Pendahuluan

Cahaya matahari merupakan sumber energi utama bagi kehidupan di Bumi, dan tanaman memainkan peran penting dalam mengubah energi ini menjadi zat organik melalui proses fotosintesis. Salah satu aspek kunci dalam dinamika ekologi cahaya adalah Radiasi Aktif Fotosintesis (PAR). 

Artikel ini akan menjelaskan konsep PAR, mengapa rentang panjang gelombang tertentu penting bagi tanaman, dan bagaimana kita mengukur serta memahami dampaknya dalam ekosistem.



Pengertian Radiasi Aktif Fotosintesis (PAR)

Radiasi Aktif Fotosintesis (PAR) mengacu pada cahaya yang diserap oleh tanaman untuk melakukan fotosintesis. 

Cahaya ini terletak dalam rentang panjang gelombang tertentu dari spektrum matahari, yaitu 400 hingga 700 nanometer (nm). Rentang ini termasuk dalam spektrum terlihat, yang dapat diamati oleh mata manusia tanpa bantuan alat optik.

Letak Photosynthetically Active Radiation (PAR) dalam spekrum cahaya matahari
Gambar: https://migrolight.com


Dalam fotosintesis, tanaman menggunakan energi cahaya ini untuk mengubah karbon dioksida dan air menjadi glukosa, menghasilkan oksigen sebagai produk sampingan. 

Namun, penting untuk memahami bahwa tidak semua cahaya matahari diserap dengan efisiensi yang sama oleh tanaman.




Peran Rentang Panjang Gelombang PAR

Rentang panjang gelombang 400 hingga 700 nm dipilih oleh tanaman sebagai rentang optimal untuk fotosintesis.

Walaupun matahari menghasilkan spektrum cahaya yang lebih luas, hanya cahaya dalam rentang ini yang memberikan energi yang cukup untuk mendukung proses fotosintesis tanpa merusak sel tanaman.

Tanaman telah berevolusi untuk menghindari cahaya dengan panjang gelombang yang terlalu pendek atau terlalu panjang. 

Panjang gelombang yang terlalu pendek, seperti ultraviolet, dapat merusak sel dan jaringan tanaman, sedangkan panjang gelombang yang terlalu panjang tidak menyediakan cukup energi untuk fotosintesis.



Variabilitas PAR Berdasarkan Waktu dan Tempat

Meskipun rentang panjang gelombang PAR tetap sama, jumlah energi yang diserap dapat berubah tergantung pada waktu hari dan ketinggian tempat tanaman tumbuh. 

Pada siang hari, terutama selama musim panas, intensitas PAR cenderung mencapai puncaknya. Faktor-faktor seperti penutupan awan, bayangan dari pohon atau bangunan, serta polusi udara dapat mengurangi ketersediaan PAR untuk tanaman.



Eksplorasi Pengecualian pada Rentang PAN

Meskipun kebanyakan tanaman mengandalkan rentang 400 hingga 700 nm, ada beberapa organisme, seperti cyanobacteria, purple bacteria, dan heliobacteria, yang mampu menyerap panjang gelombang yang lebih panjang, termasuk daerah inframerah dekat. 

Pengecualian ini terutama ditemukan di lingkungan ekstrem, seperti dasar kolam yang stagnan atau dasar laut yang gelap.



Pigmen dan Proses Penyerapan Cahaya

Untuk menyerap cahaya, tanaman dan cyanobacteria menggunakan pigmen fotosintetik. Klorofil, pigmen hijau yang terkenal, adalah pigmen utama yang menyerap cahaya dalam rentang PAR. 

Ada dua jenis utama klorofil dalam tanaman, yaitu klorofil 'a' dan klorofil 'b', yang masing-masing menyerap panjang gelombang biru dan merah dari spektrum terlihat.

Namun, selain klorofil, ada pigmen aksesori seperti karoten dan xantofil yang juga membantu dalam penyerapan energi matahari. Ini menciptakan pola absorpsi yang berbeda, memastikan tanaman dapat memanfaatkan sebanyak mungkin energi yang tersedia dalam spektrum PAR.



Penyerapan Photosynthetically Active Radiation (PAR)

Tanaman menggunakan pigmen dan kompleks penangkapan cahaya untuk menyerap energi dari PAR. Proses ini melibatkan dua sistem fotosintesis utama: fotosistem I (PSI) dan fotosistem II (PS II). 

PSI menyerap cahaya pada panjang gelombang 700 nm (P700), sementara PS II menyerap pada panjang gelombang 680 nm (P680).

Pigmen-pigmen ini bekerja sama untuk membentuk kompleks penangkapan cahaya yang dapat menyerap semua panjang gelombang PAR yang diperlukan untuk fotosintesis yang efisien.



Pengukuran Radiasi Aktif Fotosintesis (PAR)

PAR diukur dalam satuan kepadatan fluks foton fotosintetik (PPFD), yang dinyatakan dalam mikromol foton per meter persegi per detik (µmol m⁻² s⁻¹). PPFD mencerminkan jumlah foton yang tiba di permukaan tanaman dalam rentang PAN dalam satu satuan waktu.

Alat yang umum digunakan untuk mengukur PAR adalah detektor fotovoltaik silikon. Ini dapat mengukur intensitas cahaya dalam rentang 400 hingga 700 nm dan memberikan nilai PPFD yang mencerminkan ketersediaan cahaya untuk fotosintesis.



Pentingnya Pengukuran PAR dalam Ekosistem

Pemahaman terhadap jumlah dan ketersediaan PAR dalam ekosistem penting untuk evaluasi lahan pertanian, kehutanan, dan oceanografi. 

Pertumbuhan tanaman dan produktivitas pertanian sangat bergantung pada ketersediaan cahaya matahari yang memadai.



Kesimpulan

Dari artikel ini, kita dapat menyimpulkan bahwa Radiasi Aktif Fotosintesis (PAR) memainkan peran krusial dalam proses fotosintesis dan pertumbuhan tanaman. 

Rentang panjang gelombang yang diserap tanaman, serta pengukuran dan pemahaman terhadap PAR, memberikan wawasan mendalam tentang ekologi cahaya dan peranannya dalam menjaga keseimbangan ekosistem dan kelangsungan hidup organisme di Bumi.


Referensi:

  • https://migrolight.com/blogs/grow-light-news/learn-grow-lighting-basics
  • https://www.vernier.com/til/3104
  • https://www.ysi.com/parameters/photosynthetic-active-radiation-par
  • https://www.gigahertz-optik.com/en-us/service-and-support/knowledge-base/measurement-of-par/