Transcription

Penelitian Internal 2014PERBEDAAN KONSUMSI OKSIGEN (O2) PADA PROSES RESPIRASIKECAMBAHRina Riana Rakatika, Diana HernawatiUniversitas Siliwangi Tasikmalayae-mail: [email protected] Oksigen pada respirasi tumbuhan sangat dipengaruhi oleh ketersediaansubstrat sebagai bahan utamanya, ketersediaan oksigen pada proses oksidasi untukmembentuk energi perkecambahan, suhu yang berpengaruh terhadap laju respirasi, jenisdan umur tumbuhan, dalam hal ini cadangan makanan merupakan kebutuhan yangpenting dalam proses pemanjangan dan pembelahan sel-selnya. Untuk itu jenis dan umurtumbuhan (perkecambahan) pada setiap tanaman akan berbeda. Penelitian ini bertujuanuntuk mengetahui perbedaan konsumsi Oksigen pada Proses Respirasi Kecambah.Metode penelitian yang digunakan adalah metode eksperimen dengan rancanganpercobaan berupa Rancangan Acak Lengkap. Hasil penelitian menyimpulkan terdapatpengaruh yang signifikan antara perbedaan kecambah kacang tanah (Arachis hypogaeaL.), kecambah kacang panjang (Vigna sinensis L.), kecambah kacang hijau (Phaseolusradiatus L.), dan kecambah kacang keledai (Glycine soja L. Merr.) dengan konsumsioksigen (O2) pada respirasi tumbuhan.Kata kunci : Oksigen, kecambah, respirasiPENDAHULUANTumbuhan adalah makhluk hidup yang dapat menggunakan energi darisinar matahari untuk membuat zat makanan (fotoautotrof) melalui proses fotosintesis(Cronquist, 1981). Pada proses tersebut, air akan dipecah menjadi H2 dan O2, H2 akandigunakan kembali sedangkan O2 akan dilepaskan ke udara. Namun, seperti makhlukhidup yang lain, tumbuhan juga membutuhkan O2 untuk proses respirasi (pemecahanmakanan untuk menghasilkan energi). Jika makhluk hidup selain tumbuhan, O2diambil dari udara, sedangkan pada tumbuhan O2 yang digunakan merupakan O2hasil fotosintesis. Tetapi, jumlah O2 yang dihasilkan pada fotosintesis lebih banyakdibandingkan dengan O2 yang digunakan untuk respirasi, sehingga masih ada banyakO2 yang dilepaskan ke udara dan membuat udara menjadi segar (Campbell et.al.,2002; Hutchinson, 1973).1

Penelitian Internal 2014Respirasi adalah suatu proses pengambilan oksigen (O2) untuk memecahsenyawa-senyawa organik menjadi karbondioksida (CO2), air (H2O) dan energi.Namun demikian respirasi pada hakikatnya adalah reaksi redoks, dimana substratdioksidasi menjadi karbondioksida (CO2) sedangkan oksigen (O2) yang diserapsebagai oksidator mengalami reduksi menjadi air (H2O). Substrat respirasi adalahsetiap senyawa organik yang dioksidasikan dalam respirasi, atau senyawa-senyawayang terdapat dalam sel tumbuhan yang secara relatif banyak jumlahnya dan biasanyadirespirasikan menjadi karbondioksida (CO2) dan air (H2O) (Iskandar, 2011).Karbohidrat merupakan substrat respirasi utama yang terdapat dalam sel tumbuhantinggi. Terdapat beberapa substrat respirasi yang penting lainnya di antaranya adalahbeberapa jenis gula seperti glukosa, fruktosa, sukrosa, pati, asam organik dan protein(Henny, 2010).Selain itu, respirasi merupakan proses oksidasi bahan organik yang terjadi didalam sel, berlangsung secara aerobik maupun anaerobik (Tjitrosomo, 1983). Lajumetabolisme biasanya diperkirakan dengan mengukur banyaknya oksigen yangdikonsumsi makhluk hidup per satuan waktu. Hal ini memungkinkan karena oksidasidari bahan makanan memerlukan oksigen (O2) untuk menghasilkan energi yangdapat diketahui jumlahnya. Akan tetapi, laju metabolisme biasanya diekspresikandalam bentuk laju konsumsi oksigen.Respirasi sangat diperlukan karena reaksi kimia yang terjadi di dalam selhewan maupun tumbuhan sangat tergantung pada adanya oksigen (O2), sehinggadiperlukan adanya suplai oksigen (O2) secara terus menerus. Hal ini berarti bahwaoksigen (O2) merupakan substansi yang sangat penting. Salah satu substansi yangdihasilkan atau diproduksi oleh reaksi kimia yang terjadi di dalam sel adalah gaskarbondioksida (CO2). Adanya karbondioksida (CO2) yang terlalu banyak di dalamtubuh harus dihindari, sehingga karbondioksida (CO2) harus segera dikeluarkan daritubuh secara terus menerus. Bagian tumbuhan yang aktif melakukan respirasi yaitubagian yang sedang tumbuh seperti pada biji yang berkecambah (Hidayat, 1995).Berdasarkan pemaparan tersebut di atas, maka penulis ingin mengetahuiperbedaan konsumsi oksigen (O2) pada proses respirasi tumbuhan dari berbagaimacam kecambah. Adapun kecambah yang digunakan dalam penelitian ini adalahkecambah kacang tanah (Arachis hypogaea L.), kecambah kacang panjang (Vigna2

Penelitian Internal 2014sinensis L.), kecambah kacang hijau (Phaseolus radiatus L.), dan kecambah kacangkeledai (Glycine soja L. Merr.). Oleh karena itu, untuk mengetahuinya maka perludilakukan suatu eksperimen dengan beberapa perlakuan untuk mengkaji hal tersebutlebih dalam.METODE PENELITIANMetode penelitian yang digunakan dalam penelitian ini adalaheksperimen dan rancangan percobaan yang digunakan adalahmetodeRancangan AcakLengkap (RAL) (Hernawan, 2011). Penelitian ini menggunakan 4 perbedaan subyekpenelitian, yaitu kecambah kacang tanah (Arachis hypogaea L.), kecambah kacangpanjang (Vigna sinensis L.), kecambah kacang hijau (Phaseolus radiatus L.), dankecambah kacang keledai (Glycine soja L. Merr.). Masing-masing perlakuanmenggunakan berat kecambah sebanyak 5 gram.Benih dari tanaman kacang tanah (Arachis hypogaea L.), kacang panjang(Vigna sinensis L.), kacang kedelai (Glycine soja L. Merr.), dan kacang hijau(Phaseolus radiatus L.) di kecambahkan selama 4 hari hingga biji tersebutmengalami proses imbibisi, kulit biji mengelupas, tumbuh plumula dan radikula danbelum tumbuh daun (Pitojo, 2010; Sutopo, 2010).Pengambilan data dilakukan dengan menghitung laju konsumsi yang terterapada piparespirometer sederhana setelah konsumsi oksigen pada kacang tanah(Arachis hypogaea L.), kecambah kacang panjang (Vigna sinensis L.), kecambahkacang kedelai (Glycine soja L. Merr.), kecambah kacang hijau (Phaseolus radiatusL.) dengan berat yang sama dalam waktu 10 menit. Parameter yang diukur adalahpergeseran eosin pada pipa kapiler dalam satuan mililiter. Selanjutnya data dianalisisdengan menggunakan Anava.HASIL DAN PEMBAHASANBerdasarkan pada penelitian yang telah dilakukan maka diperoleh data hasilkonsumsi oksigen (O2) dari kecambah kacang tanah (Arachis hypogaea L.),kecambah kacang panjang (Vigna sinensis L.), kecambah kacang hijau (Phaseolusradiatus L.),dankecambah kacang keledai (Glycine soja L. Merr.) denganpergeseran eosin dalam satuan mililiter (ml). Seperti dapat dilihat pada Tabel 1.3

Penelitian Internal 2014Tabel 1. Hasil Konsumsi Oksigen (O2) dari Kecambah dalam Satuan Mililiter 350.240.560.560.450.41Perlakuan tuk mengetahui apakah perlakuan yang diberikan memberikan hasil yangsama atau tidak dilakukan analisis varians. Hasil perhitungan Anava dijelaskan padaTabel 2 di bawah ini.Tabel 2. Hasil Uji itunKTg𝐽𝐾𝑝υp (t-1) 4JKP0,31KTp υG (nt-t) 20(nt-1)24JKG0,34JKT0,65KTG 𝜐𝐺0,02𝜐𝑝0,08KTpKTG4Fα (υp ; υG)F0,05 F0,012,674,43𝐽𝐾𝐺Hasil analisis varians (ANAVA), didapatkan Fhitung 4, F0,05 2,67 dan F0,01 4,43, karena F0,05 Fhitung F0,01, maka tolak H0 (*) artinya terdapat pengaruhperbedaan yang nyata (signifikan) antar perlakuan. Hal ini dapat dikatakan perbedaankecambah berpengaruh signifikan terhadap konsumsi oksigen (O2) pada prosesrespirasi tumbuhan.Hasil perhitungan statistik membuktikan bahwa terdapat pengaruh yangsignifikan antara perbedaan kecambah kacang tanah (Arachis hypogaea L.),kecambah kacang panjang (Vigna sinensis L.), kecambah kacang hijau (Phaseolusradiatus L.),dankecambah kacang keledai (Glycine soja L. Merr.) dengankonsumsi oksigen (O2) pada respirasi tumbuhan. Hal ini dapat dilihat dari hasil ratarata konsumsi oksigen (O2) pada setiap perlakuan.Faktor-faktor yang mempengaruhi kebutuhan oksigen (O2) pada respirasitumbuhan antara lain umur dan jenis tumbuhan, ketersediaan jumlah substrat,4

Penelitian Internal 2014ketersediaan oksigen, kelembaban serta suhu lingkungan. Oleh karena itu, kecambahyang berbeda jenisnya, kebutuhan akan oksigennya bisa berbeda, karena di dalamnyaterdapat proses metabolik dan kandungan substrat respirasi yang berbeda pula.Sejumlah faktor tersebut dijelaskan berikut ini:1.Ketersediaan substratLaju respirasi tentu tergantung pada ketersediaan substrat, yaknisenyawa yang akan diurai melalui rangkaian reaksi yang telah dijelaskansebelumnya (Salisbury, 1995). Tumbuhan yang mengandung cadangan pati,fruktan, dan gula yang rendah akan menunjukan laju respirasi yang rendah pula.Jika starvasi (defisiensi bahan cadangan makanan) pada tumbuhan terjadi sangatparah, maka protein juga dapat dioksidasi. Protein tersebut dihidrolisis menjadiasam-asam amino penyusunnya, yang kemudian diurai melalui reaksi-reaksiglikolitik dan Siklus Krebs. Asam glutamate dan aspartat akan dikonvensimenjadi asam alfaketoglutarat dan asam oksaloasetat. Demikian pula halnyadengan alanin yang dioksidasi untuk membentuk asam piruvat.Pada dasarnya, tumbuhan dengan kandungan substrat yang rendah akanmelakukan respirasi dengan laju yang rendah pula, demikian sebaliknya bilasubstrat yang tersedia cukup banyak maka laju respirasi akan meningkat. Tetapiketersediaan substrat yang tidak diimbangi dengan aktivitas selnya (aktivasienzim), dapat menurunkan laju respirasi tumbuhan terhambat. Enzim-enzimyang teraktivasi adalah enzim hidrolitik seperti α-amilase yang merombakamylasemenjadi glukosa, ribonuklease yang merombak ribonukleotida, endo-βglukanase yang merombak senyawa glukan, fosfatase yang merombak senyawayang mengandung P, lipase yang merombak senyawa lipid, peptidase yangmerombak senyawa protein (Justice dan Louis, 1994).2.Ketersediaan oksigenKetersediaan oksigen akan mempengaruhi laju respirasi, tetapi besarnyapengaruh tersebut berbeda antara spesies dan bahkanantara organ padatumbuhan yang sama (Lakitan, 2011). Fluktuasi normal kandungan oksigen diudara tidak banyak mempengaruhi laju respirasi, karena jumlah oksigen yangdibutuhkan jauh lebih rendah dari oksigen yang tersedia di udara.5

Penelitian Internal 2014Mitokondria dapat berfungsi normal pada konsentrasi oksigen serendah0,05% sedangkan yang tersedia di udara adalah sekitar 21%. Hal ini terutamadisebabkan karena afinitas yang tinggi dari sitokhrom oksidase terhadap oksigen(Rahmawaty, 2011). Sebagai contoh hambatan laju respirasi karena ketersediaanoksigen terjadi pada sistem perakaran tumbuhan jika media tumbuhnyadigenangi (seluruh pori tanah berisi air). Hal ini terjadi karena laju difusi oksigendi dalam air jauh lebih lambat dibandingkan di udara.Pada penelitian ini ketersediaan oksigen berpengaruh pada laju respirasikecambah, ini dibuktikan dari hasil pengamatan dengan menggunakanrespirometer, yang berfungsi untuk mengukur jumlah oksigen yang diperlukandalam respirasi. Dihasilkan perbedaan lagi konsumsi oksigen yang ditunjukanoleh pergeseran eosin sebagai indikatornya. Untuk itu oksigen sangat dibutuhkanpada proses oksidasi untuk membentuk energi perkecambahan.3.SuhuPada penelitian ini, suhu diabaikan (diasumsikan tidak berpengaruh)terhadap laju respirasi. Karena suhu dibuat sama ketika penelitian berlangsung,penelitian dilakukan serentak dengan waktu yang bersamaan selama 10 menit,dan tabung respirometer selama eksperimen berlangsung tidak dipegang, hal iniuntuk menghindari perubahan suhu yang tiba-tiba dapat mempengaruhi lajurespirasi.4.Jenis dan umur tumbuhanPada penelitian ini, jenis dan umur tumbuhan juga berpengaruh terhadaplaju respirasi. Karena selama kecambah belum menyerap air dan berfotosintesis(autotrof), maka cadangan makanan merupakan kebutuhan yang penting dalamproses pemanjangan dan pembelahan sel-selnya. Untuk itu jenis dan umurtumbuhan (perkecambahan) pada setiap tanaman akan berbeda.KESIMPULANBerdasarkan penelitian yang telah dilakukan dapat diambil kesimpulan yaituterdapat pengaruh yang signifikan antara perbedaan kecambah kacang tanah (Arachishypogaea L.), kecambah kacang panjang (Vigna sinensis L.), kecambah kacang hijau6

Penelitian Internal 2014(Phaseolus radiatus L.), dan kecambah kacang keledai (Glycine soja L. Merr.) dengankonsumsi oksigen (O2) pada respirasi tumbuhan.DAFTAR PUSTAKACampbell, Neil A, et.al. (2002). Biologi Edisi kelima Jilid 1. Jakarta: Erlangga.Cronquist, Arthur. (1981). An Integrated System of Classification of flowering plants.New York: Columbia 2010/02/07/perkecambahan-biji/[18Januari 2013].Hernawan, Edi. (2011). Dasar-Dasar Rancangan Percobaan. Tasikmalaya: ProgramStudi Pendidikan Biologi.Hidayat, Estiti B. (1995). Anatomi Tumbuhan Berbiji. Bandung: ITB.Hutchinson, J. (1973). The Families Flowering Plants Third Edition. London: Oxford atThe Clarendon 15/respirasi/ [19 Januari 2013].Justice, Oren L dan Louis N Bass. (1994). Prinsip Praktek Penyimpanan Benih. Jakarta:PT. Raja Grafindo Persada.Lakitan, Benjamin. (2011). Dasar-Dasar Fisiologi Tumbuhan. Jakarta: Rajawali Pers.Pitojo, Setijo. (2010). Benih Kacang Panjang. Yogyakarta: 011/12/05/perkecambahan/ [18 Januari2013].Salisbury, Frank B dan Cleon W Ross. (1995). Fisiologi Tumbuhan. Bandung: ITB.Sutopo, Lita. (2010). Teknologi Benih Edisi Revisi. Jakarta: Raja Grafindo Persada.Tjitrosomo, Siti Sutarmi, et.al. (1983). Botani Umum 2. Bandung: Angkasa bandung.7

kecambah berpengaruh signifikan terhadap konsumsi oksigen (O 2) pada proses respirasi tumbuhan. Hasil perhitungan statistik membuktikan bahwa terdapat pengaruh yang signifikan antara perbedaan kecambah kacang tanah (Arachis hypogaea L.), kecambah kacang panjang (Vigna sinens