KONSEP PENGGUNAAN ENERGI
1. Pegertian mengenai fotosintesis
2. Energi dan kegiatan tanaman
3. Keefisienan fotosintesis
4. Keefisienan penggunaan
1. Pengertian tentang Fotosintesis
Fotosintesis (dari bahasa Yunani φώτο- [fó̱to-], "cahaya," dan σύνθεσις [sýnthesis], "menggabungkan", "penggabungan") adalah suatu proses biokimia pembentukan zat makanan karbohidratyang dilakukan oleh tumbuhan, terutama tumbuhan yang mengandung zat hijau daun atau klorofil. Selain tumbuhan berklorofil, makhluk hidup non-klorofil lain yang berfotosintesis adalah alga dan beberapa jenis bakteri. Organisme ini berfotosintesis dengan menggunakan zat hara, karbon dioksida, dan air serta bantuan energi cahaya matahari
Tumbuhan butuh sinar matahari, air, dan udara untuk membuat makanannya sendiri. Setiap hari, zat hijau daun pada daun tanaman menyerap cahaya matahari. Tumbuhan memanfaatkan cahaya matahari menjadi karbon dioksida dari udara, dan air dari tanah menjadi makanan yang mengandung gula. Tumbuhan lalu mengeluarkan oksigen sebagai hasil yang tidak terpakai, walaupun sebagian digunakan untuk bernapas. Proses ini disebut fotosintesis
Jenis tumbuhan yang tidak dapat makanannya sendiri. Contohnya: Tanaman saprofit seperti jamur, makanannya berupa sayuran yang membusuk atau bangkai binatang
2. Energi dan Kegiatan Tanaman
Perubahan energi matahari ke bentuk energi yang bermanfaat bagi manusia (baik dalam bentuk serat-seratan maupun pangan)
Untuk meningkatkan produksi pertanian harus diperhatikan seluruh fase-fase transformasi energi matahari ke meja makan.
Seluruh manusia di dunia membutuhkan kira-kira 0,36 bilyun ton karbon per tahun; tetapi karena ketidakefisienan haruslah diproduksi 4 bilyun ton karbon.
Usaha yang dilakukan untuk mengkuantitatifkan produktivitas tanaman disebut Ekologi Produksi, yaitu penangkapan energi penyinaran pada proses fotosintesis, pengubahannya ke dalam energi kimia dan alirannya lewat tanaman dan hewan.
Konsep dasar produksi tanaman adalah pengalihan energi surya menjadi produk tanaman yang diambil manusia dan hewan dalam berbagai bentuk.
Sistem energi pada suatu areal pertanian:
3. Keefisienan Fotosintesis
Tingkatan pengaruh cahaya ditentukan oleh:
1. Kualitas Cahaya
2. Intensitas Cahaya
Kualitas Cahaya
Energi ini tersedia untuk tanaman dan hewan, tetapi penyebaran radiasi matahari tidak merata di permukaan bumi; tergantung pada:
1. Keadaan awan
2. Ketinggian tempat (altitude)
3. Latitude dan topografi
4. Musim dan waktu (hari)
REAKSI FOTOSINTENSIS
673.000 kalori
6 CO2 + 12 H2O ---------> C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O
klorofil, enzym tertentu
dan kofaktor
Intensitas Cahaya
Faktor-faktor yang menentukan keefisienan fotosintesis dari sehelai daun adalah :
1. Perilaku daun
2. Tingkat naungan
3. Tinggi rendahnya tanaman.
1. Perilaku Daun
Perilaku dimana laju fotosintesis berubah menurut intensitas cahaya tetapi hanya sampai intensitas tertentu (keadaan jenuh cahaya =light-saturated).
Berdasarkan adaptasi tanaman terhadap perbedaan intensitas cahaya; digolongkan :
Tanaman yang senang cahaya (sun crop); Contoh : jagung, kapas, padi, tebu, kelapa, bunga matahari.
Tanaman yang kurang senang cahaya (shade crop); Contoh : kopi, bibit cengkeh, coklat dan vanili.
2. Tingkat Naungan
Pada tanaman yang rendah cahaya dapat melewati hanya beberapa lapisan daun.
Pada tanaman hutan tropik cahaya dapat mencapai 15 – 20 lapis, sekitar 95% cahaya mungkin telah diabsopsi sebelum mengenai tanah.
Pada hutan alam jumlah cahaya yang mencapai daun-daun bawah berada di bawah titik kompensasi (compensation point).
Titik kompensasi yaitu suatu intensitas cahaya yang dibutuhkan untuk mempertahankan laju fotosintesis menyamai laju respirasi.
Cabang bawah dapat bertahan karena cabang atas mensuplai karbohidrat, disebut cabang negatif.
3. Tinggi Rendahnya Tanaman
Tanaman-tanaman rendah dengan daun-daunan yang relatif dekat tanah lebih efisien daripada hutan; dimana daunnya menyebar dalam kisaran tinggi yang luas.
Karena :
Pada tanaman rendah persentase daun yang mendapat cahaya dibawah titik kompensasi lebih rendah.
Pohon-pohonan memiliki sistem pembuluh yang lebih luas, tempat persenyawaan-persenyawaan bergerak, dan untuk pembangunan dan pemeliharaan sistem ini dibutuhkan banyak energi
Keefisienan Penggunaan
Keefisienan penggunaan energi ditentukan oleh rantai makanan (food chain) atau jaring-jaring makanan (food web).
Rantai (jaringan) makanan adalah pemindahan energi dari bahan-bahan pembangun dari suatu organisme ke organisme lainnya.
Makin pendek rantai makanan makin sedikit kehilangan energi dan sebaliknya.
4. Konsep Aliran Energi dalam Pertanian
Tujuan utama pertanian adalah untuk menaikkan keefisienan pengubahan energi matahari ke produk yang bermanfaat.
Dengan cara:
1. Menaikkan produksi tanaman
2. Penggunaan limbah pertanian
3. Penangkapan energi
Menaikkan Produksi Pertanian
Produktivitas dapat ditingkatkan dengan teknik-teknik pertanian.
Dengan teknologi untuk identifikasi dan mengatasi faktor-faktor pembatas pertumbuhan (cahaya, kelembaban tanah, dan hara) serta mencegah musuh tanaman, seperti hama, penyakit, dan gulma.
2. Penggunaan Limbah Pertanian
Keefisienan penggunaan energi menjadi berkurang apabila lebih banyak bahan-bahan yang tidak dapat dipakai.
Untuk memperbesar penggunaan energi, limbah pertanian dapat dimanfaatkan untuk keperluan manusia.
Misal: pembuatan papan jerami, serbuk cetakan plastik dari kulit rami, kertas untuk rokok terbuat dari serabut rami, pulp yang terbuat dari serbuk gergaji.
3. Penangkapan Energi
Usaha-usaha untuk memperluas alat penangkapan energi: eksploitasi laut, perluasan ke daerah padang pasir dan daerah beriklim buruk, memperpanjang musim tanam (rumah kaca).
Gerakan udara mempengaruhi laju fotosintesis dengan mempengaruhi pertukaran CO2 antara dedaunan dan atmosfer di sekitarnya.
Morfologi tanaman juga mempunyai hubungan dengan penangkapan energi.
