I. PENDAHULUAN
I.1 Latar Belakang
Dalam ekosistem terdapat dua peristiwa yang tidak terhenti yaitu aliran energi dan aliran materi. Aliran energi berasal dari sinar surya yang memasuki ekosistem. Energi ini digunakan untuk proses fotosintesis tanaman hijau dan selanjutnya beredar melalui ekosistem melalui rantai makanan. Sedangkan daur materi berlangsung dari organisme hidup ke lingkungan abiotik baik tanah atau atmosfer dan kembali lagi ke organisme hidup, sehingga keberadaan bahan-bahan di ekosistem dalam keseimbangan dinamik.
Di dalam aliran energi terdapat aliran-aliran yang merupakan suatu peristiwa yang terjadi terus menerus. Salah satunya adalah siklus karbon. siklus ini memperlihatkan bahwa karbon bisa terdapat sebagai gas CO2 yang konsentrasinya sangat kecil tetapi sangat menentukan karbon secara global. Sebagian dari karbon terlarut dalam air permukaan, dan sumber air sebagai HCO3- atau sebagai CO2. sejumlah besar karbon terdapat dalam mineral-mineral, terutama dalam bentuk kalsium dan magnesium karbonat, seperti CaCO3. Reaksi fotosintesis menyediakan karbon dalam bentuk anorganik menjadi karbon dalam bentuk organic. Yang dinyatakan sebagai (CH2O), yang merupakan komponen-komponen dari molekul-molekul seluruh kehidupan.
Siklus ini terjadi sepanjang masa pada ekosistem. Untuk menetahuinya lebih dalam, maka perlu di lakukan praktikum mengenai siklus karbon.
I.2 Tujuan
Praktikum ini bertujuan untuk daur biogeokimia pada ekositem khususnya daur karbon..
II. Tinjauan Pustaka
A. Daur karbon
Siklus biogeokimia atau siklus organikanorganik adalah siklus unsur atau senyawa kimia yang mengalir dari komponen abiotik ke biotik dan kembali lagi ke komponen abiotik. Siklus unsur-unsur tersebut tidak hanya melalui organisme, tetapi juga melibatkan reaksireaksi kimia dalam lingkungan abiotik sehingga disebut siklus biogeokimia. Siklus-siklus tersebut antara lain: siklus air, siklus oksigen, siklus karbon, siklus nitrogen, dan siklus sulfur. Di sini hanya akan dibahas 3 macam siklus, yaitu siklus nitrogen, siklus fosfor, dan siklus karbon.(http://ilmupedia.com)
Siklus karbon adalah siklus biogeokimia dimana karbon dipertukarkan antara biosfer, geosfer, hidrosfer, dan atmosfer Bumi (objek astronomis lainnya bisa jadi memiliki siklus karbon yang hampir sama meskipun hingga kini belum diketahui).
Dalam siklus ini terdapat empat reservoir karbon utama yang dihubungkan oleh jalur pertukaran. Reservoir-reservoir tersebut adalah atmosfer, biosfer teresterial (biasanya termasuk pula freshwater system dan material non-hayati organik seperti karbon tanah (soil carbon)), lautan (termasuk karbon anorganik terlarut dan biota laut hayati dan non-hayati), dan sedimen (termasuk bahan bakar fosil). Pergerakan tahuan karbon, pertukaran karbon antar reservoir, terjadi karena proses-proses kimia, fisika, geologi, dan biologi yang bermaca-macam. Lautan mengadung kolam aktif karbon terbesar dekat permukaan Bumi, namun demikian laut dalam bagian dari kolam ini mengalami pertukaran yang lambat dengan atmosfer. (http://id.wikipedia.org/wiki/siklus_karbon)
B. Hydrilla sp
Hidrilla sp. Adalah tanaman hijau yang hidup di air. Tumbuhan air sangat berpengaruh terhsdsp zat-zat makanan untuk orgsnisme hidup. Tumbuhan juga memegang peranan penting dalam transfor oksigen, karbon dioksida, dan gas-gas lain melalui badan air dan dalam pertukaran gas-gas tersebut pada bidang persentuhan antara air-atmosfir.(Rukaesih,2004)
C. Hymnea sp.
Hymnea adalah hewan dari kelas mollusca. Mollusca adalah hewan lunak dan tidak memiliki ruas. Tubuh hewan ini tripoblastik, bilateral simetri, umumnya memiliki mantel yang dapat menghasilkan bahan cangkok berupa kalsium karbonat. Cangkok tersebut berfungsi sebagai rumah (rangka luar) yang terbuat dari zat kapur misalnya kerang, tiram, siput sawah dan bekicot. Namun ada pula Mollusca yang tidak memiliki cangkok, seperti cumi-cumi, sotong, gurita atau siput telanjang. Mollusca memiliki struktur berotot yang disebut kaki yang bentuk dan fungsinya berbeda untuk setiap kelasnya. Cangkok kerang ini terdiri dari dua belahan, sedangkan cangkok siput berbentuk seperti kerucut yang melingkar. Perbedaan lainnya, kaki siput tipis dan rata. Fungsinya adalah untuk berjalan dengan cara kontraksi otot.
III. Metodologi
III.1 Lokasi dan Waktu
Lokasi : Laboratorium Ekologi Fak. Sains dan Tekhnologi UIN syarif hidayatullah
Waktu : tanggal 18-19 April 2008
III.2 Alat dan Bahan
Alat yang digunakan pada praktikum ini:
Gelas piala
Plastik
karet
DO meter/ water quality cheeker
Bahan yang digunakan pada praktikum ini :
Hydrilla sp.
Lymnea sp.
Aquadest
Air
Larutan BTB (Brom Timol Blue)
III.3 Metode Kerja
1. Disiapkan dua percobaan A dan B masing-masing terdiri dari empat botol.
2. Ditandai setiap gelas piala tersebut dengan A1, A2 , A3, A4 serta B1, B2, B3, B4
3. Diisi tiap tabung dengan 500 ml air
4. Dihitung kadar oksigen dengan menggukan DO meter.
5. ditambahkan 5 tetes brom timol blue pada masing-masing botol
6. Dimasukan ke dalam gelas piala A1 dan B1 masing-masing dengan dengan 50 gram Lymnea sp.
7. Dimasukan 50 gram Lymnea sp. dan 3 gram Hydrilla sp. Ke dalam gelas piala A2 dan B2 .
8. Dimasukan pada A3 dan B3 dengan 3 gram Hydrilla sp. Dan pada gelas piala A4 dan B4 dijadikan kontrol ( tidak dimasukan Lymnea sp.dan Hydrilla sp.)
9. Ditutup gelas piala dengan menggunakan plastik putih bening dan karet hingga rapat.
10. Ditempatkan gelas piala A di tempat terang dan B di tempat gelap.
11. Diamati setelah 24 jam
12. Dibandingkan setiap gelas piala dengan kontrol dan di hitung kadar oksigen dengan menggunakan DO meter.
IV. Hasil dan Pembahasan
IV.1 Hasil Pengamatan
A. pertambahan kadar CO2
Pertambahan CO2 A1 B1 A2 B2 A3 B3 A4 B4
+ +++ + + ++ + ++ +++
- -
Ket:
+++ = banyak
++ = sedang
+ = sedikit
B. kadar Oksigen larutan
Gelas Piala A1 B1 A2 B2 A3 B3 A4 B4
Kadar O2 (mg/L) 0.90 1.56 1.20 0.05 1.08 1.81 1.47 0.41
ֶ
DO awal = 0.73
IV.2 Pembahasan
Pada praktikum kali ini dilakukan pengamatan tentang daur karbon. praktikum ini dilakukan untuk dilakukan untuk mempelajari daur biogeikimia pada ekosistem khususnya daur karbon. Dimana pristiwa ini adalah kejadian yang terjadi terus menerus, yaitu digunakan dan dihasilkan dan begitu selanjutnya.
Bahan yang digunakan pada praktikum ini adalah Lymnea sp.dan hydrilla sp , BTB, dan air serta aquadest. Penggunaan hewan dan tumbuhan ini dimaksudkan untuk mengetahui peristiwa daur karbon. dimana terjadi proses fotosintesis yang dilakukan oleh Hydrilla sp.yang menghasilkan O2, dimana O2 digunakan untuk proses respirasi yang dilakukan oleh Lymnea sp. Penggunaan Lymnea karena praktikum ini akan melihat peristiwa fotosintesis dalam air yang merupakan tempat hidup dari Lymnea, selain itu, ini dimungkinkan karena Lymnea mempunyai cangkang, Cangkang berupa kalsium karbonat yang berasal dari kombinasi Ca dan CO2. kalsium karbonat terbentuk karena proses fotosintesis tumbuhan laut sehingga cangkang merupakan suatu bukti adanya daur karbon dan ketika Lymnea itu mati, air dapat melarutkan kalsium karbonat,karena adanya CO2 yang terlarut. sedangkan penggunaan Hydrilla karena merupakan hewan air yang kosmopolit atau ditemukan dimana-mana. Penggunaan BTB sebagai larutan indikator dari asam dan basa, terbentuknya warna kuning menunjukan kalau larutan bersifat asam( kadar CO2 yang tinggi) dan berwarna biru bila larutan bersifat basa( kadar O2 berlebih).
Alat yang digunakan pada praktikum kali ini, salah satunya adalah water quality cheeker. Alat ini digunakan untuk menentukan PH, sanilitas, konduktor dan turgiditas. Tapi pada praktikum kali ini hanya menggunakan water quality cheeker untuk menentukan DO (kadar oksigen) dalam larutan. Oksigen sering merupakan zat kunci dalam menentukan jenis dan keberadaan kehidupan akuatik. Kekurangan oksigen beersifat fatal bagi kebanyakan hewan akuatik seperti ikan, tetapi adanya oksigen juga dapat menyebabkan kehidupan yang fatal bagi bakteri anaerob. Oleh karena itu pengukuran terhadap konsentrasi oksigen terlarut(Dissolved oxygen, DO) penting untuk menentukan sifat biologi suatu bahan air seperti sungai atau danau.(Rukaesih, 2004)
Percobaan pertama adalah mengenai pertambahan CO2. digunakan 8 gelas piala, yaitu A1, B1, A2, B2, A3, B3, A4 dan B4. Gelas piala A1 dan B1 diberi Lymnea dan air, A2 dan B2 diberi Lymnea, Hydrilla dan air, A3 dan B3 diberi Hydrilla dan air serta A4 dan B4 digunakan sebagai kontrol atau menggunakan air saja. Gelas piala A di tempatkan di tempat terang sedangkan yang B ditempatkan ditempat yang gelap. Gelas piala ditutup dengan menggunakan plastik bening sehingga membatasi udara luar tetapi dapat ditembus cahaya dengan baik.
Hasil dari gelas piala A1 menunjukan bahwa kadar CO2 sangat tinggi. Hasil ini menunjukan bahwa Lymnea melakukan proses respirasi. Respirasi adalah proses pemecahan glukosa dengan menggunakan oksigen (O2) dan menghasilkan CO2 dan H2O serta energi. Dimana Lymnea mengambil O2 dari air dan udara pada gelas piala. Selanjutnya menghasilkan CO2, sehingga warna pada larutan menjadi berwarna kuning. Kadar oksigen yang terbentuk adalah 0.90 mg/L atau lebih besar dari DO awal yaitu 0.73. Hal ini mungkin dikarenakan nilai pada water quality cheeker belum stabil, karena seharusnya kadar oksigen lebih kecil dari DO awal karena proses respirasi tersebut.
Hasil dari gelas piala B1 menunjukan kadar CO2 yang cukup tinggi. Hal tersebut dikarenakan adanya proses respirasi yang menghasilkan CO2. Tapi CO2 pada gelas piala B1(tempat gelap) lebih rendah dari A1(tempat terang) dengan DO 1.56 mg/L atau oksigen lebih tinggi disbanding dengan A1. Hasil ini karena pada reaksi terang memiliki suhu yang lebih tinggi dibanding dengan tempat gelap. Dengan kenaikan suhu air,terjadi penurunan oksigen yang dibarengi dengan naiknya kecepatan pernafasan organisme perairan,sehingga sering menyebabkan adanya suatu keadaan dimana naiknya kebutuhan oksigen diikuti dengan kelarutan gas tersebut dalam air (Rukaesih, 2004).
Hasil dari A2 menunjukan proses daur karbon. Daur karbon ini berlangsung secara terus menerus tanpa henti. Dimana didalamnya tedapat proses panjang dan menggunakan waktu yang lama. Daur dalam gelas piala ini melibatkan Hydrilla membutuhkan CO2 dalam fotosintesis dan mengeluarkan O2. dimana O2 dibutuhkan oleh Lymnea dalam respirasi yang menghasilkan CO2. selanjutnya CO2 yang dihasilkan digunakan oleh tanaman untuk fotosintesis, dan begitu selanjutnya. CO2 pada tempat ini kecil karena adanya hydrilla yang menggunakan untuk proses fotosintesis. Kadar oksigen terlarut yang terbentuk adalah 1,20 mg/L, berarti kadar ini menunjukan jumlah yang relatif kecil karena adanya proses respirasi pada Lymnea.
Sinar surya diubah menjadi energi kimia melalui proses fotosintesis dalam tanaman melalui reaksi kimia sebagai tersebut.
CO2 + 6 H20 6 C6H12O6 + 6 O2
Reaksi diatas itu dikatalisasi oleh pigmen tertentu dalam sel biasanya dan atau pigmen lainnya. Gula sebagai reaksi kimia diatas dapat diarahkan menjadi senyawa organic kaya energi seperti pati lalu disimpan yang kemudian dapat juga bereaksi dengan molekul lain seperti protein membentuk karbohidrat khusus seperti selulosa atau dengan molekul lain lagi seperti protein, asam nukleat, pigmen dan hormon. Reaksi tipe ini diperlukan untuk pertumbuhan secara normal dalam mempertahankan jaringan dan fungsi-fungsi tanaman yang semua itu memerlukan energi. Energi untuk reaksi ini didapatkan kembali dengan memecah energi kimia yang tersimpan dalam gula hasil fotosintesis sebagai reaksi kimia di atas melalui oksidasi menghasilkan karbondioksida, air dan energi yang berguna seperti di bawah ini:
C6H12O6 + 6 O2 6 CO2 + 6 H2O + energi
Oksidasi gula oleh organisme itu disebut respirasi dimana energi yang dilepaskan melalui reaksi itu tinggal secara permanen di dalam ekosistem.(Sambas,2003)
Perbedaan fotosintesis tumbuhan air adalah adanya fiksasi senyawa karbon yang mengambil CO2, PH air menjadi meningkat, dan dapat mengendapkanya sebagai CaCO3 dan CaCO3.MgCO3. (Rukaesih, 2004)
Hasil dari gelas piala B2 menunjukan jumlah CO2 yang tinggi, hal ini dikarenakan pada tempat gelap, tumbuhan tidak melakukan fotosintesis karena tidak adanya matahari yang merupakan syarat dari fotosintesis, namun tumbuhan malah melakukan proses respirasi yang menggunakan oksigen. Jadi Lymnea dan Hydrilla sama-sama melakukan reaksi respirasi, sehingga nilai kadar oksigen terlarut rendah yaitu 0.05 mg/L.
Peristiwa yang terjadi pada gelas piala A3 merupakan resksi fotosintesis, dimana terjadi pembentukan oksigen melalui proses fotosintesis. Kandungan oksigen yang tinggi pada gelas piala ini ditunjukan dengan air berwarna biru karena larutan BTB dan kadar oksigen(DO) yaitu 1.08. Selain karena fotosintesis, tingginya oksigen juga disebabkan tidak adanya organisme yang menggunakan oksigen tersebut.
Hasil dari B3 menghasilkan CO2. hal ini dikarenakan tidak adanya cahaya yang digunakan untuk fotosintesis oleh Hydrilla, sehingga Hydrilla melakukan respirasi yang menggunakan oksigen dan menghasilkan karbon dioksida (CO2). Namun penggunaan oksigen oleh tumbuhan dan organisme lain berbeda. Oksigen yang diperlukan oleh lebih sedikit, hal ini dikarenakan tumbuhan tidak melakukan pergerakan seperti yang dilakukan oleh organisme lainnya sehingga CO2 yang dihasilkan dalam jumlah yang kecil. Hasil dari kadar oksigen terlarut (DO) pada gelas piala ini adalah 1.81 mg/L, hasil ini tidak sesuai karena seharusnya kandungan oksigen pada A3 lebih tinggi. Hal itu dimungkinkan karena adanya nilai yang belum stabil pada water quality cheeker.
Hasil dari gelas piala A4 menunjukan adanya kandungan karbon dioksida yang melebihi dengan A2. hal ini dimungkinkan karena adanya mikroorganisme yang dapat mengubah kandungan yang terdapat dalam air menjadi CO2. Nilai DO yang tinggi, mungkin disebabkan karena adanya ketidaksetabilan nilai pada water quality cheeker. Dan hasil dari B4 menunjukan jumlah CO2 yang banyak karena mungkin adanya mikroorganisme yang terdapat di dalam air pada gelas piala yang dapat menjadi CO2 dan menghasilkan DO yaitu 0.41 mg/L.
V. Penutup
V.1 Kesimpulan
1. Daur karbon meliputi fotosintesis dan respirasi
2. Fotosintesis adalah proses pembentukan glukosa oleh tumbuhan dengan bantuan CO2, H2O dan cahaya matahari.
3. Respirasi adalah proses pemecahan glukosa dengan menggunakan oksigen (O2) dan menghasilkan CO2 dan H2O serta energi.
4. A1 menghasilkan CO2 terbesar
5. Perbedaan fotosintesis tumbuhan air adalah adanya fiksasi senyawa karbon yang mengambil CO2, PH air menjadi meningkat, dan dapat mengendapkanya sebagai CaCO3 dan CaCO3.MgCO3
6. Dengan kenaikan suhu air,terjadi penurunan oksigen yang dibarengi dengan naiknya kecepatan pernafasan organisme perairan
7. Cahaya dibutuhkan pada saat fotosintesis
8. Pada keadaan gelap tumbuhan melakukan respirasi
9. Jumlah penggunaan oksigen pada respirasi oleh tumbuhan dan organisme lain berbeda
V.2 Saran
Lindungilah semua hal di bumi, agar dia bisa berjalan dengan semestinya
Daftar Pustaka
Achmad, Rukaesih. 2004. Kimia Lingkungan. Jakarta: Yogyakarta Andi
Daur Karbon. http:rimbaya.blogspot.com/2005/03/daurkarbon/htm.tanggal 23 April 2008 jam 17.38
___________. http://id.wikipedia.org/wiki/siklus_karbon. tanggal 23 April 2008 jam17.41
Mollusca. http://www.e-dukasi.net/mol/mo-ful.phd?moid=78&fname=bio111_34.htm
Setyo, Leksono. 2007. Ekologi. Malang: Bay0media Publishing
Wirakusumah, Sambas.2003. Dasar- Dasar Ekologi. Jakarta: UI Press
PERTANYAAN
1. Pertambahan konsentrasi CO2 pada botol percobaan B2 menunjukan apa?
2. Mengapa Hydrilla Sp tidak menambah jumlah CO2 bila diletakan ditempat terang?
3. Tuliskan reaksi fotosintesa dan reaksi respirasi yang terjadi pada organisme?
JAWAB :
1. karena adanya proses respirasi pada Lymnea, yaitu proses pembentukan ATP dengan pemecahan glukosa. Reaksi ini membutuhkan O2 dan menghasilkan CO2.
2. karena terjadi proses fotosintesis, dimana Hidrilla menggunakan CO2 dan menghasilakan Oksigen.
3. Sinar surya diubah menjadi energi kimia melalui proses fotosintesis dalam tanaman melalui reaksi kimia sebagai tersebut.
CO2 + 6 H20 6 C6H12O6 + 6 O2
Reaksi diatas itu dikatalisasi oleh pigmen tertentu dalam sel biasanya dan atau pigmen lainnya. Gula sebagai reaksi kimia diatas dapat diarahkan menjadi senyawa organic kaya energi seperti pati lalu disimpan yang kemudian dapat juga bereaksi dengan molekul lain seperti protein membentuk karbohidrat khusus seperti selulosa atau dengan molekul lain lagi seperti protein, asam nukleat, pigmen dan hormon. Reaksi tipe ini diperlukan untuk pertumbuhan secara normal dalam mempertahankan jaringan dan fungsi-fungsi tanaman yang semua itu memerlukan energi. Energi untuk reaksi ini didapatkan kembali dengan memecah energi kimia yang tersimpan dalam gula hasil fotosintesis sebagai reaksi kimia di atas melalui oksidasi menghasilkan karbondioksida, air dan energi yang berguna seperti di bawah ini:
C6H12O6 + 6 O2 6 CO2 + 6 H2O + energi
Oksidasi gula oleh organisme itu disebut respirasi dimana energi yang dilepaskan melalui reaksi itu tinggal secara permanen di dalam ekosistem.(Sambas,2003)
Tidak ada komentar:
Posting Komentar