Daur karbon

DAUR KARBON

UMAIRA ( A1C408010 )

Dosen pengampu : Ir. Bambang Hariyadi M.Si,PH.d

Program Studi Biologi, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan

Universitas Jambi, 2011

Abstrak

Praktikum dengan judul daur karbon ini bertujuan untuk mempelajari hubungan antara produsen dan konsumen didalam ekosistem,. Praktikum ini dilaksanakan pada hari sabtu, desember 2011 bertepat lab nipa lantai 2 universitas jambi. Alat dan bahan yang digunakan adalah hydrilla sebagai produsen, ikan kecil sebagai konsumen, karet gekang, larutan bromtimol biru, air, sumber cahaya, dan kamar gelap.. Hasil yang didapat organisme-organisme yang mati/ kurang aktif terlebih dahulu terdapat pada plastik yang diberi perlakuan tempat gelap karena tidak tersedianya cahaya pada tempat gelap. Organisme tersebut membutuhkan zat oksigen dan karbondioksida

Kata kunci : daur, karbon

Pendahuluan

1.1 Latar Belakang

Dalam kehidupan ini kita sebagai manusia saling membutuhkan satu sama lain dan juga saling melengkapi. Begitu juga dengan hewan dan tumbuhan, kedua jenis makhluk hidup ini dalam kehidupannya saling melengkapi dan membutuhkan satu sama lain dengan sesama jenisnya.Makhluk hidup tidak dapat ini 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 memilki peran masing-masing yang tentu saja sangat penting dalam proses terjadinya hubungan antara produsen dan konsumen. Untuk dapat mengetahuinya kita dapat mempelajarinya.Proses di alam sudah tertata rapi. Setiap tahap dari suatu proses seluruhnya berjalan dengan peranan tertentu yang bermanfaat untuk kelangsungan hidup mahluk di alam. Tetapi manusia sering kali menciptakan suatu proses baru, dengan alasan untuk kesejahteraannya yang malah menyebabkan terjadinya ketidakseimbangan proses alam, sampai akhirnya menimbulkan bencana. Mari kita simak sebuah contoh, suatu proses yang terjadi di alam, yaitu siklus 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).

Siklus karbon melibatkan seluruh lingkungan yang ada di alam semesta, meliputi atmosfer, biosfer, hidrosfer dan geosfer. Karena itu, siklus karbon disebut sebagai siklus biogeokimia. Pada setiap lingkungan dan antara lingkungan terjadi pertukaran karbon. Siklus karbon adalah siklus biogeokimia dimana karbon dipertukarkan antara biosfer, geosfer, hidrosfer, dan atmosfer Bumi (objek astronomis lainnya bisa jadi memiliki siklus karbon yang hampir sama meskipun hingga kini belum diketahui). 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 “siklus karbon”. Melalui siklus karbon kita dapat mempelajari aliran energi di bumi karena hampir seluruh energi kimia yang dibutuhkan untuk hidup disimpan pada bahan organik. Siklus karbon memiliki dua bagian penting yaitu, siklus di daratan dan siklus di perairan. Siklus karbon di perairan meninjau pergerakan karbon melalui ekosistim laut dan siklus karbon di darat meninjau pergerakan karbon melalui ekosistim daratan. Kandungan CO2 bebas di udara adalah sekitar 0,033%, dan cenderung mengalami peningkatan dari hasil penggundulan hutan dan pembakaran bahan bakar fosil.

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.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.

1.2 Kajian Pustaka

Siklus karbon 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. (Hadioetomo, 1993).

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).

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)

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).

Hydrillasp

Hidrilla sp. Adalah tanaman hijau yang hidup di air. Tumbuhan air sangat berpengaruh terhsdsp zat-zat makanan untuk orgsnisme hidup. Tumbuhan juga memegang peranan penting dalam transfor oksigen, karbon dioksida, dan gas-gas lain melalui badan air dan dalam pertukaran gas-gas tersebut pada bidang persentuhan antara air-atmosfir.(Rukaesih,2004)

Metode Praktikum

2.1 Waktu dan Tempat:

Waktu : sabtu,  desember 2011

Tempat :Laboratorium Universitas Jambi Lantai II Mendalo Darat.

2.2 Alat & Bahan:

•    Ikan kecil sebagai konsumen

•    Hydrilla sebagai produsen

•    Larutan bromtimol biru

•    Air

•    Botol kaca yang ukurannya sama

2.3 Cara Kerja :

•    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.

•    Setiap botol diisi dengan air sampai permukaan air kira-kira 20mm dibawah mulut botol.

•    Ditambahkan 3-5 tetes bromtimol biru kedalam tiap-tipa botol.

•    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.

•    Ditutup semua botol biakan tersebut rapat-rapat, usahakan agar tutup tersebut tidak bocor.

•    A(1-4) ditempatkan ditempat terang dan B(1-4) ditempatkan ditempat gelap.

•    Setelah 24 jam diamati semua botol biakan,dan dicatat perubahan yang terjadi.Dilakukan setiap hari selama 7 hari.

Hasil dan Pembahasan

3.1 Hasil

Hari/tgl   

Sabtu, 17 des 2011

A ( terang )

A1 . keadaan sama dengan awal

A2 . keadaan sama dengan awal

A3 . Keadaan sama dengan awal

A4 . keadaan sama dengan awal  

B ( gelap )

B1. Keadaan sama dengan awal

B2. Keadaan sama dengan awal

B3. Keadaan sama dengan awal

B4. Keadaan sama dengan awal

Minggu 18 des 2011  

( terang )

A1 keadaan sama dengan awal

A2 .ikannya mati, air sedikit keruh

A3. terdapat uap air dan air masih sama

A4 .terdapat uap air, air sedikit keruh  

( gelap )

B1. Keadaan sama dengan awal&beruap

B2. Ikan masih hidup dan beruap

B3. Terdapat uap air & air masih bening

B4. Terdapat uap air,air sedikit keruh

Senin 19 des 2011 

( terang )

A1.terdapat uap air,air bening

A2.ikannya membusuk,air keruh dan      berbuih

A3. terdapat uap air dan hidrilla masih segar

A4 .terdapat uap air,kotoran ikan, air keruh

  ( gelap )

B1. Ada uap air, air masih bening

B2. Ikan mati,terdapat uap air, air sedikit keruh

B3. Terdapat uap air, keadaan air masih seperti semula

B4. Terdapat uap air,ikan mati,air menjadi keruh

Selasa 20 des 2011  

( terang )

A1.terdapat uap air,air masih bening

A2.ikan mengelurkan bau busuk,air menjadi semakin keruh dan hydrilla menjadi kuning

A3.terdapat uap air yang sangat banyak dan hydrilla masih segar

A4.ikan mati,keadaan air keruh dan terdapat uap air 

( gelap )

B1. Ada uap air, air masih bening

B2. Ikan mati,terdapat uap air, air sedikit keruh

B3. Terdapat uap air, keadaan air masih seperti semula

B4. Terdapat uap air,ikan mati,air menjadi keruh

rabu 21 des 2011  

( terang )

A1.terdapat uap air,air masih bening

A2.ikannya membusuk,air smkin keruh. Hydrlla kuning, banyak uap air

A3.Air berubah menjadi keruh terdapat uap air

A4.ikan busuk,air keruh terdapat uap air  

(gelap )

B1. Ada uap air, air masih bening

B2. Ikan busuk,terdapat uap air, hydrilla kuning banyak uap air

B3. Air sedikit keruh ,banyak uap air

B4.ikan busuk, air keruh dan Terdapat uap air

Hari/tgl   

kamis, des 2011 

A ( terang ) 

A1 . keadaan air masih sama seperti semula

A2 . keadaan sama sperti hari rabu tetapi terdpat buih pada permukaan air

A3 . hydrilla tidak brubah, keadaan air sedikit keruh da terdapat banyak uap air

A4 . ikan mulai mengeluarkan bau busuk dan air menjadi keruh 

  B ( gelap )

B1. Keadaan air sama seperti awal

B2. Ikan mengeluarkan bau busuk, air menjadi lebih keruh dan hydrilla menjadi kuning

B3. Hydrilla tidak berubah dan  sedikit menjadi keruh serta terdapat uap air

B4. Ikan mulai mengeluarkan bau busuk, air menjadi keruh serta terdapat uap air

jum’at des 2011 

( terang )

A1 .keadaan air masih sama seperti semula

A2 .air sangat keruh dan berbuih, hydrilla mulai rontok

A3. Hydrilla tidak berubah, air sedikit keruh dan terdapat uap air

A4 .ikan masih mengeluarkan bau busuk dan terdapat banyak uap air  

(gelap)

B1. Keadaan masih sama seperti semula

B2. Air sangat keruh dan hydrilla mulai rontok serta terdapat buih dipermukaan air

B3. Hydrilla tidak berubah dan keadaan air menjadi keruh

B4. Ikan masih mengeluarkan bau busuk serta terdapat buih dipermukaan air

sabtu des 2011 

(terang )

A1.masih seperti semula

A2.bau busuk mulai berkurang dan hydrilla sudah rontok serta terdapat buih

A3. hydrilla kuning dan mulai rontok serta terdapat uap air

A4 .air menjadi sangat keruh dan beruap

(gelap)

B1. Masih seperti semula

B2. Hydrilla membusuk dan sudah rontok serta terdapat buih

B3. Hydrilla kuning dan mulai rontok air menjadi lebih keruh

B4. Air menjadi sangat keruh dan banyak terdapat uap air

3.2 Pembahasan

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. Misalnya pada Air brotimol yang diberi perlakuan dengan memasukkan ikan kecil dan Hydrilla yang dalam satu minggu warnanya akan berubah menjadi agak keruh hal ini dapat dikarenakan oleh adanya karbon yang dihasilkan oleh ikan kecil 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 ikan kecil saja, warna akan berubah menjadi keruh sekali hal ini dikarenakan karbon yang dikeluarkan oleh ikan kecil dan tidak adanya perombak karbon dalam hai ini adalah Hydrilla. Botol yang berisikan Hydrilla saja, warnanya tetap jernih hal ini dikarenakan tidak adanya ikan kecil atau mahluk hidup yang menghasilkan karbon yang dapat merubah warna air menjadi keruh.Dan pada indicator warna tetap biru seperti awal karna tidak ada reaksi karbon yang terjadi sebab tidak diberi perlakuan apa-apa.

Dari hasil yang telah kita peroleh dapat dilihat bahwa organisme-organisme yang mati/ kurang aktif terlebih dahulu terdapat pada tabung yang diberi perlakuan ditempat gelap, hal ini karena tidak terjadi fotosintesis ditempat gelap karena tidak tersedianya cahaya pada tempat gelap. Organisme-organisme tersebut membutuhkan zat O2, CO2, dan karbohidrat. Peristiwa yang ditunjukkan dengan perubahan warna pada bromtimol biru adalah peristiwa respirasi, karena peristiwa respirasi menghasilkan CO2 yang sangat sensitif terhadap bromtimol biru, kesensitifan ini dapat dilihat dengan adanya perubahan warna pada bromtimol biru. Apabila terjadi respirasi yang cukup banyak, botol tersebut tampak berembun.. Hasil yang diperoleh adalah semua organisme yang ditempatkan ditempat gelap akan mati semua karena tidak tersedianya cahaya untuk produsen melakuakan proses fotosintesis, tanpa adanya O2 yang dihasilkan pada proses fotosintesis, konsumen tidak dapat hidup dan melakuakn proses respirasi. Disini siklus karbon berperan atau berjalan jika berubah menjadi kuning yang sebelumnya indikatornya berwarna biru.

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 :

6 C O2 + 6 H2 O C6 H12 O6 = 6 O2

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 organic dari pembusukan hewan dan tumbuhantertimbuan 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 baker 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 organic berupa karbohidrat juaga dihasilkan oksigen. Bahan organic hasil fotosintesa berpindah ke herbivore dan pemangsa dan kembali ke cadangan melalui respirasi dan kegiatan bakteri. Sisa bahan organic yang tidak dilapuk melalui proses-proses geologic 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

Penutup

4.1 Kesimpulan

•    Produsen berperan sebagai penyedia oksigen dan karbohidrat bagi konsumen,

•    Konsumen berperan sebagai penyedia CO2 untuk produsen untuk digunakan produsen dalam melakukan proses fotosintetis

•     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

DAFTAR PUSTAKA

Achmad, Rukaesih. 2004. Kimia Lingkungan. Jakarta: Yogyakarta Andi

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

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

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

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

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

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