TINIA LEYLI SHOFIA AHMAD
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Pemilihan Jenis Tanaman Restorasi berdasarkan Beberapa Parameter Fotosintesisadalah karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.
Bogor, Oktober 2011
TINIA LEYLI SHOFIA AHMAD. Selecting Plant Species for Restoration based on Photosynthetic Parameters. Under supervision of DEDE SETIADI and DIDIK WIDYATMOKO.
Forest restoration is a process of ecosystem conditioning (soil, vegetation, and wildlife) to achieve the similar patterns and profiles to the previous conditions before they are disturbed, both in terms of species composition and structure, as well as habitat function. Restoration is a crucial process to maximize the value and function of biodiversity and ecosystem. The objectives of the research were to determine the photosynthetic parameters that most influencing within the plant species planted and to select the right plants species for restoration efforts. Eight native tree species were studied in this research. The methods used in this study were the Somogyi Nelson method for analyzing carbohydrate and the spectrophotometer method for analyzing chlorophyll. The research results showed that each type of restoration plant species (age 2 years after planting) had different characteristics in terms of their photosynthetic parameters studied. Dacrycarpus imbricatus (Blume) de Laub. and Syzygium lineatum (Bl.) Merr. & Perry, both had the highest carbohydrate content and the best ability to absorb CO2. Sloanea sigun (Blume) K. Schumann, Alstonia scholaris (L) R. Br., Manglietia glauca Bl., and Castanopsis argentea (Bl.) A.DC. had higher total chlorophyll contents than that of others. Altingia excelsa Noronha, M. glauca, A. scholaris, and Schima wallichii (DC.) Korth. had higher water contents. Based on the results of this research we recommended that the most suitable plant species for forest restoration efforts were D. imbricatus and S. lineatum.
TINIA LEYLI SHOFIA AHMAD. Pemilihan Jenis Tanaman Restorasi Berdasarkan Beberapa Parameter Fotosintesis. Dibimbing oleh DEDE SETIADI dan DIDIK WIDYATMOKO.
Luas hutan tropis di Indonesia menempati urutan ketiga di dunia setelah Brazil dan Zaire. Luas kawasan hutan berdasarkan Penunjukan Kawasan Hutan dan Perairan (30 provinsi) dan Tata Guna Hutan Kesepakatan (3 provinsi) meliputi 137.090.468,16 ha. Dalam dasawarsa terakhir, tingkat kehilangan penutupan hutan akibat penebangan di wilayah hutan tropis mengakibatkan kenaikan emisi Gas Rumah Kaca (GRK) sebesar 10-20% secara global. Secara umum terjadi penurunan angka rata-rata penurunan penutupan vegetasi hutan pada periode 2000-2005.
Restorasi hutan merupakan proses pengkondisian ekosistem untuk mencapai pola dan profil yang serupa dengan kondisi ekosistem pada saat sebelum terganggu. Vegetasi hutan mempunyai peranan yang sangat penting terhadap penurunan emisi GRK, karena hutan merupakan salah satu ekosistem penyerap CO2 yang sangat besar. Pohon-pohon yang terdapat dalam hutan menggunakan CO2 dalam proses fotosintesis. Proses fotosintesis akan terjadi jika ada cahaya dan pigmen perantara yaitu klorofil daun. Pada saat klorofil menyerap cahaya, maka klorofil tersebut akan mengalami eksitasi. Energi hasil eksitasi akan dimanfaatkan untuk membentuk ATP dan NADPH. ATP dan NADPH ini akan digunakan untuk mereduksi CO2 menjadi glukosa. Glukosa dalam jaringan tanaman akan dimanfaatkan untuk pembentukan akar, batang, daun, bunga dan buah. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui parameter fotosintesis yang paling berperan pada jenis-jenis tanaman restorasi yang ditanam dan untuk memilih jenis tanaman yang tepat untuk usaha restorasi.
Penelitian dilaksanakan dari bulan Januari sampai dengan Juli 2011. Pengambilan sampel dilakukan di kawasan restorasi resort Bodogol Taman Nasional Gunung Gede Pangrango. Analisis kandungan klorofil total dilakukan di Laboratorium Fisiologi Tumbuhan Departemen Biologi FMIPA IPB. Analisis karbohidrat (dengan metode Samogyi Nelson) dilakukan di Laboratorium Balai Besar Biologi dan Genetika Pertanian Bogor. Tanaman yang diteliti adalah Beleketebe (Sloanea sigun (Blume) K. Schumann), Jamuju (Dacrycarpus imbricatus (Blume) de Laub.), Ki sireum (Syzygium lineatum (Bl.) Merr. & Perry), Lame (Alstonia scholaris (L) R. Br.), Manglid (Manglietia glauca Bl.), Puspa (Schima wallichii (DC.) Korth.), Rasamala (Altingia excels Noronha), dan Saninten (Castanopsis argentea (Bl.) A.DC.). Parameter-parameter yang diteliti adalah kandungan karbohidrat, klorofil total, dan kadar air, serta kemampuan tanaman menyerap CO2.
Kemampuan tanaman dalam menyerap CO2 (mg/cm ) tidak berbeda nyata pada semua jenis tanaman. A. excelsa memiliki kadar air tertinggi (69.51%), tetapi tidak berbeda nyata dengan M. glauca. Kadar air terendah dimiliki S. lineatum (53.88%), walaupun tidak berbeda nyata dengan D. imbricatus dan S. sigun.
Hasil analisis komponen utama untuk menjelaskan interaksi parameter internal fotosintesis menunjukkan bahwa dari beberapa parameter internal fotosintesis yang dianalisis, CO2 merupakan parameter yang paling menentukan pembentukan karbohidrat karena terdapat korelasi positif antara parameter karbohidrat dengan CO2 dengan koefisien korelasi sebesar 72.3%. Parameter-parameter lainnya, yaitu kandungan klorofil total dan kadar air daun, memiliki korelasi negatif dengan karbohidrat.
Setiap jenis tanaman restorasi (berusia 2 tahun setelah tanam) memiliki karakteristik berbeda ditinjau dari beberapa parameter fotosintesis yang diteliti. D. imbricatus dan S. lineatum memiliki kandungan karbohidrat dan kemampuan menyerap CO2 tertinggi. S. sigun, A. scholaris, M. glauca, dan C. argentea memiliki kandungan klorofil total yang tinggi. A. excelsa, M. glauca, A. scholaris, dan S. wallichii memiliki kadar air yang tinggi. Berdasarkan perbedaan karakteristikpada 8 jenis tanaman yang diteliti, jenis tanaman yang paling tepat untuk usaha restorasi adalah D. imbricatus dan S. lineatum.
© Hak Cipta milik IPB, tahun 2011
Hak Cipta dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB
TINIA LEYLI SHOFIA AHMAD
Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada
Program Studi Biologi Tumbuhan
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
NIM : G353090171
Disetujui
Komisi Pembimbing
Prof. Dr. Ir. Dede Setiadi, M.S. Ketua
Dr. Didik Widyatmoko, M.Sc. Anggota
Mengetahui
Ketua Program Studi Biologi Tumbuhan
Dekan Sekolah Pascasarjana
Dr. Ir. Miftahudin, M. Si. Dr. Ir. Dahrul Syah, M.Sc. Agr
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Allah SWT atas segala nikmat, kasih sayang dan hidayah-Nya sehingga karya ilmiah ini dapat diselesaikan. Tema yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Januari 2011 sampai dengan Juni 2011 ini ialah Restorasi dengan judul Pemilihan Jenis Tanaman Restorasi berdasarkan Beberapa Parameter Fotosintesis. Penelitian ini didanai oleh Departemen Agama Republik Indonesia melalui program beasiswa utusan daerah (BUD Depag) dan bantuan dari UPT Balai Konservasi Kebun Raya Cibodas.
Terima kasih yang tulus penulis ucapkan kepada Bapak Prof. Dr. Ir. Dede Setiadi, M.S. dan Bapak Dr. Didik Widyatmoko, M.Sc. yang telah banyak memberikan bimbingan dan saran dalam penelitian dan penulisan tesis ini. Terima kasih juga penulis sampaikan kepada Bapak Dr. Ir. Miftahudin, M.Si. selaku Ketua Mayor Biologi Tumbuhan FMIPA IPB yang selalu terbuka dengan saran-sarannya. Terima kasih juga Penulis sampaikan kepada Dr. Ir. Ibnul Qayim yang telah bersedia menjadi penguji luar komisi pada ujian tesis dan memberikan saran untuk kelengkapan informasi pada tesis ini.
Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada staf dosen dan tata usaha Departemen Biologi Pascasarjana IPB, teknisi dan laboran, teman-teman di Laboratorium Penelitian Ekologi dan Laboratorium Fisiologi Tumbuhan IPB, staf laboran di Laboratorium Biokimia Balai Besar Biologi dan Genetika Pertanian Bogor, staf laboran di Laboratorium Pasca Panen Departemen Agronomi dan Hortikultura IPB, teman-teman mahasiswa pascasarjana Biologi Tumbuhan angkatan 2009 dan teman-teman BUD Biologi 2009.
Terima kasih untuk kesabaran dan pengertian suami tercinta Anang Mochammad Yusuf yang telah memberikan do’a dan motivasi pada penulis, juga kepada Ibunda Hj. Siti Maryam Thohari atas semangatnya, anak-anakku sayang (semoga bisa menjadi motivasi untuk kalian), adik-adik tercinta, serta ibu mertua Hj. Noer Tjahya atas do’anya, serta semua pihak yang telah banyak membantu penulis hingga dapat menyelesaikan studi.
Akhirnya penulis berharap semoga karya ilmiah ini bermanfaat dan dapat memberikan informasi untuk kepentingan dan perkembangan ilmu pengetahuan, guna kemaslahatan dan kesejahteraan manusia.
Bogor, Oktober 2011
Achmad MH (alm) dan Ibu Hj. Siti Maryam Thohari. Penulis merupakan putri pertama dari empat bersaudara.
Tahun 1990 penulis lulus dari SMA Negeri 42 Jakarta dan pada tahun yang sama penulis lulus seleksi masuk Institut Pertanian Bogor melalui jalur Ujian Masuk Perguruan Tinggi Negeri. Penulis memilih program studi Budidaya Perairan, Fakultas Perikanan dan lulus pada tahun 1995.
Halaman
Klorofil dan Karakteristiknya ... 10
Tumbuhan sebagai Penyerap CO2 ... 13
Fotosintesis dan Pertumbuhan ... 15
Deskripsi Tanaman Restorasi ... 16
Keadaan Umum Lokasi Penelitian ... 23
Diagram Alir Rencana Penelitian ... 29
HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Penelitian ... 31
Halaman
1 Emisi GRK (Mt CO2) dari berbagai sumber emisi dari tujuh negara
emitor utama ... 14 2 Karakteristik lahan restorasi ... 24 3 Hasil pengukuran kandungan karbohidrat, kandungan klorofil total,
kemampuan tanaman menyerap CO2, dan kadar air daun dari 8 jenis
tanaman ... 31 4 Kandungan karbohidrat dan dugaan CO2 yang diserap (per pohon) ... 32 5 Kandungan klorofil a, b, dan nisbah klorofil a/b pada 8 jenis tanaman ... 33 6 Nilai kisaran kandungan klorofil total 8 jenis tanaman ... 33 7 Berat, jumlah, dan luas daun 8 jenis tanaman ... 34 8 Matriks nilai ciri korelasi beberapa parameter fotosintesis ... 34 9 Koefisien korelasi karbohidrat, klorofil total, CO2, dan kadar air daun 35 10 Karakteristik beberapa parameter fotosintesis pada beberapa jenis
tanaman ... 35 11 Kandungan C dan N, rasio C/N, serta kandungan Mg daun 8 jenis
Halaman
1 Reaksi terang fotosintesis ... 6
2 Reaksi gelap fotosintesis (Siklus Calvin) ... 6
3 Struktur molekul klorofil ... 11
4 Lokasi restorasi Resort Bodogol TNGGP ... 23
5 Diagram alir penelitian Pemilihan Jenis Tanaman Restorasi Berdasarkan Beberapa Parameter Fotosintesis ... 29
Halaman
1 Lahan restorasi Resort Bodogol TNGGP... 53
2 Foto 8 jenis tanaman restorasi ... 54
3 Analisis klorofil ... 58
4 Analisis karbohidrat dengan metode Samogyi Nelson ... 59
5 Alat-alat penelitian ... 60
Latar Belakang
Luas hutan tropis di Indonesia menempati urutan ketiga di dunia setelah Brazil dan Zaire. Luas kawasan hutan berdasarkan Penunjukan Kawasan Hutan dan Perairan (30 provinsi) dan Tata Guna Hutan Kesepakatan (3 provinsi), seluas 137 090 468.16 ha (http://www.dephut.go.id/INFORMASI/BUKU2/Strategis). Luas tersebut kemungkinan sudah berkurang saat ini. Dalam dasawarsa terakhir, tingkat kehilangan penutupan hutan akibat penebangan di wilayah hutan tropis mengakibatkan kenaikan emisi Gas Rumah Kaca (GRK) sebesar 10-20% secara global (Santilli et al. 2005). Berdasarkan data dan hasil analisis Departemen Kehutanan, pada periode 1985-1997 laju deforestasi dan degradasi di Indonesia mencapai 1.8 juta hektar per tahun. Pada periode 1997-2000 terjadi peningkatan laju deforestasi yang cukup signifikan yaitu mencapai rata-rata sebesar 2.8 juta hektar tetapi menurun kembali pada periode 2000-2005 menjadi sebesar 1.08 juta hektar. Pada periode tahun 1985-1987, penurunan penutupan vegetasi hutan yang sangat besar terjadi di Sumatera dan Kalimantan. Pada periode 1997-2000 selain di Sumatera dan Kalimantan penurunan signifikan juga di terjadi Papua. Selanjutnya secara umum terjadi penurunan angka rata-rata penurunan penutupan vegetasi hutan pada periode 2000-2005 (http://www.dephut.go.id/informasi/unff/ COP%2013/KPH).
Vegetasi hutan mempunyai peranan yang sangat penting terhadap penurunan emisi GRK, karena hutan merupakan salah satu ekosistem penyerap CO2 yang sangat besar. Pohon-pohon yang terdapat dalam hutan menggunakan CO2 dalam proses fotosintesis (MacDicken 1997). Proses fotosintesis akan terjadi jika ada cahaya dan pigmen perantara yaitu klorofil daun. Klorofil merupakan faktor internal tanaman yang sangat mempengaruhi efisiensi dan laju fotosintesis. Tanaman yang memiliki kandungan klorofil tinggi akan sangat efisien dalam penggunaan radiasi matahari untuk melaksanakan proses fotosintesis. Tanaman tersebut juga akan mampu memanfaatkan energi matahari secara maksimal.
Daun merupakan tempat utama fotosintesis. Ada sekitar setengah juta kloroplas per mm2 permukaan daun, yang di dalamnya tersimpan klorofil, pigmen warna hijau yang berfungsi sebagai penyerap cahaya. Karbondioksida memasuki daun dan oksigen keluar melalui stomata. Pada fotosintesis, tumbuhan memanfaatkan energi matahari untuk mengoksidasi air untuk melepaskan O2, dan mereduksi CO2 untuk membentuk senyawa karbon yang lebih besar, terutama gula. Pada saat klorofil menyerap cahaya, maka klorofil tersebut akan mengalami eksitasi. Energi hasil eksitasi akan dimanfaatkan untuk membentuk ATP dan NADPH. ATP dan NADPH ini akan digunakan untuk mereduksi CO2 menjadi glukosa (Lambers et al. 1998; Campbell et al. 2010). Glukosa dalam jaringan tanaman akan dimanfaatkan untuk pembentukan akar, batang, daun, bunga dan buah.
Perumusan Masalah
Tingginya laju deforestasi di Indonesia turut menyumbang kenaikan emisi GRK global. Deforestasi akibat penebangan di wilayah hutan tropis mengakibatkan kenaikan emisi GRK sebesar 10-20% secara global. Gejala pemanasan global akibat semakin tingginya GRK di atmosfer semakin dapat dirasakan dengan semakin banyaknya fenomena alam yang ekstrim. Fenomena alam yang ekstrim akan membahayakan kesintasan makhluk hidup di bumi jika tidak cepat ditanggulangi. Oleh karena itu perlu usaha adaptasi dan mitigasi terhadap perubahan iklim.
Salah satu upaya mitigasi adalah dengan memanfaatkan keanekaragaman vegetasi hutan. Pohon-pohon di hutan alami sangat besar manfaatnya dalam menjaga keseimbangan ekosistem, terutama terhadap penurunan emisi GRK, karena hutan merupakan salah satu ekosistem penyerap CO2 terbesar. CO2 dimanfaatkan dalam proses fotosintesis.
Usaha pemulihan hutan saat ini masih banyak menggunakan spesies-spesies introduksi sehingga ekosistem hutan yang terganggu tidak dapat pulih seperti semula. Penggunaan spesies tanaman asli dinilai sangat tepat dan masih jarang dilakukan. Restorasi, melalui penanaman kembali tanaman asli, sangat diperlukan untuk mengembalikan hutan ke kondisi sebelum terganggu. Hasil-hasil penelitian ilmiah mengenai tanaman asli masih sangat sedikit. Informasi ilmiah dasar mengenai tanaman merupakan faktor yang mendukung keberhasilan program restorasi. Informasi-informasi ilmiah yang perlu dikuasai adalah:
1. Parameter fotosintesis apa yang paling berperan pada setiap jenis tanaman? 2. Jenis tanaman apa yang cocok untuk ditanam di daerah restorasi?
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk:
1. Mengetahui parameter fotosintesis yang paling berperan pada jenis-jenis tanaman restorasi yang ditanam.
Manfaat Penelitian
TINJAUAN PUSTAKA
Fotosintesis
Proses utama fotosintesis terjadi di kloroplas. Pada tumbuhan C3 sebagian besar kloroplas terdapat dalam sel mesofil daun. Proses reaksi fotosintesis pada tumbuhan tingkat tinggi berlangsung dua tahap, yaitu: 1) reaksi terang (Gambar1), dan 2) reaksi gelap (Gambar 2). Tahapan reaksi fotosintesis adalah sebagai berikut (Taiz & Zeiger 2003; Lambers et al. 2008; Campbell et al. 2010).
1. Penyerapan foton oleh pigmen, terutama klorofil, bekerja sama dengan dua fotosistem. Pigmen tersimpan dalam membran bagian dalam tilakoid dan menyerap sebagian besar energi dari radiasi aktif fotosintesis (PAR = Photosynthetically Active Radiation) pada panjang gelombang 400-700 nm. Pigmen ini mentransfer energi eksitasi ke pusat reaksi pada fotosistem di mana proses selanjutnya dimulai.
2. Elektron yang dihasilkan dari pemecahan molekul air dengan produksi oksigen berkesinambungan ditranspor melalui rantai transpor elektron yang tertanam dalam membran tilakoid. NADPH dan ATP yang dihasilkan dari proses ini digunakan untuk proses reaksi gelap.
Kedua reaksi ini bergantung pada energi cahaya, oleh karena itu disebut reaksi terang fotosintesis. Reaksi terang mengubah energi surya menjadi energi kimia dalam ATP dan NADPH.
3. NADPH dan ATP digunakan dalam siklus reduksi karbon fotosintesis (siklus Calvin). Dalam siklus ini CO2, yang masuk melalui stomata, diasimilasi membentuk senyawa berkarbon tiga (triosa fosfat). Proses ini dapat berlangsung tanpa cahaya, oleh karena itu disebut reaksi gelap. Proses ini berlangsung di dalam stroma.
Gambar 1 Reaksi terang fotosintesis (Campbell et al. 2010)
Pada fotosintesis, tumbuhan memanfaatkan energi matahari untuk mengoksidasi air untuk melepaskan O2, dan mereduksi CO2 untuk membentuk senyawa karbon yang lebih besar, terutama gula (Champbell et al. 2010).
Faktor abiotik seperti cahaya, suhu, konsentrasi CO2, uap air, keberadaan nutrisi memiliki pengaruh utama pada fotosintesis bersih, yang selanjutnya mempengaruhi pertumbuhan dan produktivitas. Kapasitas fotosintesis tidak hanya dipengaruhi oleh lingkungan abiotik tetapi juga dipengaruhi oleh umur dan posisi daun pada kanopi. Jenis atau genus yang berbeda memiliki laju fotosintesis yang berbeda. Daun Populus memiliki laju fotosintesis maksimum sebelum daun berukuran maksimum, sedangkan daun Quercus mencapai laju fotosintesis maksimum beberapa minggu setelah daun berukuran maksimum (Ceulemans & Saugier 1991).
Laju fotosintesis daun tanaman dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu: a. Perbedaan jenis tumbuhan
b. Umur daun
Daun muda umumnya mempunyai kemampuan fotosintesis yang masih rendah. Kemampuan fotosintesis akan meningkat dengan bertambahnya umur dan luasan daun. Setelah ukuran daun mencapai maksimum, maka daun akan menjadi tua dan berubah warna menjadi kuning karena klorofil mulai rusak. Rusaknya klorofil akan menurunkan kemampuan fotosintesis daun (Salisbury & Ross 1995; Lakitan 2010).
c. Letak daun
Daun yang terletak di bagian dalam tajuk kurang mendapat cahaya matahari. Laju fotosintesis daun yang terletak di bagian dalam tajuk akan lebih rendah dibanding dengan daun yang terletak di tepi luar tajuk (Salisbury & Ross 1995; Lakitan 2010). Susunan daun dalam tajuk juga mempengaruhi efektifitas penyerapan cahaya matahari. Jika letak daun mendatar dan sebagian besar cahaya datang dari atas, maka daun bagian atas akan terpajan pada cahaya matahari penuh, sehingga fotosintesis pada daun tersebut akan terlalu jenuh, dan banyak cahaya yang diserap menjadi tidak berguna (Salisbury & Ross 1995).
d. Fase pertumbuhan
Tumbuhan yang sedang tumbuh, sedang berbunga, dan berbuah, memiliki laju fotosintesis yang tinggi dan laju translokasi fotosintat yang juga tinggi. Tumbuhan yang sedang dalam fase istirahat memiliki laju fotosintesis yang rendah (Lakitan 2010).
e. Intensitas cahaya matahari
f. Konsentrasi gas CO2
Gas CO2 merupakan bahan yang dibutuhkan untuk fotosintesis. Jika konsentrasi gas meningkat, maka hasil fotosintesis akan meningkat pula. Akan tetapi secara umum konsentrasi gas yang melebihi 1000-2000 ppm akan berpengaruh buruk pada fotosintesis (Salisbury & Ross 1995; Lambers et al. 2008; Lakitan 2010).
g. Suhu udara
Rentang suhu yang memungkinkan tumbuhan berfotosintesis sangat luas. Konifer dapat berfotosintesis sangat lambat pada suhu -6 oC atau lebih rendah. Pengaruh suhu terhadap fotosintesis bergantung pada spesies, keadaan lingkungan tempat tumbuh, dan keadaan lingkungan saat pengukuran. Secara umum, suhu optimum untuk fotosintesis sama dengan suhu siang hari di tempat tumbuhan tersebut biasa hidup. Enzim sensitif terhadap suhu. Proses reduksi karbondioksida pada karbohidrat memiliki banyak reaksi enzim. Salah satu enzim yang terdapat dalam daun dengan konsentrasi tinggi yaitu ribulosa bifosfat karboksilase (Rubisco) (Salisbury & Ross 1995; Lakitan 2010).
h. Ketersediaan air
Air merupakan bahan baku fotosintesis selain CO2. Kekurangan air dapat menghambat laju fotosintesis karena pengaruhnya terhadap turgiditas sel penjaga stomata. Jika tumbuhan kekurangan air, maka turgiditas sel penjaga akan menurun, sehingga stomata menutup. Menutupnya stomata akan menghambat serapan CO2 (Hopkins & Hüner 2004; Lakitan 2010).
i. Unsur hara
klorofil, maka klorofil tak terbentuk tanpa Mg atau terbentuk dalam jumlah sedikit bila konsentrasi Mg rendah (Salisbury & Ross 1995).
j. Kesehatan daun
Daun yang terserang penyakit tidak dapat melakukan fotosintesis dengan baik. Penyakit pada daun akibat patogen dapat menyebabkan klorosis dan nekrosis. Daun yang mengalami klorosis dan nekrosis akan mengalami degradasi klorofil sehingga laju fotosintesisnya terhambat (Hopkins & Hüner 2004)
k. Polutan udara
Beberapa polutan dapat mempengaruhi fotosintesis, seperti gas SOx, NOx, ozon,logam berat, dan hujan asam. Zat-zat tersebut dapat mengganggu proses pembentukan atau mempengaruhi umur kloroplas, serta mengganggu proses biokimia yang terjadi di daun (Hopkins & Hüner 2004). Lamanya pemaparan polutan pada tumbuhan akan mengakibatkan terakumulasinya polutan tersebut. Hal ini antara lain dapat terjadi pada sistem membran kloroplas, tempat proses awal fotosintesis, terjadi perubahan pada strukturnya (Treshow & Anderson 1991).
Klorofil dan Karakteristiknya
Klorofil terdapat dalam kloroplas dalam jumlah banyak, yaitu pada membran tilakoid, sering terikat longgar pada protein, tetapi mudah diekstraksi ke dalam pelarut lipid seperti aseton dan eter (Harborne 1987).
Tumbuhan tingkat tinggi mengandung klorofil a dan klorofil b. Klorofil a berwarna hijau tua dengan rumus kimia C55H72O5N4Mg, sedang klorofil b berwarna hijau muda dengan rumus kimia C55H70O6N4Mg. Rumus bangunnya berupa cincin yang terdiri atas 4 pirol (tetrapirol) dengan Mg sebagai inti. Struktur klorofil a mempunyai gugus metil (CH3), sedangkan klorofil b mempunyai gugus aldehida (CHO) (Harborne 1987; Champbell et al. 2010), seperti terlihat pada Gambar 3.
Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap pembentukan klorofil yaitu: 1) Faktor genetik, 2) Cahaya. Pada beberapa kecambah tanaman Angiospermae, klorofil dapat terbentuk tanpa cahaya. Tanaman lain yang ditumbuhkan di tempat gelap tidak berhasil membentuk klorofil, atau mengalami klorosis. Terlalu banyak cahaya berpengaruh buruk kepada klorofil. Larutan klorofil yang dihadapkan kepada sinar kuat tampak berkurang hijaunya. Daun-daun yang terus-menerus terpapar sinar matahari langsung, warnanya menjadi hijau kekuning-kuningan. 3) Oksigen. Kecambah yang ditumbuhkan di tempat gelap tidak dapat membentuk klorofil jika tidak diberikan oksigen kepadanya. 4) Karbohidrat dalam bentuk gula sangat menolong dalam pembentukan klorofil, terutama pada daun yang tumbuh di tempat gelap. 5) Nitrogen dan magnesium merupakan bahan pembentuk klorofil, dan merupakan suatu keharusan. Kekurangan salah satu zat tersebut akan mengakibatkan klorosis. 6) Air merupakan faktor keharusan. Kekurangan air mengakibatkan desintegrasi klorofil, seperti terjadi pada rumput dan pohon-pohon di musim kering. 7) Temperatur yang paling baik untuk pembentukan klorofil adalah antara 26o-30 oC (Dwidjoseputro 1986).
Molekul klorofil berperan sebagai antena untuk menangkap cahaya dan mentransfer energi eksitasinya ke pusat reaksi fotosistem I. Sejumlah besar klorofil terdapat dalam LHC (Light Harvesting Complex). Rasio klorofil a dan klorofil b sekitar 1.12 untuk LHC. Klorofil b bekerja sama penuh dengan LHC dan sedikit dengan kompleks PSI dan PSII. Daun terlihat berwarna hijau dalam cahaya putih karena klorofil lebih efisien berfungsi sebagai penyerap cahaya pada panjang gelombang biru dan merah daripada pada spektrum hijau, yang praktis dipantulkan seluruhnya (Lambers et al. 2008) sehingga daun nampak berwarna hijau. Cahaya (dalam hal ini satuan partikel cahaya terkecil yaitu foton) yang ditangkap oleh klorofil akan mengeksitasi klorofil ke tingkat energi yang lebih tinggi. Klorofil yang menyerap cahaya biru akan tereksitasi ke tingkat energi yang lebih tinggi dari pada klorofil yang menyerap cahaya merah. Pada tingkat energi yang lebih tinggi, klorofil dalam kondisi tidak stabil, sehingga akan melepaskan energinya dalam bentuk panas ke lingkungan dan akan kembali ke tingkat eksitasi yang lebih rendah, di mana tingkat eksitasi ini akan stabil selama maksimum beberapa nanodetik (10-9 detik). Oleh karena itu, proses pemanenan energi harus terjadi dalam waktu yang sangat singkat. Energi inilah yang digunakan untuk proses fotosintesis (Taiz & Zeiger 2003).
Pada tingkat tereksitasi terendah ada beberapa kemungkinan penyaluran energi terjadi. Kemungkinan pertama, energi akan dilepas perlahan secara radiatif sebagai foton pada panjang gelombang yang lebih panjang melalui fluorosen. Kemungkinan kedua, energi akan segera dilepaskan kembali dalam bentuk panas. Kemungkinan ini umumnya yang cukup besar terjadi pada tumbuhan di alam. Kemungkinan ketiga, klorofil mungkin akan menyalurkan energinya kepada molekul lain seperti molekul oksigen. Kemungkinan keempat, energi akan dimanfaatkan untuk reaksi fotokimia dari fotosintesis untuk membentuk ATP dan NADPH (Taiz & Zeiger 2003).
dalam keadaan lingkungan yang kurang menguntungkan, seperti cekaman kekeringan, keasaman, dan suhu rendah/tinggi, penyaluran energi ke arah fotokimia akan mengalami hambatan (Taiz & Zeiger 2003).
Prinsip dasar penyerapan cahaya, sering disebut Hukum Stark Einstein, adalah bahwa setiap molekul hanya dapat menyerap satu foton setiap kali, dan foton ini menyebabkan eksitasi satu elektron saja. Energi dalam tiap foton berbanding terbalik dengan panjang gelombang. Cahaya biru dan ungu dengan gelombang yang lebih pendek memiliki lebih banyak foton energetik dibanding cahaya merah atau jingga dengan gelombang yang lebih panjang. Satu mol (6.02 x 1023) foton sering disebut sebagai satu einstein (Salisbury & Ross 1995; Campbell et al. 2010; Lakitan 2010).
Tumbuhan sebagai Penyerap CO2
Agus dan van Noordwijk (2007) melaporkan bahwa pembakaran hutan alami pada lahan gambut menyebabkan pelepasan CO2 sebanyak 734 ton ha-1 yang berasal dari C yang tersimpan di vegetasi sebasar 200 ton ha-1. Tetapi jumlah tersebut mungkin masih lebih rendah dari jumlah CO2 yang diemisikan sebenarnya, karena selama pembakaran hutan lapisan atas gambut juga terbakar dan melepaskan CO2. Seandainya gambut yang terbakar setebal 10 cm, maka akan terjadi penambahan emisi CO2 sebesar 220 ton ha-1 karena tanah gambut mengandung C sekitar 6 ton ha-1 cm-1.
Pada tahun 2007 (PEACE 2007) Indonesia dianggap sebagai salah satu negara penghasil emisi GRK terbesar di dunia. Emisi GRK terutama berasal dari kegiatan alih guna lahan hutan dan pengeringan lahan gambut menjadi lahan pertanian (Tabel 1).
Tabel 1 Emisi GRK (Mt CO2) dari berbagai sumber emisi dari tujuh negara emitor utama (sumber data PEACE 2007)
Emisi USA China Indonesia Brazil Rusia India
2. Data hasil pengukuran emisi GRK dari sumber lainnya masih terus dibutuhkan 3. Nilai negatif pada bagian kehutanan dan pengeringan gambut di USA, China, dan
India adalah dikarenakan keberhasilan kedua negara tersebut dalam penghutanan kembali
CO2 masuk ke dalam daun melalui stomata dengan cara difusi. Stomata yang terbuka penuh memiliki ukuran lebar 5-15 µm dan panjang sekitar 20 µm. Jumlah total area stomata sekitar 0.5-2% dari luas total daun. Dari beberapa hasil penelitian ditemukan bahwa K+ ditemukan dalam level amat tinggi pada sel penjaga stomata yang terbuka, dan amat rendah pada sel penjaga stomata yang tertutup. Oleh karena itu akumulasi K+ pada sel penjaga mengontrol pembukaan stomata. Faktor lain yang mempengaruhi pembukaan stomata adalah cahaya, karbon dioksida, keberadaan air, dan suhu. Stomata akan menutup pada kondisi CO2 yang tinggi, tetapi menutupnya stomata pada kondisi tersebut dapat diinduksi agar membuka jika ditempatkan pada lingkungan bercahaya. Cahaya biru memicu terbukanya stomata (Hopkins & Hüner 2004). Penurunan difusi CO2 karena penutupan stomata akan mengurangi laju fotosintesis (Hidayati 1999).
Tumbuhan dapat menyerap gas CO2 melalui proses fotosintesis berdasarkan rumus:
Energi (cahaya matahari)
Dari persamaan tersebut menunjukkan bahwa fotosintesis merupakan reaksi antara CO2 dan air untuk memproduksi glukosa, karbohidrat berkarbon 6 atau disebut heksosa (Hopkins & Hüner 2004). Fotosintesis tidak dapat berjalan tanpa energi dari sinar matahari dan molekul klorofil sebagai penangkap energinya.
Hutan mempunyai potensi yang besar dalam pengurangan kadar CO2 melalui konservasi dan manajemen hutan. Hutan sekunder muda dalam pertumbuhannya memerlukan CO2 sehingga banyak dihasilkan biomassa tumbuhan melalui proses fotosintesis hutan yang sedang tumbuh (Heriyanto & Siregar 2007).
Fotosintesis dan Pertumbuhan
Pertumbuhan tanaman bergantung kepada kemampuan tanaman tersebut untuk menyerap karbon di atmosfer dan mengolahnya menjadi senyawa organik dengan memanfaatkan energi cahaya melalui proses fotosintesis. Kurang lebih 40% dari berat kering tanaman mengandung karbon, yang dihasilkan dari fotosintesis. Proses ini vital untuk pertumbuhan dan berlangsung pada setiap tanaman serta merupakan bagian utama dari siklus pertumbuhan (Lambers et al. 2008).
Pertumbuhan merupakan akumulasi bahan organik. Kandungan karbon, komponen struktural utama tanaman berbeda untuk jenis tanaman yang berbeda. Contohnya, kandungan karbon pada pinus sebesar 50% dari berat kering. Model pertumbuhan tegakan pohon bergantung pada keseimbangan karbon, laju fotosintesis dan respirasi. Pertumbuhan bersih merupakan selisih antara pertumbuhan dan senesen. Proporsi respirasi dari produksi fotosintesis total pada hutan Pinus sylvestris sekitar 40-50% dan mencapai 90% pada hutan Pinus radiata (Raghavendra 1991).
alami memiliki tingkat keragaman yang tinggi, kesulitan untuk pengukuran laju fotosintesis seluruh jenis tegakan pohon di hutan, minimnya model pertumbuhan pohon ditinjau dari sudut pandang proses fisiologi (Raghavendra 1991).
Deskripsi Tanaman Restorasi TNGGP
Beleketebe (Sloanea sigun (Blume) K. Schumann)
Beleketebe atau ki somang adalah nama daerah S. sigun. Tumbuh di Jawa khususnya Jawa Barat pada ketinggian 600 – 2100 m dpl. Daerah penyebaran selain Indonesia adalah Birma, Kamboja, India, Malaysia, Myanmar, dan Thailand. Jenis ini tumbuh tersebar atau kadang-kadang berkelompok di hutan hujan primer yang lembab, terutama pada tanah subur. Pohon ini berbunga kecil, kuning muda sampai putih. Bunga-bunga tersebut tumbuh berkelompok atau tunggal pada ranting baru. Buahnya berukuran sedang, bulat, dan berbulu panjang seperti rambutan, berwarna hijau muda (Lembaga Biologi Nasional Indonesia – LIPI 1977).
Jamuju (Dacrycarpus imbricatus (Blume) de Laub.)
D. imbricatus yang memiliki nama padanan Podocarpus imbricatus Blume, termasuk ke dalam famili Podocarpaceae yang merupakan kelompok tanaman berdaun jarum atau konifer. Jamuju, nama umum, juga dikenal dengan nama lokal: ampinur bunga (Karo), medang cemara (Melayu), ambun (Minangkabau), ki jamuju, ki mades, kiputri, kicemara (Sunda), aru, taji, tekit, camara ukung, cemara rante, cemara waris (Jawa), cemara binek (Madura), kaju (Sumbawa), kaju angin, camba-camba (Banten) (Heyne 1987), embun (Sumatera, Sulawesi), cemba-cemba (Sulawesi), igem (Filipina), sha-mo-pin (Burma), podo churcher atap (Malaysia), thong nang (Vietnam). Sebaran tumbuh meliputi selatan China, Indochina, Burma, Thailand, Malaysia, hingga Vanuatu dan Fiji. Di Indonesia jenis ini tersebar di Sumatera Utara, Sumatera Barat, Aceh, dan Jawa Barat. Merupakan tanaman dataran tinggi, yaitu pada ketinggian 750 – 2500 dpl. Tinggi pohon jamuju rata-rata 50 m, termasuk pohon mencuat (van Steenis 2006) dengan diameter mencapai 100-200 cm. Termasuk tanaman moderat-lambat, walaupun pertumbuhannya lebih cepat di daerah yang disinari matahari penuh. Jamuju berdaun majemuk berbentuk lancip membentuk apiculus yang halus. Daun dewasa jamuju menyebar, lurus, seperti skala, rebah pada 1 sampai 4 sisi, berukuran 1.0-1.8 mm x 0.4-1.0 mm. Daun involucralnya menyebar dan membuka pada reseptakel pada saat muda. Jamuju termasuk tanaman yang selalu hijau, tidak menggugurkan daunnya pada musim kemarau, memiliki kanopi yang lebat berbentuk piramid hingga oval (Backer & van Den Brink 1963).
kemasaman tanah yang termasuk kategori asam sampai sangat asam (Bramasto 2008).
Ki Sireum (Syzygium lineatum (Bl.) Merr. & Perry)
Pohon ini masuk ke dalam keluarga Myrtacea. S. lineatum memiliki nama lokal kayu udang Sumatera), ki sireum (Sunda, Jawa), nagasari rangkang (Jawa), phung kha, kelat puteh, daeng sok phlueak, khwat (Thailand), lagi-lagi (Philipina), kelat lapis (Malaysia). Nama sinonim jenis ini di antaranya adalah S. longiflorum.
Habitusnya pohon. Cabangnya berwarna coklat kehitaman ketika kering, berbentuk silinder tetapi biasanya sedikit runcing di kedua ujungnya, membulat pada bagian melintang, permukaannya halus; cabang tua putih keabu-abuan. Tangkai daun berukuran 1-1.2 cm; daun elips berukuran 6-8 x 2.5-3.5 cm, kasar, abaksial (bagian bawah daun) sedikit berwarna saat kering, adaksial (bagian atas daun) berwarna coklat tua dan mengkilap saat kering. Abaksial memiliki kelenjar banyak, adaksial berkelenjar kecil, tulang daun sekunder padat, terpisah dengan jarak 1 mm, dengan sudut 75o dari tulang daun bagian tengah. Tulang daun intramarginal kurang dari 1 mm dari batas pinggir, bagian dasar lebar dan tumpul. Puncak daun melancip dengan titik puncak 1-1.5 cm. Berbunga banyak dengan ukuran 8-10 cm, bercabang tiga, kuncup bunga berukuran 6-7 mm. Kelopak bunga berbentuk lobus semiorbital pendek. Kelopak bunga terpisah berukuran 3 mm. Benang sari berukuran 5-7 mm (Backer & van Den Brink 1965).
Lame (Alstonia scholaris (L) R. Br.)
abu-abu gabus agak ke abu-abu-putih kulit. Daun berkarang di aksila atas dengan jumlah 4-8 daun. Tangkai daun tangkai berukuran 1-1.5 cm, elips atau lanset, gundul atau berbulu jarang, meruncing ke arah dasar, dengan ukuran daun 11.5-23 x 4-7.5 cm. Permukaan atas hijau tua, bagian bawah hijau-putih dengan 25-40 pasang urat lateral pada setiap sisi pelepah berjarak 2-6 mm terpisah. Ujung daun bulat atau meruncing ke arah dasar. Bunga majemuk, malai terminal, hingga 120 cm; berukuran 7-10 mm berwarna putih, krem atau hijau; tabung berbulu; lobus jarang atau padat puber, 1,5-4 mm, margin kiri tumpang tindih; sangat wangi. Buah terjumbai, dengan dua lobus, folikelnya pecah, coklat atau hijau, kering atau berkayu, berbentuk gelendong lonjong, berukuran 15-32 cm, 4-6 mm, biji cokelat, berukuran 4-5 mm x 0.9 -1.2 mm, dengan seberkas rambut 7-13 mm pada setiap akhir.
Lame ditemukan pada ketinggian 0-900 m, dengan suhu tahunan rata-rata 12-32 oC dan curah hujan tahunan rata-rata 1200-1400 mm. Jenis ini baik hidup pada jenis tanah bermacam-macam, termasuk aluvial. Lateksnya bisa dibuat permen karet berkualitas baik. Kayunya direkomendasikan sebagai spesies kayu bakar untuk daerah Patana, Sri Lanka. Kulit kayu menghasilkan serat, dan kayu dianggap sebagai cocok untuk produksi pulp dan kertas. Bunga A. scholaris menghasilkan minyak esensial. Kedokteran aborigin Australia menggunakan kulit kayu untuk pengobatan sakit perut dan demam, lateks untuk neuralgia dan sakit gigi. Di India, kulit kayu digunakan untuk mengobati keluhan usus (worldagroforestrycentre.org; Backer & van Den Brink 1965).
Manglid (Manglietia glauca Bl.)
yang dimulai jauh dari atas tanah (Heyne 1987). Daun tunggal bentuk elips memanjang atau elips melebar, kebanyakan bulat telur memanjang, ukuran 13-18 cm, panjang kadang sampai 25 cm. Ujung dan pangkal daun runcing, tangkai daun panjang. Tidak berbulu, abaksial daun berwarna abu-abu kebiruan, bagian adaksial hijau muda agak mengkilap, tersusun spiral.
Bunga terminal, soliter, besar, tangkai panjang 2.5 - 4 cm, berwarna kuning muda, harum, kelopak 9-13 tersusun dalam 3 lingkaran, benang sari banyak dan tersusun spiral, tangkai benang sari panjang atau pendek. Ovary ada 4 atau lebih pada masing-masing karpel. Penyerbukan dibantu oleh lebah madu dan berbunga sepanjang tahun. Buah majemuk, berbentuk kerucut (kegelvormig) panjang 6-8 cm, pada permukaan berwarna hijau dengan titik-titik putih, kemudian menjadi coklat hitam. Biji 2-6 banyaknya, kadang sampai 12, berwarna merah (http://www.dephut.go.id).
Puspa (Schima wallichii (DC.) Korth.)
S. wallichii termasuk famili Theaceae, tinggi pohonnya dapat mencapai 40 m, termasuk pohon lapis kedua/kanopi (van Steenis 2006), dengan panjang batang bebas cabang sampai 25 m dan diameter sampai 250 cm. Tidak berbanir, kulit luar berwarna merah muda, merah tua sampai hitam, beralur dangkal dan mengelupas. Kulit hidup tebalnya sampai 15 mm berwarna merah dan di dalamnya terdapat miang gatal. Tajuknya bulat sampai lonjong, lebat, hijau tua, mengkilat, dengan daun muda berwarna merah jambu. Daunnya tunggal, tebal, bagian abaksial hijau kebiru-biruan, berbentuk jorong. Bunganya putih, tunggal, terdapat pada ketiak daun dan berkelompok pada ujung ranting. Buahnya agak bulat, berwarna putih perak seperti sutra saat muda, coklat dan pecah bila sudah tua (Sastrapradja et al. 1977).
dan terdapat pada dataran rendah sampai hutan dataran tinggi, akan tetapi terutama terdapat pada hutan yang terganggu dan hutan sekunder. Adapun persebaran alami Puspa yaitu Brunei, India, China, Indonesia, Malaysia, Myanmar, Nepal, Papua, Philipina, Thailand dan Vietnam (Agroforestry Data Base 2007).
Rasamala (Altingia excelsa Noronha)
Rasamala dikelompokkan ke dalam famili Hamamelidaceae, memiliki nama daerah rasamala, mala, tulasan, atau mandung. Jenis ini menyebar mulai dari Himalaya menuju wilayah lembab di Myanmar hingga Semenanjung Malaysia, ke Sumatera dan Jawa. Di Jawa, jenis ini hanya tumbuh di wilayah barat dengan ketinggian 500-1500 m dpl, di hutan bukit dan pegunungan lembab. Di Sumatera, A. excelsa tersebar di Bukit Barisan. Tumbuh alami terutama pada tapak lembab dengan curah hujan lebih 100 mm per bulan dan tanah vulkanik. Jenis ini digunakan untuk penanaman terutama di Jawa Barat dan Jawa Tengah. Ditanam pada jarak rapat, karena pohon muda cenderung bercabang jika mendapat banyak sinar matahari.
Saninten (Castanopsis argentea (Bl.) A.DC.)
Saninten masuk ke dalam famili Fagaceae. Ia memiliki nama daerah kandik kurus, paning-paning, rasak, selasik (Sumatera), berangan, saninten, sarangan, dan wrakas (Jawa). Daerah penyebaran meliputi Sumatera Barat, Jawa, Papua, Myanmar, dan Malaysia (Heyne 1987). Habitus pohon bertajuk lebar dengan ketinggian 15-35 m, diameter 0.5-1 m, dengan panjang batang bebas cabang sampai 25 m, tidak berbanir (http://www.d-forin.com). Daun pohon saninten berbentuk lancip memanjang (lanset) dengan ukuran panjang 7-12 cm, lebar 2-3.5 cm, bagian terlebar di tengah, permukaan daun licin berlilin, dan bagian bawahnya berwarna abu-abu keperakan ditutupi bulu-bulu menyerupai bintang atau sisik yang lebat. Jika dibanding dengan daun jenis lain, C. Argentea lebih terlihat keperakan (Backer & van Den Brink 1965). Tumbuhan ini berdaun tunggal dengan kedudukan berseling dan tersusun seperti spiral dan daun penumpu mudah luruh. Ahli botani van Steenis (1972) menyatakan bahwa daun penumpu (stipula) ditutupi bulu yang lebat, panjang daun berkisar antara 10-15 mm dan lebar 2-3 cm. Salah satu ciri khas organ vegetatifnya, yaitu bila daun dilipat maka akan terlihat garis lilin berwarna putih memanjang pada bagian daun di sebelah atas. Kulit batang pohon berwarna hitam, kasar, dan pecah-pecah dengan permukaan batang tidak rata, terdapat alur-alur memanjang pada batang yang tak lain adalah garis empulur yang menonjol keluar. Hal ini merupakan salah satu ciri khas organ vegetatif famili Fagaceae. Kayu terasnya berwarna coklat kelabu sampai merah muda, kayu gubal/bagian tengah berwarna putih, kuning muda, dan kadang-kadang kemerah-merahan dengan ketebalan 5-6 cm (Prawira 1990).
cekung. Biji biasanya dimanfaatkan sebagai bahan makanan dengan cara direbus atau dibakar (van Steenis 1972).
Keadaan Umum Lokasi Penelitian
Area restorasi terletak di Resort Bodogol Taman Nasional Gunung Gede Pangrango (TNGGP) (06o46’.241” LS; 106o50’.447”BT) pada ketinggian 620 -709 m dpl, berdekatan dengan Pusat Pendidikan Konservasi Alam (PPKA) Bodogol (Gambar 4).
Gambar 4 Lokasi restorasi Resort Bodogol TNGGP (tanda panah menunjukkan lokasi) (Balai TNGGP)
lokal sampai sekarang, dan wilayah ini menjadi bagian dari TNGGP. Para petani menanam tanaman tahunan seperti jagung, singkong, cabai, kacang panjang, dan lain-lainnya. Sementara, lahan yang ditinggalkan didominasi oleh tanaman liar. Karakteristik lahan dapat dilihat pada Tabel 2.
Tahun 2009 UPT Balai Konservasi Tumbuhan Kebun Raya Cibodas menanam sekitar 2400 benih dari 8 jenis tanaman yang secara alami dapat ditemukan di hutan TNGGP. Penanaman dilaksanakan di lahan seluas 4 ha secara acak. Kedelapan spesies pohon tersebut adalah Altingia excelsa, Alstonia scholaris, Castanopsis argentea, Dacrycarpus imbricatus, Manglietia glauca, Syzygium lineatum, Schima wallichii, dan Sloanea sigun. Sampel tanaman sebanyak 240 pohon (30 pohon untuk setiap jenis) diberi label dan dimonitor pertumbuhannya (Rahman et al. 2011).
Tabel 2 Karakteristik lahan restorasi
Parameter Wilayah
Intensitas cahaya rata-rata (lux) Jam 09.00-11.00
METODE PENELITIAN
Waktu dan Tempat
Penelitian dilaksanakan dari bulan Januari sampai dengan Juli 2011. Pengambilan sampel dilakukan di kawasan restorasi resort Bodogol Taman Nasional Gunung Gede Pangrango. Lahan restorasi seluas 4 ha merupakan lahan eks-Perum Perhutani yang ditanami dengan pohon-pohon jenis asli (Lampiran 1). Penanaman pohon dilakukan oleh UPT Balai Konservasi Tumbuhan Kebun Raya Cibodas-LIPI. Analisis kandungan klorofil total dengan spektrofotometer dilakukan di Laboratorium Fisiologi Biologi FMIPA IPB. Analisis karbohidrat dan Mg dilakukan di Laboratorium Balai Besar Biologi dan Genetika Pertanian (BB Biogen) Bogor. Analisis C dan N daun dilakukan di Laboratorium Ekologi Tumbuhan LIPI Cibinong. Analisis tanah dilakukan di Laboratorium Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan Fakultas Pertanian IPB.
Sampel Daun
Tanaman restorasi berusia 2 tahun (setelah penanaman) pada saat diteliti. Tanaman yang dipilih sebagai sampel adalah tanaman yang sehat, daun telah membuka sempurna, terkena sinar matahari penuh, dan merupakan daun ketiga dari pangkal ranting. Pengambilan sampel daun dilakukan pada saat matahari bersinar cerah, dari jam 09.00-11.00. Sampel daun, yang akan dianalisis di laboratorium, dibungkus dengan alumunium foil atau dengan amplop kertas, dimasukkan ke dalam plastik, dan disimpan dalam cool box yang berisi dry ice kemudian dibawa ke laboratorium untuk dianalisis.
Variabel Penelitian
Kandungan Klorofil
Analisis kandungan klorofil dengan spektrofotometer mengikuti metode yang biasa dilakukan di Laboratorium Biokimia BB-Biogen. Metode ini lebih praktis, aseton yang digunakan juga lebih sedikit, dan tingkat ketelitiannya diduga lebih tinggi (Lampiran 3).
Daun segar sebanyak ± 0.1 g dipotong-potong kecil, dimasukkan ke dalam tabung reaksi, kemudian direndam dalam 20 ml aseton 80%. Sampel diinkubasi dalam ruang gelap selama 2 x 24 jam. Klorofil yang sudah larut dalam aseton diukur absorbansinya dengan spektrofotometer pada panjang gelombang 645 nm (untuk klorofil a), 652 nm (untuk klorofil total), dan 663 nm (untuk klorofil b). Kandungan klorofil diperoleh setelah memasukkan nilai absorbansi ke dalam persamaan (Yoshida et al. 1976):
Klorofil a = (20,2 x 645A x (1/BS) x (20/1000)) mg/g berat segar Klorofil b = (8,02 x 663A x (1/BS) x (20/1000)) mg/g berat segar
Klorofil total = ((652 A x 1000)/34.5) x (1/BS) x (20/1000)) mg/g berat segar (A = nilai absorbansi, BS = berat segar)
Analisa klorofil dilakukan untuk 10 pohon pada masing-masing jenis.
Kandungan Karbohidrat
Sehingga gugus CHO yang terbentuk benar-benar hanya karbohidrat. Setelah itu ditambahkan akuades sampai tanda tera 100 ml. Setelah disaring dengan kertas saring, larutan supernatan yang sudah jernih diambil dengan pipet sebanyak 1 ml, kemudian dimasukkan ke dalam tabung kimia. Larutan standar dibuat 0, 5, 10, 15, 20, 25 mg kemudian ditambahkan pereaksi Cu sebanyak 2 ml dan dipanaskan dalam penangas air selama 10 menit lalu didinginkan. Setelah itu ditambahkan pereaksi Nelson dan 20 ml air pada masing-masing deret standar, dikocok dan dibiarkan selama 20 menit, kemudian diukur dengan spektrofotometer pada panjang gelombang 500 nm. Kandungan karbohidrat didapat berdasarkan rumus (Yoshida et al. 1976):
A x 100 x 20 x 100%
% Karbohidrat = S 0.2 1 1 000 000
Keterangan:
S = Rata nilai absorbansi standar A = Rata nilai absorbansi sampel
Kemampuan Tanaman Menyerap CO2
Untuk menghitung nilai daya serap gas CO2, tetapan yang digunakan sebesar 1.467 dikalikan dengan hasil analisis karbohidrat. Tetapan tersebut diperoleh dari pembagian nilai 264/180 (Dahlan 2007). Angka tersebut didapat dari persamaan fotosintesis sebagai berikut:
6 mol CO2 + 12 mol H2O 1 mol C6H12O6 + 6 mol O2 + 6 mol H2O 264 mol 108 mol 180 mol 192 mol 108 mol
Bobot atom C, H, dan O, bertutut-turut adalah 12.01, 1.008, dan 16.00.
yang termuda (yang mewakili), 3 pohon untuk masing-masing jenis. Luas total daun per pohon didapat dengan mengalikan jumlah daun per pohon dengan luas daun per pohon. Luas daun per pohon digunakan untuk menduga kemampuan masing-masing jenis pohon untuk menyerap CO2.
Kadar Air
Berat daun segar ditimbang dengan neraca digital. Berat kering diperoleh setelah sampel daun dikeringkan dengan oven selama kurang lebih 2 hari (sampai beratnya stabil). Kadar air diperoleh dari hasil pengurangan berat basah dengan berat kering dibagi berat basah.
Variabel Penunjang
Selain variabel-variabel di atas, juga dilakukan analisis kandungan C, N, C/N. Daun dikeringovenkan selama 2x24 jam pada suhu 50 oC, kemudian dihaluskan dan disaring sampai menjadi komposit. Bubuk komposit dianalisis dengan alat yang disebut CN analyzer (Lampiran 5).
(PCA) dilakukan untuk melihat parameter yang paling berperan dalam proses fotosintesis pada setiap jenis tanaman.
Diagram Alir Rencana Penelitian
Untuk menjelaskan secara ringkas metode penelitian yang dilakukan, maka dibuat diagram alir penelitian seperti yang diperlihatkan pada Gambar 5.
Survei lokasi
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil Penelitian
Kandungan Karbohidrat, Kandungan Klorofil Total, Kemampuan Tanaman Menyerap CO2, dan Kadar Air Daun
Kandungan karbohidrat, kandungan klorofil total, kemampuan tanaman menyerap CO2, dan kadar air daun pada setiap jenis tanaman disajikan pada Tabel 3.
Tabel 3 Hasil pengukuran kandungan karbohidrat, kandungan klorofil total, kemampuan tanaman menyerap CO2, dan kadar air daun pada 8 jenis tidak berbeda nyata pada uji DMRT 0.05.
Daun D. imbricatus memiliki kandungan karbohidrat tertinggi, yaitu 22.11%. Persentase karbohidrat terbanyak kedua dimiliki S. lineatum (19.33%), tetapi tidak berbeda nyata dengan kandungan karbohidrat D. imbricatus. Kandungan karbohidrat terendah dimiliki oleh A. scholaris (10.35%) dan tidak berbeda nyata dengan C. argentea, A. excelsa, S. wallichii, dan S. sigun.
Rata-rata kandungan klorofil total tertinggi dimiliki oleh S. sigun. Nilai ini tidak berbeda nyata dengan nilai rata-rata pada A. scholaris dan M. glauca, sedangkan kandungan klorofil total A. sholaris dan M. glauca tidak berbeda nyata dengan C. argentea. Kandungan klorofil total terendah dimiliki oleh D. imbricatus.
excelsa, S. lineatum, dan S. sigun. Kemampuan tanaman dalam menyerap CO2 per satuan luas (mg/cm2) tidak berbeda nyata pada semua jenis tanaman.
A. excelsa memiliki kadar air tertinggi (69.51%), tetapi tidak berbeda nyata dengan M. glauca. Kadar air terendah dimiliki S. lineatum (53.88%), walaupun tidak berbeda nyata dengan D. imbricatus dan S. sigun.
Hasil pengukuran kandungan karbohidrat dan serapan CO2 per pohon disajikan pada Tabel 4.
Tabel 4 Kandungan karbohidrat dan dugaan CO2 yang diserap (per pohon)
Spesies KH per pohon (kg) CO2 per pohon (kg) tidak berbeda nyata pada uji DMRT 0.05.
Dilihat dari kandungan karbohidrat per pohon, M. glauca memiliki nilai terbesar (0.48 kg), tetapi tidak berbeda nyata dengan A. excelsa, S. lineatum, dan S. sigun.
Tanaman M. glauca mampu menyerap CO2 sebesar 0.71 kg pada usia tanam 2 tahun (tertinggi di antara jenis lainnya), namun tidak berbeda nyata dengan A. excelsa, S. lineatum, dan S. sigun. Kemampuan tanaman dalam menyerap CO2 per satuan luas (mg/cm2) tidak berbeda nyata pada semua jenis tanaman.
Tabel 5 Kandungan klorofil a, b, dan nisbah klorofil a/b pada 8 jenis tanaman
Spesies Klorofil a (mg/g) Klorofil b (mg/g) Nisbah klorofil a/b tidak berbeda nyata pada uji DMRT 0.05.
Nilai kisaran kandungan klorofil total dapat dilihat pada Tabel 6. A. scholaris memiliki nilai kisaran yg berdekatan dengan M. glauca. Rentang kisaran nilai S. sigun paling besar dibandingkan dengan jenis tanaman lainnya.
Tabel 6 Nilai kisaran kandungan klorofil total 8 jenis tanaman
Spesies Nilai kisaran klorofil total (mg/g)
S. sigun 1.51-4.27
Berat, Jumlah, dan Luas Daun
nyata dengan M. glauca. Kadar air terendah dimiliki S. lineatum (53.88%), walau tidak berbeda nyata dengan D. imbricatus dan S. sigun.
Tabel 7 Berat, jumlah, dan luas daun 8 jenis tanaman
Spesies Berat daun (g) Jumlah daun Luas daun (cm2) tidak berbeda nyata pada uji DMRT 0.05.
Analisis Komponen Utama
Hasil analisis komponen utama terhadap parameter-parameter fotosintesis yang diteliti menunjukkan bahwa dua komponen utama dapat menerangkan keragaman total data parameter internal fotosintesis sebesar 83.7%. Keragaman yang mampu dijelaskan oleh faktor-faktor pada komponen utama I (KU I) sebesar 67.5%, sedangkan keragaman yang mampu dijelaskan oleh faktor-faktor pada komponen utama II (KU II) sebesar 16.2% (Tabel 8).
Tabel 8 Matriks nilai ciri korelasi beberapa parameter fotosintesis
Komponen Utama Nilai ciri Keragaman Akumulasi keragaman
1 4.051 0.675 0.675
2 0.971 0.162 0.837
yaitu kandungan klorofil total, berat dan luas daun, serta kadar air, memiliki
Gambar 6 Biplot interaksi 8 spesies tanaman dengan beberapa parameter fotosintesis (Bl=beleketebe, Jm=jamuju, Ks=ki sireum, Lm=lame, Mg=manglid, Ps=puspa, Rs=rasamala, Sn=saninten)
Data koefisien korelasi karbohidrat, klorofil total, CO2, dan kadar air daun disajikan pada Tabel 9.
Tabel 9 Koefisien korelasi karbohidrat, klorofil total, CO2, dan kadar air daun
Parameter Klorofil Total CO2 Kadar Air
Karbohidrat -0.432 0.723 -0.629
Klorofil Total -0.548 0.101
CO2 -0.334
Hasil analisis komponen utama dengan biplot juga dapat menjelaskan bahwa setiap parameter yang dianalisis memberikan pengaruh yang berbeda pada setiap jenis tanaman (Tabel 10).
Tabel 10 Karakteristis beberapa parameter fotosintesis pada setiap jenis tanaman
Parameter fotosintesis Spesies Kandungan karbohidrat
Kandungan klorofil total
D. imbricatus, S. lineatum
S. sigun, A. scholaris, M. glauca, C. Argentea
CO2 D. imbricatus, S. lineatum
Kandungan C, N, C/N, dan Mg
Kandungan C dan N, C/N rasio, serta kandungan Mg daun dapat dilihat pada Tabel 11.
Tabel 11 Kandungan C dan N, C/N rasio, serta kandungan Mg daun 8 jenis tanaman
Spesies C (%) N (%) C/N Kandungan Mg
(%)
S. sigun 43.31 ab 2.41 b 18.17 a 0.26
D. imbricatus 45.06 bc 1.46 a 31.20 c 0.34
S. lineatum 47.83 d 1.96 ab 24.46 b 0.16
A. scholaris 46.21 cd 1.92 ab 24.32 b 0.77
M. glauca 44.11 abc 2.93 c 15.05 a 0.70
S. wallichii 45.99 cd 1.74 a 26.46 bc 0.44
A. excelsa 42.14 a 1.56 a 27.28 bc 0.53
C. argentea 46.53 cd 1.87 a 24.91 b 0.60
Keterangan: Angka yang diikuti oleh huruf yang sama dalam kolom yang sama tidak berbeda nyata pada uji DMRT 0.05.
S. lineatum memiliki kandungan C tertinggi (47.83%), namun tidak berbeda nyata dengan C. argentea, A. scholaris, dan S. wallichii, sedangkan kandungan C terendah dimiliki oleh A. excelsa (42.14%), namun tidak berbeda nyata dengan S. sigun dan M. glauca. Daun yang memiliki kandungan N tertinggi adalah M. glauca, yakni sebesar 2.93%. Tanaman yang memiliki rasio C/N daun tertinggi adalah D. imbricatus, sedangkan nilai terendah dimiliki oleh M. glauca (15.05%) dan S. sigun (18.17%).
Analisis Sifat Kimia Tanah
Data nilai sifat kimia tanah dan kualitasnya disajikan pada Tabel 12.
Tabel 12 Nilai sifat kimia tanah
Unsur yang dinilai Nilai Kriteria
C (%) 1.50 Rendah
Keterangan: Kriteria mengacu ke Departemen Kehutanan dan Perkebunan (1999)
Pembahasan
Hasil analisis komponen utama untuk menjelaskan interaksi parameter internal fotosintesis menunjukkan bahwa korelasi positif hanya terdapat antara karbohidrat dan CO2. Parameter lain, yaitu kandungan klorofil total dan kadar air, memiliki korelasi negatif dengan karbohidrat. Korelasi positif mengandung pengertian bahwa apabila CO2 meningkat, maka karbohidrat akan meningkat.
S. wallichii memiliki karakteristik dalam kadar air, sehingga tanaman ini diduga dapat digunakan dalam usaha konservasi air dan baik jika ditanam di daerah yang curah hujannya tinggi.
D. imbricatus memiliki kandungan karbohidrat tertinggi. Diduga karena tanaman ini merupakan kelompok tanaman berdaun jarum (conifer), yang memiliki ukuran daun terkecil dibanding dengan 7 jenis tanaman lainnya (luas 3.67 cm2), sehingga proses evapotranspirasinya kecil dan akumulasi fotosintatnya besar. Dengan kata lain, CO2 yang diserap per pohon paling kecil nilainya, tetapi CO2 yang diserap per satuan luas, paling tinggi. Karakterstik tersebut juga berlaku untuk S. lineatum yang juga memiliki daun yang berukuran kecil (luas rata-rata 20.01 cm2).
Besaran nilai produk fotosintesis bersih (NPP) dapat didekati dengan cara mengukur karbohidrat, biomassa, dan serasah (Landsberg & Gower 1997). Setelah CO2 diserap oleh daun, maka akan diubah menjadi karbohidrat yang kemudian akan diikuti oleh beberapa proses, seperti respirasi gelap, pembangunan dan pemeliharaan sel, sebelum akhirnya terakumulasi menjadi biomassa hidup dari tumbuhan (Kramer & Kozlowski 1979).
Tinggi rendahnya karbohidrat pada sampel disebabkan oleh distribusi hasil fotosintesis. Nilai karbohidrat yang rendah menandakan bahwa karbohidrat lebih banyak disimpan di dalam organ lain daripada di daun. Jumlah daun per tanaman yang sedikit, memberikan kesempatan pada daun yang ada untuk menjadi source, karena daun berkesempatan menerima cahaya dan menghasilkan fotosintat yang digunakan oleh organ lain. Tanaman dengan jumlah daun banyak, kebanyakan daun ternaungi, sehingga lebih banyak daun yang menjadi sink. Akibatnya, di dalam populasi terlihat korelasi negatif antara hasil dengan jumlah daun. Penelitian Rostini et al. (2003) menunjukkan bahwa hasil asimilasi yang tinggi pada tanaman kedelai akan didistribusikan lebih banyak ke organ reproduksi dibandingkan organ vegetatif.
CO2 bebas yang terdapat di udara. CO2 yang didapat akan dibawa ke dalam siklus Calvin-Benson. Siklus Calvin-Benson atau reaksi gelap, adalah suatu siklus yang tidak memerlukan cahaya matahari, seperti pada reaksi terang, dalam prosesnya. Di dalam siklus Calvin-Benson karbondioksida akan diikat oleh enzim rubisco dan selanjutnya akan membentuk sukrosa. Sukrosa-sukrosa yang terbentuk ini akan diikat menjadi satu sehingga akan diperoleh pati yang nantinya digunakan dalam proses respirasi untuk menghasilkan energi ataupun disimpan sebagai cadangan makanan.
Semakin banyak tumbuhan menghasilkan pati, karbondioksida yang difiksasi juga semakin banyak. Dengan banyaknya CO2 yang diserap maka emisi CO2 akan makin berkurang, peningkatan suhu akibat efek gas rumah kaca dapat diatasi sehingga pemanasan global dapat dikurangi. Dengan demikian, kelangsungan hidup seluruh makhluk hidup dapat terjaga dengan baik.
Hasil analisis komponen utama menunjukkan bahwa kandungan karbohidrat daun dan kemampuan tanaman menyerap CO2 memiliki korelasi negatif dengan kandungan klorofil total. Ada beberapa alasan yang dapat dikemukakan mengenai korelasi negatif ini. Tanaman C-3 cenderung mencapai puncak laju fotosintesis pada intensitas cahaya dan suhu moderat, dan akan terganggu oleh suhu tinggi dan intensitas cahaya penuh. Setiap proses fisiologis tumbuhan akan bekerja pada besaran toleransi tertentu. Untuk suhu, sedikitnya ada batas minimum untuk memulai kegiatan dan kegiatan akan berjalan cepat pada suhu optimum dan akan berhenti pada titik maksimum. Ketiga titik tersebut dikenal sebagai Suhu Kardinal (Odum 1996). Semua jenis tanaman yang diteliti merupakan tanaman C-3. Diduga korelasi negatif berkaitan dengan konsep kejenuhan. Sinar matahari yang ditangkap klorofil sebagai pusat reaksi sudah melebihi titik jenuh, sehingga walaupun kandungan klorofil total daun tinggi, foton yang ditangkap tidak dapat menghasilkan energi NADPH dan ATP yang berguna untuk mereduksi CO2 pada reaksi gelap.
dengan istilah Radiasi Aktif Fotosintesis (PAR = photosynthetically active radiation). Cahaya yang paling efektif dimanfaatkan oleh tanaman hijau adalah biru dan merah. Diduga pada saat dilakukan pengukuran, tanaman tidak mendapat cahaya yang efektif untuk fotosintesis. Dari segi ekologi, bagi kehidupan organisme yang penting radiasi adalah kualitas sinar (panjang gelombang dan warna) dan intensitas cahaya (lama penyinaran), karena laju fotosintesa akan bervariasi sesuai dengan perbedaan panjang gelombang yang ada.
Luas daun berpengaruh terhadap kandungan klorofil total. Menurut Gardner et al. (1985) permukaan daun yang luas dan datar memungkinkan daun menangkap cahaya secara maksimal per satuan volume dan meminimalkan jarak yang harus ditempuh oleh CO2 dari permukaan daun ke kloroplas. Semakin besar luas daun dan semakin tinggi intensitas cahaya matahari, maka cahaya yang mampu diserap oleh daun tinggi dan laju fotosintesis akan terjadi secara maksimum.
Peringkat kandungan klorofil total berturut-turut adalah S. sigun, A. scholaris, M. glauca, C. argentea, S. lineatum, A. excelsa, S. wallichii, dan D. imbricatus. Jika dilihat dari hasil analisis statistiknya, nilai kandungan klorofil kedelapan jenis tersebut tidak berbeda nyata antara satu spesies dengan spesies tertentu lainnya. Kandungan klorofil S. sigun tidak berbeda nyata dengan A. scholaris dan M. glauca. Kandungan klorofil A. scholaris dan M. glauca juga tidak berbeda nyata dengan C. argentea, sedangkan kandungan klorofil A. argentea tidak berbeda nyata dengan S. lineatum. S. lineatum memiliki nilai kandungan klorofil yang tidak berbeda nyata dengan A. excelsa dan S. wallichi. A. excelsa dan S. wallichi memiliki total klorofil yang tidak berbeda nyata dengan D. imbricatus.
juga sensitif terhadap paparan cahaya. Hasil lebih baik diperoleh bila mengekstraksi jaringan segar dan pengukuran klorofil segera dilakukan, walaupun ekstrak dapat disimpan dalam aseton pada suhu -20 sampai -30 oC tanpa kehilangan nilai yang berarti (Harborne 1987).
Perbedaan kandungan klorofil pada jenis tanaman yang berbeda, yang tumbuh pada lingkungan sama, menunjukkan adanya perbedaan respon fisiologi yang berbeda. Hasil penelitian Suharja & Sutarno (2009) pada dua varietas cabai yang diberi kandungan pupuk berbeda adalah tidak sama. Rendahnya kandungan nutrien serperti N dan Mg akan mempengaruhi pembentukan klorofil. Nitrogen berkaitan erat dengan sintesis klorofil, juga protein dan enzim. Enzim Rubisco berperan sebagai katalis dalam fiksasi CO2 (Salisbury & Ross 1995).
Daun dengan kandungan klorofil tinggi tidak selalu menghasilkan serapan CO2 tinggi karena masih banyak faktor lain yang menentukan laju serapan CO2.
Banyak faktor yang harus diperhatikan dalam pengukuran laju serapan CO2 tanaman agar dicapai interpretasi nilai laju fotosintesis yang benar. Faktor yang perlu diperhatikan antara lain adalah metode yang digunakan, kondisi lingkungan tumbuh dan mikroklimat pada saat pengukuran, ukuran atau umur tanaman yang diukur, umur daun (daun muda/daun tua), serta akurasi alat yang digunakan. Tanaman yang tumbuh atau diukur pada kondisi alam in situ biasanya memiliki laju serapan CO2 yang lebih tinggi dibandingkan dengan tanaman yang tumbuh pada kondisi lingkungan terkontrol seperti rumah kaca. Untuk itu, dalam penelitian harus disertakan spesifikasi kondisi pertumbuhan tanaman dan lingkungan pada saat pengukuran serta metode dan instumen yang digunakan (Hidayati et al. 2011).
Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa klorofil a memiliki hubungan positif dengan klorofil b dan total klorofil, dan secara positif berhubungan dengan berat segar daun. Hasil ini sama dengan hasil penelitian Suharja & Sutarno (2009). Hal ini dapat dipahami karena klorofil a merupakan prekursor klorofil b, sementara klorofil a dan b merupakan komposisi total klorofil daun dan juga bagian dari berat segar tanaman.
daun sampel relatif sama. Peningkatan klorofil b dapat terjadi karena daun bagian bawah menerima cahaya yang lebih sedikit dan adanya konversi klorofil a menjadi klorofil b (Folly & Engel 1999).
Hasil analisa C-organik daun menunjukkan persentase karbon tertinggi dimiliki oleh S. lineatum, walau tidak berbeda nyata dengan C. argentea, A. scholaris, dan S. wallichii, tetapi cukup menggambarkan adanya kesamaan dengan dengan hasil analisa karbohidrat. S. lineatum memiliki nilai tertinggi kedua setelah D. imbricatus. Nilai ini juga tidak berbeda nyata.
Tanaman yang memiliki N-organik tertinggi adalah M. glauca, diikuti S. sigun, kemudian A. scholaris. Nilai ini sejalan dengan kandungan klorofil total ketiga tanaman tersebut. Penelitian kandungan nitrogen pernah dilakukan oleh Suharno et al. (2007) terhadap tanaman A. excelsa. A. excelsa memiliki persentase nitrogen daun sebesar 1.33%. Tipe emergen pada saat daun masih muda memiliki nilai nitrogen yang lebih rendah dibandingkan tipe underlayer (di bawah naungan). Pernyataan ini sesuai dengan hasil penelitian, bahwa A. excelsa memiliki kandungan nitrogen yang lebih rendah dibandingkan tanaman S. wallichii atau S. sigun, yang termasuk tipe kanopi.
Hasil analisis Mg menunjukkan, bahwa tanaman yang memiliki kandungan klorofil tinggi, pada umumnya memiliki kandungan Mg yang juga tinggi. Magnesium dan nitrogen merupakan unsur pembentuk molekul klorofil, dapat dilihat dari rumus kimianya, yaitu C55H72O5N4Mg untuk klorofil a dan C55H70O6N4Mg untuk klorofil b (Harborne 1987).
