Korelasi Pembentukan Oksigen Dan Berat Tumbuhan Air Dalam Proses Fotosintesis

I.      Judul

1.1  Korelasi Pembentukan Oksigen Dan Berat Tumbuhan Air Dalam Proses Fotosintesis

II. Tujuan

2.1 Untuk mengetahui hubungan terbentuknya oksigen dan berat tumbuhan air pada prose fotosintesis

III.   Dasar Teori

Menurut Puspitaningrum et al. (2012:47), Tumbuhan air efektif meningkatkan kadar oksigen dalam air melalui proses fotosintesis. Akan tetapi, tumbuhan air berperan sebagai pengguna oksigen terbesar melalui respirasi. Pengetahuan produksi dan konsumsi oksigen oleh Hydrilla verticillata Royle, Ceratophyllum demersum, Eichhornia crassipes Solms, Salvinia molesta All, dan Lemna minor sangat diperlukan. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui produksi dan konsumsi oksigen oleh tumbuhan air tersebut, serta mengetahui jenis yang paling potensial dalam mensuplai oksigen. Rancangan percobaan berupa Rancangan Acak Lengkap (RAL). Hasil penelitian menunjukkan rata-rata produksi oksigen paling tinggi adalah Ceratophyllum demersum yaitu sebesar 0,9 mg/L, sementara paling rendah adalah Salvinia molesta All dengan rata-rata produksi oksigennya negatif yaitu -0,58 mg/L artinya spesies tersebut tidak memproduksi oksigen ke dalam air tetapi justru mengkonsumsi oksigen di dalam air. Konsumsi oksigen paling banyak oleh Hydrilla verticillata Royle sebesar 1,43 mg/L, yang paling rendah oleh Ceratophyllum demersum sebesar 0,12 mg/L. Jenis tumbuhan air yang paling potensial menghasilkan oksigen adalah Ceratophyllum demersum karena memproduksi oksigen paling banyak dan mengkonsumsi oksigen paling sedikit Kata kunci: oksigen, konsumsi, produksi, tumbuhan air.

 Tumbuhan air efektif meningkatkan kadar oksigen dalam air melalui proses fotosintesis. Karbondioksida dalam proses fotosintesis diserap dan oksigen dilepas ke dalam air. Menurut Boyd (1991) dalam Izzati (2002: 123), proses fotosintesis mempunyai manfaat penting dalam akuakultur, di antaranya adalah menyediakan sumber bahan organik bagi tumbuhan itu sendiri serta sumber oksigen yang digunakan oleh semua organisme dalam ekosistem perairan. Pengendalian jenis dan jumlah tumbuhan akuatik merupakan salah satu cara untuk mengelola ekosistem perairan.

Oksigen terlarut dalam air merupakan parameter kualitas aiy yang sanagt vital bagi kehidupan organisme perairan. Konsentrasi oksigen terlarut cenderung berubah-ubah sesuai dengan keadaan atmosfir. Sumber utama oksigen terlarut dalam air adalah difusi dari udara dan hasil fotosintesis organisme yang mempunyai korofil yang idup di perairan. Kecepatan difusi oksigen dari udara ke dalam air berlangsung sangat lambat, oleh sebab itu, fitoplanton merupakan sumber utama dalam penyediaan oksigen terlarut dalam perairan. Kelarutan oksigen dalam air dipengaruhi oleh banyak faktor, antara lain adalah suhu, kadar garam (salinitas), pergerakan air di permukaan, luas daerah permukaan perairan yang terbuka, tekanan atmosfir, dan persentase oksigen disekelilingnya. Berkurangnya kadar oksigen terlarut dalam air dapat disebabkan antara lain oleh naiknya temperatur dan salinitas, proses respirasi organisme perairan, dan proses dekomposisi bahan organik oleh mikroorganisme (Muhajir, 2004: 2).

Oksigen adalah salah satu unsur kimia yang sangat penting sebagai penunjang utama kehidupan berbagai organisme. Oksigen dimanfaatkan oleh organisme perairan untuk proses respirasi dan menguraikan zat organik menjadi zat an-organik oleh mikro organisme. Oksigen terlarut dalam air berasal dari difusi udara dan hasil fotosintesis organisme berklorofil yang hidup dalam suatu perairan dan dibutuhkan oleh organisme untuk mengoksidasi zat hara yang masuk ke dalam tubuhnya. Adanya penambahan oksigen melalui proses fotosintetis dan pertukaran gas antara air dan udara menyebabkan kadar oksigen terlarut relatif lebih tinggi di lapisan permukaan. Dengan bertambahnya kedalaman, proses fotosintesis akan semakin kurang efektif, maka akan terjadi penurunan kadar oksigen terlarut sampai pada suatu kedalaman yang disebut“Compensation Depth”, yaitu kedalaman tempat oksigen yang dihasilkan melalui proses fotosintetis sebanding dengan oksigen yang dibutuhkan untuk respirasi . Kadar oksigen terlarut yang turun drastis dalam suatu perairan menunjukkan terjadinya penguraian zat-zat organik dan menghasilkan gas berbau busuk dan membahayakan organisme (Simanjuntak, 2007:60).

Fotosintesis berasal dari kata foton yang berarti cahaya, dan sintesis yang berarti menyusun.Jadi fotosintesis dapat diartikan sebagai suatu penyusunan senyawa kimia kompleks yang memerlukan energi cahaya. Sumber energi cahaya alami adalah matahari. Proses ini dapat berlangsung karena adanya suatu pigmen tertentu dengan bahan CO2 dan H2O. Cahaya matahari terdiri atas beberapa spektrum, masing-masing spektrum mempunyai panjang gelombang berbeda, sehingga pengaruhnya terhadap proses fotosintesis juga berbeda.

Fotosintesis merupakan suatu proses biologi yang kompleks, proses ini menggunakan energi dan cahaya matahari yang dapat dimanfaatkan oleh klorofil yang terdapat dalam kloroplas. Seperti halnya mitokondria, kloroplas mempunyai membran luar dan membran dalam. Membran dalam mengelilingi suatu stroma yang mengandung enzim-enzim tang larut dalam struktur membran yang disebut tilakoid. Proses fotosintesis dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain air (H2O), konsentrasi CO2, suhu, umur daun, translokasi karbohidrat, dan cahaya. Tetapi yang menjadi faktor utama fotosintesis agar dapat berlangsung adalah cahaya, air, dan karbondioksida (Lakitan B. 1996 : 56).

Berbeda dengan organisme heterotrof, organisme autotrof menggunakan energi yang berasal dari oksidasi dan zat-zat organik tertentu. Organisme yang demikian disebut kemoautotrof, karena menggunakan zat – zat kimiawi dalam memproduksi senyawa organik dari senyawa non-organik. Sedangkan peristiwa fotosintesis sendiri dilakukan oleh organisme autotrof yang seringkali disebut dengan organisme fotoautotrof, karena dalam proses pembentukan senyawa organiknya menggunakan energi yang berasal dari cahaya matahari.

Fotosintesis sering didefinisikan sebagai suatu proses pembentukan karbohidrat dan karbondioksida serta air yang dilakukan sel-sel yang berklorofil dengan adanya cahaya matahari yang disebabkan oleh oksigen (O2). Ada juga yang mengartikan fotosintesis dengan suatu peristiwa pengolahan atau pemasakan makanan yang terjadi pada daun dengan bantuan cahaya matahari (Salisbury dan Ross,1995 : 46).

Lambat cepatnya proses fotosintesis ditentukan oleh :

1.    Intensitas cahaya, laju fotosintesis maksimal jika banyak cahaya.

2.    Suhu, enzim yang bekerja pada proses ini maksimal pada suhu yang diinginkannya.

3.    Banyaknya karbondioksida, semakin banyak semakin maksimal proses fotosintesis.

4.    Banyaknya air, semakin maksimal jika jumlah air banyak.

5.    Tahapan pertumbuhan, tumbuhan yang masih berkecambah menunjukan laju fotosintesis yang maksimal dari pada tumbuhan yang dewasa (Sasmitaharja. 1996: 125).

Menurut Effendi (2003: 56) sumber oksigen terlarut dapat berasal dari difusi oksigen yang terdapat di atmosfer dan aktivitas fotosintesis oleh tumbuhan air. Proses respirasi tumbuhan air dan hewan serta proses dekomposisi bahan organik dapat menyebabkan hilangnya oksigen dalam suatu perairan. Selain itu, peningkatan suhu akibat semakin meningkatnya intensitas cahaya juga mengakibatkan berkurangnya oksigen. Meningkatnya suhu air akan menurunkan kemampuan air untuk mengikat oksigen, sehingga tingkat kejenuhan oksigen di dalam air juga akan menurun. Peningkatan suhu juga akan mempercepat laju respirasi dan dengan demikian laju pengunaan oksigen juga meningkat . Peningkatan suhu sebesar 1°C meningkatkan konsumsi oksigen sekitar 10%. Konsumsi oksigen dilakukan oleh semua organisme melalui proses respirasi dan perombakan bahan organik.

Daun merupakan bagian tanaman yang berperan penting pada fotosintesis, dan respirasi. Molekul air diambil melalui akar, kemudian melalui proses fotosintesis diubah menjadi gas oksigen yang dilepas ke udara melalui stomata daun. Selain itu, dimana seluruh gas oksigen yang terbentuk berasal dari molekul air dan dalam proses fotosintesis terbentuk molekul-molekul air yang baru. Suplai oksigen paling rendah terjadi pada perairan yang diberi S. molesta. Hal ini disebabkan karena akar S. molesta tidak mengandung klorofil, sebab akarnya tidak berwarna hijau (Sutarmi, 1983: 235).

IV.             Metode penelitian

4.1  Alat dan Bahan

-          Alat

1. Labu Erlenmeyer

2. Sumbat Gabus berlubang

3. Pipa kapiler berskala

4. Stopwatch

5. Timbanga

- Bahan

1. Hydrilla sp.

2. Air jernih

4.2 Langkah Kerja

	Menimbang Hydrilla sp. sebanyak 5 gram, memasukkan ke dalam erlenmeyer yang berisi air penuh, serta menutup dengan gabus berlubang.
	Memasukkan pipa kapiler melalui lubang hingga mencapai dasar, melapisi dengan vaselin.
	Memberi tanda pada air yang terdapat dalam pipa kapiler
	Meletakkan sebagian erlenmeyet yang berisi Hdyrilla sp. diluar agar terkena sinar matahari
	Mengamati kecepatan naiknya air pada pipa kapiler tiap menit sampai 10 kali

 

	Meletakkkan seperti tersebut diatas dan meletakkan ditempat yang teduh
	Mengerjakan seperti diatas dengan berat tumbuhan 10 gram
	Membandingkan kecepatan pembentukan O2 dari kedua tempat dan berat tumbuhan air yang berbeda.

 

4.2  Hasil Pengamatan

Kel	Berat	Jarak
		1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
1 (terik)	5 gr	0, 41	0,41	0,43	0,45	0,46	0,49	0,52	0,55	058	0,61
	10 gr	0,44	0,46	0,5	0,52	0,58	0,62	0,65	0,7	0,72	0,8
2 (teduh)	5 gr	0,46	0,44	0,42	0,42	0,42	0,41	0,41	0,41	0,40	0,40
	10 gr	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
3 (terik)	5 gr	0,41	0,42	0,42	0,42	0,43	0,43	0,43	0,43	0,43	0,44
	10 gr	0,44	0,5	0,52	0,55	0,58	0,61	0,69	0,75	0,8	0,88
4 (teduh)	5 gr	0,49	-	-	-	-	-	-	-	-	-
	10 gr	0,37	-	-	-	-	-	-	-	-	-
5 (terik)	5 gr	0,41	0,42	0,45	0,49	0,52	0,55	0,58	0,6	0,64	0,66
	10 gr	0,5	0,51	0,53	0,54	0,55	0,57	0,59	0,61	0,7	0,77
6 (teduh)	5 gr	0,26	0,26	0,26	0,27	0,27	0,27	0,27	0,27	0,27	0,27
	10 gr	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-

V. PEMBAHASAN

            Pada praktikum kali ini yang berjudul “Proses Fotosintesis” bertujuan untuk mengetahui korelasi pembentukan oksigen dan berat tumbuhan air dalam proses fotosintesis. Pada praktikum kali ini praktikan menggunakan tumbuhan air Hydrilla sp. yang dimasukkan dalam labu erlenmeyer yang sudah dihubungkan dengan pipa kapiler. Pada persambungan antara labu erlenmeyer dan pipa kapiler ini dilapisi dengan malan dengan tujuan agar tidar bocor yang menyebabkan oksigen hasil fotosintesis dari Hydrilla sp. keluar dari pipa sehingga nantinya menyebabkan hasil pengamatan tidak valid.

            Langkah kerja yang dilakukan pada praktikum kali ini yaitu yang pertma menimbang Hydrilla sp. dengan berat 5 gram serta 10 gram. Kemudian Hydrilla sp. yang sudah ditimbang dimasukkan kedalam erlenmeyer berisi air penuh yang kemudian ditutup dengan gabus berubang. Setelah itu melalui lubang tersebut kemudian praktikan memasukkan pipa kapiler hingga mencapai dasar kemudian dilapisi dengan malan. Tujuannya adalah agar oksigen hasil fotosintesis benar-benar dari tumbuhan Hydrilla sp. dan bukan dari udara luar.

            Setelah itu memberi tanda pada air yang berada dalam pipa kapiler. Tujuannya yaitu untuk mengetahui perubahan air sebelum perlakuan dan setelah perlakuan. Pada praktikum kali ini praktikan melakukan 2 perlakuan yang pertama tumbuhan Hydrilla sp. diletakka ditempat teduh sedangkan yang lain ditempat yang terik. Selama praktikun, praktikan mengamati naiknya air pada pipa kapiler tiap menit sampai 10 kali. Setelah itu praktikan membandingkan kenaikan air pada Hydrilla sp. dengan berat 5 gram dan 10 gram serta kenaikan air Hydrilla sp. pada  saat diletakkan ditempat teduh dan terik.

            Dari hasil pengamatan didapatkan bahwa tumbuhan yang diletakkan pada tempat terik lebih lambat kenaikan airnya dari pada tumbuhan yang diletakkan ditempat yang teduh. Hal ini dapat terlihat pada hasil pengamatan kelompok 1 dan 2 yang beranya sama-sama 5 gram dimana kelompok 1 yang diletakkan ditempat terik memiliki jarak kenaikan air yaitu 0,41, 0,41, 0,43,0,45, 0,46, 0,49, 0,52, 0,55, 0,58, 0,61 sedangkan pada kelompok 2 yang diletakkan ditempata teduh memiliki jarak kenaikan air yaitu 0,46, 0,44, 0,42, 0,42, 0,42, 0,41, 0,41, 0,41, 0, 40, 0,40. Hal ini juga terlihat pada kelompok 3 dan 4 dimana kelompok 3 memilki jarak kenaikan air 0,41,0,42,0,42, 0,42, 0,43,0,43, 0,43, 0,43, 0,43, 0,44 sedangkan kelompok 4 memiliki jarak kenaikan 0,49  begitu juga dengan kelompok 5 yang memilki jarak kenaikan air yaitu 0,41,0,42,0, 45, 0,49, 0,52, 0,55, 0,58, 0,6, 0,64, 0,66.

            Hasil pengamatan tersebut tidak sesuai dengan dasar teori. Seharusnya tumbuhan yang diletakkan ditempat terik kenaikan air yang lebih cepat dari pada tumbuhan yang diletakkan ditempat teduh. Hal ini dikarenakan tumbuhan yang diletakkan ditempat terik akan lebih terpapar oleh cahaya matahari. Cahaya matahari merupakan energi yang digunakan untuk proses  fotosintesis. Semakin tinggi paparan cahaya matahari menyebabkan proses fotosintesis akan lebih optimal yang menyababkan oksigen hasil fotosintesis juga akan semakin optimal. Kenaikan jumlah oksigen dapat terlihat dari kenaikan air. Oksigen yang dihasilkan dari proses fotosintesis akan mendorong air yang berada dalam pipa untuk naik ke atas. Jadi semakin banyak oksigen maka air akan semakin banyak terdorong ke atas sehingga ketinggian air akan bertambah.

            Hasil pengamatan tersebut tidak sesuai dengan dasar teori disebabkan oleh beberapa faktor yaitu kemungkinan malan yang melapisi antara erlenmeyer dan pipa kapiler tidak rapat sehingga masih terdapat celah-celah diantara malan tersebut. Adanya celah ini menyebabkan ada oksigen yang keluar dari pipa kapiler yang menyebabkan hasil pengamatan tidak valid. Selain itu juga kemungkinan cahaya matahari yang ada pada saat itu tidak terlau cerah (mendung) yang menyebabkan fotosintesis tidak optimal.

            Pada pengamatan pengaruh berat tumbuhan terhadap oksigen hasil fotosintesis praktikan menggunakan 2 berat tumbuhan yang berbeda yaitu yang pertama Hydrilla sp. dengan berat 5 gram serta Hydrilla sp. dengan berat 10 gram. Dari hasil pengamatan didapatkan bahwa tumbuhan Hydrilla sp. dengan berat 10 gram memiliki jarak kenaikan air yang lebih tinggi dari tumbuhan Hydrilla sp. yang memiliki berat 5 gram. Hal ini sesuai dengan dasar teori. Tumbuhan yang memiliki massa yang lebih berat, memiliki sel-sel yang mengandung klorofil lebih banyak dari pada tumbuhan yang memiliki massa sedikit. Klorofil yang banyak akan memacu untuk terjadinya fotosintesis lebih cepat dan optimal sehingga oksigen hasil fotosintesis juga akan banyak.

            Hal ini terlihat pada kelompok 1 dimana pada berat 5 gram memiliki kenaikan jarak air yang lebih rendah pada pada tumbuhn dengan berat 10 gram yaitu 0,41, 0,41, 0,43,0,45, 0,46, 0,49, 0,52, 0,55, 0,58, 0,61 sedangkan pada berat 10 gram memiliki kenaikan jarak air 0, 44, 0,46, 0,5, 0,52, 0, 58, 0, 62,0, 65, 0, 7, 0, 72 sera 0, 8. Hal ini juga terlihat pada kelompok 3 dimana kenaikan jarak pada 5 gram yaitu 0,41,0,42,0,42, 0,42, 0,43,0,43, 0,43, 0,43, 0,43, 0,44 sedangkan pada berat 10 gram kenaikan jarak airnya lebih tinggi yakni 0, 44, 0,5, 0,52, 0,55, 0,58, 0, 61, 0, 69, 0,75, 0,8, 0,88.  Pada pengamatan kelompok 5 juga sesuai dengan dasar teori dimana berat tumbuhan Hydrilla sp. 10 gram kenaikan jarak airnya lebih cepat dari pada kenaikan air tumbuhan Hydrilla sp. 5 gram. Yakni pada berat 5 gram memiliki kenaikan jarak air 0,41,0,42,0, 45, 0,49, 0,52, 0,55, 0,58, 0,6, 0,64, 0,66 sedangakan pada berat 10 gram memiliki kenaikan air 0,5. 0,51, 0,53, 0,54, 0,55, 0,57, 0,59,0, 61, 0,7,0,77.

            Massa tumbuhan akan mempengaruhi proses fotosintesis. Jika masaa atau berat tumbuhan semakin besar maka ini menunjukkan bahwa semakin banyak sel-sel yang melakukan fotosintesis. Sel-sel tumbuhan mengandung klorofil yng merupakan bahan baku dalam fotosintesis. Jadi jika sel- sel mengandung banyak klorofil berari proses fotosintesis juga akan semakin cepat dan hasil fotosintesis berupa oksigen juga akan semakin banyak. Hal ini terbukti dari hasil pengamatan bahwa tumbuhan dengan 10 gram lebih cepat kenaikan airnya daripada tumbuhan dengan berat 5 gram.

           

VI. Kesimpulan

1.      Massa tumbuhan akan mempengaruhi proses fotosintesis. Jika masaa atau berat tumbuhan semakin besar maka semakin banyak sel-sel yang melakukan fotosintesis. Sehingga hasil-hasil fotosintes berupa okisgen juga akan terbentuk lebih banyak dari pada tumbuhan yang memiliki massa sedikit.

2.      Hasil pengamatan sesuai dengan dasar teori bahwa tumbuhan dengan 10 gram lebih cepat kenaikan airnya daripada tumbuhan dengan berat 5 gram.

3.      Tumbuhan yang diletakkan di tempat terik memiliki kenaikan air yang lebih cepta dari pada tumbuhan yang ditempat teduh. Hal  ini  dikarekan ditempat terik fotosintesis aka berlangsung lebih optimal dari pada tempah teduuh. Hasil pengamatan kali ini tidak sesuai dengan dasar teori.

4.      Ketidaksesuaian antara dasar teori dan hasil praktikum kemungkinan dikeranakan pemasangan malan tidak rapat atau pencahayan matag=hari kurang maksimal (mendung)

 

DAFTAR PUSTAKA

Boyd, C.E (1991) dalam Izzati, M (2002). 2004. Peranan Rumput Laut dalam Mengendalikan Kualitas Air Tambak Pada Model Budidaya Ganda Udang Windu. Disertasi. Bandung: Institut Teknologi Bandung.

Effendi, H. 2003. Telaah Kualitas Air Bagi Pengelolaan Sumber Daya dan Lingkungan Yogyakarta: Perairan. Kanisius.

Lakitan B. 1996. Fisiologi Pertumbuhan dan Perkembangan Tanaman. Jakarta : PT Raja Grafindo Persada.

Muhajir, Ahmad, F., Edward. 2004. Variasi Kadar Oksigen Terlarut Di Perairan Tanimbar Bagian Utara Dan Selatan Maluku Tenggara. Jurnal Sorhi. ISSN. 1693-1483. Vol. III (01): 2.

Puspitaningrum, M., Izzati, M., Haryati, S., 2012. Prosuksi konsumsi oksigen terlarut oleh beberapa tumbuhan air. Jurnal Anatomi dan Fisiologi. Vol. XX (1): 47-48.

Salisbury, F. B dan Ross, C. W. 1995. Fisiologi Tumbuhan Jilid I. Bandung: ITB.

Sasmitaharja. 1996. Fisiologi Tumbuhan. Jurusan Biologi PMIPA ITB. Bandung.

Simanjuntak, Marojahan. 2007. Oksigen Terlarut Dan Apparent Oxygen Utillization Di Perairan Teluk Klabat, Pulau Bangka. Jurnal Ilmu Kelautan. ISSN 0853-7291. Vol. 12 (2): 60.

Sutarmi, S., Harra, S., Sudiarto, A. 1983. Botani umum 2. Bandung: Angkasa.