Efisiensi Penggunaan Radiasi Matahari

by R.Larasati

Efisiensi penggunaan radiasi matahari dipergunakan secara luas dalam analisis pertumbuhan tanaman dan produksi biomassa dalam beberapa model simulasi tanaman dengan lingkungan berbeda. Pada simulasi, radiasi yang diintersepsi selama periode tertentu dikalikan dengan efisiensi penggunaan radiasi matahari untuk memprediksi produksi bahan kering . Sinclair dan Horie (1989), menyatakan bahwa  efisiensi penggunaan radiasi matahari berbeda menurut jenis dan bervariasi antar jenis tergantung tingkat kejenuhan cahaya pada laju fotosintesis dan kandungan nitrogen daun. Selain itu, variabilitas iklim dan defisit air yang terjadi pada kondisi lapang juga akan langsung menurunkan nilai efisiensi penggunaan radiasi matahari akibat penurunan aktifitas fotosintesis. Muchow and Davis  (1988) menyatakan bahwa pengukuran efisiensi penggunaan radiasi matahari sangat membantu memahami konsekuensi kekeringan bagi tanaman dan variasinya menurut umur (Rusmayadi et al.  2008).

Biomassa tanaman diukur bersamaan dengan radiasi yang diintersepsinya (Lindquist et al.   2005 dalam Rusmayadi et al.   2008). Efisiensi penggunaan radiasi matahari dihitung dari dua faktor yakni faktor yang mengurangi konversi efisiensi saat suhu dingin membatasi fungsi tanaman dan faktor kedua yang mengurangi konversi efisiensi maksimum ketika tekanan uap defisit (VPD) cukup tinggi untuk menghambat fotosintesis. Hal ini diasumsikan bahwa defisit air tanah terkait dengan VPD dan bahwa VPD akan dihitung untuk stres kekeringan (Heinsch et al.   2006 dalam Yuan et al.  2007). Efisiensi penggunaan radiasi matahari dipengaruhi oleh kondisi suhu , kelembaban permukaan tanah, dan fenologi daun.

Efisiensi penggunaan radiasi matahari juga penting untuk studi penginderaan jauh, karena sebagian besar satelit berbasis perkiraan produktivitas yang bergantung antara hubungan APAR dan NPP (Kumar dan Monteith   1981 dalam Ito dan Oikawa  2004). Sebagai model mandiri atau model integrasi  dari ekosistem terpadu, pendekatan efisiensi penggunaan radiasi matahari telah digunakan untuk memperkirakan Gross Primary Production (GPP) dan Net Primary Production (NPP) di berbagai skala spasial dan temporal.

Model

εg atau εn

(g C m-2 MJ-1 APAR)

ε0

(g C m-2 MJ-1 APAR)

Reference

Net Primary Production CASA εn = ε0 x Ts x SM

0.389

Potter et all.   1993

Gross Primary Production GLO-PEM εg = ε0 x Ts x SM x VPD

55.2αa

Prince and Goward   1995
εg = ε0 x Ts x SM x VPD

2.76b

Prince and Goward   1996
MODIS-PSN εg = ε0 x Ts x VPD

0.604 – 1.259c

Running et al.   2000
3-PG εg = ε0

1.8d

Landsberg and waring  1997
VPM εg = ε0 x Ts x W

2.208e

Xiao et al.   2005a
εg = ε0 x Ts x W

2.484f

Xiao et al.   2005b
C-Fix model εg = ε0

1.1

veroustrate et all.  2002
EC-LUE εg = ε0 x Ts x SM

2.14

Yuan et al.   2007

NPP = en x  fAPAR x PAR atau GPP = eg x  fAPAR x  PAR, dimana en adalah efisiensi penggunaan radiasi matahari yang digunakan untuk menghitung NPP dan eg untuk GPP.  T adalah temperatur, SM = indeks kelembaban tanah, VPD = defisit tekanan uap, W =  kandungan air kanopi, dan e0 adalah efisiensi pengggunaan radiasi matahari potensial di beberapa model.

a digunakan untuk perhitungan tanaman C3 dan α adalah quantum yield (nilai kuantum hasil)

b digunakan untuk perhitungan tanaman C4

c digunakan untuk perhitungan di 11 kelas bioma global

d digunakan untk perhitungan di ekosistem hutan

e digunakan untuk perhitungan evergreen needleleaf forests (hutan berdaun jarum)

f digunakan untuk menghitung moist tropical evergreen forests (hutan tropis basah)