Pengaruh CO2 pada Proses Fotosintesis

Karbondioksida (CO2) merupakan senyawa yang sangat penting untuk proses fotosintesis. Fotosintesis merupakan proses dimana tanaman mengambil karbondioksida (CO2) dan air (H2O) dengan menggunakan cahaya matahari sebagai sumber energi untuk membentuk gula (karbohidrat) dan oksigen. Jika peningkatan konsentrasi CO2 di udara terjadi tanpa berasosiasi dengan peningkatan unsur iklim yang lain, maka peningkatan konsentrasi CO2 akan sangat menguntungkan bagi tanaman budidaya. Parry (1990) menyatakan bahwa peningkatan konsentrasi CO2 dua kali lipat dapat meningkatkan laju fotosintesis 30-100% tergantung pada kondisi lingkungan seperti suhu dan kelembaban udara. June (2008) menyatakan bahwa 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.

(Sumber : http://bppsendang.blogspot.com/2012/12/pabrik-oksigen-itu-bernama-pohon.html)

Menurut June (2008) tanaman yang berbeda akan mempunyai tipe fotosintesis yang berbeda, dimana terdapat tiga tipe fotosintesis yaitu C3, C4 dan CAM, yang dibedakan berdasarkan cara mengikat CO2 dari atmosfir dan produk awal yang dihasilkan dari proses asimilasi. Pada tanaman C3, RuBp (RuBp merupakan subtrat untuk pembentukan karbohidrat dalam proses fotosintesis) dalam proses awal asimilasi mampu mengikat CO2 dan pada saat yang bersamaan juga dapat mengikat O2 untuk proses respirasi, sehingga terjadi kompetisi antara CO2 dan O2 dalam penggunaan RuBp. Jika konsentrasi CO2 ditingkatkan, hasil kompetisi CO2 akan lebih menguntungkan sehingga fotorespirasi dapat dikurangi dan asimilasi akan bertambah besar. Contoh tanaman C3 adalah kedelai, padi, kacang tanah, kentang. Sedangkan pada tanaman C4, CO2 diikat oleh PEP (enzym pengikat CO2 pada tanaman C4) yang tidak dapat mengikat O2 sehingga tidak terjadi kompetisi antara CO2 dan O2. Lokasi terjadinya assosiasi awal ini adalah di sel-sel mesofil (sekelompok sel-sel yang mempunyai klorofil yang terletak di bawah sel-sel epidermis daun). CO2 yang sudah terikat oleh PEP kemudian ditransfer ke sel-sel "bundle sheath" (sekelompok sel-sel di sekitar xylem dan phloem) dimana kemudian pengikatan dengan RuBP terjadi. Karena tingginya konsentasi CO2 pada sel-sel bundle sheath ini, maka O2 tidak mendapat kesempatan untuk bereaksi dengan RuBP, sehingga fotorespirasi sangat kecil. Contoh tanaman C4 adalah jagung, sorghum, tebu. Perbedaan jalur/tipe fotosinteis antara tanaman C3 dan C4 disajikan pada Tabel dibawah :

Tabel Perbedaan Tipe Fotosintesis Tanaman C3, C4 dan CAM (Sumber: Salisbury dan Ross, 1995).

Perbedaan	C3	C4	CAM
Anatomi daun	Sel fotosintesis yang tidak punya berkas yang jelas	Sel seludang berkas tertata dengan baik, kaya organel	Biasanya tidak ada sel palisade, vakuola besar di sel misofil
Enzim karboksilasi	Rubisko (RuBp)	PEP karboksilase, lalu rubisco	Gelap: PEP karboksilase Terang: terutama rubisko
Keb. Energi teori (CO2:ATP:NADPH)	1:3:2	1:5:2	1:6, 5:2
Nisbah transpirasi (g H2O/g peningktn bobot kering)	450-950	250-350	18-250
Klorofil a/klorofil b	2.8±0.4	3.9±0.6	2.5-3.0
Keb. Na sbg mikrohara	Tidak	Ya	Ya
Titik Kompensasi CO2 (μmol/mol CO2)	30-70	0-10	0-5 saat gelap
Fotosintesis dihambat oleh O2	Ya	Tidak	Ya
Fotorespirasi	Ya	Hanya di seludang berkas	Ada di petang hari
Suhu optimum bagi fotosintesis (0C)	15-25	30-47	35
Produksi bahan kering (ton/ha/thn)	22±0.3	39±17	Rendah dan sangat beragam
Maksimum yang tercatat	34-39	50-54

Peningkatan konsentrasi CO2 diduga juga akan dapat mengurangi tingkat serangan gulma dan menguntungkan tanaman-tanaman C3. Hal tersebut karena sebagian besar gulma pada budidaya tanaman C3 adalah jenis C4 sehingga karena mempunyai respon yang negatif terhadap peningkatan konsentrasi CO2 di atmosfir maka dapat mengurangi kompetisi. Sedangkan pada budidaya tanaman C4 maka gulma yang dominan umumnya adalah gulma jenis C3 sehingga gulma akan tumbuh lebih baik dibandingkan tanaman budidaya.