Faktor-Faktor Lingkungan yang Mempengaruhi Fotosintesis

Kecepatan fotosintesis dipengaruhi oleh faktor dalam tanaman (internal) dan lingkungan (eksternal). Faktor faktor lingkungan yang mempengaruhi fotosintesis adalah:

1. Cahaya

Cahaya langsung mempengaruhi pertumbuhan pohon melalui intensitas, kualitas dan lama penyinaran. Dari ketiga karakteristik cahaya diatas bagi rimbawan yang kemungkinan dapat dimanipulasi adalah intensitas cahaya. Bila tanaman mendapatkan intensitas cahaya sampai nilai ambang batas intensitas cahaya minimal baru diperoleh hasil positif fotosintesis netto.
Titik kompensasi cahaya ini adalah intensitas cahaya bila jumlah CO2 terambil dalam fotosintesis jumlahnya sama dengan jumlah yang dikeluarkan oleh respirasi pada saat itu.
Titik kompensasi cahaya tumbuhan toleran lebih rendah daripada tumbuhan intoleran, namun titik ini bukan angka yang pasti untuk tumbuhan tertentu tetapi bervariasi berdasarkan apakah daun terbuka atau terdahulu dalam kondisi lingkungan seperti suhu tingkat unsur hara dan potensial air bahkan perlakuan yang dilakukan terhadap tumbuhan tersebut sebelumnya. Faktor faktor ini dapat memodifikasi titik kompensasi cahaya melalui pengaruh secara bersamaan terhadap kecepatan respirasi. Dengan meningkatnya intensitas cahaya maka fotosintesis daun juga ikut meningkat. Pada titik tertentu kenaikan intensitas cahaya tidak memberikan kenaikan fotosintesis lebih lanjut titik ini disebut titik kejenuhan cahaya. Titik kejenuhan cahaya tumbuhan toleran biasanya lebih rendah daripada tumbuhan intoleran. Jika intensitas cahaya melebihi titik kejenuhan fluktuasi intensitas cahaya berpengaruh kecil terhadap kecepatan fotosintesis. Pada intensitas cahaya yang sangat tinggi fotosintesis dapat dibatasi oleh foto oksidasi kloroplas.

2. Suhu

Pengaruh suhu terhadap fotosintesis netto sulit untuk dievaluasi.
Pertama fotosintesis netto merupakan selisih tingkat fotosintesis dan respirasi yang bersamaan waktu dan hubungan suhu terhadap kedua proses tersebut sangat berbeda.
Kedua di lapangan kenaikan suhu biasanya berhubungan dengan kenaikan intensitas cahaya sehingga pengaruhnya membingungkan. Karena itu generalisasi mengenai pengaruh suhu terhadap fotosintesis perlu di interpretasi dengan hati hati.
Dengan penambahan suhu fotosintesis naik secara eksponensial sampai kecepatan optimal fotosintesis bruto terjadi antara 20 dan 40 ° C. Dengan bertambahnya suhu proses enzimatis semakin banyak dipengaruhi sehingga kecepatan fotosintesis menurun. Pada suhu tinggi mendekati 40 derajat celcius tumbuhan mulai menderita kerusakan panas langsung yang diakibatkan oleh koagulasi protein dalam protoplasma dan fotosintesis akan terhenti ketika protoplasma mati.

3. Konsentrasi CO2

Konsentrasi karbondioksida di atmosfir pada lantai hutan diperkirakan 0,03 persen volume 300 ppm. Di dalam hutan konsentrasi karbon dioksida biasanya lebih tinggi. Ketersediaan CO2 biasanya dapat menjadi faktor pembatas fotosintesis. Hal ini merupakan kasus yang sangat mungkin terjadi dalam tajuk pohon hutan yang rapat atau tajuk tanaman pertanian selama siang hari bila fotosintesis aktif mengambil CO2 dari udara dan pencampuran atmosfir sangat sedikit karena stagnasi udara.
Dengan menurunnya konsentrasi CO2 sekitar daun level minimal dicapai yang disebut konsentrasi kompensasi CO2, yang dibawahnya tidak terdapat lagi hasil positif fotosintesis netto. Umumnya untuk tumbuhan C3 konsentrasi CO2 minimal ini adalah 50 sampai 100 ppm namun seperti yang disebutkan sebelumnya pada proses fotosintesis terdapat kelompok tumbuhan C4 tidak menunjukkan foto respirasi yang mempunyai kemampuan fotosintesis yang sangat tinggi dan dapat berfungsi pada konsentrasi CO2 antara 0 dan 10 ppm.

Konsentrasi CO2 atmosfer di dalam hutan tidak stabil gradien vertikal terjadi yang berfluktuasi harian dan musiman dari atas tajuk ke bawah lantai hutan. Fluktuasi kosentrasi terutama disebabkan oleh:

1. Jumlah CO2 yang keluar dari lapisan permukaan tanah yang terkontrol oleh kecepatan dekomposisi bahan organik juga oleh suhu tanah kandungan air dan tekstur.
2. Derajat campuran atmosfir yang bergantung pada gerakan angin dan turbulensi yang ditimbulkan perbedaan pemanasan oleh penyinaran matahari.
3. Jumlah relatif CO2 yang diambil dan dikeluarkan oleh tumbuhan.
4. Transfer massa udara oleh pola cuaca.
5. Kelerengan,
   

Karbondioksida mempunyai massa yang lebih berat dibanding udara dan cenderung turun ke lantai hutan ketika turbulensi rendah. Konsekuensinya semi dan tumbuhan yang berdaun dekat dengan tanah mungkin mendapatkan keuntungan ekologis karena biasanya terkena konsentrasi CO2 di atas rata rata. Namun pada level CO2 yang lebih tinggi lagi bisa menjadi racun bagi tumbuhan.

4. Ketersediaan air

Porsi sangat kecil dari total air yang digunakan oleh tumbuhan dikonsumsi langsung pada proses fotosintesis. Karena itu pengaruh defisit air pada fotosintesis disebabkan hampir seluruhnya oleh pengaruh tidak langsung terhadap hidrasi protoplasma dan penutupan stomata.
Kondisi optimal fotosintesis terjadi bila daun turgor penuh. Hal ini terjadi bila air tanah berlimpah dan kondisi atmosfir menghendaki evaporasi rendah. Dengan tanah yang mengering di bawah kapasitas lapang dan potensi air dalam tanah menurun menjadi lebih negatif terjadi kehilangan turgor dan penutupan stomata yang selanjutnya membatasi pemasukan CO2 dan menyebabkan penurunan fotosintesis.
Fenomena penurunan fotosintesis ini disebabkan oleh penurunan ketersediaan air dalam daun atau lebih tepatnya penurunan potensi air daun yang menyebabkan stress air pada tumbuhan.

5. Unsur hara
Unsur hara pohon hutan mempengaruhi fotosintesis dalam dua cara langsung dengan jalan mempengaruhi efisiensi proses dan tidak langsung berpengaruh terhadap produksi fotosintesis total pohon. Penelitian menunjukkan bahwa kemampuan fotosintesis pucuk yang baru dalam tahun pemupukan naik 78 persen sebagai akibat bertambahnya nitrogen daun terkena suhu dan kondisi air yang baik dan bila kecepatan fotosintesis bertambah hanya bila daun yang diperlukan terkena intensitas cahaya yang lebih tinggi daripada 2000 fc (seperlima cahaya matahari penuh).