan membentuk sudut yang besar dengan permukaan bumi. Sehingga lapisan atmosfer
yang tembus berada dalam ketebalan minimum.
Intensitas cahaya menurun secara cepat dengan naiknya garis lintang. Pada garis lintang yang tinggi
matahari berada pada sudut yang rendah terhadap permukaan bumi dan permukaan atmosfer,
dengan demikian sinar menembus lapisan atmosfer yang terpanjang ini akan mengakibatkan lebih
banyak cahaya yang direfleksikan dan dihamburkan oleh lapisan awan dan pencemar di atmosfer
(Sasmitamihardja, 1996).

Kepentingan Intensitas Cahaya

Intensitas cahaya dalam suatu ekosistem adalah bervariasi. Kanopi suatu vegetasi akan menahan
dann mengabsorpsi sejumlah cahaya sehingga ini akan menentukan jumlah cahaya yang mampu
menembus dan merupakan sejumlah energi yang dapat dimanfaatkan oleh tumbuhan dasar.
Intensitas cahaya yang berlebihan dapat berperan sebagai faktor pembatas. Cahaya yang kuat sekali

dapat merusak enzim akibat foto- oksidasi, ini menganggu metabolisme organisme terutama
kemampuan di dalam mensisntesis protein (Annonymous, 2008).

Titik Kompensasi
Dengan tujuan untuk menghasilkan produktivitas bersih, tumbuhan harus menerima sejumlah
cahaya yang cukup untuk membentuk karbohidrat yang memadai dalam mengimbangi kehilangan
sejumlah karbohidrat akibat respirasi. Apabila semua faktor- faktor lainnya mempengaruhi laju
fotosintesis dan respirasi diasumsikan konstan, keseimbangan antara kedua proses tadi akan tercapai
pada sejumlah intensitas cahaya tertentu.

2.1.1 Peranan Cahaya Terhadap Tumbuhan
a)

Fotoperiodisme

Lama penyinaran relative antara siang dan malam dalam 24 jam akan mempengaruhi fisiologis dari
tumbuhan. Fotoperiodisme adalah respon dari suatu organisme terhadap lamanya penyinaran sinar
matahari. Contoh dari fotoperiodisme adalah perbungaan, jatuhnya daun, dan dormansi.
Di daerah sepanjang khatulistiwa lamanya siang hari atau fotoperiodisme akan konstan sepanjang
tahun, sekitar 12 jam. Di daerah temperate atau bermusim panjang hari lebih dari 12 jam pada

musim panas, tetapi akan kurang dari 12 jam pada musim dingin.
Berdasarkan respon tanaman terhadap fotoperiodemembagi tanaman atas tiga golongan yaitu:
·

Tanaman berhari pendek

·

Tanaman berhari panjang

·

Tanaman berhari netral

Tanaman Berhari Pendek
Tanaman hari pendek ialah tanaman yang hanya dapat berbunga bila panjang hari kurang dari nilai
kritis (panjang hari maksimum). Panjang hari maksimum berkisar antara 12 jam sampai 14 jam.

Tanaman yang hari pendek akan mengalami pertumbuhan vegetative terus menerus apabila panjang
hari melewati nilai kritis, dah akan berbunga di hari pendek di akhir musim panas dan musim gugur.

Tetapi tanaman berhari pendek tidak berbunga di hari pendek di awal musim semi, dan akan
berbunga di hari pendek pada akhir musim panas. Hal ini disebabkan karena suhu tidak cukup hangat
untuk melanjutkan pertumbuhan ke fase reproduktif. Disamping itu pertumbuhannya vegetative
yang tersedia pada saat itu belum mencukupi untuk mengantarkan tanaman kepembungaan,
disamping benyak system (hormone, enzim dan lain-lain) juga belum siap.
Tanaman yang tidak peka terhadap fotoperiode yang tergolong berhari pendek, biasanya mempunyai
sifat fisiologis yang menonjol daripada sifat yang ditimbulkan oleh pengaruh ligkungan. Misalnya
pembungaan dan pembuahan akan lebih dipengaruhi oleh ketersediaan asimilat dan sistem
hormone dalam tubuhnya. Tanaman yang peka terhadap fotoperiode, pembungaan dan
pembentukan buahnya sangat ditentukan oleh panjangnya hari sebesar 15 menit saja sudah berarti
bagi terbentuknya bunga.

Tanaman Berhari Panjang
Tanaman hari panjang adalah tanaman yang menunjukkan respon berbunga lebih cepat bila panjang
hari lebih panjang dari panjang hari minimum (kritis) tertentu, atau disebut pula tanaman bermalam
pendek yakni Tumbuhan yang memerlukan lamanya siang hari lebih dari 12 jam untuk terjadinya
proses perbungaan, seperti gandum, bayam, dll.
Tanaman berhari panjang yang berasal dari zone sedang (temperate) akan berbunga dalam bulan
mei dan juli apabila panjang siang selama 15 jam. Sebagai contoh tanaman berhari panjang adalah
spinasi (spinacia oler acea L) Barley (Hordeum spp), Rey (Secale cereale), Bit gula (Beta vulgaris),

Alfalfa dan lain-lain. Tarwe winter (Triticum aestivum) yang tergolong tanaman berhari panjang
menghendaki lama penyinaran lebih dari 14 jam sehari dan untuk berkecambah memerlukan suhu
rendah. Sedangkan pertumbuhan selanjutnya sampai berbunga dan berbuah menghendaki suhu
yang lebih tinggi dan hari-hari panjang. Bila syarat-syarat yang dikehendakinya tidak terpenuhi, maka
tarwe winter tidak dapat menghasilkan bunga dan buah.
Kombinasi suhu dan panjang hari yang mengontrol pertumbuhan vegetatif dan generatif pada
beberapa jenis tanaman hari panjang sebenarnya dapat diciptakan dengan perlakuan-perlakuan
terhadap tanaman. Misalnya penyinaran singkat di malam hari untuk memperpendek periode gelap.
Percobaan-percobaan seperti ini dapat mempengaruhi perbungaan, khususnya pada tanaman yang
menghendaki panjang siang lebih dari 15 jam.
Perlakuan vernalisasi pada biji tarwe winter akan berkecambah akan menyebabkan proses yang
menginduksi kecambah ke arah pertumbuhan menuju pembentukan primordia bunga. Karena biji
tarwe winter pada saat berkecambah juga memerlukan fase gelap yang lebih panjang (hari pendek),
maka selain vernalisasi, untuk mengantarkan tanaman ini ketahap pembungaan juga diperlukan
perlakuan gelap buatan. Sedangkan hari panjang dan suhu tinggi yang diharapkan untuk
pertumbuhan vegetatif dapat dibuat dengan penyinaran singkat pada malam hari dengan lampu
listrik yang berkapasitas 50 watt setiap meter bujur sangkar selama lebihkurang 5 jam.

Tanaman Berhari Netral
Tanaman berhari netral (intermediate) adalah tanaman yang berbunga tidak dipengaruhi oleh

panjang hari. Tanaman intermediate dalam zona sedang bisa berbunga dalam beberapa bulan. Tetapi
tanaman yang tumbuh di daerah tropik yang mengalami 12 jam siang dan 12 jam malam dapat
berbunga terus menerus sepanjang tahun. Oleh karena itu tanaman yang tumbuh di daerah tropik
pada umumnya adalah tanaman intermediate.
Yang tergolong tanaman intermediate adalah kapas (Gossypium hirsutum), tembakau (Nicotiana
tobaccum), bunga matahari (Helianthus annus), tomat dan lain sebagainya.
Tanaman intermediate memerlukan pertumbuhan vegetatif tertentu sebagai tahap untuk menuju
tahap pembungaan tanpa dipengaruhi oleh fotoperiode. Apabila beberapa tumbuhan terpaksa harus
hidup di kondisi fotoperiodisme yang tidak optimal, maka pertumbuhannya akan bergeser ke
pertumbuhan vegetatif. Di daerah khatulistiwa, tingkah laku tumbuhan sehubungan dengan
fotoperiodisme ini tidaklah menunjukkan adanya pengaruh yang mencolok. Tumbuhan akan tetap
aktif dan berbunga sepanjang tahun asalkan faktor- faktor lainnya dalam hal ini suhu, air, dan nutrisi
tidak merupakan faktor pembatas (Syamsuri, 2007).

b)

Fotoenergetic

Cahaya matahari merupakan factor krusial dalam kehidupan tumbuhan sebagai sumber energy.
Untuk dapat memperoleh energy bagi pertumbuhan dan perkembangannya, tumbuhan memerlukan

sejumlah cahaya minimal.
Fotoenergetic adalah pertumbuhan yang dipengaruhi oleh banyaknya energy yang diserap dari sinar
matahari oleh bagian tanaman. Intensitas cahaya yang tinggi di daerah tropis tidak seluruhnya dapat
digunakan oleh tanaman. Energi cahaya matahari yang digunakan oleh tanaman dalam proses
fotosintesis berkisar antar 0,5 – 2,0 % dari jumlah total energi yang tersedia. Sehingga hasil
fotosintesis berkurang apabila intensitas cahaya kurang dari batas optimum yang dibutuhkan oleh
tanaman, Setiap daun pada tumbuhan harus memproduksi energy yang cukup besar sehingga dapat
dimanfaatkan setelah dikurangi energy untuk respirasi. Jika tumbuhan kekurangan cahaya dalam
waktu panjang, maka lambat laun akan mati. Proporsi cahaya yang dibutuhkan untuk
menyeimbangkan hasil fotosintesis dan kebutuhan respirasi disebut titik kompensasi cahaya
Fotosintesis adalah suatu proses biokimia pembentukan zat makanan atau energi yaitu glukosa yang
dilakukan tumbuhan, alga, dan beberapa jenis bakteri dengan menggunakan zat hara,
karbondioksida, dan air serta dibutuhkan bantuan energi cahaya matahari. Hampir semua makhluk
hidup bergantung dari energi yang dihasilkan dalam fotosintesis. Akibatnya fotosintesis menjadi
sangat penting bagi kehidupan di bumi. Fotosintesis juga berjasa menghasilkan sebagian besar
oksigen yang terdapat di atmosfer bumi. Organisme yang menghasilkan energi melalui fotosintesis
(photos berarti cahaya) disebut sebagai fototrof. Fotosintesis merupakan salah satu cara asimilasi
karbon karena dalam fotosintesis karbon bebas dari CO2 diikat (difiksasi) menjadi gula sebagai
molekul penyimpan energi.

c)

Fotodestruktif

Fotodestruktif adalah tingginya intensitas cahaya yang mengakibatkan fotosintesis semakin tidak
bertambah lagi dikarenakan tanaman mengalami batas titik jenuh cahaya sehingga bukan menjadi
sumber energy tetapi sebagai perusak.
Proses fotosintesis, cahaya berpengaruh melalui intensitas, kualitas dan lamanya penyinaran, tetapi
yang terpenting adalah intensitasnya.Sehubungan dengan laju fotosisntesi, intensitas cahaya yang
semakintinggi (naik) mengakibatkan lalu fotosisntesis semakin tidak bertambahlagi walaupun
intensitas cahaya terus bertambah. Batas ini disebut titik saturasi cahaya atau titik jenuh cahaya (ligh
saturation point). Pada keadaan ini cahaya bukan sebagai sumber energi maupun sebagai bentuk
perusak.
Intensitas cahaya yang tinggi mengakibatkan temperatur daun meningkat,sebagai akibat
menutupnya stomata, sehingga sebagaian klorofil menjadi pecah dan rusak (fotodestruktif).
Sedangkan pada intensitas cahaya yangsemakin menurun sampai batas tertentu jumlah O2 yang
dikeluarkan oleh proses fotosintesis sama dengan jumlah O2 yang diperlukan oleh prosesrespirasi.
Batas ini disebut titik kompensasi cahaya (light compensation point) (Annonymous, 2008).

d)

Fotomorfogenesis

Efek lain dari cahaya diluar fotosintetis adalah mengendalikan wujud tanaman, yaitu perkembangan
struktur atau morfogenesisnya. Pengendalian morfogenesis oleh cahaya disebut fotomorfogenesis.
Agar cahaya mampu mengendalikan perkembangan pertumbuhan maka tumbuhan harus menyerap
cahaya.
Empat penerima cahaya dalam tumbuhan adalah fitokrom, kriptokrom, penerima cahaya UV-B,
protoklorofilida.
Pengaruh cahaya pada perkecambahan :
·

Produksi klorofil terpacu oleh cahaya

·

Pembukaan daun terpacu oleh cahaya

·

Pemanjangan batang terhambat oleh cahaya

·

Perkembangan akar terpacu oleh cahaya.

Tumbuhan hari pendek (membutuhkan waktu malam yang lebih panjang untuk berbunga), akan
terhambat bila dalam waktu malammnya diseling ada cahaya dalam waktu singkat. Yang paling efekt
adalah cahaya merah jauh yang menghambat pembungaan tumbuhan hari pendek.
Cahaya merah memacu perkecambahan biji-bijian, tetapi cahaya merah jauh dan biru menghambat.
Cahaya merah jauh panjang gelombangnya lebih panjang dari cahaya merah 700-800nm (diatas 760
tdk terlihat oleh mataatau infra merah dekat).

Pigmen cahaya merah disebut Pr (666nm), pigmen cahaya biru dapat diubah oleh cahaya merah
menjadi Pfr (730 nm) yang dapat menyerap cahaya merah jauh (warna hijau zaitun), dan pigmen biru
bias dihasilkan oleh Pfr.
Fitokrom merupakan homodiner dari dua polipeptid identik, dengan Bm 120 kDa Polipeptid tadi
masing-masing mempunyai gugus prostetik disebut kromofor yang menempel pada atom belerang
pada residu sisteinnya. Kromoforad tetrapirol rantai terbuka,tersebut serupa dengan [pigmen
pikobulin utk fotosintesis ganging merah dan sianobakteri perubahan cis-trans g mengubah Pr
menjadi Pfr
Kriptokrom penerima cahaya biru atau UV A
UV A panjang gel antara 320-400 nm. Kriptokrom antara 320-500 nm, diduga berupa flavoprotein
(melekat antara protein dan riboflavin), diduga bersatu dengan prot sitokrom pada membram plsma.
Puncak kerjanya di daerah biru-ungu 450 nm (Annonymous, 2010).

e)

Fototropisme

Fototropisme adalah pergerakan pertumbuhan tanaman yang dipengaruhi oleh rangsangan cahaya.
Contoh dari fototropisme adalah pertumbuhan koleoptil rumput menuju arah datangnya cahaya.
Koleoptil merupakan daun pertama yang tumbuh dari tanaman monokotil yang berfungsi sebagai
pelindung lembaga yang baru tumbuh. Cholodny dan Went menjelaskan bahwa cahaya
menyebabkan terjadinya pemindahan auksin secara lateral dari bagian yang terkena cahaya menuju
bagian yang tidak terkena cahaya. Dengan demikian, jumlah auksin di bagian yang gelap akan lebih
banyak daripada di bagian yang terang.
Beberapa hipotesis menyebutkan bahwa hal ini dapat disebabkan kecepatan pemanjangan sel-sel
pada sisi batang yang lebih gelap lebih cepat dibandingkan dengan sel-sel pada sisi lebih terang
karena adanya penyebaran auksin yang tidak merata dari ujung tunas. Hipotesis lainnya menyatakan
bahwa ujung tunas merupakan fotoreseptor yang memicu respons pertumbuhan Fotoreseptor
adalah molekul pigmen yang disebut kriptokrom dan sangat sensitif terhadap cahaya biru. Namun,
para ahli menyakini bahwa fototropisme tidak hanya dipengaruhi oleh fotoreseptor, tetapi juga
dipengaruhi oleh berbagai macam hormon dan jalur signaling.

2.1.2 Strategi Adaptasi Tumbuhan Terhadap Cahaya
Adaptasi Tumbuhan terhadap Cahaya kuat, Beberapa tumbuhan mempunyai karakteristika yang
dianggap sebagai adaptasinya dalam mereduksi kerusakan akibat cahaya yang terlalu kuat atau
supraoptimal. Dedaunan yang mendapat cahaya dengan intensitas yang tinggi, kloroplasnya
berbentuk cakram, posisinya sedemikian rupa sehingga cahaya yang diterima hanya oleh dinding
vertikalnya. Antosianin berperan sebagai pemantul cahaya sehingga menghambat atau mengurangi
penembusan cahaya ke jaringan yang lebih dalam. Respon tanaman terhadap cahaya berbeda-beda
antara jenis satu dengan jenis lainnya. Ada tanaman yang tahan (mampu tumbuh) dalam kondisi

cahaya yang terbatas atau sering disebut tanaman toleran dan ada tanaman yang tidak mampu
tumbuh dalam kondisi cahaya terbatas atau tanaman intoleran.
Kedua kondisi cahaya tersebut memberikan respon yang berbeda-beda terhadap tanaman, baik
secara anatomis maupun secara morfologis. Tanaman yang tahan dalam kondisi cahaya terbatas
secara umum mempunyai ciri morfologis yaitu daun lebar dan tipis, sedangkan pada tanaman yang
intoleran akan mempunyai ciri morfologis daun kecil dan tebal.
Kekurangan cahaya pada tumbuhan berakibat pada terganggunya proses metabolisme yang
berimplikasi pada tereduksinya laju fotosintesis dan turunnya sintesis karbohidrat. Faktor ini secara
langsung mempengaruhi tingkat produktivitas tumbuhan dan ekosistem. Adaptasi terhadap naungan
dapat melalui 2 cara:
(a) meningkatkan luas daun sebagai upaya mengurangi penggunaan metabolit; contohnya perluasan
daun ini menggunakan metabolit yang dialokasikan untuk pertumbuhan akar,
(b) mengurangi jumlah cahaya yang ditransmisikan dan direfleksikan. Pada tanaman jagung respon
ketika intensitas cahaya berlebihan berupa penggulungan helaian daun untuk memperkecil aktivitas
transpirasi. Proses hilangnya air dalam bentuk uap air dari jaringan hidup tanaman yang terletak di
atas permukaan tanah melewati stomata, lubang kutikula, dan lentisel secara fisiologis mulia
berkurang

Tabel Pengaruh intensitas radiasi matahari ekstrim terhadap sifat morfologi dan fisiologi tanaman
No

Sifat yang diukur

Intensitas cahaya matahari

Tinggi Rendah
1.

Tinggi tanaman Pendek Panjang

2.

Diameter batang

Besar

Kecil

3.

Bunga dan buah

Baik

Buruk

4.

Lapisan lilin di daun

Tebal

Tipis

5.

Ukuran stomataBanyak Sedikit

6.

Jumlah stomata Banyak Sedikit

7.

Nisbah: daun/batang

Rendah Tinggi

8.

Nisbah: akar/tunas

Tinggi Rendah

9.

Helai daun

10.

Ketebalan daun Tebal

Tipis

11.

Kandungan klorofil

Rendah Rendah

Sempit Lebar

12.

Kandungan karotin, santofil

13.

Kadar gula

Tinggi Rendah

Tinggi Rendah

Empat penerima cahaya dalam tumbuhan (pigmentasi) antara lain :
fitokrom, paling kuat menyerap cahaya merah dan merah jauh. Ada juga fitokrom penyerap cahaya
biru.
kriptokrom, sekelompok pigmen yang serupa mampu menyerap cahaya biru dan panjang gelombang
ultraviolet 320-400 nm, karena peran pentingnya pada kriptogram (tumbuhan tak berbunga).
Penerima cahaya UV-B, senyawa tak dikenal/bukan pigmen yg menyerap radiasi UV 280-320 nm
Protoklorofilida a, pigmen cahaya yang menyerap cahaya merah dan biru , bias tereduksi menjadi
klorofil Aa (Ramli, 1989).
2.1.3

Karakteristik Tumbuhan Berdasarkan Cahaya

Berdasarkan kebutuhan dan adaptasi tanaman terhadap radiasi matahari, pada dasarnya tanaman
dapat dibagi dalam 2 kelompok yaitu:
a)

Heliophyta

Tumbuhan yang teradaptasi untuk hidup pada tempat –tempat dengan intensitas cahaya yang tinggi
disebut tumbuhan heliofita. Tanaman – tanaman golongan ini sudah barang tentu tidak akan tumbuh
baik bila ternaung oleh tanaman lain. Tanaman padi, jagung, tebu, ubi kayu, dan sebagian besar
tanaman pertanian termasuk kelompok ini

b)

Sciophyta

Tumbuhan yang hidup baik dalam situasi jumlah cahaya yang rendah, dengan titik kompensasi yang
rendah pula disebut tumbuhan yang senang teduh (siofita), metabolisme dan respirasinya
lambat.Tanaman kopi misalnya, ia tumbuh baik pada intensitas sekitar 30 -50 persen dari radiasi
penuh. Tanaman coklat tumbuh baik pada intensitas sekitar 20 persen dari radiasi penuh. Dengan
demikian kedua jenis tanamanini membutuhkan naungan untuk tanaman tersebut. Salah satu yang
membedakan tumbuhan heliofita dengan siofita adalah tumbuhan heliofita memiliki kemampuan
tinggi dalam membentuk klorofil.
Tanaman yang kurang mendapatkan cahaya matahari akan mempunyai akar yang pendek, Cahaya
matahari penuh menghasilkan akar lebih panjang dan lebih bercabang. Untuk mengukur intensitas
cahaya, dapat menggunakan alat pengukur cahaya atau lightmeter

BAB III
KESIMPULAN

·
Cahaya merupakan faktor lingkungan yang sangat penting sebagai sumber energi utama bagi
ekosistem
·

Cahaya matahari adalah sumber energi utama bagi kehidupan seluruh makhluk hidup di dunia

·

Peran cahaya terhadap tumbuhan antara lain:

Fotoperiodisme adalah respon dari suatu organisme terhadap lamanya penyinaran sinar
matahari
Fotoenergetic adalah pertumbuhan yang dipengaruhi oleh banyaknya energy yang diserap dari
sinar matahari oleh bagian tanaman
Fotodestruktif adalah tingginya intensitas cahaya yang mengakibatkan fotosintesis semakin
tidak bertambah lagi dikarenakan tanaman mengalami batas titik jenuh cahaya sehingga bukan
menjadi sumber energy tetapi sebagai perusak
-

Fotomorfogenesis adalah Pengendalian morfogenesis oleh cahaya

Fototropisme adalah pergerakan pertumbuhan tanaman yang dipengaruhi oleh rangsangan
cahaya
·

Strategi Adaptasi Tumbuhan Terhadap Cahaya

Adaptasi tanaman terhadap cahaya berbeda-beda antara jenis satu dengan jenis lainnya. Tanaman
yang tahan dalam kondisi cahaya terbatas secara umum mempunyai ciri morfologis yaitu daun lebar
dan tipis, sedangkan pada tanaman yang intoleran akan mempunyai ciri morfologis daun kecil dan
tebal.
·

Karakteristik tumbuhan berdasarkan cahaya

Berdasarkan kebutuhan dan adaptasi tanaman terhadap radiasi matahari, pada dasarnya tanaman
dapat dibagi dalam 2 kelompok yaitu, heliophyta dan sciophyta
DAFTAR PUSTAKA

Anonymous a, 2008, (http://azaganteng.blogspot.com/fotosintesis.html) diakses tanggal 20 Oktober
2011
Anonymous b, 2008, (http://alfimetamorfosis.blogspot.com/fotoperiodisme-vernalisasi.html) diakses
tanggal 25 Juli 2013
Anonymous c, 2010, (http://sriwidoretno.staff.fkip.uns.ac.id/ekologi-tumbuhan/) diakses tanggal 25
Juli 2013

Anonymousd, 2010, (http://biologiasyek.blogspot.com/faktor-faktor-lingkungan-yang-berperan.html)
diakses tanggal 25 Juli 2013
Anonymouse,
2011,
(http://elfisuir.blogspot.com/2010/02/lingkungan-sebagai-faktorpembatas.html) diakses tanggal 25 Juli 2013
Gardner, dkk., 1991, Fisiologi Tanaman Budidaya, Penerbit Universitas Indonesia, Jakarta.
Rai. Wijana. Arnyana. 1998. Buku Ajar Ekologi Tumbuhan. Singaraja : STKIP Singaraja.
Ramli, D. 1989. Ekologi. Jakarta : PPLP Tenaga Kependidikan.
Syamsuri, Istamar, DKK. 2007. Biologi untuk SMA kelas XII semester 1. Jakarta. Erlangga
Sasmitamihardja, dkk., 1996, Fisiologi Tumbuhan, Departemen Pendidikan dan Kebudayaan, FMIPAITB, Bandung
Wirakusumah, S. 2003. Dasar-dasar Ekologi Bagi Populasi dan Komunitas. Jakarta : Penerbit
Universitas Indonesia.

Fotoperiodisitas yaitu panjangnya penyinaran matahari pada siang hari. Biasanya dari daerah tropik
semakin ke kutub panjang penyinaran matahari semakin panjang. Dalam hal ini kita mengenal
tanaman hari panjang, dan tanaman hari pendek. Tanaman hari panjang : Tanaman yang baik
hidupnya pada suatu daerah maupun untuk ke fase generatif memerlukan panjang hari penyinaran
kurang dari 12 jam. Tanaman hari pendek : Tanaman yang baik hidupnya pada suatu daerah maupun
untuk ke fase generatif memerlukan panjang hari penyinaran kurang dari 12 jam.

Pengaruh Radiasi Surya pada Tanaman
undefined
undefined

2.

A.

Pengertian.

Radiasi Matahari adalah pancaran energi yang berasal dari proses thermonuklir yang terjadi di
matahari. Ada beberapa radiasi solar, yang terpenting: radiasi elektromagnetik (yg berhubungan
dengan listrik dan magnet).
Radiasi elektromagnetik bisa dibedakan:
radiasi yang terlihat oleh mata kita (visible radiation) (cahaya)
radiasi yang dapat kita rasakan (kulit, wajah), namanya radiasi infra merah.

Panjang gelombang radiasi inframerah lebih panjang daripada panjang gelombang cahaya (visible
radiation)
Gelombang elektromagnetik menyebar dalam bentuk 3 dimensi (volumen), seperti halnya
gelombang yang tersebar membentuk sebuah bola (esfera). Dalam hal ini, volumen di sekitar
gelombang elektromagnetik bisa berbentuk: benda keras, cairan, gas, tapi bisa juga kekosongan
(vacuum). Radiasi matahari yang diterima oleh bumi kita (energi matahari) akan diterima dengan
cara sebagai berikut:

Diserap oleh aerosol* & awan di atmosfer bumi yang akhirnya menjadi panas. Radiasi yang terserap
ini menyebabkan naiknya temperatur gas-gas dan aerosol-aerosol. aerosol= kumpulan cairan kecil
atau partikel-partikel solid yang menyebar dalam suatu gas, seperti uap air di atmosfir, debu-debu
angkasa, etc.
Ditangkis oleh atmosfer (oleh gas-gas dan aerosol-aerosol), dalam hal ini radiasi ditangkis dan
disebarkan ke segala penjuru. Sebagian radiasi menuju kembali ke angkasa, sebagian sampai ke
permukaan bumi. Penangkisan dan penyerapan radiasi bisa terjadi di segala lapisan atmosfir, yang
paling sering lapisan bawah di mana massa atmosfir lebih terkonsentrasi.
Radiasi yang tidak tertangkis maupun terserap oleh atmosfir, sampai ke permukaan bumi. Karena
bumi sangat padat, maka radiasi ini bukan ditangkis, melainkan dikembalikan satu arah ke atmosfir
(proses ini biasa disebut refleksi - walaupun sebenarnya sama saja dengan tangkisan). Es dan salju
merefleksi hampir kebanyakan dari radiasi solar yang sampai ke permukaan bumi, sedangkan laut,
merefleksi sangat sedikit.
Radiasi yang sampai ke permukaan bumi yang tidak direfleksi, akan diserap oleh bumi. Di lautan,
penyerapan ini sampai pada puluhan meter dari permukaan laut, sedangkan di daratan, hanya pada
level yang lebih tipis. Seperti halnya yang terjadi pada atmosfir, penyerapan radiasi di permukaan
bumi menyebabkan naiknya temperatur permukaan tersebut.
B.

Intensitas Cahaya Matahari.

Sebagian kecil dari energy cahaya matahari yang menerpa permukaan bumi akan diserap oleh
tumbuhan untuk kemudian dikonversi menjadi energy kimia melalui reaksi fase terang fotosintesis.
Konversi energy cahaya menjadi energy kimia ini merupakan awal dari aliran energy yang kompleks
yang berlangsung dalam biosfer dan menjadi tumpuan untuk kehidupan semua organism yang ada
dimuka bumi.
Radiasi cahaya dari permukaan benda tersebut akan dipancarkan kesegala arah. Jika radiasi
yang dipancarkan oleh benda ini menerpa suatu permukaan lain, maka energy cahaya tersebut dapat
diserap, dipantulkan, atau diteruskan oleh permukaan penerima tersebut. Energy yang diterima akan
dibagi habis antara ketiga kemungkinan tersebut, maka a + r + t = 1. Untuk benda yang bersifat
seperti black body, seluruh energy cahaya yang diterima akan diserap, maka a = 1, berarti r = 0 dan t

= 0. Untuk benda yang bersifat opaque, tidak ada cahaya akan diteruskan, oleh sebab itu, maka t = 0
dan a + r = 1.
Keterangan symbol :
·
a : absorbtivity (porsi serapan), adalah fraksi atau persen energy cahaya yang diserap oleh suatu
permukaan atau benda.
·
r : reflectivity (porsi pantulan, adalah fraksi atau persen energy cahaya yang dipantulkan oleh
suatu permukaan atau benda.
·
t : transmisivity (porsi terusan), adalah fraksi atau persen energy cahaya yang diteruskan oleh
suatu benda.
Serapan dan pancaran radiasi terjadi melalui suatu proses yang sama, yakni perubahan status energy
dari atom atau molekul penyerap dan pemancar. Oleh sebab itu, untuk penjang gelombang tertentu,
jumlah energy yang diserap akan sama dengan jumlah energy yang dipancarkan oleh suatu benda
atau permukaan.
Pada Fisika Cahaya, Cahaya sering didefinisikan sebagai radiasi elektromagnetik yang dapat ditangkap
mata manusia, tetapi lebih lanjut pada pembahasan ini, cahaya akan pula mencakup radiasi radiasi
elektromagnetik pada kisaran panjang gelombang yang tidak dapat ditangkap mata manusia, yakni
mencakup cahay ainframerah dan ultraviolet, karena cahaya-cahaya pada panjang gelombangi ini
juga penting pengaruhnya terhadap iklim suatu tempat dan juga berpengaruh penting terhadap
metabolisme makhlukluk hidup terutama pada tumbuhan tertentu.
Selain panjang gelombang, frekuensi juga dapat dijadikan penciri dari masing-masing jenis cahaya.
Hubungan antara panjang gelombang dengan frekuensi yakni panjang gelombang merupakan hasil
bagi antara velositas atau kecepatan cahaya dengan frekuensi.
Frekuensi untuk masing-masing jenis cahaya adalah tetap dan tidak dipengaruhi oleh media yang
dilaluinya, tetapi panjang gelombang dan kecepatan cahaya dipengaruhi oleh media.
Dalam Estimasi porsi radiasi langsung dan tak langsung, Perhitungan neraca energy matahari
gelombang pendek membutuhkan data kerapatan aliran energy paling tidak untuk dua bentuk
radiasi, yakni radiasi langsung dari matahari yang diterima oleh suatu permukaan pada posisi tegak
lurus (diberi symbol Sp) dan radiasi diffuse (Sd).
Radiasi pantulan dihitung berdasarkan daya pantul rata-rata permukaan dan total radiasi gelombang
pendek (St) yang diterima oleh permukaan tersebut. Daya pantul atau refletivitas rata-rata dari suatu
permukaan disebut albedo.
Total energy cahaya yang diterima sutu permukaan horizontal (St) merupakan jumlah dari energy
radiasi langsung (Sb) dan radiasi diffuse (Sd).
Cahaya matahari merupakan sumber utama energi bagi kehidupan, tanpa adanya cahaya matahari
kehidupan tidak akan ada lagi pertumbuhan tanaman ternyata pengaruh cahaya selain ditentukan
oleh kualitasnya ternyata ditentukan intensitasnya (Hari Suseno, 1976).

Intensitas cahaya berpengaruh nyata terhadap sifat morfologi tanaman. Tanaman yang mendapatkan
cahaya matahari dengan intensitas yang tinggi menyebabkan lilit batang tumbuh lebih cepat,
susunan pembuluh kayu lebih sempurna, internodianya lebih pendek, daun lebih tebal, tetapi
ukurannya lebih kecil dibanding dengan tanaman yang terlindung. Beberapa effek dari cahaya
matahari yang penuh (yang melebihi) kebutuhan optimum dapat menyebabkan layu, fotosistesi
lambat, laju respirasi meningkat tetapi cenderung mempertinggi daya tahan tanaman. Intensitas
cahaya yang tinggi di daerah tropis tidak seluruhnya dapat digunakan oleh tanaman.
Energi cahaya matahari yang digunakan oleh tanaman dalam proses fotosintesis berkisar antar 0,5 –
2,0 % dari jumlah total energi yang tersedia. Sehingga hasil fotosintesis berkurang apabila intensitas
cahaya kurang dari batas optimum yang dibutuhkan oleh tanaman, yang tergantung pada jenis
tanaman (Leopold & Kriedemann, 1975) hal ini juga berlaku terhadap jenis-jenis anggrek. Pemberian
naungan pada tanaman baik secara alami & buatan, akan berarti mengurangi intensitas cahaya yang
diterima oleh tanaman tersebut, hal ini akan mempengruhi pertumbuhan maupun hasil tanaman .
Tanaman yang kurang
mendapatkan cahaya matahari akan mempunyai akar yang pendek, cahaya matahari penuh
menghasilkan akar lebih panjang dan lebih bercabang. Begitu juga diperkuat ole menyatakan bahwa
tanaman anggrek yang cukup sinar matahari perakaran akan berkembang lebih baik, jumlah akar
akan banyak, ukurannya besar dan banyak bercabang.
Akar keluarnya lebih awal, jadi tidak seberapa jauh dari puncak tanaman jenis anggrek monopodial
seperti Vanda, Bila cahaya matahari kurang, karena tanaman anggrek berada dalam keadaan terlalu
teduh, maka proses assimilasi akan berkurang, sehingga hidratarang sebagai hasil proses tersebut
juga kurang jumlahnya.
2.

D.

Peranan matahari terhadap keberlangsungan ekosistem.

Karbohidrat merupakan jenis molekul yang paling banyak ditemukan di alam. Karbohidrat terbentuk
pada proses fotosintesis sehingga merupakan senyawa perantara awal dalam penyatuan karbon
dioksida, hidrogen, oksigen, dan energi matahari kedalam bentuk hayati. Pengubahan energi
matahari menjadi energi kimia dalam reaksi biomolekul menjadikan karbohidrat sebagai sumber
utama energi metabolit untuk organisme hidup. Dari karbohidrat hasil fotosintesis dalam tanaman
inilah yang merupakan dasar dari perkembangan kehidupan makhluk hidup dalam suatu ekosistem
yang kemudian masuk pada piramida makanan dan rantai makanan dalam suatu ekosistem yang
dapat dijelaskan sebagai berikut :
Komunitas dari suatu ekosistem berinteraksi satu sama lain dan juga berinteraksi dengan lingkungan
abiotik. Interaksi suatu organisme dengan lingkungannya terjadi untuk kelangsungan hidupnya.
Kelangsungan hidup organisme memerlukan energi.
Energi untuk kegiatan hidup diperoleh dari bahan organik yang disebut energi kimia. Bahan organik
dalam komponen biotik awalnya terbentuk dengan bantuan energi cahaya matahari dan unsur-unsur
hara, seperti karbon dan nitrogen.
Bahan organik yang mengandung energi dan unsur-unsur kimia ditransfer dari suatu organisme ke
organisme lain melalui interaksi makan dan dimakan. Peristiwa makan dan dimakan antar organisme

dalam suatu ekosistem membentuk struktur trofik yang terdiri dari tingkat-tingkat trofik dimana
setiap tingkat trofik merupakan kumpulan berbagai organisme dengan sumber makanan tertentu.
Tingkat trofik pertama adalah kelompok organisme autotrof yaitu organisme yang dapat membuat
bahan organik sendiri dengan bantuan cahaya matahari yaitu tumbuhan dan fitoplankton. Organisme
autotrof disebut Produsen. Produsen pada ekosistem darat adalah tumbuhan hijau sedangkan pada
ekosistem perairan adalah fitoplankton, ganggang dan tumbuhan air.
Tingkat trofik kedua dari struktur trofik suatu ekosistem ditempati oleh berbagai organisme yang
tidak dapat membuat bahan organik sendiri. Organisme tersebut tergolong organisme heterotrof.
Bahan organik diperoleh dengan memakan organisme atau sisa-sisa organisme lain sehingga
organisme heterotrof disebut juga konsumen. Pada tingkat trofik kedua dari struktur trofik suatu
ekosestem adalah Konsumen primer (herbivora).
2.

E.

Peranan Matahari Terhadap Tumbuhan Dan Organisme Berklorofil

Tidak diragukan bahwa tumbuhan dan organisme memegang peran utama dalam menjadikan bumi
sebagai tempat yang dapat dihuni. Tumbuhan membersihkan udara untuk kita, menjaga suhu bumi
tetap konstan, dan menjaga keseimbangan proporsi gas-gas di atmosfer.
Oksigen yang kita hirup di udara dihasilkan oleh tumbuhan. Bagian penting dari makanan kita juga
disediakan oleh tumbuhan. Setiap tahun, seluruh tumbuhan di muka bumi dapat menghasilkan zatzat atau bahan-bahan sebanyak 200 miliar ton. Berbeda dari sel manusia dan hewan, sel tumbuhan
dan organisme berklorofil dapat memanfaatkan langsung energi matahari. Tumbuhan dan organisme
berklorofil mengubah energi matahari menjadi energi kimia dan menyimpannya sebagai nutrisi
dengan cara yang sangat khusus. Proses ini disebut "fotosintesis".
Fotosintesis merupakan proses biologi yang dilakukan tanaman dan organisme berklorofil untuk
menunjang proses hidupnya yakni dengan memproduksi gula (karbohidrat) pada tumbuhan hijau
dengan bantuan energi sinar matahari, yang melalui sel-sel yang ber-respirasi, energi tersebut akan
dikonversi menjadi energi ATP sehingga dapat digunakan bagi pertumbuhannya. Reaksi umum dari
proses fotosintesis adalah :
6 H2O + 6 CO2

C6H12O6 + 6 O2

Cahaya Proses fotosintesis adalah reaksi yang hanya akan terjadi dengan keberadaan sinar matahari,
baik kualitas maupun kuantitasnya. Hasil dari fotosintesis seperti yang sudah tersebut di atas adalah
C6H12O6 atau dengan sebutan umum yaitu gula (karbohidrat).

2.

F.

Fotoperioditas

Istilah fotoperioditas digunakan untuk fenomena dimana fase perkembangan tumbuhan dipengaruhi
oleh lama penyinaran yang diterima oleh tumbuhan tersebut. Beberapa jenis tumbuhan
perkembangannya sangat dipengaruhi oleh lama penyinaran, terutama sehubungan dengan kapan
tumbuhan akan memasuki fase generatifnya. Beberapa tumbuhan akan memasuki fase generatif

(membentuk organ reproduktif) hanya jika tumbuhan tersebut menerima penyinaran yang panjang
(>14 jam) dalam setiap periode sehari semalam; sebaliknya adapula kelompok tumbuhan yang hanya
akan memasuki fase generative jika menerima penyinaran yang singkat (< 10 jam). Kelompok
tumbuhan yang membuthkan lama penyinaran yang panjang disebut tumbuhan hari panjang (longday plant) dan kelompok tumbuhan yang membutuhkan lama penyinaran yang singkat disebut
tumbuhan hari pendek (shot-day plant).
Kelompok tumbuhan yang fase perkembangannya tidak dipengaruhi oleh lama penyinaran disebut
sebagai tumbuhan hari netral (netral-day plant). Kelompok tumbuhan ini tetap akan memasuki fase
generative baik jika menerima lama penyinaran panjang ataupun sungkat. Sesunggunhnya tumbuhan
terhadap lama penyinaran adalah lebih kompleks. Salisbury dan Ross dalam Benyamin Lakitan (1994)
mengelompokkan tumbuhan menjadi 9 kelompok berdasarkan tanggapannya terhadap panjang hari
atau lama penyinaran. Berikut yang termasuk kelompok tersebut :
tumbuhan hari panjang kuantitatif.
Tumbuhan hari panjang kulaitatif
Tumbuhan hari pendek kuantitatif
Tumbuhan hari pendek kualitatif
Tumbuhan hari netral
Tumbuhan hari sedang
Tumbuhan panjang hari ganda
Tumbuhan hari panjang-pendek
Tumbuhan hari pendek panjang.
Bentuk tanggapan dari masing-masing kelompok tanaman tersebut tidak akan dirinci pada
pembahasan ini. Aspek yang inigin ditekankan adalah bahwa fase perkembangan tumbuhan dapat
dipengaruhi oleh lama penyinaran dengan berbagai bentuk tingkatan dan pengaruh.
Dalam kaitannya dengan pemenuhan kebutuhan tumbuhan akan lama penyinaran yang ideal, lama
penyinaran ini dapat dimanipulasi (diperpanjang atau dipersingkat). Penambahan lama penyinaran
dapat dilakukan dengan menggunakan lampu listrik yang spectrum cahayanya semirip mungkin
dengan cahaya matahari, dimana secara sederhana dapat digunakan gabungan antara cahaya dari
lampu pijar dengan lampu fluorescence. Untuk kegiatan ilmiah, sekarang telah tersedia lampu listrik
dengan spectrum cahaya mirip matahari, misalnya lampu yang diproduksi oleh Perusahaan General
Electrics (Amerika Serikat). Untuk mempersingkat lama penyinaran dapat dilakukan dengan cara
menutupi tanaman tersebut dengan kain hitam atau bahan lain yang sulit ditembus cahaya.
Dan secara garis besar dibedakan kreteria penyinaran cahaya matahari kedalam empat kelompok :
Sinar kuat, berarti sinar matahari penuh atau 100 % tidak ada penghalang / peneduh, ini ada di
daerah tropis.

Agak teduh, intensitas sinar matahari 50 – 100 %. Adanya peneduh, kalau berupa tirai adalah masih
ada antara untuk masuknya cahaya yang cukup.Peneduh yang berupa pohon biasanya pohon yang
mempunyai daun majemuk yang tips seperti : Flamboyan, sengon, petai, petai cina, asam, pinus dan
lain-lain.
Setengah teduh, intensitas cahaya yang menjadikan keadaan setengah teduh menggambarkan
kondisi cahaya matahari yang masuk sebesar 50 %. Biasanya digunakan tirai kain, plastik bening
disemprot cat putih susu, dapat pula dipakai tirai bambu.
Teduh sekali, suatu keadaan dimana sinar matahari tidak diterima langsung oleh tanaman, tetapi
sinar diperoleh dari difrasi / pemancaran diffuse. Disini intesitas cahaya matahari besarnya kurang
dari 5 %.
Berdasarkan ekologinya terhadap penerimmaan cahaya, tanaman diklasifikasikan sebagai berikut:
Heliofit, yaitu tanaman yang tumbuh baik jika kena cahaya matahari penuh.
Skiofit, yaitu tanaman yang tumbuh baik di intensitas cahaya yang lebih rendah.
Bagi pertumbuhan tanaman ternyata pengaruh cahaya selain ditentukan oleh kualitasnya ternyata
ditentukan intensitasnya (Hari Suseno, 1976).
Intensitas cahaya berpengaruh nyata terhadap sifat morfologi tanaman. Tanaman yang mendapatkan
cahaya matahari dengan intensitas yang tinggi menyebabkan lilit batang tumbuh lebih cepat,
susunan pembuluh kayu lebih sempurna, internodianya lebih pendek, daun lebih tebal, tetapi
ukurannya lebih kecil dibanding dengan tanaman yang terlindung (Wilsie, 1962). Beberapa effek dari
cahaya matahari yang penuh (yang melebihi) kebutuhan optimum dapat menyebabkan layu,
fotosistesi lambat, laju respirasi meningkat tetapi cenderung mempertinggi daya tahan tanaman.
Intensitas cahaya yang tinggi di daerah tropis tidak seluruhnya dapat digunakan oleh tanaman (Curtis
& Clark, 1950, Suseno, 1974). Energi cahaya matahari yang digunakan oleh tanaman dalam proses
fotosintesis berkisar antar 0,5 – 2,0 % dari jumlah total energi yang tersedia. Sehingga hasil
fotosintesis berkurang apabila intensitas cahaya kurang dari batas optimum yang dibutuhkan oleh
tanaman, yang tergantung pada jenis tanaman (Leopold & Kriedemann, 1975)
Disamping itu intrensitas cahaya matahari mempengaruhi kualitas bunga. Intensitas cahaya kurang
warna bunganya tidak secerah bunga yang cukup cahaya matahari. Tekstur/ketebalan bunga tidak
seberapa sehingga bunga mudah sekali layu dan cepat gugur (Yos Sutiyoso, 19).
Menurut Williams et al, (1976) mengemukakan bahwa pengurangan sinar dari suatu tanaman yang
telah optimal sinarnya, suhunya dan kelembabbannya akan menyebabkan pengurangan
pertumbuhan akar dan tanaman menunjukkan gejala etiolasi. Daniel et al, (1979) menerangkan
bahwa proses fotosintesis, cahaya berpengaruh melalui intensitas, kualitas dan lamanya penyinaran,
tetapi yang terpenting adalah intensitasnya. Hal ini didukung oleh Soekkotjo (1977) menerangkan
bahwa intensitas cahaya berpengaruh terhadap pembesaran dan differensiasi sel.
Sehubungan dengan laju fotosisntesi, intensitas cahaya yang semakin tinggi (naik) mengakibatkan
lalu fotosisntesis semakin tidak bertambah lagi walaupun intensitas cahaya terus bertambah. Batas
ini disebut titik saturasi cahaya atau titik jenuh cahaya (ligh saturation point). Pada keadaan ini

cahaya bukan sebagai sumber energi maupun sebagai bentuk, tetapi sebagai perusak (foto
destruktif). Intensitas cahaya yang tinggi mengakibatkan temperatur daun meningkat, sebagai akibat
menutupnya stomata, sehingga sebagaian klorofil menjadi pecah dan rusak (fotodestruktif).
Menurut Kramerdan Kozlowski (1979) menerangkan bahwa laju fotosintesis tersebut diakibatkan
oleh meningkatnya temperatur daun yang mengakibatkan penutupan stomata dan rusaknya klorofil,
sehingga konsentrasi klorofil berkurang. Sedangkan pada intensitas cahaya yang semakin menurun
sampai batas tertentu jumlah O2 yang dikeluarkan oleh proses fotosintesis sama dengan jumlah O2
yang diperlukan oleh proses respirasi. Batas ini disebut titik kompensasi cahaya (light compensation
point).

2.

G.

Fotorespirasi

Fotorespirasi adalah sejenis respirasi pada tumbuhan yang dibangkitkan oleh penerimaan cahaya
yang diterima oleh daun. Diketahui pula bahwa kebutuhan energi dan ketersediaan oksigen dalam sel
juga mempengaruhi fotorespirasi. Walaupun menyerupai respirasi (pernafasan) biasa, yaitu proses
oksidasi yang melibatkan oksigen, mekanisme respirasi karena rangsangan cahaya ini agak berbeda
dan dianggap sebagai proses fisiologi tersendiri.
Proses yang disebut juga "asimilasi cahaya oksidatif" ini terjadi pada sel-sel mesofil daun dan
diketahui merupakan gejala umum pada tumbuhan C3, seperti kedelai dan padi. Lebih jauh, proses
ini hanya terjadi pada stroma dari kloroplas, dan didukung oleh peroksisom dan mitokondria.
Secara biokimia, proses fotorespirasi merupakan cabang dari jalur glikolat. Enzim utama yang terlibat
adalah enzim yang sama dalam proses reaksi gelap fotosintesis, Rubisco (ribulosa-bifosfat
karboksilase-oksigenase). Rubisco memiliki dua sisi aktif: sisi karboksilase yang aktif pada fotosintesis
dan sisi oksigenase yang aktif pada fotorespirasi. Kedua proses yang terjadi pada stroma ini juga
memerlukan substrat yang sama, ribulosa bifosfat (RuBP), dan juga dipengaruhi secara positif oleh
konsentrasi ion Magnesium dan derajat keasaman (pH) sel. Dengan demikian fotorespirasi menjadi
pesaing bagi fotosintesis, suatu kondisi yang tidak disukai kalangan pertanian, karena mengurangi
akumulasi energi.
Jika kadar CO2 dalam sel rendah (misalnya karena meningkatnya penyinaran dan suhu sehingga laju
produksi oksigen sangat tinggi dan stomata menutup), RuBP akan dipecah oleh Rubisco menjadi Pglikolat dan P-gliserat (dengan melibatkan satu molekul air menjadi glikolat dan P-OH). P-gliserat (P
dibaca "fosfo") akan didefosforilasi oleh ADP sehingga membentuk ATP. P-glikolat memasuki proses
agak rumit menuju peroksisoma, lalu mitokondria, lalu kembali ke peroksisoma untuk diubah
menjadi serin, lalu gliserat. Gliserat masuk kembali ke kloroplas untuk diproses secara normal oleh
siklus Calvin menjadi gliseraldehid-3-fosfat (G3P).
Peran fotorespirasi diperdebatkan namun semua kalangan sepakat bahwa fotorespirasi merupakan
penyia-nyiaan energi. Dari sisi evolusi, proses ini dianggap sebagai sisa-sisa ciri masa lampau (relik).
Atmosfer pada masa lampau mengandung oksigen pada kadar yang rendah, sehingga fotorespirasi
tidak terjadi seintensif seperti masa kini. Fotorespirasi dianggap bermanfaat karena menyediakan
CO2 dan NH3 bebas untuk diasimilasi ulang, sehingga dianggap sebagai mekanisme daur ulang
(efisiensi). Pendapat lain menyatakan bahwa fotorespirasi tidak memiliki fungsi fisiologis apa pun,

baik sebagai penyedia asam amino tertentu (serin dan glisin) maupun sebagai pelindung klorofil dari
perombakan karena fotooksidasi.
Karena tidak efisien, sejumlah tumbuhan mengembangkan mekanisme untuk mencegah
fotorespirasi. Untuk menekan fotorespirasi, tumbuhan C4 mengembangkan strategi ruang dengan
memisahkan jaringan yang melakukan reaksi terang (sel mesofil) dan reaksi gelap (sel selubung
pembuluh, atau bundle sheath). Sel-sel mesofil tumbuhan C4 tidak memiliki Rubisco. Strategi yang
diambil tumbuhan CAM bersifat waktu (temporal), yaitu memisahkan waktu untuk reaksi terang
(pada saat penyinaran penuh) dan reaksi gelap (di malam hari).
Perubahan Iklim
Beberapa jenis gas di atmosfir, seperti CO2, CH4, dan N2O mempengaruhi iklim permukaan bumi
karena kemampuanya dalam membantu proses transmisi radiasi dari matahari ke permukaan bumi,
dan juga menghambat keluarnya sebagian radiasi dari permukaan bumi. Kalau konsentrasi dari gasgas ini di atmosfir meningkat, radiasi yang keluar dari permukaan bumi akan terhambat, sehingga
suhu permukaan bumi bertambah besar. Perkiraan besarnya peningkatan suhu bukanlah pekerjaan
yang mudah, karena adanya umpan balik positif (dengan peningkatan uap air , H2O(gas), yang juga
merupakan gas penghambat keluarnya radiasi dari permukaan bumi) dan umpan balik negatif
(peningkatan pertumbuhan awan, menghambat transmisi radiasi matahari ke permukaan bumi).
Estimasi kenaikan suhu terbaik saat ini adalah yang dihasilkan oleh General Circulation Models
(GCM), kenaikan suhu 2.5 - 5.5 oC diikuti dengan kenaikan laju sirkulasi hidrologi sebesar 5-15 %
(IPCC, l996).
Pengaruh CO2 terhadap proses fisiologis tanaman
Gas CO2 merupakan sumber karbon utama bagi pertumbuhan tanaman. Konsentrasi CO2 di atmosfir
saat ini belum optimal, sehingga penambahan CO2 kepada tanaman di dalam industri pertanian di
dalam rumah kaca merupakan kegiatan normal untuk meningkatkan pertumbuhan tanaman seperti
tomat, selada, timun dan bunga potong.
Pengaruh fisiologis utama dari kenaikan CO2 adalah meningkatknya laju assimilasi (laju pengikatan
CO2 untuk membentuk karbohidrat, fotosintesis) di dalam daun. Efisiensi penggunaan faktor-faktor
pertumbuhan lainnya (seperti radiasi matahari, air dan nutrisi) juga akan ikut meningkat.

Proses di tingkat daun
Fotosintesis
Hubungan antara CO2 "ambient" (dapat diartikan sebagai kondisi normal CO2 di atmosfir) dengan
proses fotosintesis, baik di tingkat daun maupun di tingkat kanopi tanaman, dan kontribusinya
terhadap akumulasi biomasa telah banyak diteliti. Energi untuk terlaksananya proses fotosintesis
datang dari radiasi matahari pada panjang gelombang tertentu (PAR, Photosynthetically Active
Radiation, 400-700 μm). Baik PAR, maupun CO2, konsentrasinya masih sub-optimal, sehingga
fotosintesis akan meningkat dengan meningkatnya CO