LAPORAN TETAPPRAKTIKUM EKOLOGI PERTANIAN

DAUR KARBON

HAYRUNIZAR

05101007126

PROGRAM STUDI AGROEKOTEKNOLOGIFAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS SRIWIJAYA

INDERALAYA2011

BAB IPENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Karbon merupakan unsur yang sangat langka dalam sektor bumi yang tidak

hidup, tetapi di dalam benda hidup terdapat kandungan karbon sebanyak 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.

Umumnya karbon ditemui berupa hasil pembakaran dari dalam tubuh mahluk hidup,

dan hal ini biasanya diseimbangkan dengan adanya tumbuhan hijau sebagai

perombak karbon menjadi oksigen sebagai pembentuk siklus karbon itu sendiri.

Karbon adalah satu elemen penting di biosfer. 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).

Daur karbon atau disebut juga sebagai siklus karbon adalah siklus

biogeokimia dimana karbon dipertukarkan antara biosfer, geosfer, hidrosfer, dan

atmosfer Bumi. 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 atau soil carbon), lautan (termasuk karbon anorganik

terlarut dan biota laut hayati dan non-hayati), dan sedimen (termasuk bahan bakar

fosil). Pergerakan tahunan karbon dan pertukaran karbon antar reservoir terjadi

karena proses-proses kimia, fisika, geologi, dan biologi yang bermacam-macam.

Lautan mengadung kolam aktif karbon terbesar dekat permukaan bumi, namun

demikian laut dalam bagian dari kolam ini mengalami pertukaran yang lambat

dengan atmosfer.

Daur karbon disebut sebagai siklus biogeokimia karena pada daur karbon

melibatkan seluruh lingkungan yang ada di alam semesta, meliputi atmosfer, biosfer,

hidrosfer dan geosfer. Karbon adalah elemen penting karena dapat membentuk bahan

organik yang diperlukan bagi kehidupan di bumi. Karbon melalui rute perjalanannya

di bumi mengalami suatu siklus yang disebut “daur karbon”. Melalui daur karbon

kita dapat mempelajari aliran energi di bumi karena hampir seluruh energi kimia

yang dibutuhkan untuk hidup disimpan pada bahan organik. Daur karbon memiliki

dua bagian penting yaitu, siklus di daratan dan siklus di perairan. Daur karbon di

perairan meninjau pergerakan karbon melalui ekosistem laut dan daur karbon di darat

meninjau pergerakan karbon melalui ekosistem daratan. Kandungan CO2 bebas di

udara adalah sekitar 0,033%, dan cenderung mengalami peningkatan dari hasil

penggundulan hutan dan pembakaran bahan bakar fosil.

Dalam kehidupan ini hewan dan tumbuhan, kedua jenis makhluk hidup ini

dalam kehidupannya saling melengkapi dan membutuhkan satu sama lain dengan

sesama jenisnya. Makhluk hidup tidak akan dapat melangsungkan hidupnya tanpa

saling melengkapi satu sama lain. Seperti hubungan antara produsen dan konsumen.

Pada siklus karbon terdapat juga hubungan antara produsen dan konsumen, hal ini

mutlak adanya dan hal ini berguna untuk menjaga kestabilannya tersebut. Pada siklus

karbon ini baik produsen maupun konsumen memiliki peran masing-masing yang

tentu saja sangat penting dalam proses terjadinya hubungan antara produsen dan

konsumen. Setiap tahap dari proses daur karbon secara keseluruhan berjalan dengan

peranan tertentu yang bermanfaat untuk kelangsungan hidup mahluk di alam.

B. Tujuan

Tujuan dari praktikum daur karbon ini adalah untuk mempelajari dan

mengamati hubungan antara produsen dan kosumen dalam suatu ekosistem dengan

mengamati melalui media percobaan berupa Hydrilla dan Gondang.

BAB IITINJAUAN PUSTAKA

Karbon dapat dijumpai di lingkungan sekitar kita. Karbon dapat dijumpai

didalam atmosfer sebagai CO2 dalam jaringan semua mahluk hidup dan terbesar

dijumpai dalam batuan endapan serta bahan bakar 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. Dengan bantuan

energi cahaya maka CO2 dan H2O oleh tumbuhan hijau akan diubah menjadi

senyawa organik berupa glukosa (C6H12O6) dan Oksigen ( O2).

CO2 yang dihasilkan oleh proses respirasi 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 tertimbun 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 bahan bakar fosil

misalnya batubara, minyak bumi dan gas bumi. Jika bahan bakar 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. Contohnya yaitu 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. Sumber utama karbon untuk

makhluk hidup berada dalam udara, dalam bentuk karbon dioksida jumlahnya kira-

kira 0,03% dari volume. Karbon dioksida diudara akan difiksasi ke dalam jaringan

hidup melalui fotoototrof tanaman dan ganggang, kemudian ototrof tersebut akan

dikonsumsi oleh heterotrof, yang akan menggunakan karbon tersebut untuk energi

dan pertumbuhannya. Karbondioksida juga akan terlarut dalam air dan tanah dan

dapat membentuk ion bikarbonat. Karbon dapat diperoleh juga dari pembakaran kayu

dan fosil yang akan menghasilkan karbon dioksida ke atmosfer, pada keadaan

kekurangan oksigen karbon dioksida dapat diubah menjadi karbon monoksida.

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

di atmosfer adalah sangat kecil jumlahnya jika dibandingkan dengan jumlah karbon

yang ada di dalam 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 pertanian 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 organisme. Selama proses

fotosintesis berjalan, energi dijalankan ke dalam senyawa organik. Senyawa organik

yang dihasilkan oleh produsen dapat diteruskan kepada konsumen. Waktu produsen

atau konsumen menggunakan energi dari senyawa-senyawa organik, CO2 dapat

dilepas kembali baik ke udara maupun ke dalam air, bergantung pada lingkungan

hidup organisme. Tetapi selama masih ada energi yang dapat dipergunakan,

senyawa-senyawa organik akan tetap ada. Baik produsen maupun konsumen dapat

membuang sisa materi yang mengandung karbon. Kalau organisme 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 telanjang. 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 organisme 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).

BAB IIIPELAKSANAAN PRAKTIKUM

A. Waktu

Pelaksanaan praktikum daur karbon ini dilaksanakan pada hari rabu, tanggal 6

April 2011, bertempat di Laboratorium Ekologi, Jurusan Budidaya Pertanian,

Fakultas Pertanian, Universitas Sriwijaya, Inderalaya.

B. Alat dan Bahan

Alat dan bahan yang digunakan pada praktikum daur karbon yaitu:

1. Tabung biakan tertutup

2. Rak tabung reaksi

3. Siput kecil atau gondang

4. Hydrilla

5. Larutan bromtimol biru

6. Air

7. Sumber cahaya

8. Kamar gelap

C. Cara Kerja

Prosedur pelaksanaan praktikum daur karbon yaitu sebagai berikut:

1. Siapkan tabung biakan sebanyak 8 tabung biakan yang diberi label masing-

masing yaitu: A1, A2, A3, A4, dan B1, B2, B3, B4.

2. Isi setiap tabung dengan air sampai permukaan air20 mm bibawah mulut tabung.

3. Tambahkan 3 sampai 5 tetes larutan bromtimol biru kedalam tabung. Masukkan

ke dalam tabung biakan A1 dan B1 siput, A2 dan B2 siput dan hydrilla, A3 dan B3

hydrilla saja, serta A4 dan B4 hanya air.

4. Tutup semua tabung biakan hingga rapat dan tidak bocor.

5. Tempatkan rangkaian percobaan A di tempat terang dan rangkaian percobaan B

di kamar gelap.

6. Setelah 24 jam amati semua tabung biakan, catat perubahan warna indikator dan

juga pada siput dan hydrilla. Setelah itu pindahkan tabung A ke kamar gelap, dan

tabung B ke tempat terang. Setelah 24 jam lakukan kembali pengamatan dan

pemindahan tabung. Hal ini dilakukan terus-menerus selama 7 hari.

7. Catat data hasil pengamatan selama 7 hari tersebut.

8. Tuliskan kesimpulan yang diperoleh dari hasil pengamatan.

BAB IVHASIL DAN PEMBAHASAN

A. Hasil

Rabu6 April 2011

TabungPerubahan Warna Keadaan Hidup/Mati

Tempat Terang Tempat Gelap Hydrilla Gondang

A1 Biru - - Hidup

A2 Biru - Hidup Hidup

A3 Biru - Hidup -

A4 Biru - - -

B1 - Biru - Hidup

B2 - Biru Hidup Hidup

B3 - Biru Hidup -

B4 - Biru - -

Kamis7 April 2011

TabungPerubahan Warna Keadaan Hidup/Mati

Tempat Terang Tempat Gelap Hydrilla Gondang

A1 Biru - - Hidup

A2 Bening - Hidup Hidup

A3 Bening - Hidup -

A4 Biru - - -

B1 - Biru - Hidup

B2 - Bening Hidup Hidup

B3 - Bening Hidup -

B4 - Biru - -

Jum’at8 April 2011

TabungPerubahan Warna Keadaan Hidup/Mati

Tempat Terang Tempat Gelap Hydrilla Gondang

A1 - Keruh - Mati

A2 - Bening Hidup Mati

A3 - Bening Hidup -

A4 - Biru - -

B1 Biru - - Hidup

B2 Bening - Hidup Hidup

B3 Bening - Hidup -

B4 Biru - - -

Sabtu9 April 2011

TabungPerubahan Warna Keadaan Hidup/Mati

Tempat Terang Tempat Gelap Hydrilla Gondang

A1 Keruh - - Mati

A2 Bening - Hidup Mati

A3 Bening - Hidup -

A4 Biru - - -

B1 - Keruh - Hidup

B2 - Bening Hidup Hidup

B3 - Bening Hidup -

B4 - Biru - -

Minggu10 April

2011

TabungPerubahan Warna Keadaan Hidup/Mati

Tempat Terang Tempat Gelap Hydrilla Gondang

A1 - Keruh - Mati

A2 - Keruh Hidup Mati

A3 - Bening Hidup -

A4 - Biru - -

B1 Keruh - - Hidup

B2 Keruh - Mati Hidup

B3 Bening - Hidup -

B4 Biru - - -

Senin11 April

2011

TabungPerubahan Warna Keadaan Hidup/Mati

Tempat Terang Tempat Gelap Hydrilla Gondang

A1 Keruh - - Mati

A2 Keruh - Hidup Mati

A3 Bening - Hidup -

A4 Biru - - -

B1 - Keruh - Hidup

B2 - Keruh Mati Hidup

B3 - Bening Hidup -

B4 - Biru - -

Selasa12 April

2011

TabungPerubahan Warna Keadaan Hidup/Mati

Tempat Terang Tempat Gelap Hydrilla Gondang

A1 - Keruh - Mati

A2 - Keruh Mati Mati

A3 - Bening Hidup -

A4 - Agak Biru - -

B1 Keruh - - Hidup

B2 Keruh - Mati Mati

B3 Keruh - Mati -

B4 Keruh - - -

B. Pembahasan

Dalam praktikum kali ini kita dapatkan hasil yang bermacam-macam dengan

perlakuan yang berbeda. Misalnya pada larutan brotimol biru yang diberi perlakuan

dengan memasukkan siput dan hydrilla yang dalam satu minggu warnanya akan

berubah menjadi agak keruh hal ini dapat dikarenakan oleh adanya karbon yang

dihasilkan oleh siput yang mengakibatkan timbulnya warna keruh pada air media

biakan namun dapat dinetralisasikan sedikit oleh adanya hydrilla yang mampu

merombak karbon menjadi oksigen. Sedangkan pada botol yang berisikan siput saja,

warna akan berubah menjadi keruh sekali hal ini dikarenakan karbon yang

dikeluarkan oleh siput dan tidak adanya perombak karbon dalam hal ini adalah

hydrilla. Botol yang berisikan hydrilla saja, warnanya tetap jernih atau bening hal ini

dikarenakan tidak adanya siput atau mahluk hidup yang menghasilkan karbon yang

dapat merubah warna air menjadi keruh, dan pada indikator warna tetap biru seperti

awal karna tidak ada reaksi karbon yang terjadi sebab tidak diberi perlakuan apa-apa.

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. Dengan bantuan energi cahaya

maka CO2 dan H2O oleh tumbuhan hijau akan diubah menjadi senyawa organik

berupa glukosa (C6H12O6) dan Oksigen ( O2) melalui reaksi yang disederhanakan

sebagai berikut: 6CO2 + 6H2O C6H12O6 = 6O2. Oksigen dihasilkan dalam

fotosintesis tersebut akan dimanfaatkan oleh hewan dan organisme lain untuk

respirasi. Dari proses respirasi tersebut akan dihasilkan CO2H2O dan energi melelui

persamaan reaksi yang disederhanakan sebagai berikut: C6H12O6 + 6O2 6CO2 +

6H2O + Energi 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 bahan bakar fosil

misalnya batubara, minyak bumi dan gas bumi. Jika bahan bakar 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.

Dari proses fotosintesa diatas selain dihasilkan bahan organik berupa

karbohidrat juaga dihasilkan oksigen. Bahan organik hasil fotosintesa berpindah ke

herbivora dan pemangsa dan kembali ke cadangan melalui respirasi dan kegiatan

bakteri. Sisa bahan organik yang tidak dilapuk melalui proses-proses geologi lainnya

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. Pada percobaan yang telah dilakukan untuk dapat memahami peran

produsen dan konsumen pada siklus karbon digunakan dua perlakuan yang berbeda-

beda, ada yang ditempat terang, dan ada yang ditempat gelap. Masing-masing

perlakuan tersebut menggunakan 4 tabung yang isinya berbeda-beda. Botol pertama

diisi dengan air ditambah siput ditambah larutan bromtimol biru, pada botol kedua

diisi dengan air ditambah siput ditambah hydrilla ditambah bromtimol biru, pada

botol ketiga diisi dengan air ditambah hydrilla ditambah dengan bromtimol biru, dan

pada botol ke empat diisi dengan air kran ditambah dengan bromtimol biru. Pada

percobaan ini bromtimol biru berfungsi 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. Setelah menempatkan masing-masing golongan botol ketempat yang telah

dilakukan dengan perlakuan yang berbeda, tabung-tabung tersebut didiamkan selama

24 jam agar dapat melihat reaksi yang terjadi.

BAB VKESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan

1. Produsen berperan sebagai penyedia oksigen dan karbohidrat bagi konsumen,

sedangkan konsumen berperan sebagai penyedia CO2 untuk produsen untuk

digunakan produsen dalam melakukan proses fotosintetis.

2. 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.

3. 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.

4. Dalam percobaan ini dapat dilihat adanya siklus karbon, yang dapat dilihat pada

tabung reaksi kedua. Karena pada tabung ini terjadi interaksi timbal balik antara

hydrilla dan siput.

5. 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

Saran yang dapat disampaikan pada praktikum ini adalah dalam proses

praktikum usahakan tabung biakan yang digunakan tutupnya mengunci dengan erat,

agar tidak ada pengaruh oksigen dari luar. Serta pada saat pengamatan usahakan

pemindahan antara kamar gelap dan tempat terang dilakukan secara teratur.

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