LAPORAN PRAKTIKUM EKOLOGI TUMBUHAN

DAUR KARBON

Oleh

ADE MAIDITASARI

(F16112008)

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN BIOLOGI

JURUSAN PENDIDIKAN MIPA

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS TANJUNGPURA

PONTIANAK

2015

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Di dalam ekosistem terjadi proses yang disebut siklus materi dan

aliran energy. Energy didefinisikan sebagai kemampuan untuk

melanjutkan kerja. Energy yang dimiliki oleh setiap organisme adalah

energi kimia yang diperoleh dari makanannya dalam bentuk protein,

karbohidrat, lemak dan sebagainya. Energy tersebut diciptakan pertama

kali pada tingkatan produsen (tumbuhan hijau) dengan mengubah energy

matahari ke dalam bentuk energy potensial. Perlu diketahui bahwa energy

di dalam ekosistem ini tuduk pada hukum Termodinamika II. Aliran

energy dalam ekosistem akan selalu seirama dengan siklus materi. Kedua

proses tersebut berjalan melalui rantai makanan dan jarring makanan. Di

samping itu, di alam juga terjadi siklus biogeokimia yaitu peredaran bahan

abiotik dari lingkungan melalui komponen biotic dan kembali lagi ke

lingkungan. Siklus biogeokimia dikelompokkan ke dalam tipe siklus gas

(gas karbon, nitrogen, belarang), siklus padatan / siklus sedimen (fosfor),

dan tipe siklus air (hidrologi) (Indriyanto, 2006).

Karbon merupakan salah satu unsure yang mengalami daur dalam

ekosistem. Daur karbon merupakan bagian dari daur energi. Reaksi

fotosintesis sangat esensial untuk daur karbon maupun daur energi,

melalui proses fotosintesis tersebut karbon dioksida berhubungan dengan

mahluk hidup. Melalui proses fotosintesisnya tumbuhan hijau berperan

dalam daur karbon, karbon diubah menjadi karbohidrat dengan bantuan

energi matahari dan pigmen klorofil.

B. Tujuan

Tujuan dari percobaan ini adalah untuk mempelajari hubungan

antara produsen dan konsumen di dalam ekosistem.

C. Permasalahan

1. Apa pengaruh cahaya terhadap daur karbon?

2. Apa fungsi dari Bromthymol blue pada praktikum daur karbon?

3. Bagaimana hubungan antara Hydrilla verticillata dengan siput?

4. Bagaimanakan proses daur karbon berlangsung?

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

1. Pengertian Karbon

Satu elemen penting di biosfer adalah karbon. Karbon adalah tulang belulang

dari komponen organik dan tersusun mendekati dari 40% sampai 50% dari berat

keadaan alam sekitar. Ada lebih komponen yang terbuat dari karbon dari pada

kombinasi elemennya. Banyak dari karbon di bumi ditransfer dalam bentuk bahan

bakar fosil, batu bara, tanah yang dipakai sebagai bahan bakar, minyak, dan gas

alam (Lim, 1998).

Carbon is an important element because it can form organic materials

necessary for life on earth. Carbon route travels through the earth experienced a

cycle called the "carbon cycle". Through the carbon cycle we can study the flow

of energy in the earth for almost all chemical energy needed for life is stored in

organic matter (Batjes,1996).

The Carbon cycle has two important parts, namely, the cycle on land and in

the water cycle. The carbon cycle in the waters of reviewing the movement of

carbon through the marine ecosystem and the carbon cycle in terrestrial

ecosystems reviewing the movement of carbon through the mainland. Free CO2

content in air is approximately 0.033%, and tends to increase from the results of

deforestation and burning of fossil fuels (Battle,2000).

2. Aliran Energi

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.

3. Siklus Karbon

Siklus karbon melibatkan seluruh lingkungan yang ada di alam semesta,

meliputi atmosfer, biosfer, hidrosfer dan geosfer. Karena itu, siklus karbon disebut

sebagai siklus biogeochemical. Pada setiap lingkungan dan antara lingkungan

terjadi pertukaran karbon.

Karbon berpindah dari lingkungan atmosfer ke biosfer sebagai gas

karbondioksida. Gas karbondioksida digunakan tumbuhan untuk berfotosintesis.

Karbon ‘memasuki’ lingkungan atmosfer dari lingkungan bisofer juga sebagai gas

karbondioksida. Gas karbondioksida dilepaskan ke atmosfer dari hasil pernafasan

mahluk hidup, hasil pembusukan/fermentasi oleh bakteri/jamur dan hasil

pembakaran senyawa-senyawa organik.

Selain petukaran karbon dari lingkungan atmosfer ke biosfer atau sebaliknya,

karbon dipertukarkan dalam lingkungan bisofer melalui rantai makanan.

Pertukaran karbon pun terjadi dari lingkungan biosfer ke geosfer. Cangkang

hewan-hewan lunak pada umumnya mengandung karbonat. Karbonat kemudian

diubah menjadi batu kapur melalui suatu proses yang disebut sedimentasi.

Sedangkan perpindahan karbon dari lingkungan geosfer ke lingkungan atmosfer

terjadi melalui hasil reaksi batu kapur dan erupsi gunung merapi.

Hubungan antara produsen dan konsumen dalam kaitannya dengan siklus

karbon dan mutlak diperlukan dalam suatu ekosistem untuk menjaga

kestabilannya. Di lingkungan terbuka, sangat sulit untuk menentukan faktor apa

yang mempengaruhi hubungan tersebut karena terdapat banyak faktor yang

mempengaruinya. Dalam siklus karbon, atom karbon terus mengalir dari produsen

ke konsumen dalam bentuk molekul CO2 dan karbohidrat, sedangkan energy

foton matahari digunakan sebagai pemasok energi yang utama. produsen

memerlukan CO2 yang dihasilkan konsumen untuk melakukan fotosintesis. Dari

kegiatan fotosintesis tersebut, produsen dapat menyediakan karbohidrat dan

oksigen yang diperlukan oleh konsumen untuk melangsungkan kehidupannya

(Anshory, 1984).

Siklus karbon sendiri memiliki arti yang luas. Dalam siklus karbon cadangan

di atmosfer adalah sangat kecil jumlahnya jika dobandingklan dengan jumlah

karbon yang ada didalam laut, minyak bumi dan cadangan-cadangan lain di dalam

kerak bumi. Kehilangan karbon dalam aktifitas pertanian (misalnya karena

penambahan karbon ke atmosfer lebih banyak dari pada yang disebabkan karena

yang diikat oleh tanaman-tanaman tidak dapat menggantikan karbon yang

dilepaskan dari tanah, terutama yang diakibatkan karena seringnya pengolahan

tanah. Penebangan hutan dapat melepaskan karbon yang tersimpan dalam kayu,

terutama apabila kayu tersebut segera terbakar, dan kemudian diikuti oleh oksidasi

humus jika lahan tersebut digunakan untuk pengembangan daerah p[ertanian dan

perkotaan (Hadioetomo, 1993).

Agar dapat lebih memahami tentang siklus karbon di dalam ekosistem, akan

dimulai dari karbon dioksida (CO2) yang ada di udara atau larut di dalam air.

CO2 dibentuk menjadi senyawa tertentu melalui proses fotosintesis. Senyawa ini

bergabung dengan berbagai cara membentuk materi organism. Selama proses

fotosintesis berjalan, energi dijalinkan ke dalam senyawa organic. Senyawa

organik yang dihasilkan oleh produsen dapat diteruskan kepada konsumen. Waktu

produsen atau konsumen menggunakan energi dari senyawa-senyawa organic,

CO2 dapat dilepas kembali baik ke udara maupun ke dalam air, bergantung pada

lingkungan hidup organism. Tetapi selama masih ada energi yang dapat

dipergunakan, senyawa-senyawa organic akan tetap ada. Baik produsen maupun

konsumen dapat membuang sisa materi yang mengandung karbon. Kalau

organism mati tubuh mereka akan tinggal sebagai tumpukan suatu senyawa-

senyawa karbon. Organisme saprovor (pembusuk) menyempurnakan proses

pelepasan karbon (dalam bentuk CO2) dari sisa kotoran dan jasad-jasad yang

mati. Sebagian besar dari saprovor yang menjadi konsumen terakhir, adalah

mikroorganisme, kecuali jamur yang jelas dapat dilihat dengan mata bugil.

Kadang-kadang proses pembusukkan yang dilakukan oleh sapravor berjalan

sangat lambat, sehingga selama masa berjuta-juta tahun sejumlah besar senyawa

karbon dapat menumpuk dalam bentuk gambut, batubara dan minyak bumi.

Beberapa organism mengalihkan arus karbon melalui batu karang yang

selanjutnya tertimbun sebagai batuan. Dengan demikian, lintasan arus utama

siklus karbon adalah dari atmosfer atau hidrosfer ke dalam jasad hidup, kemudian

kembali lagi ke atmosfer atau hidrosfer (Amir, 1981).

Ada beberapa persesuaian pendapat terhadap masalah CO2 dan kontribusi dari

berbagai aktivitas manusia terhadap pengkayaan CO2 di atmosfer. Suatu

pandangan yang ekstrim dari Woodwell dkk (1978), mengatakan bahwa

pembinasaan atau pembakaran “pool biotik” (misalnya, pembakaran hutan) sama

pentingnya dengan pembakaran minyak bumi. Broecke dkk (1977),

menyimpulkan bahwa sumber CO2 terbesar berasal dari pembakaran minyak

bumi, dibandingkan dengan sumber-sumber lainnya. Bolin (1977) setuju terhadap

semua pendapat diatas, bahkan hutan-hutan merupakan cadangan karbon dalam

biomasa hutan sebanyak 1,5 kali lipat dan didalam humus tanah hutan sebanyak 4

kali lipat dari banyaknya karbon diatmosfer (Kamajaya.1996).

Oksidasi humas yang cepat dan pelepasan gas CO2 yang pada lazimnya

ditahan dalam tanah yang mempunyai efek tajam dari pada apa yang baru

diketahui sekarang termasuk pengaruhnya terhadap peredaran nutrient lainya.

Sebagai contoh, Nelson (1967) menggunakan kerang untuk menunjukkan bahwa

penggundulan hutan dan aktivitas pertanian telah mengakibatkan penurunan

jumlah “trace element” tertentu dalam aliran permukaan tanah. Dia menemukan

bahwa kerang yang berumur 1000 tahun hingga 2000 tahun mengandung sekitar

50 – 100% lebih banyak mangan (mg) dan barium (Ba) dibandingkan dengan

kerang sekarang. Dalam proses pembersihan (eliminasi) Nelson berkesimpulan

bahwa pengurangan aliran air asam yang mengandung CO2 yang merembes ke

dalam tanah dapat mengurangi kecepatan pelarutan unsure-unsur tersebut dari

batuan yang dialirinya. Dengan kata lain, air sekarang cenderung lebih cepat

mengalir di permukaan tanah dari pada merembes kebawah melalui lapisan humas

dalam tanah (Sowasono, 1987).

Karbon yang terdapat di laut cenderung mengatur karbondiokida di atmosfer.

Karbon yang terdapat di dalam suatu perairan merupakan hasil dari proses sebagai

berikut:- Difusi C02 dari udara- Air hujan- Respirasi organisme akuatik-

Dekomposisi bahan organik- Gunung merapi bawah laut- Pelapukan batuan-

Pelarutan batuan karbonat- Injeksi CO2 ke dalam air Karbondiokida dari atmosfer

mengalami reaksi yang cepat ketika larut dalam air. CO2 yang larut dalam air

bereaksi membentuk suatu kesetimbangan jenis ionik dan non-ionik yaitu:1.

karbondioksida yang terlarut bebas2. asam karbonat (H2CO3)3. bikarbonat

(HCO3-)4. karbonat (CO32-) (Nurhayati,2000).

BAB III

METODE PENELITIAN

A. Alat

- Tabung / botol biakan tertutup

- Keranjang

- Pipet tetes

- Beaker glass

- Kamar gelap

B. BAHAN

- Siput kecil (Lymnaea sp.)

- Hydrilla verticillata sebagai produsen

- Larutan Bromthymol blue

- Air

- Sumber cahaya

- Label

- ATK

C. Cara Kerja

1. Siapkan dua percobaan A dan B, masing-masing terdiri dari empat

tabung / botol biakan. Tandai tabung-tabung biakan ini dengan kode

A1, A2, A3 A4 dan B1, B2, B3, B4. Buat tiga ulangan untuk setiap

percobaan.

2. Isilah setiap tabung dengan jumlah air yang sama sampai permukaan

air kira-kira 20mm di bawah mulut tabung.

3. Tambahkan 5 tetes Bromthymol blue ke dalam tiap-tiap tabung.

4. Masukkan siput kecil ke dalam tabung A1 dan B1, siput kecil dan

Hydrilla verticillata ke dalam tabung biakan A2 dan B2, Hydrilla

verticillata saja ke dalam tabung A3 dan B3, dan hanya air ke dalam

tabung A4 dan B4 sebagai control.

5. Tutup semua tabung biakan tersebut rapat agar kedap udara.

6. Letakkan percobaan A di tempat terang (cahaya) dan percobaan B di

tempat gelap.

7. Amati tabung biakan 24 jam kemudian dan catatlah semua warna

indikator dari setiap tabung (buatlah tabelnya). Catat pula perubahan

yang mungkin terjadi dengan siput dan Hydrilla verticillata.

8. Setelah itu pindahkan tabung biakan A ke tempat gelap dan tabung

biakan B ke tempat terang. Lalu catat perubahannya setelah 24 jam

dipindahkan. Ulangi perpindahan ini selama 7 hari.

BAB IV

ANALISIS DATA

A. Hasil

TABUNG PERLAKUANHARI KE-

1 2 3 4 5 6 7

A

A1 (siput) 0 0 0 + ++ ++ +

A2 (siput+ hydrilla )

++ ++ ++ ++ ++ +++ ++

A3 (Hydrilla sp)

++ ++ ++ ++ ++ ++ +++

A4 (Aq) 0 0 0 0 0 0 0

B

B1 (siput)) 0 0 0 ++ ++ ++ ++

B2 (siput+ hydrilla )

++ ++ + ++ ++ ++ +++

B3 (Hydrilla sp)

0 0 0 0 ++ ++ ++

B4(Aq) 0 0 0 0 0 0 0

Tabel 1. Hasil Pengamatan Daur Karbon

Keterangan :

0 = Jernih

+ = Biru Kekuningan

++ = Agak Kekuningan

+++ = Kuning Kemerahan

B. Pembahasan

Pada praktikum kali ini dilakukan pengamatan tentang daur

karbon. praktikum ini dilakukan untuk dilakukan untuk mempelajari daur

biogeikimia pada ekosistem khususnya daur karbon.

Digunakan siput sebagai specimen karena siput mudah diperoleh

dan ia berhabitat pada air tawar. Ukuran siput yang digunakan harus sama

agar kita dapat membandingkan dengan seimbang hasilnya dengan

berbagai perlakuan. Pada praktikum kali ini digunakan Hydrilla sp.

sebagai produsen atau organisme autotrof yang dapat melakukan

fotosintesis. Digunakannya indicator Bromthymol Blue pada percobaan ini

sebagai indikator untuk dapat mengetahui apakah terdapat CO2 didalam

tabung reaksi karena larutan bromtimol biru sangat sensitif dengan CO2,

kesensitifan ini dapat dilihat dengan adanya reaksi perubahan warna. Akan

berwarna biru dalam larutan basa dan berwarna kuning kemerahan pada

larutan asam.

Percobaan dilakukan pada dua tempat yang berbeda yaitu yang di

tempat terang dan yang di tempat gelap. Hal itu dimaksudkan untuk

membandingkan apakah adanya cahaya berpengaruh terhadap siklus

karbon pada ekosistem aquatik. Dan ternyata berpengaruh yaitu pada

tempat terang tumbuhan dapat berfotosintesis dan dapat memungkinkan

terjadinya daur karbon pada ekosistem tersebut.

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.

Berdasarkan pengamatan yang dilakukan pada hari pertama tabung

A1 yang berisi siput hidup dan kondisi abiotik jernih. Pada A2, A3, dan

B2 telah mengalami perubahan warna.

Pada pengamatan hari kedua tidak mengalami begitu banyak

perubahan , kondisi siput sama dengan pengamatan pertama begitu juga

dengan kondisi hydrila, yang membedakan dari kedua perlakuan tersebut

yaitu kondisi abiotik yang mengalami perubahan menjadi lebihbening dari

sebelumnya (A3 dan B3), kondisi abiotik A1dan B1 menjadi lebih keruh

dari sebelumnya hal ini terjadi karena siput sudah mati, kondisi abiotik

lainnya sama saja dengan pengamatan pertama. Namun belum terjadi

perubahan warna.

Pada pengamatan ketiga tidak banyak mengalami perubahandari

pengamatan sebelumnya, kondisi abiotik A1 dan B1 semakin keruh dan

mulai berbau, pada tabung A2 dan A3 kondisi abiotik semakin keruh, hal

ini terjadi karena di dalam tabung terjadi interaksi antara produsen dan

konsumen. Pada tabung A3 dan B3 kondisi abiotik semakin bening, biotik

tampak segar. Pada tabung A4 tetap sama kondisi abiotik tetap bening, hal

ini menunjukan bahwa air tersebut asam. Pada tabung B4 kondisi abiotik

warna biru mulai memudar.

Pada pengamatan keempat banyak mengalami perubahan, tabung

A2 produsen habis dimakan oleh konsumen, hal ini terjadi karena

konsumen lapar sehingga memakan produsen dan kondisi abiotik

perlakuan ini tampak keruh. Pada tabung A1 dan B1 kondisi abiotik sangat

keruh, tabung A4 menjadi agak keruh, tabung A3 tampak layu, tabung B2

dan B3 segar.

Pada pengamatan kelima kondisi perlakuan tidak begitu jauh dari

pengamatan sebelumnya, pada tabung B2 produsen habis dimakan oleh

konsumen hal ini terjadikarena konsumen lapar. Pada tabung lainnya tidak

begitu berbeda dengan pengamatan sebelumnya, kondisi A1 dan B1

semakin keruh.

BAB V

PENUTUP

A. Kesimpulan

Daur karbon meliputi fotosintesis dan respirasi. Fotosintesis adalah

proses pembentukan glukosa oleh tumbuhan dengan bantuan CO2,

H2O dan cahaya matahari. Respirasi adalah proses pemecahan

glukosa dengan menggunakan oksigen (O2) dan menghasilkan

CO2 dan H2O serta energi.

Hubungan produsen dan konsumen saling bergantung satu sama

lain, jika salah satu tidak dapat melakukan proses dengan baik

maka proses lainnya tidak akan bisa berjalan, Dalam melakukan

proses fotosintesis mutlak diperlukan bantuan cahaya matahari,

Sinar matahari, CO2, O2, dan karbohidrat sangat diperlukan untuk

menjaga kestabilan antara hubungan produsen dan konsumen,

Dalam percobaan ini dapat dilihat adanya siklus karbon, yang

dapat dilihat pada tabung reaksi kedua, terjadi interaksi timbal

balik antara Hydrilla dan siput.

Kondisi ruangan dapat mempengaruhi keasamaan suatu

lingkungan, ini dapat dilihat pada perbedaan warna, dan bentuk

produsen, pada kamar terang dan kamar gelap. Pada kamar gelap,

kondisi asamnya lebih pekat, daripada di kamar terang.

B. Saran

Perlu Bimbingan asisten dalam pembuatan laporan seperti kisi-kisi

pembahasan agar tidak melenceng

DAFTAR PUSTAKA

Batjes. 1996. Total carbon and nitrogen in the soils of the world. European Journal

of Soil Science 47: 151-163.

Battle, m..2000. Global carbon sinks and their variability, inferred from atmospheric 02\

and dl3C. Science, 287: 2467-247

Lim, D. 1998. Microbiology Second Edition. New York : McGraw Hill

Companies :

Amir, A. 1981. Biologi umum. Jakarta : Gramedia.

Anshory, I. 1984. Biologi umum. Bandung: Genesa Exact

Hadioetomo, ratna Sari. 1993. Mikrobiologi Dasar Dalam Praktek. Jakarta: PT.

Gramedia

Kamajaya.1996. Sains Biologi. Bandung: . Ganeca Exact.

Nurhayati.2000. Kajian CO2 pada Daur Karbon Siput. (Online).(www.

Journalindonesia.co.id, diunduh tanggal 3 Januari 2015).

Sowasono, Haddy. 1987. Biologi Pertanian. Jakarta : Rajawali Press.