I.
PENDAHULUAN
1.1
Latar
Belakang
Fotosintesis merupakan
proses terbentuknya glukosa dalam bentuk karbohidrat dari komposisi antara
karbondioksida dan air dalam tumbuhan yang memiliki klorofil, tidak hanya
karbogidrat saja yang dihasilkan, oksigen pun dihasilkan dari proses
fotosintesis. Satu unsur yang sangat penting adalah cahaya, cahaya merupakan
bahan bakar untuk melakukan fotosintesis. Ketika intensitas cahaya berkurang
maka laju fotosintesis pun akan berkurang pula berbanding lurus dengan kondisi
atau inensitas cahaya saat itu. Untuk melakukan fotosintesis tanaman memerlukan
penyinaran penuh oleh cahaya (matahari), saat keadaan berawan dan matahari
tertutupi oleh awan fotosintesis berjalan tidak lancar bahkan tidak ada
aktivitas fotosintesis sama sekali, dan dengan keadaan ini tanaman bisa menjadi
layu, dalam kondisi waktu yang cukup panjang tanaman akan mati.
Beberapa faktor yang
mempengaruhi fotosintesis seperti suhu, suhu yang ideal untuk tanaman di
wilayah tropis di kisaran 30o-40o , apabila kurang
ataupun lebih dari suhu ideal maka fotosintesis akan terganggu. CO2
merupakan faktor selanjutnya, semakin banyak konsentrasi CO2 di udara maka laju
fotosintesis pun semakin cepat. Air merupakan factor
yag tidak dapat dipisahkan dari fotosintesis, air merupakan unsure yang sangat
dibutuhkan tanaman, selain memnuhi kebutuhan H2O air juga menydiakan
unsure-unsur hara alaupun dalam konsentrasi yang sedikit. Dengan terpenuhunya
keutuhn air, tidak berlebihan dan kekurangan, tanaman dapat melaksanakan
metabolismenya dengan baik dan tidak terganggu. Air membentuk 80% bagian sel
pada tanaman. Terakhir adalah cahaya, tanpa adanya cahaya matahari yang sesuai
yaitu antara 400-700nm maka tanaman tidak akan mengalami fotosintesis.
Tidak semua gelombang cahaya
matahari bisa di maanfaatkan tumbuhan untuk fotosintesis, panjang gelombang
antara 400-700 nm merupakan panjang
gelombang yang cocok. Untuk panjang gelombang yang kurang dari dan lebih dari
gelombang yang disebut Visible Light
(400-700nm) tersebut ada yang tidak memiliki fungsi untuk fotosintesis dan
bahkan mmemiliki sifat merusak bila terpapar.
Terdapat bebrapa varian
tanaman yang memiliki beberapa keunggulan seperti lebih adaptif terhadap
konsentrasi karbonmonoksida dan lebih adaptif terhadap intensitas cahaya
matahari. Untuk tanaman yang adaptif terhadap konsentrasi karbondioksida dinamakan tanaman C3, sedangkan yang lebih adaptif
terhadap intensitas cahaya dinamakan C4 dan tanaman yang merupakan gabungan
dari keduanya disebut tanaman CAM.
1.2
Tujuan
Praktikan dapat mengetahui dan memahami pengaruh kualitas
cahaya terhadap kecepataan fotosintesis tanaman dengan indikator produksi
oksigen tiap satuan waktu.
II.
TINJAUAN
PUSTAKA
Peranan
mendasar dari fotosintesis di dalam mtabolisme tanaman, cahaya merupakan satu
dari faktor-faktor lingkungan terpenting. Cahaya ang dapat dlihat merupakan
suatu bagian kecil (400-700nm) dari spektrum radiasi matahari penuh dan tanaman
peka terhadap panajng gelombang lainnya, arti penting radiasi cahaya merah jauh
(“Cahaya merah jauh merupakan suatu istilah yang gampang api salah) dari
panjang gelomabang kira-kira 400-700nm pada morfogenesis telah diketahui
dimana-mana. Radiasi mempengaruhi organisme dengan jasa dari energi yang
disimpan dan hanya aktif bila diabsorbsi. Jadi cahaya ultraviolet diabsorbsi
kuat oleh rotein dan dapat menyebabkan kerusakan; cahaya biru diabsorbsi oleh
pigmen karotenoid dan klorofil, cahaya merah oleh klorofil, dan merah serta
merah jauh dari fitokrom. Keberadaan pigmen, karena itu, merupakan dasar pada
setiap respon dan sebagian besar tanaman nampak berwarna hijau karena sebagian
besar pigmen tanaman tersebut mengabsorbsi cahaya hijau (Fitter,1998).
Intensitas atau kuat sinar matahari
berhubungan dengan aktifitas fotosintesis. Intensitas cahaya berbeda-beda atau
bervariasi ini yang menyebabakan perbedaan hasil produksi tanaman, dan umunya
semua tanaman membutuhkan intensitas cahaya secara penuh (Ashari, 1995)
Peningkatan luas daun pada dasarnya merupakan kemampuan tanaman dalam mengatasi cekaman
naungan. Peningkatan luas daun merupakan
upaya tanaman dalam mengefisiensikan
penangkapan energi cahaya untuk fotosintesis secara normal pada kondisi intensitas
cahaya rendah. Taiz
dan Zeiger (1991)
menyatakan daun tanaman
toleran naungan memiliki struktur
sel-sel palisade kecil dan ukurannya tidak jauh berbeda dengan sel-sel bunga
karang, sehingga daun lebih tipis. Struktur tersebut lebih berongga dan akan
menambah efisien dalam menangkap energi radiasi cahaya untuk proses
fotosintesis. Peningkatan luas daun pada
dasarnya merupakan kemampuan tanaman
dalam mengatasi cekaman naungan. Peningkatan luas daun merupakan upaya tanaman
dalam mengefisiensikan penangkapan energi cahaya untuk fotosintesis secara
normal pada kondisi intensitas cahaya
rendah. Taiz dan
Zeiger (1991) menyatakan
daun tanaman toleran naungan
memiliki struktur sel-sel palisade kecil dan ukurannya tidak jauh berbeda
dengan sel-sel bunga karang, sehingga daun lebih tipis. Struktur tersebut lebih
berongga dan akan menambah efisien dalam menangkap energi radiasi cahaya untuk proses
fotosintesis (Djukri, 2008)
Ketersesiaan unsur hara untuk fotosintesis
merupakan hal vital, salah satu unsur hara yang penting ketika fotosintesis
adalah Nitrogen. Dachlan (2008) menyatakan kebutuhan nitrogen tanaman padi cukup tersedia
sebagai konsekuensi penabahan urea dan Azobacter
sp. Dibandingkan dengan yang tidak disertai dengan pupuk urea, sehingga
ketersediaan nitrogen yang cukup sangat penting dalam pertumbuhan dan
perkembangan biji pada tanaman serealia. Sebagai komponen dari klorofil,
ketersediaan nitrogen akan meningkatkan laju fotosintesis. Hakim (1986), menyatakan
bahwa nitrogen berperan dalam pengisian biji pada tanaman biji-bijian dan
mempertinggi kandungan protein pada biji tanaman.
Unsur Magnesium dalam tanaman tidak
dapat dikesampingkan, menurut Nasamsir (2008) magnesium merupakan unsur penusun
klorofil, sehingga defisiensi magnesium akan merupakan laju fotosintesis
tanaman yang berdampak pada rendahnya produksi fotosintat. Rendahnya produksi
fotosintat akan mempengaruhi penambahan bobot tanaman yang dicerminkan leh
rendahnya LTR.
Menurut penelitian yang dilakukan
oleh Nurshanti (2011) Pada peubah tinggi tanaman perlakuan N1 menunjukan
berbeda nayata terhadap semua perlakuan. Pada penelitian ini diduga naungan memberikan
manfaat untuk mengatur intensitas penyinaran matahari, tinggi rerndahnya suhu,
kelembaban udara dan menahan angin.
Selain itu juga unsur hara pada perlakuan ini tercukupi karena
mendapatkan penyinaran yang cukup, sehingga aktifitas fotosintesis akan
berjalan dengan optimal dan menyebabkan asimilat yang dibutuhkan oleh tanaman
seledri untuk memmenuhi pertumbuhan dan
produksi tanaman baik. Pada siang hari naungan juga berperan untuk mengurangi
tingginya suhu maksimum dengan cara menahan cahaya matahari yang diterima
tanaman dan pada malam hari naungan mengurangi
turunnya suhu minimum dengan cara menghambat radiasi panas dari bumi ke atmosfir. Kisaran suhu optimum untuk tanaman sayuran
rata-rata antara 23oC-32oC.
Cahaya sangat besar artinya bagi tumbuhan,
terutama karena perannya dalam kegiatan fisiologis seperti fotosintesis, respirasi, pertumbuhan serta pembuangaan, pembukaan
dan penutupan stomata, perkecambahan dan pertumbuhan tanaman. Penyinaran
matahari mempengaruhi pertumbuhan, reproduksi dan hasil tanaman melalui prose
fotosintesis (Nurshanti, 2011).
Menurut Sudomo (2007) karohidrat
hasil dari fotosintesis akan disuplai pada bagian yang mengalami pertumbuhan,
sebagian besar diarahkan menuju tunas dan sebagian kecil lagi diarahkan menuju
akar. Suplai karbohidrat pada masa awal setek akan sedikit, karena sedikitnya
air yang diperoleh tanaman karena akar belum terbentuk sempurna.
Lambers (2008) memaparkan bahwa tingkat ke ekstriman
suatu lingkungan sangat berpengaruh terhadap tanaman utamanya fotosintesis.
Pada kondisi ekstrim panas(tinggi), Pada suhu maksimum, pada suhu 45oC hingga 55oC
selama dua
jam, tanaman akan mati. Tanaman yang
kadarkarbohidratnya tinggi lebih tahan terhadap suhu ekstrim tinggi, Suhu rendah pada kebanyakan tanaman mengakibatkan rusaknya batang, daun muda, tunas, bunga dan buah. Besarnya kerusakan organ atau jaringan tanaman, akibat suhu rendah tergantung pada, keadaan air,
keadaan unsur hara, morfologi dan kodisi fisiologit anaman.Tanaman yang
jaringannya kaya unsur kalium biasa lebih tahan terhadap suhu rendah, tetapi jaringan yang banyak mengandung nitrogen padau mumnya lebih rapuh.
Menurut Setyanti (2013) fotosintesis
dipengaruhi oleh luas daun, jumlah klorofil serta factor lingkungan. Luas daun
berkaitan dengan intensitas luas serapan cahaya. Factor lingkungan berkaitan
dengan unsur hara seperti N P dan K.
Ternyata bukan hanya tanaman yang
berfotosintesis, menurut Hermanto (2011) Nannochloropsis oculata adalah
mikroalga yang dapat berfotosintesis,
karbondioksida digunakan untuk berfotosintesis dan berkembang biak, kadar
karbondioksida yang digunakan tidak banyak hanya sekitar 1- 2 %.
III.
BAHAN DAN METODE
3.1
Tempat
dan Waktu
Praktikum
ini dilakukan di laboratorium Fisiologi
Tanaman lantai 2 Fakultas Pertanian Universitas
Jember pada tanggal 9
Maret 2013 pukul 07.00 WIB sampai dengan selesai.
3.2
Bahan
dan Alat
3.2.1
Bahan dan Alat
Bahan dan alat yang dibutuhkan dalam
praktikum ini adalah :
1.
Tanaman Hydrilla
sp.
2.
Beaker glass 1000
ml
3.
Stopwatch
4.
Hand counter
5.
Pemberat
6.
Lampu 5 warna
(merah, kuning, hijau, biru dan pilokromatik)
7.
Aquadest
8.
Pinset
9.
Gunting
10.
Mika 5 warna (sama
dengan warna lampu)
11.
Benang
3.3
Cara
kerja
Langkah-langkah yang
dilakukan pada praktikum ini adalah sebagai berikut :
1. Menyiapkan lampu dan beaker glass 100ml. Isi beaker glass
dengan aquadest kurang lebih ¾ bagian
2. Menyiapkan dan potong Hydrilla sp , saat memotong usahakan
didalam air
3. Kemudian memasukkan hydrlla sp yang sudah dipotong
kedalam dasar beaker glass yang sudah berisi aquadest.
4. Menghidupkan lampu dengan warna-warna yang berbeda
diamkan selama 5 menit. Kemudian, amati perubahan yang terjadi interfal 5 menit
5. Menghitung jumlah O2 yang muncul di permukaan air
menggunakan hand counter.
6. Membanding dan menganalisa pengaruh dari warna cahaya
terhadap volume O2 yang dihasilkan.
IV.
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil
Pengamatan
Tabel Pengaruh Kualitas Cahaya Terhadap Kecepatan
Fotosintesis
|
No
|
Warna
|
Waktu
|
Jumlah
|
||
|
1.
|
Polikromatik
|
5”
(I)
|
5”
(II)
|
141
|
204
|
|
2.
|
Merah
|
5”
(I)
|
5”
(II)
|
40
|
49
|
|
3.
|
Kuning
|
5”
(I)
|
5”
(II)
|
373
|
15
|
|
4.
|
Biru
|
5”
(I)
|
5”
(II)
|
0
|
0
|
|
5.
|
Hijau
|
5”
(I)
|
5”
(II)
|
0
|
0
|
4.2 Pembahasan
Fotosintesis diartikan
secara sederhana merupakan cara tumbuhan untuk mendapatkan makanan. Untuk
pengertian lebih dalam lagi, fotosintesis merupakan suatu proses biokimia yang
membutuhkan sinar matahari untuk energinya.
Fotosintesis dapat merubah karbon bebas dari CO2 diikat dan
di fiksasi menjadi karbohidrat sebagai energi dan oksigen sebagai hasil
sampingannya. Pada dasarnya fotosintesis dibagi dua reaksi, reaksi terang dan
teaksi gelap. Reaksi terang adalah reaksi fotosintesis yang harus menggunakan
cahaya untuk melengkapi dan menjalakan metabolismenya. Cahaya yang didapat
diserap oleh klorofil (zat hijau) lalu energi yang dihasilkan ditangkap oleh
senyawa fosfat dan dirubah menjadi energi fosfat atau ATP. Pada proses reaksi
terang diperlukan donor elektron untuk menutupi elektron yang digunakan, donor
elektron tersebit didapat dari air(H2O) melalui proses fotolisis
yang menghasilkan elektron dan juga oksigen
yang dilepaskan. Reaksi gelap merupakan reaksi lanjutan dari reaksi terang,
hanya bedanya reaksi ini tidak membutuhkan cahaya. Reaksi gelap terjadi dibagain
kloroplas yang disebut stroma.
Fotosintesis
tidak terjadi begitu saja, tentunya ada aspek-aspek atau factor-faktor yang
harus terpenuhi sebagi bahan ataupun kondisi-kondisi yang menunjang terjadinya
fotositesis. Terdapat empat faktor yang harus ada dan sesuai agar fotosintesis
berjalan lancar seperti suhu, konsentrasi karbondioksida, cahaya, dan air. Suhu
merupakan kondisi eksternal bagi tumbuhan untuk berfotosintesis, kondisi suhu
yang ideal bagi tumbuhan antara 30oC-40oC, bila kondisi
suhu terlalu dingin atau kurang dari 30oC maka enzim yang ada
didalam taaman tidak dapat bekerja secara maksimal, sedangkan bila kondisinya
terlalu panas akan menyebabkan sel rusak dan enzim-enzim yang ada pun rusak.
Konsentrasi karbon merupakan unsure penting dalam fotosintesis kare dengan
carbon inilah karbohidrat dapat terbentuk, semakin banyak karbondioksida dalam
udara semakin cepat pula fotosintesis terjadi. Cahaya adalah factor yang tidak
kalah pentingnya, tanpa adanya cahaya penuh fotosintesis tidak dapat tejadi.
Panjang gelimbang cahaya yang bisa digunakan fotosintesis antara 360-720 nm (Visible Light), dan air merupakan
factor yang tidak bisa ditinggalkan karena struktur dari tanaman sendiri 80%
merupakan air, tanpa adanya suplai air yang cukup kehidupan tanaman akan
terancam, air juga dapat memnuhi unsure hara yang dibutuhkan tanaman karena
pada air terlarut beberapa unsurhara yang dapat diserap tanaman walupun dalam
konsentrasi sedikit.
Panjang
gelombang cahaya pada laju fotosintesis berfungsi sebagai pemecah molekul air.
Panjang gelombang yang digunakan meruapakan panjang gelombang tampak atau visible light, panjang gelombangnya
antara 360 sampai dengan 720 nm. Panjang gelombang tampak merupakan panjang
gelombang cahaya yang paling cocok untuk fotosintesis, bila panjang
gelombangnya kurang dari 360 panjang gelombang tersebut biasa di sebut
inframerah dan ini tridak befungsi dalam fotosintesis, sedangkan panjang
gelombang yang lebih dari 720 nm dinamakan ultraviolet, bila terpapar
ultraviolet dapat merusak jaringan dan sel pada tumbuhan.
Hydrilla merupak
tumbuhan air yang banyak terdapat di kolam, di sungai ataupun selokan. Hydrilla sebenarnya termasuk tanaman
pengganggu, karena pertumbuhannya yang pesat dapat menyumbat saluran irigasi.
Tumbuhan air seperti hydilla memiliki metabolisme yang sama dengan tumbuhan
diatas tanah, membutuhkan karbondioksida dan air utuk menghasilkan karbohidrat
dan oksigen. Pertumbuhan hydrilla yang cepat membuat laju fotosintesis juga
cepat. Dalam perkembangannya, hydrilla banyak digunakan untuk praktikum
pengamatan fototosintesis tanaman karena sangat mudah pengaplikasiaanya.
Pengamatan yang bisa digunakan adalah dengan memotong tangkai hydrilla dan
tetap didalam air, selanjutnya biarkan terkena cahaya matahari, maka akan
terlihat gelembung yang keluar dari bekas potongan tangkai tersebut. Gelembung
yang keluar meruapakan oksigen yang dihasilkan karena fotosintesis hydrilla.
Kemudahan pengamatan ini membuat hydrilla digunakan sebagai alat praktikum.
Pada praktikum
yang dilakukan menggunakan lima warna lampu yang berbeda merupakan perbedaan
perlakuaan yang dilakaukan terhapad hydrilla, pengamatan perbedaan perlakuaanya
adalah dengan memberikan panjang gelombang yang berbeda-beda terhadap hydrilla.
Pada suatu artikel
menyebutkan bahwa warna merah memiliki panjang gelombang 610-700 nm, kuning
510-600 nm, 410 sampai dengan 500 nm (Wikipedia, 2013) . Dari hasil praktikum
yang dihasilkan, prduksi oksigen terbanyak terdapat pada warna kuning tapi
produsinya tidak stabil, pada percobaan pertama mencapai 373 gelembung oksigen
sedangkan percobaan kedua hanya 15 gelembung oksigen, ini terjadi karena
panjang gelombang yang mendekati ukuran bawah pada panjang gelombang tampak,
dan mungkin karena peningkatan suhu air yang terjadi karena pancaran cahaya
warna kuning, hydrilla dapat hidup baik bila suhunya antara 20oC-27oC.
Pada warna merah dan polikromatik cenderung meningkat produksi oksigennya, ini
disebabkan oleh besarnya panjang gelombang cahaya yang dimiliki oleh cahaya
warna merah dan polikromatik. Sedangkan pada dua warna sisa yaitu biru dan
hijau tidak menghasilkan oksigen, penyebabnya adalah panjang gelombang yang di
pancarkan oleh kedua warna tersebut tidak mencapai syarat visible light yang
diharapkan oleh tumbuhan. Dapat disumpulkan bahwa penggunaan warna merah dan
polikromatik adalah warna yang ideal untuk fotosintesis karena produksi oksigen
yang dihasilkan terus meningkat tanpa adanya penurunan.
V. PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Fotosintesis
merupakan proses tanaman untuk mendapatkan makanan. Untuk pengertian lebih
dalam lagi, fotosintesis merupakan suatu proses biokimia yang membutuhkan sinar
matahari untuk energinya. Fotosintesis
dapat merubah karbon bebas dari CO2 diikat dan di fiksasi menjadi
karbohidrat sebagai energi dan oksigen sebagai hasil sampingannya.
Pada praktikum
kali ini penggunaan Hydrilla sebagai bahan praktikum karena untuk pengamatan
fotosintesisnya sangat mudah, hanya dengan mengamati gelembung yang dihasilkan
hyrilla dapat diketahui produksi oksigen dari hydrilla tersebut. Pada hasil
pengamatan dapat disimpulkan bahwa penggunaan warna merah dan polikromatik
adalah warna yang ideal untuk fotosintesis karena produksi oksigen yang
dihasilkan terus meningkat tanpa adanya penurunan
5.2 Saran
Pemotongan
Hydrilla harus dilakukan dengan telili dan didalam air agar udara dari luar
tidak masuk dan menggangu jalannya praktikum dan akan membiaskan hasil
pengamatan
DAFTAR PUSTAKA
Ashari. 1995. Hortikultura.
Universitas Indonesia Pers. Jakarta
Dachlan A. Pertumbuhan dan Produksi Tiga Varietas Padi
Pada berbagai Paket Pemupukan N-Sintetik dan Azotobacter. Jurnal Agrivigor. Vol 7 No.3 hal 230,238
Djukri. 2008. Pengaruh Naungan ParanetTerhadap Sifat
Toleransi Tanaman Talas. Jurnal Ilmu
Pertanian. Vol 10 No.2 hal 17,22
Fitter H. A. 1998. Fisiologi Lingkungan Tanaman .Gajah
Mada Universty Press. Yogyakarta.
Hermanto
B. M. 2011. Perancangan Bioreaktor
Untuk Pembudidayaan Mikroalga. Jurnal
Teknologi Pertanian. Vol 12 no 03 hal 153, 158
Lambers Hans. 2008. Plant
Pysiologycal Ecology. The University of Western Australia. Australia
Nasamsir. 2008. Respon Pertumbuhan Bibit KaretAsal
Okulasi Terhadap aplikasi Pupuk NPK Berbeda Konsentrasi. Jurna Ilmiah Univesitas Batang Hari Jambi. Vol 8 no.2 hal 50, 54
Nurshanti. 2011. Pengaruh Beberapa Tingkat Naungan
Terhadap Pertumbuhan dan Produksi Tanaman Seledri di Polybag. Jurnal Agronobis. Vol 3 no. 5 hal10,14
Setyanti
S.H. 2013. Karakteristik Fotosintetik dan Serapan Fosfor Hijauan Alfalfa
(Medicago sativa) pada Tinggi Pemotongan dan Pemupukan Nitrogen yang Berbeda. Jurnal Anaimal Agriculture. Vol 2 No 1 hal
86,92
Sudomo A. 2007.
Pengaruh Jumlah Mata Tunas Terhadap Kemampuan Hidup dan Pertumbuhan
Setek Empat Jenis hibrid Murbei. Jurnal
Pemulaiaan Tanaman Hutan. Vol 1 no.1 hal 1, 8
Wilkins B. Malcom.1989. Fisiologi tanaman.
Bins aksara. Jakarta.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar