Pengaruh Suhu pada Laju Fotosintesis

Fotosintesis adalah salah satu proses biokimia paling luar biasa yang ditemukan di Bumi dan memungkinkan tanaman menggunakan sinar matahari untuk membuat makanan dari air dan karbon dioksida. Eksperimen sederhana yang dilakukan oleh para ilmuwan menunjukkan bahwa laju fotosintesis sangat bergantung pada variabel seperti suhu, pH, dan intensitas cahaya. Laju fotosintesis biasanya diukur secara tidak langsung dengan mendeteksi jumlah karbon dioksida yang dilepaskan oleh tanaman.

Fotosintesis mendefinisikan proses dimana tanaman dan beberapa bakteri memproduksi glukosa. Para ilmuwan meringkas proses sebagai berikut: menggunakan sinar matahari, karbon dioksida + air = glukosa + oksigen. Prosesnya terjadi di dalam struktur khusus yang disebut kloroplas yang terletak di sel-sel daun. Laju fotosintesis yang optimal menyebabkan penghilangan karbon dioksida dalam jumlah yang lebih besar dari atmosfer lokal, menghasilkan jumlah glukosa yang lebih besar. Karena kadar glukosa dalam tanaman sulit diukur, para ilmuwan memanfaatkan jumlah asimilasi karbon dioksida atau pelepasannya sebagai sarana untuk mengukur laju fotosintesis. Pada malam hari, misalnya, atau ketika kondisi tidak prima, tanaman melepaskan karbon dioksida. Laju fotosintesis maksimum bervariasi antara spesies tanaman, tetapi tanaman seperti jagung dapat menghasilkan karbon dioksida tingkat asimilasi setinggi 0,075 ons per kaki kubik per jam, atau 100 miligram per desimeter per jam. Untuk mencapai pertumbuhan optimal beberapa tanaman, petani menyimpannya di rumah kaca yang mengatur kondisi seperti kelembaban dan suhu. Ada tiga rezim suhu di mana laju fotosintesis berubah.

Enzim adalah molekul protein yang digunakan oleh organisme hidup untuk melakukan reaksi biokimia. Protein dilipat menjadi bentuk yang sangat khusus, dan ini memungkinkan mereka untuk mengikat secara efisien ke molekul yang diinginkan. Pada suhu rendah, antara 32 dan 50 derajat Fahrenheit – 0 dan 10 derajat Celcius – enzim yang melakukan fotosintesis tidak bekerja secara efisien, dan ini menurunkan laju fotosintesis. Hal ini menyebabkan penurunan produksi glukosa dan akan mengakibatkan pertumbuhan terhambat. Untuk tanaman di dalam rumah kaca, pemasangan pemanas rumah kaca dan termostat mencegah hal ini terjadi.

Pada suhu sedang, antara 50 dan 68 derajat Fahrenheit, atau 10 dan 20 derajat Celcius, enzim fotosintesis bekerja pada tingkat optimalnya, sehingga laju fotosintesis menjadi tinggi. Bergantung pada tanaman tertentu yang bersangkutan, atur termostat rumah kaca ke suhu dalam kisaran ini untuk hasil terbaik. Pada suhu optimum tersebut, faktor pembatasnya adalah difusi karbon dioksida ke dalam daun.

Pada suhu di atas 68 derajat Fahrenheit, atau 20 derajat Celcius, laju fotosintesis menurun karena enzim tidak bekerja seefisien pada suhu ini. Ini terlepas dari peningkatan difusi karbon dioksida ke dalam daun. Pada suhu di atas 104 derajat Fahrenheit – 40 derajat Celcius – enzim yang melakukan fotosintesis kehilangan bentuk dan fungsinya, dan laju fotosintesis menurun dengan cepat. Grafik laju fotosintesis versus suhu menyajikan tampilan melengkung dengan laju puncak terjadi mendekati suhu kamar. Rumah kaca atau taman yang menyediakan cahaya dan air yang optimal, tetapi menjadi terlalu panas, menghasilkan kurang bersemangat.