Mengukur Produktivitas Tanaman

Mengukur Produktivitas Tanaman

Produktivitas primer adalah laju pembentukan senyawa-senyawa organik yang kaya energi dari senyawa-senyawa anorganik. Jumlah seluruh bahan organik (biomassa) yang terbentuk dalam proses produktivitas dinamakan produktivitas primer kotor atau produksi kotor, (Hidayah, 2014).

Produktivitas primer merupakan laju penambatan energi yang dilakukan oleh produsen. Menurut Campbell (2002), Produktivitas primer menunjukkan Jumlah energi cahaya yang diubah menjadi energy kimia oleh autotrof suatu ekosistem selama suatu periode waktu tertentu, (Hidayah, 2014).

Total produktivitas primer dikenal sebagai produktivitas primer kotor gross primary productivity (GPP). Tidak semua hasil produktivitas ini disimpan sebagai bahan organik pada tubuh organisme produsen atau pada tumbuhan yang sedang tumbuh, karena organisme tersebut menggunakan sebagian molekul tersebut sebagai bahan bakar organik dalam respirasinya. Dengan demikian, Produktivitas primer bersih net primary productivity (NPP) sama dengan produktivitas primer kotor dikurangi energi yang digunakan oleh produsen untuk respirasi (Rs): NPP = GPP – Rs

Prosedur pengukuran produktivitas primer dapat dilakukan secara kuantitas dan kualitas, kuantitas dapat diukur dengan menggunakan metode klorofil-a dan kepadatan plankton. Prinsip analisis:

a.       Fitoplankton (debris tumbuhan) dipekatkan melalui filtrasi dengan membran filter

b.      Pigmen yang terkandung diekstraksi dengan aceton, dan konsentrasi klorofil-a diukur dengan spektrofotometri

Sedangkan kualitas dapat diketahui dengan menentukan index diversitas (ID). Adapun metode pengukuran klorofil-a adalah sebagai berikut :

1.    Prosedur Analisis Klorofil-a :

a.       Menyiapkan kertas filter

b.       Menuangkan MgCO₃ pada filter kemudian divacum untuk menghisap cairan 100 ml air yang mengandung sample divacum

c.       Kertas filter dilipat dan ditambahkan 5 ml aceton 95% kemudian digerus dengan alatteflon pestle

d.       Menambahkan lagi aceton sebnyak 3,5 ml kemudian digerus

e.       Hasil gerusan masukkan kedalam tabung reaksi, tutup dengan aluminium foil dan dibiarkan semalam

f.       Sentrifuse tabung reaksi pada 2000 – 3000 rpm, selama 10 menit

g.      Memindahkan ke kuvet supernatannya, sentrifuse lagi pada 300 – 500 rpm selama 5 menit

h.      Mengukur absorsi pada panjang gelombang 665 nm dan 750 nm (sebelumnya spektrofotometer diset pada absoransi 0,000 dengan aceton 95%)

i.        Hitung dengan rumus :

Konsentrasi Chlorofil a (Mg/l) = 11,9 (A₆₆₅ – A₇₅₀) x V/L x 1000/S

Dimana:                                                                                       

                A₆₆₅ = Absorbansi pada panjang gelombang 665

                A₇₅₀ = Absorbansi pada panjang gelombang 750

                V     = Ekstraksi aceton yang diperoleh

                L     = Panjang lintasan cahaya pada cairan dalam kuvet (cm)

                S     = Volume sampel yang difiltrasi

2.    Perhitungan Kepadatan Plankton

Menurut Tim Asisten Planktonologi (2010), prosedur perhitungan kepadatan plankton sebagai berikut :

a.       Dibersihkan obyek glass dan cover glass dengan aquadest dan dikeringkan dengan tissue

b.      Diteteskan sampel pada obyek glass

c.        Ditutup dengan cover glass, jangan sampai ada gelembung

d.       Diamati di bawah mikroskop

e.       Diamati bidang plankton pada bidang 1:5

f.       Dihitung jumlah plankton

g.      Dihitung total kepadatan plankton (sel/liter atau ind/liter) dengan persamaan modifikasi Lackey Drop : N = ((T.V) / (L.v.p.W)) x n

Dimana:

T       : Luas cover glass (mm²)

V      : Volume konsentrat plankton dalam botol plankton

L       : Luas lapang pandang dalam mikroskop (mm²)

v       : Volume konsentrat plankton di bawah cover glass

p       : Jumlah lapang pandang

W     : Volume air sample yang disaring

N      : Jumlah plankton dalam sel/liter atau ind/liter

n       : Jumlaah plankton dalam bidang pandang

Prosedur perhitungan produktivitas primer secara kualitas yaitu dengan menggunakan Index Diversitas (index keragaman), yang dihitung dengan menggunakan rumus indeks diversity Shannon & Wiener (H’) sebagai berikut

Dimana:

H’ = index diversitas

Pi = proporsi spesies ke-I terhadap jumlah total

ni = jumlah sel/ekor dari taksa biota i

N = jumlah sel/ekor dari taksa biota di dalam sampel

Menurut (Alit, 2011) produktivitas harus diukur selama waktu yang tepat , karena terdapat perbedaan metabolisme selama siang dan malam hari. Perbedaan metabolisme juga terjadi antar musim, oleh sebab itu disarankan pengukuran energi ini dalam skala tahunan.  Beberapa cara penentuan produktivitas primer adalah sebagai berikut:           

a.    Metode penuaian

Cara ini di tentukan berdasarkan berat pertumbuhan dari tumbuhan. Dapat dinyatakan secara langsung berat keringnya atau kalori yang terkandung, tetapi keduanya dinyatakan dalam luas dan priode waktu tertentu. Metode ini mengukur produktivitas primer bersih. Metode penuaian ini sangat cocok dan baik pada ekosistem daratan, dan biasanya untuk vegetasi yang sederhana. Tetapi dapat pula di gunakan untuk ekosistem lainya dengan syarat tumbuhan tahunan predominan dan tidak terdapat rerumputan. Untuk ini paling baik mencuplik produktivitas pada satu seri percontohan (cuplikan )selama satu musim tumbuh. Metode ini merupakan metode paling awal dalam mengukur produktivitas primer. Caranya adalah dengan memotong bagian tanaman yang berada diatas permukaan tanah, baik pada tumbuhan yang tumbuh di tanah maupun yang didalam air. Bagian yang di potong selanjutnya dipanaskan sampai seluruh airnya hilang atau beratnya konstan. Materi tersebut ditimbang, dan prodiktivitas primer di nyatakan dalam biomassa per unit area per unit waktu, misalnya sebagai gram berat kering/ m2 /tahun.metode ini menunjukkan perubahan berat kering selama priode waktu tertentu. Metode penuian memeng tidak cocok untuk mengukur produktivitas primer fitoplankton, karena ada beberapa kesalahan misalnya perubahan biomasa yang terjadi tidak hanya diakibatkan oleh produktivitas tetapi juga berkurangnya fitoplankton oleh hewan – hewan pada  tropik diatasnya, atau mungkin jumlah fitoplankton berubah karena gerakan air dan pengadukan.  

Metode penuaian ini sangat sederhana, meskipun memiliki potensi – potensi kesalahan- kesalahan : sistim akar harus termasuk dalam perhitungan, dan adanya hewan herbivora. 

b.        Metode penentuan oksigen

Oksigen merupakan hasil sampingan dari fotosintesis, sehingga ada hubungan erat antara produktifvitas dengan oksigan yang di hasilkan oleh tumbuhan. Tetapi harus di ingat sebagian oksigen di manfaatkan oleh tumbuhan tersebut dalam proses respirasi, dan harus di perhitungkan dalam penentuan produktivitas.

Metode ini sangat cocok dalam menentukan produktivitas primer ekosistem perairan, dengan fitoplankton sebagai produsennya. Dua contoh air yang mengandung ganggang di ambil pada kedalaman yang relatif sama. Satu contoh di simpan di dalam botol bening dan satunya lagi pada botol yang di cat hitam. Kandungan oksigen dari kedua botol tadi sebelumnya ditentukan, kemudian di simpan dalam air yang sesuai dengan kedalaman dan tempat pengambilan air tadi. Kedua botol tadi di biarkan selama satu sampai 12 jam. Selama itu akan terjadi perubahan kandungan oksigen di kedua botol tadi. Pada botol yang hitam terjadi proses respirasi yang menggunakan oksigen, sedangkan pada botol yang bening akan terjadi baik fotosintesis maupun respirasi. Diasumsikan respirasi pada kedua botol relatif sama. Dengan demikian produktivitas pada ganggang dapat di tentukan.

Metode-metode ini memiliki kelemahan-kelemahan, yaitu hanya dapat di lakukan pada produsen mikro dan asumsi respirasi pada kedua botol tadi sama adalah kurang tepat.

c.    Metode pengukuran karbondioksida

Karbondioksida yang di pakai dalam fotosintesis oleh tumbuhan dapat di pergunakan sebagai indikasi untuk produktivitas primer. Dalam hal ini seperti juga pada metode penentuan oksigen proses respirasi harus di perhitungkan. Metode ini cocok untuk tumbuhan darat dan dapat di pakai pada suatu organ daun, seluruh bagian tumbuhan dan bahkan satu komunitas tumbuhan. Ada dua tehnik atau metode utama yaitu:

1)      Metode ruang tertutup

Biasanya di gunakan untuk sebagian atau seluruh tumbuhan kecil (herba,perdu pendek). Dua contoh di pilih dan di usahakan satu sama lainnya relatif sama. Satu contoh di simpan dalam kontainer bening dan satunya lagi di simpan dalam kontainer gelap (tertutup lapisan hitam). Udara dibiarkan keluar- masuk pada kedua kontainer melalui pipa yang sudah di atur sedenikian rupa dan mempergunakan pengisapan udara dengan kecepatan aliran udara tertentu. Konsentrasi karbondioksida yang masuk dan keluar kontainer di pantau. Dengan cara ini karbondioksida yang di pakai dalam fotosintesis dapat dihitung, yaitu sama dengan jumlah yang di hasilkan dalam kontainerr gelap di tambah dengan jumlah yang di pakai dalam kontainer bening/terang. Dalam kontainer gelap terdapat produksi karbondioksida sebagai hasil respirasi, dan pada kontainer bening karbondioksida di pakai dalam proses fotosintesis daan juga adanya produksi akibat adanya respirasi. Metode ini juga memiliki kelemahan seperti pada metode dengan penentuan oksigen dan meningkatnya suhu dalam kontainer (seperti rumah kaca) sehingga mempengaruhi proses fotosintesis dan respirasi.

2)      Metode aerodinamika

Metode ini maksudnya menutupi kelemahan-kelemahan pada metode ruang tertutup. Karbondiaksida yang diukur diambil dari sensor yang di pasang pada tabung tegak dalam komunitas, dan satunya lagi di pasang lebih tinggi dari tumbuhan. Perubahan konsentrasi karbondioksida di atas dan didalam komunitas dapat di pakai sebagai indikasi dari produktivitas. Pada malam hari konsentrasi karbondioksida akan meningkat akibat terjadi respirasi, sedangkan pada siang hari konsentrasi akan menurun akibat proses fotosintesis. Perbandingan konsentrasi ini merupakan indikasi berapa banyak karbon dioksida yang di manfaatkan dalam fotosintesis.

d.   Metode radioaktif

Materi aktif yang dapat di identifikasi radiasinya di masukkan dalam sistem. Misalnya karbon aktif (C₁₄) dapat di introduksi melalui suplai karbondioksida yang nantinya di asimilasikan oleh tumbuhan dan di pantau untuk mendapatkan perkiraan produktivitas. Tehnik ini sangat mahal dan memerlukan peralatan yang canggih, tetapi memiliki kelebihan dari metode lainya, yaitu dapat di pakai dalam berbagai tipe ekosistem tanpa melakukan penghancuran terhadap ekosistem.  

           

DAFTAR PUSTAKA

Alit. 2011. Metode Penentuan Produktivitas Primer. (Online). http://alitadisanjaya.blogspot.com/2011/03/metode-penentuan-produktivitas-primer.html Diakses pada 5 April 2015

Hidayah Nur. 2014. Makalah Produktifitas Primer. (Online). https://nurhidayah15.wordpress.com/2014/02/28/makalah-produktifitas-primer/ Diakses pada 4 April 2015