Laporan Praktikum Dasar-Dasar Fisiologi Tumbuhan Acara I PENGARUH FAKTOR LINGKUNGAN TERHADAP LAJU FOTOSINTESIS
Disusun oleh
Nama
: Muhammad Darussalam Darussalam Teguh
NIM
: 12696
Golongan
: B4
Asisten Koreksi
: Elisa Anggraini
Laboratorium Ilmu Tanaman Jurusan Budidaya Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Gadjah Mada Yogyakarta 2014
ACARA 1 PENGARUH FAKTOR LINGKUNGAN TERHADAP LAJU FOTOSINTESIS PENDAHULUAN Fotosintesis merupakan salah satu cara asimilasi karbon karena dalam fotosintesis karbon bebas dari CO2 diikat (difiksasi) menjadi gula sebagai molekul penyimpan energi. Reaksi dalam fotosintesis yang menghasilkan glukosa ialah sebagai berikut : 6CO2 + 6H2O
cahaya matahari
C6H12O6 + 6O2. Glukosa digunakan untuk membentuk senyawa
organik lain seperti selulosa dan dapat pula digunakan sebagai bahan bakar. Proses ini berlangsung melalui respirasi seluler. Secara umum reaksi yang terjadi pada respirasi seluler berkebalikan dengan persamaan di atas. Pada respirasi, gula (glukosa) dan senyawa lain akan bereaksi dengan oksigen untuk menghasilkan karbon dioksida, air, dan energi kimia (Pertamawati, 2010). Oleh karena itu, dalam praktikum pengaruh faktor lingkungan terhadap laju fotosintesis ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh factor lingkungan antara lain intensitas cahaya,warna cahaya dan suhu terhadap laju fotosintesis dengan cara menghitung hasil fotosintesis yaitu O 2 yang dihasilkan. Proses fotosintesis hanya dapat berlangsung bila pigmen fotosintesis menerima intensitas cahaya tertentu yang memenuhi syarat untuk terjadinya proses tersebut. Tidak semua radiasi elektromagnetik yang jatuh pada tumbuhan yang berfotosintesis dapat diserap, tetapi hanya cahaya tampak (visible light ) yang memiliki panjang gelombang berkisar antara 400 sampai 720 nm yang diabsorpsi dan digunakan untuk fotosintesis. Umumnya fotosintesis bertambah sejalan dengan peningkatan intensitas cahaya sampai pada suatu nilai optimum tertentu (cahaya saturasi). Di atas nilai tersebut cahaya merupakan penghambat bagi fotosintesis (cahaya inhibisi), sedangkan di bawah nilai optimum merupakan cahaya pembatas sampai pada suatu kedalaman di mana cahaya tidak dapat menembus lagi (Sunarto, dkk., 2004). Ada
aspek
lain
yang
harus
dipertimbangkan
sebelum
seseorang
bisa
merekomendasikan tanaman yang tumbuh pada suhu optimal untuk fotosintesis. Suhu rendah diperlukan pada intensitas cahaya rendah dan konsentrasi CO2 di atmosfer ambient tidak mungkin optimal untuk pertumbuhan. Fakta bahwa respirasi meningkat secara eksponensial dengan suhu gelap menyiratkan bahwa energi yang tersedia untuk proses pertumbuhan juga akan meningkat dengan suhu. Dari pertimbangan tersebut tampak bahwa konsep asli mengendalikan kondisi untuk fotosintesis maksimum tanaman luas daun yang diberikan dan dengan demikian intersepsi cahaya, tidak cukup. Ini harus dilengkapi dengan informasi lebih lanjut tentang kondisi lingkungan yang optimal untuk pertumbuhan organ tanaman yang berbeda sehingga dasar yang diperlukan untuk menentukan iklim rumah kaca yang optimal dapat disediakan (Enoch and Hurd, 1977).
Pada kebanyakan tanaman, sebagai respon langsung terhadap suhu, tingkat cahaya jenuh fotosintesis rendah di ekstrim suhu rendah dan tinggi dan memiliki optimum pada pertengahan suhu. Dengan perubahan suhu pertumbuhan banyak tanaman menunjukkan plastisitas fenotipik yang cukup dalam karakteristik fotosintesis mereka. Secara umum, tanaman tumbuh pada suhu yang lebih tinggi telah suhu optimal yang lebih tinggi dari laju fotosintesis terikat hubungan linear antara suhu optimal dan pertumbuhan. Perubahan ketergantungan suhu fotosintesitesis dapat berasal perubahan aktivitas dan jumlah komponen fotosintesis dan atau CO2 konsentrasitrasi di situs carboxylation . Namun, respon dari setiap faktor suhu tampaknya berbeda antara spesies (Hikosaka et al., 2006).
METODOLOGI Praktikum Dasar – Dasar Fisiologi Tumbuhan acara 1 dengan Judul Pengaruh Faktor Lingkungan Terhadap Laju Fotosintesis dilaksanakan pada hari Kamis, 08 Mei 2014 bertempat di Laboratorium Ilmu Tanaman, Jurusan Budidaya Pertanian, Fakultas Pertanian Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta. Bahan-bahan yang digunakan dalam praktikum ini adalah ganggang Hydrilla verticillata, alumunium foil , air dan es. Sedangkan alat yang dibutuhkan adalah timbangan, alat ukur waktu, erlenmeyer, pipet 5 mL, potongan selang plastik yang ujungnya telah dibakar, beberapa macam sungkup, termometer, tripot, plat asbes, lampu spiritus, dan gelas piala. Cara kerja dalam praktikum ini dibagi menjadi 3 sub acara yaitu (a) pengaruh intensitas cahaya, (b) pengaruh cahaya warna, dan (c) pengaruh suhu. Tiap sub acara dibutuhkan 5 pipet dan 5 erlenmeyer. Mula-mula pipet diisi dengan air sampai agak penuh. Bagian pangkalnya ditutup dengan tangan,kemudian bagian ujungnya ditutup dengan selang plastik sehingga air tidak bisa keluar. Diambil beberapa potong ganggang Hydrilla dan ditimbang dengan berat tertentu, lalu bagian pangkalnya dimasukkan ke dalam pangkal pipet.
Untuk sub acara pengaruh intensitas cahaya, setelah ganggang dalam pipet
dimasukkan ke dalam erlenmeyer yang telah diisi air kemudian mulut erlenmeyer ditutup dengan alumunium foil dan diberi sungkup sesuai perlakuan yakni intensitas cahaya 100%, 75%, 50%, 25%, 0%. Pada sub acara pengaruh cahaya warna, setelah ganggang dalam pipet dimasukkan ke dalam erlenmeyer yang telah diisi air kemudian mulut erlenmeyer ditutup dengan alumunium foil dan diberi sungkup sesuai perlakuan yakni sungkup warna bening, merah, kuning, hijau, dan ungu. Sedangkan untuk sub acara pengaruh suhu, setelah ganggang dalam pipet dimasukkan ke dalam erlenmeyer yang telah diisi air kemudian mulut erlenmeyer ditutup dengan alumunium foil , erlenmeyer tersebut dimasukkan ke dalam gelas piala. Perlakuan suhu meliputi 5 oC, 15oC, 25oC, 35oC, dan 45oC. pada perlakuan 5oC dan 15oC gelas piala diisi dengan es. Perlakuan 35 oC dan 45oC gelas piala diisi dengan air dan dpanaskan dengan lampu spiritus. Sedangkan untuk perlakuan 25 oC
tergantung dari suhu air. Praktikum sub bab a dan b dilakukan dibawah sinar matahari langsung, sedangkan sub bab c dilakukan didalam laboratorium. Selama 15 menit perubahan volume air dalam pipet dicatat. Pengamatan diulangi sebanyak 3 kali. Volume oksigen yang dihasilkan dihitung dengan rumus : perubahan volume (ml)/berat Hydrilla (gram)/jam. Rancangan yang digunakan adalah rancangan RAL/CRD. Variabel yang diamati adalah perubahan volume dalam pipet sebagai laju fotosintesis ganggang
Hydrilla.
Hubungan antara laju fotosintesis dengan intensitas cahaya dan suhu di analisis menggunakan analisis regresi linier, dan ditampilkan dalam kurva regresi. Sedangkan pengaruh warna cahaya dibuat anova dan di analisis dengan DMRT serta ditampilkan dalam bentuk histogram. HASIL DAN PEMBAHASAN a.
Pengaruh Suhu terhadap Laju Fotosintesis 0.3 l 0.25 m ( s i s ) ' 0.2 ˉ e t 0.15 n m i j s a ' 0.1 o t ˉ o r g 0.05 f u j a 0 l ( -0.05 0
10
y = -0.0043x + 0.1857 R² 30 = 0.5567 40 20
Suhu
50
(oC)
Grafik 1. Laju Fotosintesis vs Suhu Suhu merupakan salah satu faktor lingkungan yang mempengaruhi proses fotosintesis. Dalam proses fotosintesis, dibutuhkan enzim-enzim yang bekerja pada suhu optimalnya. Apabila suhu meningkat, umumnya proses fotosintesis juga akan meningkat. Namun, hanya sampai tingkat tertentu saja karena semakin meningkatnya suhu hingga batas maksimum akan menyebabkan enzim mengalami denaturasi. Pada grafik di atas menunjukkan bahwa, laju fotosintesis maksimal pada suhu 5 oC ,hal ini menunjukkan pula enzim yang dibutuhkan dalam proses fotosintesis dapat bekerja maksimal pada perlakuan suhu 5oC. Sedangkan pada suhu 15 oC terjadi penurunan dan pada suhu 25 o mengalami kenaikan namun pada suhu 35 oC dan 45oC mengalami penurunan kembali, akibat suhu yang semakin meningkat dapat menyebabkan denaturasi pada enzim sehingga tidak dapat bekerja dalam proses fotosintesis.
b.
Pengaruh Intensitas Cahaya terhadap Laju Fotosintesis 0.12 ' ˉ r 0.1 g l m 0.08 ( s i ) 0.06 s ' ˉ e t m0.04 n i a s j 0.02 o t o 0 f u j 0 a l
y = -0.0002x + 0.0697
20
40
60
80
100
120
Intensitas (%)
Grafik 2. Pengaruh Intensitas Cahaya terhadap Laju Fotosintesis Cahaya merupakan salah satu faktor lingkungan yang mempengaruhi proses fotosintesis yang penting karena dalam melakukan fotosintesis tanaman membutuhkan cahaya. Intensitas cahaya yang semakin meningkat akan meningkatkan laju fotosintesis namun hanya sampai intensitas tertentu saja. Pada grafik di atas menunjukkan bahwa laju fotosintesis mengalami fluktuatif dimana laju fotosintesis tertinggi pada intensitas cahaya 25% sedangkan pada terendah 75% hal ini dikarenakan batas intensitas cahaya yang dapat diserap tanaman secara maksimal pada intensitas 25%. Namun, pada intensitas cahaya 100% terjadi kenaikan, hal ini dapat dikarenakan oleh cuaca yang mendukung sewaktu percobaan ini dilakukan sehingga perlakuan intensitas 100% sedikit maksimal. c.
Pengaruh Warna Cahaya terhadap Laju Fotosintesis
Rerata 0.06 0.05
0.053333333
Bening 0.046666667
0.04 0.03
Kuning
0.02 0.01
Merah
Hijau 0
0
Bening
Merah
Ungu
0
0 Kuning
Hijau
Ungu
Histogram 1. Histogram Pengaruh Warna terhadap Laju Fotosintesis Cahaya yang diserap oleh tumbuhan terdiri dari beberapa macam warna cahaya. Warna cahaya itu sendiri mempengaruhi laju fotosintesis dari tumbuhan. Hal ini dapat terjadi karena energi yang dihasilkan setiap jenis spectrum dan panjang gelombang yang berbeda. Di samping adanya perbedaan energi tersebut, di dalam daun juga terdapat faktor pembeda yang memungkinkan penyerapan terhadap berbagai spektrum tersebut berbeda. Faktor pembeda tersebut adalah jenis pigmen yang terkandung di dalam jaringan daun. Dari hasil
histogram di atas didapatkan urutan laju fotosintesis dari yang tertinggi hingga terendah yaitu warna cahaya kuning > ungu > Bening = Merah = Hijau. Warna cahaya yang ditangkap secara maksimal adalah warna kuning dan ungu karena meiliki panjang gelombang yang terpanjang dan terpendek, sedangkan warna bening, merah dan hijau merupakan warna yang kurang baik untuk di tangkap oleh daun karena panjang gelombang yang dimiliki akan dihamburkan di udara sedangkan warna hijau ini memantul dengan sempurna di udara sehingga tidak dapat ditangkap oleh daun tetapi akan terhambur di udara dan terendah warna bening karena tidak ada warna cahaya yang dapat ditanggkap oleh daun.
KESIMPULAN DAN SARAN A. KESIMPULAN 1. Pengaruh suhu terhadap laju fotosintesis secara maksimal terjadi pada suhu 5 oC dan minimal pada suhu 35 oC. 2. Pengaruh intensitas cahaya terhadap laju fotosintesis secara optimal terjadi pada intensitas 25% dan minimal pada intensitas 75%. 3. Pengaruh warna cahaya terhadap laju fotosintesis tertinggi terjadi pada warna kuning dan terendah pada warna bening, merah dan hijau.
B. SARAN Untuk percobaan pengaruh intensitas cahaya dan pengaruh warna cahaya terhadap laju fotosintesis sebaiknya dilakukan pada saat kondisi cahaya matahari yang cukup atau optimal.
DAFTAR PUSTAKA Enoch, H. Z. and R. G. Hurd. 1977. Effect of light intensity, carbon dioxide concentration, and leaf temperature on gas exchange of spray carnation plants. Journal of Experimental Botany 28 : 84 - 95 Hirosaka, K., K. Ishikawa, A. Borjigidai, O. Muller, and Y. Onode. 2006. Temperature acclimation of photosynthesis : mechanisms involved in the changes in temperature dependence of photosynthetic rate. Journal of Experimental Botany 57 : 291 - 302 Pertamawati. 2010. Pengaruh fotosintesis terhadap pertumbuhan tanaman kentang (Solanum tuberosum L.) dalam lingkungan fotoautotrof secara invitro. Jurnal Sains dan Teknologi Indonesia 12 : 31 - 37 Sunarto, Sri Astuty dan Herman Hamdani. 2004. Efisiensi pemanfaatan energi cahaya matahari oleh fitoplankton dalam proses fotosintesis. Jurnal Akuatika 2 : 1 – 9
LAMPIRAN Tabel Pengamatan Perlakuan suhu
Perubahan volume selama 15 menit (mL)
Rerata
Ul. 1
Ul. 2
Ul. 3
5oC
0,05
0
1
0,24
15 oC
0,05
0
0,05
0,38
25 oC
0,05
0,02
0,03
0,045
35 oC
0,02
0,02
0,01
0,027
45 oC
0,025
0,025
0,02
0,028
Perlakuan suhu
Perubahan volume selama 15 menit (mL)
Rerata
Ul. 1
Ul. 2
Ul. 3
Bening
0
0
0
0
Merah
0
0
0
0
Kuning
0
0
0,1
0,6
Hijau
0
0
0
0
Ungu
0,1
0
0
0,5
Perlakuan suhu
Perubahan volume selama 15 menit (mL)
Rerata
Ul. 1
Ul. 2
Ul. 3
0%
0
0
0,05
0,049
25%
0
0,05
0,05
0,204
50%
0
0
0,05
0,047
75%
0
0
0,05
0,057
100%
0
0
0,05
0,053
