laporan Ekologi Daur carbon

LAPORAN TETAP PRAKTIKUM

EKOLOGI PERTANIAN

DAUR KARBON

POSMA ANDRI OCTAVIA SIAGIAN

05101007122

PROGRAM STUDI AGROEKOTEKNOLOGI

FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS SRIWIJAYA

INDRALAYA

2011

BAB I

PENDAHULUAN

A.Latar Belakang

Karbon merupakan salah satu unsur yang penting bagi kehidupan organisme, karena konfigurasi semua molekul organik berbasiskan unsur ini. Karbon beredar di dalam biosfer dalam bentuk karbondioksida (CO2) yang berupa gas, sehingga siklusnya tergolong ke dalam sikluis tipe gas.

Dalam garis besarnya terdapat 3 sumber karbon utama yaitu di dalam atmosfer (dalam bentuk karbondioksida), di dalam lautan (dalam bentuk terlarut) dan di dalam bumi (batuan kapur atau minyak fosil). Proses peredaran unsur ini mencakup wilayah yang sangat luas yang meliputi atmosfer, bumi dan lautan. Sirkulasinya dikenal sebagai siklus biogeokimia, karena dalam sirkulasinya melibatkan organisme hidup (biotik) dan juga unsur abiotik di dalam sistem biosfer.

Untuk mempelajari jalannya siklus karbon, dapat dilakukan dengan mengamati siklus yang terjadi di dalam ekosistem yang lebih sempit/kecil. Misalnya di dalam botol biaka, akuarium, rumah kaca dan sebagainya, yang di dalamnya mengandung unsur dari komponen biotik maupun abiotik. Pada prinsipnya siklus karbon di suatu tempat berlangsung melalui proses pertukaran energi dan materi yang berlangsung antara kedua komponen tersebut.

Proses daur karbon dialam pertama kali diusulkan pada tahun 1938 oleh fisikawan Hans Bethe. Menurut beliau daur karbon atau daur cc (carbon cycle) adalah salah satu dari dua reaksi fusi yang mengubah hidrogen menjadi helium di dalam inti bintang, reaksi lainnya adalah reaksi rantai proton-proton.

Reaksi rantai proton-proton terutama terjadi di dalam bintang-bintang seukuran Matahari atau lebih kecil, namun reaksi pertama dari rantai proton-proton yang melibatkan dua proton memiliki penampang nuklir (cross section) yang kecil. Pada energy  yang lebih tinggi bottleneck tersebut dilalui dengan memanfaatkan atom-atom karbon sebagai katalis dalam reaksi. Pada kondisi suhu inti Matahari, hanya 1,7% 4He yang diproduksi melalui mekanisme daur karbon ini, tetapi di dalam bintang-bintang yang lebih berat daur karbon menjadi sumber energy utama.

Daur karbon juga dapat diartikan sebagai Rangkaian transformasi, karbon dioksida ditetapkan sebagai karbon atau senyawa karbon dalam energy m-organisme hidup melalui fotosintesa atau komosintesi, dibebaskan melalui respirasi dan atau kematian dan penguraian energy pengikat, yang digunakan oleh spesies heterofik, dan akhirnya dikembalikan kepada keadaan asli untuk digunakan lagi.

Daur karbon merupakan bagian dari daur energy. Reaksi fotosintesis sangat esensial untuk daur karbon maupun daur energy, 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 energy matahari dan pigmen klorofil. Reaksi tersebut biasanya terjadi dihutan-hutan padang rumput dan juga dirumput laut dilautan. Dalam daur karbon,karbon dioksida dibutuhkan tumbuhan yang kemudian akan dikonsumsi hewan, ikan dan manusia untuk kebutuhan sel dan energy.

 Dalam bentuk karbon dioksida dikembalikan kealam, bila hewan atau tumbuhan tersebut mati akibat kerja mikroorganisme karbon akan dikembalikan kebumi.Meskipun karbon merupakan unsur yang sangat langka dalam sektor bumi yang tidak hidup tetapi didalam benda hidup terdapat 18%. Kemampuan saling mengikat pada atom-atom karbon merupakan dasar untuk keragaman molekular dan ukuran molekular dan tanpa ini tidak akan ada.Selain pada bahan organik, karbon sebagai gas karbon dioksida dan sebagai batuan karbonat (koral). Yang sangat membutuhkan senyawa hijau yang dapat menetralkannya.

B.Tujuan

Mempelajari hubungan  antara produsen dan konsumen di dalam ekosistem.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Karbon dapat dijumpai dimana-mana. Karbon dapat dijumpai didalam atmosfer sebagai CO2 dalam jaringan semua mahluk hidup dan terbesar dijumpai dalam batuan endapan serta bahan baker fosil yang terdapat dalam perut bumi. Tumbuhan hijau dan hewan serta organisme yang lain berperan aktif dalam kelangsungan siklus karbon. CO2 merupakan salah satu komponen pokok untuk berlangsungnya fotosintesis. Dengan bantuan energi cahaya maka CO2 merupakan salah satu komponen pokok untuk berlangsungnya fotosintesis.

            CO2 yang dihasilkan dalam respirasi tersebut akan dilepas kembali ke lingkungan, kemudian akan digunakan untuk fotosintesis tumbuhan hijau begitu seterusnya. Dari kedua kegiatan tersebut tampak bahwa fotosintesis dan respirasi saling bekerja sama untuk kelangsungan siklus karbon dan oksigen. Sejumlah karbon untuk sementara berada dalam jaringan tumbuhan atau hewan, tetapi karbon tersebut akan kembali ke siklus setelah tumbuhan atau hewan tersebut mati kemudian diuraikan oleh makhluk pengurai. Jika sisa-sisa bahan organik dari pembusukan hewan dan tumbuhan tertimbuan dalam lapis tanah lebih dari 600 juta tahun maka karbon dikandung akan keluar dari siklus karbon yang utama. Tetapi oleh panas akan tekanan dalam lapis kerak bumi zat tersebut akan diubah menjadi bahn baker fosil misalnya batubara, minyak bumi dan gas bumi.

Jika bahan baker fosil tersebut digunakan sebagai bahan bakar dalam berbagai industri maka karbon yang dikandung akan dilepas kembali ke lingkungan dalam bentuk CO2 sebagai hasil proses pembakaran. Selanjutnya CO2 tersebut akan digunakan kembali oleh tumbuhan hijau untuk fotosintesis begitu seterusnya.(Sasmita.D.W.1994)
            Daur karbon merupakan bagian dari daur energi. Reaksi fotosintesis sangat esensial untuk daur karbon maupun daur energi, melalui proses fotosintesis tersebut,karbon maupun daur energi, melalui proses fotosintesis tersebut karbondioksida hubungan sebagai mahluk hidup. Melalui proses fotosintesisnya tumbuhan hijau berperan dalam siklus karbon, karbon diubah menjadi karbondioksida kemudian diubah menjadi karbohidrat dengan bantuan energi matahari dan pigmen klorofil.

Reaksi fotosintesis terjadi dihutan-hutan, dipadang rumput dan juga di rumput laut di lautan. Dalam daur karbon, karbondioksida dibutuhkan tumbuhan, yang kemudian akan dikonsumsi hewan, ikan atau manusia untuk kebutuhan sel dan energi. Dalam bentuk karbon dioksida dikembalikan ke alam, bila hewan atau tumbuhan tersebut mati akibat kerja mikroorganisme karbon akan dikembalikan ke bumi.

Dari hasil penelitian sumber karbon dalam bentuk glukosa atau maltosa meningkatkan aktifitas enzim dalam sel Bacillus sp. Pada kondisi anaerob karbondioksida direduksi menjadi metan (CH¬4) oleh mikroorganisme. Bakteri Methylococcus mampu mengoksidasi metan menjadi karbon dioksida.
Aspek penting lain dari karbon adalah reaksi nonbiologi yaitu pertukaran antara karbon dioksida, karbonat dan bikarbonat yang umum terjadi dalam perairan. Pada kondisi tertentu karbonat akan berpresipitasi dengan membentuk batu kapur (lime stone). (Muslimin.L.W.1996)

Karbon tersimpan dalam bentuk molekul karbondioksida (C2) dan oksigen dalam betuk molekul oksigen yaitu O2. Karbon diikiat oleh tanaman dalam proses fotosintesis dan dihasilkan bahan organik. Bila bahan ini dioksidasikan akan menghasilkan kembali karbondioksida. Dari proses fotosintesa diatas selain dihasilkan bahan organik berupa karbohidrat juaga dihasilkan oksigen. Bahan organik hasil fotosintesa berpindah ke herbivore dan pemangsa dan kembali ke cadangan melalui respirasi dan kegiatan bakteri. Sisa bahan organik yang tidak dilapuk melalui proses-proses geologicklainnya akan membentuk gambut, batu bara dan minyak bumi. Gambut dan batu bara mengandung karbon terikat, besarnya kandungan tergantung pada tingkat pelapukannya. Bahan tambang ini akan menghasilkan karbon ke udara bebas setelah dibakar.(Jumin.H.B.1989).

BAB III

PELAKSANAAN PRAKTIKUM

A.Waktu dan Tempat:

1. Waktu :Dilaksanakan pada hari rabu 06 April 2011.

2. Tempat :Laboratorium Ekologi,Fakultas Pertanian Universitas Sriwijaya

B.Alat & Bahan:

1.keong sebagai konsumen

2. Hydrilla sebagai produsen

3. Larutan bromtimol biru

4. Air

5.Tabung Biakan tertutup

6.Rak tabung reaksi

7.Sumber Cahaya

8.Kamar gelap

C.Cara Kerja :

1.Disiapkan dua percobaan masing-masing (A dan B) masing-masing percobaan terdiri dari empat botol.Ditandai botol-botol ini dengan A1,A2,A3,A4 dan B1,B2,B3,B4.

2. Setiap botol diisi dengan air sampai permukaan air kira-kira 20mm dibawah mulut botol.
3. Ditambahkan 3-5 tetes bromtimol biru kedalam tiap-tipa botol.

4. Dimasukkan kedalam botol A1 dan B1 ikan kecil, A2 dan B2 ikan kecil dan Hydrilla, A3 dan B3 Hydrilla saja dan kedalam botol A4 dan B4 tidak dimasukkan ikan kecil atau Hydrilla.

5. Ditutup semua botol biakan tersebut rapat-rapat, usahakan agar tutup tersebut tidak bocor.
6. A(1-4) ditempatkan ditempat terang dan B(1-4) ditempatkan ditempat gelap.
7. Setelah 24 jam diamati semua botol biakan,dan dicatat perubahan yang terjadi.catatlah perubahan yang terjadi pada siput maupun pada hydrylla.Setelah itu pindahkan tabung biakan A kedalam kamar gelap dan tabung biakan B kedalam kamar terang.Sekali 24 jam lakukan pengamatan dan pemindahan pada tabungengamatan dilakukan setiap hari selama 7 hari.

B.Pembahasan

CO2  yang terkandung dalam atmosfir dan larut dalam air membentuk persediaan (sumber) C anorganik dari mana hampir semua C organik berasal. Fotosintesa, terutama oleh tanaman hijau, yang mengekstrak C dari cadangan batuan arang ini tercampur ke dalam molekul organik kompleks sebagai ciri bahan untuk hidup. Beberapa molekul organik ini segera terurai lagi dan C-nya dilepaskan sebagai CO2 oleh tanaman sebagai respirasi, atau diubah dalam bentuk yang lebih kompleks dalam bahan sisa, atau tetap berada dalam hewan sampai mati.

Biasanya sisa tanaman dan hewan mati dari tanaman maupun hewan diuraikan oleh pengurai, dan C-nya dilepas sebagai CO2.  Ingat bahwa apakah C mengikuti jalan pendek yang hanya mencakup 1-2 tingkatan tropis maupun jalan panjang yang mencakup 3, 4 atau 5 tingkatan tropis atau lebih, akan kembali sebagai CO2 ke udara atau air segera setelah terjadi. Ini adalah siklus yang sebenarnya (atau siklus kompleks saling mengikat); carbon selalu bergerak dari cadangan anorganik ke sistem hidup dan kembali lagi.

Cadangan CO2 dalam atmosfir juga meningkat melalui oksidasi bahan organik segera setelah masuk ke tanaman yang tumbuh  didaerah yang baru di bersihkan  untuk dipakai jalan raya atau untuk bangunan atau utnuk tanah perairan. (tanah perairan mengikat CO2 lebih sedikit daripada vegetasi alam yang digantikannya, karena sangat produktif dalam waktu yang relatif singkat, sementara itu cadangan sisa organik yang terbangun dalam tanah oleh vegetasi alam lambat laun terurai, melepaskan C ke atmosfir  sebagai CO2.

Pada percobaan untuk mempelajari adanya siklus carbon yaitu dengan menggunakan bantuan siput sebagai konsumer dan larutan Bromtimol Blue sebagai indikator. Cara pengamatan yaitu dengan mengamati perubahan warna larutan Bromtimol Blue yang terjadi.

Pengamatan dilakukan 4 kali , untuk tabung A1 yang berisi siput dan terkena cahaya pada pengamatan pertama warna larutan biru tua, kemudian tabung A1 ditempatkan di tempat yang tidak terkena cahaya, warna larutan tetap biru tua, kemudian tabung dipindah ketempat yang terkena cahaya, warna larutan berubah menjadi ungu kekuningan dan terakhir tabung tersebut dipindah ke tempat yang tertutup warnanya tetap ungu kekuningan. Untuk tabuung B1 yang diisi siput tetapi awalnya ditaruh ditempat gelap, warnanya hijau kuning tua dan pada saat pengamatan terakhir ,warna larutan nya menjadi kunung.

Pengamatan pada tabung A2 yang berisi siput dan hidrylla dan mendapat perlakuan yang sama seperti tabung A1 ,pada pengamatan ke-1 warna larutan hijau muda kekuningan dan pada pengamatan ke4 warna larutan menjadi kuning. Sedangkan untuk tabung B2 yang isinya sama dengan tabung A2 dan perlakuannya sama dengan B1, pada pengamatan pertama warnanya hijau kuning muda dan pada saat pengamatan terakhir ,warna larutan berubah menjadi kuning

Pengamatan pada tabung A3 yang hanya diisi Hidrylla dan mendapat perlakuan yang sama dengan A1, pada pengamatan ke-1 warna larutan hijau tua dan pada saat pengamatan ke-4 warna larutan berubah menjadi biru kehijauan. Untuk tabung B3 yang diisi oleh Hidrylla dan mendapat perlakuan yaang sama dengan tabung B1 warna yang etrjadi pada saat pengamatan ke 1 adalah hijau kebiruan dan pada saat perngamatan ke4 warnanya sudah menjadi biru.

Tabung A4 dan B4 yang digunakan sebagai kontrol dan mendapat perlakuan yang sama dengan tabung yang lain namun hanya berisi air dan 10 tetes larutan Bromtimol Blue , warnanya dari pengamatan pertama sampai pengamatn terakhir warnanya tidak berubah yaitu biru.

Adanya perubahan warna yang terjadi menunjukan adanya siklus karbon , kebanyakan tumbuh-tumbuhan meningkatkan laju fotosintesisnya jika baik konsentrasi CO2 naik ataupun konsentrasi O2 secara percobaan menurun.

Karbon dioksida dan bahan makanan organik dimanfaatkan oleh konsumer , yang dalam percobaan ini adalah siput dan hidrylla, dan juga dekomposer yang dalam sirkulasinya dirangsang oleh adanya sinar matahari atau cahaya walaupun mungkin dibatasi oleh konsumer dan dekomposer tersebut. Karbon dioksida yang dilepaskan melalui pernafasan dapat dimanfaatkan kembali oleh produsen dalam fotosintesa. Oksigen yang dihasilkan dapat digunakan untuk respirasi.

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

A.Kesimpulan

Dari percobaan yang telah dilakukan diperoleh kesimpulan bahwa:

1.Kadar oksigen terlarut di dalam air mempengaruhi aktivitas organisme dalam

   melaksanakan perannya pada suatu ekosistem.

2Cahaya matahari memepngaruhi siklus karbon dalam hal perolehan energi yang

  digunakan aleh organisme autotrof untuk melaksanakan fotosintesis.

3.Hydrilla sp berperan sebagai organisme autotrof yaitu sebagai produsen, siput

   sebagai Konsumen I , air dan cahaya matahari merupakan faktor abiotik.

4.Aliran energi pada ekosistem tersebut adalah cahaya matahari yang dan

   karbondioksida diserap oleh Hydrilla untuk melakukan fotosintesis kemudian

   dikonsumsi oleh Lymnea dan oksigen dari hasil fotosintesis digunakan oleh

   Lymnea untuk melakukan respirasi dan begitu seterusnya.

B.Saran

Kita harus menjaga ekositem didalam alam supaya proses daur carbon dapat berjalan dengan lancar. Dan siklus yang terjadi tidak tercemar oleh polusi udara.

DAFTAR PUSTAKA

Jumin.H.B.1989.Ekologi Tanaman.Rajawali Press: Jakarta

Muslimin.L.W.1996. Mikrobiologi Lingkungan.UI Press : Jakarta

Sasmita.W.D.1994. Materi Pokok Biologi Umum. Deptdikbud: Jakarta

Irwan, Z.D. 1992. Prinsip-prinsip Ekologi dan Organisasi: Ekosistem, Komunitas, dan

           Lingkungan. Jakarta : Penerbit Bumi Aksara

Odum, E. HLM. 1993. Dasar- dasar Ekologi. Terjemahan oleh Tjahyomno Samingan

           dari buku Fundamentals of Ecology. Yogyakarta : Gadjah Mada University Press

            Jurnal:

Darjamuni.2003. Siklus Nitrogen Di Laut. Institut Pertanian Bogor.

Fitra,Eva. 2008.Analisis Kualitas Air Dan Hubungannya Dengan Organisme Aquatik Di

        Danau Toba .UNJA.univer press

Salmin. 2005. Oksigen Terlarut Sebagai Indikator Kualitas Air. Oseana.