Respirasi tumbuhan adalah suatu proses perombakan zat organik (katabolisme atau disamilasi), yang mana energi yang telah tersimpan digunakan kembali untuk melakukan proses-proses kehidupan pada tumbuhan itu sendiri. Respirasi glukosa misalnya:
C6H12O6 + 6O2 −−−−−−> 6CO2 + 6H2O ∆G° = – 686 kkal
Dari persamaan diatas nampak adanya energi sebesar 686 kkal yang dilepaskan pada proses itu. Respirasi glukosa dapat dibagi menjadi 3 tahap:
- Sebagian glukosa dioksidasi dan menghasilkan senyawa 3 karbon yaitu asam piruvat.
- Atom karbon dari asam piruvat seluruhnya dioksidasi menjadi CO2 dalam reaksi seri melingkar (daur asam trikarboksilat).
- Elektron dipindahkan dari NAD tereduksi yang dihasilkan oleh tahap II (dan juga tahap I) dan dipindahkan melalui system pembawa yang disebut rantai pengangkutan elektron.
Di dalam mahluk hidup terjadi pembakaran gula dan macam-macam zat organik lainya, proses respirai berlangsung dengan bantuan enzim-enzim dan prosesnya terjadi di dalam temperatur biasa. Sebagian energi yang timbul karenanya berupa energi panas dan sebagian lagi berupa energi yang digunakan adalah sebagai proses pembentukan zat organik, osmosis, aktivitas tumbuhan, akumulasi garam-garam, aliran protoplasma, pembelahan sel dan lain-lain.
Jika karbohidrat seperti fruktan, fruktosa, sukrosa, atau zat amilum yang dipakai sebagai substrat dalam proses respirasi. Jika senyawa tersebut teroksidasi secara sempurna, maka jumlah O2 yang digunakan akan menghasilkan jumlah yang persis sama dengan jumlah kadar CO2 yang dihasilkan. Nisbah CO2/O2 ini disebut Kuosien Respirasi (RQ = Respiratory Quotient). Nilai RQ ini kebanyakan mendekati nilai 1.
Adapun faktor-faktor yang mempengaruhi kecepatan respirasi adalah sebagai berikut :
1. Faktor internal yang mempengaruhi laju respirasi tumbuhan
a. Faktor protoplasmik
Faktor ini akan mempengaruhi laju respirasi dan juga dipengaruhi oleh kuantitas (banyak) dan kualitas (mutu) dari suatu protoplasma. Kuantitas dan kualitas suatu protoplasma dalam sel dipengaruhi oleh umur sel tumbuhan.
Dalam rentang umur dari muda sampai dewasa semakin bertambah umur suatu sel, semakin bertmabah bertambah kuantitas dan kualitas protoplasma sel. Pertambahan kuantitas protoplasma disebabkan karena sel masih melakukan pertumbuhan. Seiring dengan bertambahnya massa protoplasma serta diikuti dengan penambahan dan penyempurnaan enzim di dalam protoplasma. Dengan demikian jelaslah bahwa semakin bertambah umur suatu sel, maka semakin cepat laju respirasinya.
b. Konsentrasi substrat respirasi yang tersedia
Laju respirasi sangat bergantung pada konsentarsi substrat respirasi yang tersedia. Substrat yang semakin banyak tersedia di dalam sel, maka laju respirasinya akan mengalami peningkatan.
2. Faktor eksternal yang mempengaruhi laju respirasi tumbuhan
a. Temperatur
Seperti proses-proses yang lain, laju respirasi juga dipengaruhi oleh temperatur. Di dalam rentang tempertaur 0°C sampai denagn 45°C, peningkatan temperatur akan diikuti oleh peningkatan laju respirasi. Pada temperatur yang tinggi, maka laju respirasi akan menurun seiring dengan bertambahnya waktu. Faktor waktu ini, berkaitan dengan sifat dari reaksi enzimatis. Meyer dan Anderson (1952) menyebutkan bahwa menurunnya laju respirasi pada temperatur yang tinggi disebabkan oleh beberapa hal, yakni:
- Masuknya oksigen ke dalam sel tidak cepat karena pada temperatur yang tinggi konsentrasi oksigen menurun.
- Keluarnya CO2 tidak cepat sehingga banyak mengalami akumulasi di dalam sel serta dapat menyebabkan hambatan pada proses respirasi.
- Pada temperatur tinggi substrat respirasi yang tersedia menurun sehingga substrat respirasi menjadi faktor pembatas.
Disamping itu dengan tingginya temperatur dan lamanya temperatur tersebut akan menyebabkan kerusakan pada protein enzim yang dapat menjadikan laju respirasi menurun. Begitu juga sebaliknya, pada temperatur yang sangat rendah, maka laju respirasi akan menurun karena terjadi perubahan konformasi struktur protein enzim.
Baja juga: Efek Temperatur Terhadap Pertumbuhan Tanaman
b. Cahaya
Peningkatan intensitas cahaya menyebabkan peningkatan laju respiarsi. Faktor pengaruh cahaya terhadap laju respirasi dapat ditinjau dari tiga aspek, yaitu:
- Meningkatnya intensitas cahaya akan meningkatkan laju fotosintesis yang berarti substrat rspirasi yang tersedia meningkat. Dengan demikian laju respirasi juga meningkat.
- Meningkatnya intensitas cahaya akan meningkatkan tempertaur sehingga laju respirasi meningkat.
- Meningkatnya intensitas cahaya akan meningkat hasil fotosintesis di dalam sel penutup stoma sehingga akan menyebabkan stomata membuka. Kondisi tersebut dapat menyebabkan proses pertukaran gas O2 dan CO2 akan berlangsung dengan cepat yang dapat mempengaruhi peningkatan laju respirasi.
c. Konsentrasi oksigen di udara
Oksigen merupakan faktor yang utama untuk berlangsungnya prsoses respirasi aerob. Oleh sebab itu laju respirasi aerob juga sangat bergantung pada konsentrasi yang tersedia.
d. Konsentrasi karbon dioksida
Peningkatan konsentrasi karbon dioksida di udara dapat mengakibatkan terjadinya penutupan stomata. Sebagai akibatnya, pertukaran gas menjadi berkurang dan akan terjadi penurunan laju respirasi.
e. Tersedianya air
Air merupakan medium tempat terjadinya reaksi respirasi. Oleh sebab itu tidak tersedianya air menyebabkan turunnya laju respirasi.
f. Luka pada organ tumbuhan
Luka pada organ tumbuhan pada umumnya dapat menyebabkan inisiasi jaringan meristematik pada daerah luka sehingga akhirnya dapat berkembang menjadi kalus. Dengan adanya inisiasi meristematik tersebut, maka dapat menyebabkan peningkatan laju respirasi karena sel-sel yang bersifat meristematik tersebut banyak mengandung substrat respirasi yang cukup tersedia.
g. Senyawa kimia
Beberapa senyawa kimia seperti karbomonoksida, sianida, aseton, kloroform, eter, formaldehid, alkaloid, dan glukosida, bila dalam jumlah sedikit, dapat meningkatkan laju respirasi pada tahapan di awal namn bila keberadaan senyawa kimia dalam jumlah banyak, maka akan menurunkan laju respirasi. Turunnya laju respirasi disebabkan karena senyaa- senyawa tersebut diatas bersifat menghambat reaksi enzimatis pada proses respirasi.
h. Perlakuan mekanik
Beberapa perlakuan mekanik seperti adanya pembengkokan serta pengusapan dan penggosokan dapat meningkatkan laju respirasi. Akan tetapi jika perlakuan mekanik diberikan secara berulang-ulang maka efeknya tidak nampak lagi.
Lecturer
Science Communicator
Governing Board of Generasi Biologi Indonesia Foundation