Tanaman C3,C4, dan CAM

Berdasarkan tipe fotosintesis, tumbuhan dibagi ke dalam tiga kelompok besar,yaitu C3, C4, dan CAM (crassulacean acid metabolism). Tumbuhan C4 dan CAM lebihadaptif di daerah panas dan kering dibandingkan dengan tumbuhan C3. Namuntanaman C3 lebih adaptif pada kondisi kandungan CO2 atmosfer tinggi. Sebagian besartanaman pertanian, seperti gandum, kentang, kedelai, kacang-kacangan, dan kapasmerupakan tanaman dari kelompok C3.Tanaman C3 dan C4 dibedakan oleh cara mereka mengikat CO2 dari atmosfir danproduk awal yang dihasilkan dari proses assimilasi.Pada tanaman C3, enzim yang menyatukan CO2 dengan RuBP (RuBP merupakansubstrat untuk pembentukan karbohidrat dalam proses fotosintesis) dalam proses awalassimilasi, juga dapat mengikat O2 pada saat yang bersamaan untuk prosesfotorespirasi ( fotorespirasi adalah respirasi,proses pembongkaran karbohidrat untukmenghasilkan energi dan hasil samping, yang terjadi pada siang hari) . Jika konsentrasiCO2 di atmosfir ditingkatkan, hasil dari kompetisi antara CO2 dan O2 akan lebihmenguntungkan CO2, sehingga fotorespirasi terhambat dan assimilasi akan bertambahbesar.Pada tanaman C4, CO2 diikat oleh PEP (enzym pengikat CO2 pada tanaman C4) yangtidak dapat mengikat O2 sehingga tidak terjadi kompetisi antara CO2 dan O2. Lokasiterjadinya assosiasi awal ini adalah di sel-sel mesofil (sekelompok sel-sel yangmempunyai klorofil yang terletak di bawah sel-sel epidermis daun). CO2 yang sudahterikat oleh PEP kemudian ditransfer ke sel-sel "bundle sheath" (sekelompok sel-sel disekitar xylem dan phloem) dimana kemudian pengikatan dengan RuBP terjadi. Karenatingginya konsentasi CO2 pada sel-sel bundle sheath ini, maka O2 tidak mendapatkesempatan untuk bereaksi dengan RuBP, sehingga fotorespirasi sangat kecil and Gsangat rendah, PEP mempunyai daya ikat yang tinggi terhadap CO2, sehingga reaksifotosintesis terhadap CO2 di bawah 100 m mol m-2 s-1 sangat tinggi. , laju assimilasitanaman C4 hanya bertambah sedikit dengan meningkatnya CO2Sehingga, dengan meningkatnya CO2 di atmosfir, tanaman C3 akan lebih beruntung daritanaman C4 dalam hal pemanfaatan CO2 yang berlebihan.Contoh tanaman C3 antara lain : kedele, kacang tanah, kentang, dllcontoh tanaman C4 adalah jagung, sorgum dan tebu.1. Tanaman C3dalam fotosintesis C3 berbeda dengan C4,pada C3 karbon dioxida masuk ke sikluscalvin secara langsung. Struktur kloroplas pada tanaman C3 homogen. Tanaman C3mempunyai suatu peran penting dalam metabolisme, tanaman C3 mempunyaikemampuan fotorespirasi yang rendah karena mereka tidak memerlukan energi untukfiksasi sebelumnya. Tanaman C3 dapat kehilangan 20 % carbon dalam siklus calvinkarena radiasi, tanaman ini termasuk salah satu group phylogenik. Konsep dasar reaksigelap fotosintesis siklus Calvin (C3) adalah sebagai berikut:CO2 diikat oleh RUDP untuk selanjutnya dirubah menjadi senyawa organik C6 yangtidak stabil yang pada akhirnya dirubah menjadi glukosa dengan menggunakan 18ATPdan 12 NADPH.Siklus ini terjadi dalam kloroplas pada bagian stroma.Untukmenghasilkan satu molekul glukosa diperlukan 6 siklus C3.NaunganMerupakan salah satu alternatif untuk mengatasi intensitas cahaya yang terlalutinggi.Pemberian naungan dilakukan pada budidaya tanaman yang umumnya termasukkelompok C3 maupun dalam fase pembibitanPada fase bibit, semua jenis tanaman tidak tahan IC penuh, butuh 30-40%, diatasidengan naunganPada tanaman kelompok C3, naungan tidak hanya diperlukan pada fase bibit saja,tetapi sepanjang siklus hidup tanamanMeskipun dengan semakin dewasa umur tanaman, intensitas naungan semakindikurangiNaungan selain diperlukan untuk mengurangi intensitas cahaya yang sampai ketanaman pokok, juga dimanfaatkan sebagai salah satu metode pengendaliangulmaDi bawah penaung, bersih dari gulma terutama rumputanSemakin jauh dari penaung, gulma mulai tumbuh semakin cepatTitik kompensasi gulma rumputan dapat ditentukan sama dengan IC pada batasmulai ada pertumbuhan gulmaTumbuhan tumbuh ditempat dg IC lebih tinggi dari titik kompensasi (sebelumtercapai titik jenuh), hasil fotosintesis cukup untuk respirasi dan sisanya untukpertumbuhanDampak pemberian naungan terhadap iklim mikroMengurangi IC di sekitar sebesar 30-40%Mengurangi aliran udara disekitar tajukKelembaban udara disekitar tajuk lebih stabil (60-70%)Mengurangi laju evapotranspirasiTerjadi keseimbangan antara ketersediaan air dengan tingkat transpirasi tanaman2. Tanaman C4Tebu (Saccharum officinarum), jagung (Zea mays), dan tumbuhan tertentu laintidak mengikat karbon dioksida secara langsung. Pada tumbuhan ini senyawa pertamayang terbentuk setelah jangka waktu pelaksanaan fotosintesis yang sangat pendek,bukanlah senyawa 3-C asam fosfogliserat (PGA), melainkan senyawa 4-C asamoksaloasetat (OAA).Metode alternatif fiksasi karbon dioksida untuk fotosintesis ini disebut jalurHatch-Slack. Tumbuhan yang menggunakan jalur ini disebut tumbuhan C4 atau tumbuhan 4 karbon 3. CAMBerbeda dengan gerakan stomata yang lazim, stomata tumbuhan CAM membukapada malam hari, tetapi menutup pada siang hari.Pada malam hari jika kondisi udara kurang menguntungkan untuk transpirasi,stomata tumbuhan CAM membuka, karbon dioksida berdifusi ke dalam daun dan diikatoleh sistem PEP karboksilase untuk membentuk OAA dan malat. Malat lalu dipindahkandari sitoplasma ke vakuola tengah sel-sel mesofil dan di sana asam ini terkumpul dalamjumlah besar. Sepanjang siang hari stomata menutup, karena itu berkuranglahkehilangan airnya, dan malat serta asam organik lain yang terkumpul didekarboksilasiagar ada persediaan karon dioksida yang langsung akan diikat oleh sel melalui daur calvin.