PEMBUATAN PREPARAT SERBUK SARI Belamcanda chinesis

Disusun Oleh : Riza Sativani Hayati, dkk 

Kegiatan yang dilakukan oleh praktikan kali ini adalah membuat preparat awetan serbuk sari dari bunga tertentu. Kegiatan ini ditujukan untuk memberikan pengalaman kepada praktikan agar dapat membuat dan memahami cara preparasi serbuk sari. Praktikan membuat preparat serbuk sari dari bunga Belamcanda chinesis yang diambil dari pekarangan rumah salah satu praktikan. Bunga ini memiliki serbuk sari yang sangat kecil dan banyak, bersifat lengket, dan menempel erat pada anteranya. Berikut merupakan gambar dari bunga Belamcanda chinesis :

Klasifikasi dari bunga tersebut adalah :

Kingdom             : Plantae

Divisi                  : Magnoliophyta

Kelas                  : Liliopsida       

Ordo                  : Liliales

Famili                  : Iridaceae

Genus                 : Belamcanda

Spesies               : Belamcanda chinesis

Nama Lokal        : Brojo Lintang

Dalam pembuatan preparat polen bunga ini, metode yang digunakan oleh praktikan adalah metode asetolisis. Asetolisis adalah salah satu metode pembuatan preparat serbuk sari yang menggunkan prinsip melisiskan dinding sel serbuk sari dengan asam asetat glasial serta asam sulfat pekat sebagai bahan tambahan. Hal ini bertujuan untuk mendapatkan hasil amatan morfologi dinding serbuk sari ornamentasi dari serbuk sari tersebut. Serbuk sari yang digunakan dalam pembuatan preparat ini haruslah merupakan serbuk sari yang matang. Serbuk sari yang matang ini dapat ditandai dengan sudah tidak ada air dalam serbuk sari tersebut, jika serbuk sari dipatahkan maka hanya akan seperti tepung saja. Dari serbuk sari bunga Belamcanda chinesisII, kematangan serbuk sari ditandai dengan serbuk sati yang sudah kering dan ringan sehingga mudah terlepas dari anteranya.

Langkah-langkah dari proses asetolisis ini antara lain adalah fiksasi, pemanasan, pencucian, pewarnaan (staining), penutupan (mounting), dan labelling. Langkah pertama yaitu fiksasi serbuk sari. Fiksasi adalah suatu usaha untuk mempertahankan elemen-elemen sel atau jaringan, dalam hal ini serbuk sari agar tetap pada tempatnya, dan tidak mengalami perubahan bentuk maupun ukuran dengan media kimia sebagai fiksatif. Fiksasi umumnya memiliki kemampuan untuk mengubah indeks bias bagian-bagian sel, sehingga bagian-bagian dalam sel tersebut mudah terlihat di bawah mikroskop. Tetapi tidaklah berarti banyak, karena tanpa diwarnai bagian-bagian jaringan tidak akan dapat jelas dibedakan satu sama lain, dan untungnya fiksatif mempunyai kemampuan untuk membuat jaringan mudah menerap zat warna. Dari proses fiksasi ini, fiksatif diharapkan akan :

1.    Menghentikan proses metabolisme dengan cepat

2.    Mengawetkan elemen sitologis dan histologis

3.    Mengawetkan bentuk yang sebenarnya

4.    Mengeraskan atau memberi konsistensi material yang lunak biasanjya secara koagulasi, dari protoplasma dan material-material yang dibentuk oleh protoplasma

Ada dua macam fiksatif, yaitu fiksatif sederhana dan majemuk atau campuran. Fiksatif sederhana merupakan larutan yang di dalamnya hanya mengandung satu macam zat saja, sedangkan fiksatif majemuk atau campuran adalah larutan yang di dalamnya mengandung lebih adri satu macam zat. Fiksatif yang digunakan serbuk sari dalam pembuatan preparat ini ada satu bahan utama yaitu asam asetat glasial dan satu bahan tambahan, yaitu H₂SO₄ (asam sulfat) pekat. Kedua fiksatif tersebut termasuk dalam fiksatif sederhana. Asam asetat adalah cairan yang tidak berwarna dengan bau yang tajam. Sedangkan asama asetat glasial adalah asam asetat yang padat dan murni serta dapat mencair pada suhu 117°C. Asam asetat dapat bercampur dengan alkohol dan air. Fiksatif ini dibuat dengan jalan distilasi dari kayu dalam ruang hampa udara. Hasil distilasi ini adalah piroligneous, dimana piroligneous ini adalah campuran yang mengandung asam asetat yang kemudian asam asetat ini kemudian dipisahkan dari campurannya.

Dalam pembuatan preparat serbuk sari ini, praktikan menggunakan botol vloken untuk fiksasi. Serbuk sari bunga Belamcanda chinesis yang lengket dan melekat erat dengan anteranya ini dimasukkan dalam botol vloken yang sudah berisi asam asetat glasial. Asam asetat glasial yang digunakan sebanyak setengah botol vloken yang dipakai untuk fiksasi, hal ini berdasarkan literatur yang mengatakan banyaknya larutan fiksatif yang digunakan minimal sepuluh kali volume jaringan. Setelah serbuk sari dimasukkan dalam asam asetat glasial, selanjutnya fiksatif dibiarkan 24 jam di dalam suhu ruang.

Asam asetat dapat mengendapkan nukleoprotein, tetapi melarutkan histon dalam nukleus, tidak melarutkan lemak, juga bukan pengawet karbohidrat. Daya penetrasinya cepat, tetapi dapat membengkakkan jaringan,  ini disebabkan oleh bertambahnya diameter serabut-serabut dalam jaringan tersebut. Asam asetat memiliki dua fungsi dalam sitologi, yaitu mencegah pengerasan dan mengeraskan kromosom. Dalam konsentrasi tinggi, asam asetat dapat menghancurkan mitokondria dan apparatus golgi.         

Setelah fiksasi minimal 24 jam, selanjutnya yang dilakukan adalah centrifuge serbuk sari dan fiksatif dengan kecepatan 2000 rpm selama 10 menit. Tujuan dari centrifuge ini adalah memisahkan serbuksari dan asam asetat glacial, karena serbuk sari berukuran kecil dan bercampur dengan asam asetat glacial sehingga serbuk sari susah untuk diambil, maka diperlukan centrifuge. Dari hasil centrifuge ini akan terbentuk supernatan asam asetat dan endapan serbuk sari. Asam asetat kemudian dibuang, sehingga didapatkan serbuk sari yang mengendap di dasar tabung centrifuge saja. Pembuangan asam asetat ini perlu kehati-hatian agar serbuk sari yang mengendap di dasar tabung tidak menyebar kembali dalam larutan asam asetat dan akan ikut terbuang.

Langkah selanjutnya adalah menambahkan larutan campuran antara H₂SO₄ pekat dan asam asetat glasial dengan perbandingan 1 : 9 pada tabung centrifuge yang berisi endapan serbuk sari. Penambahan larutan kemudian diikuti dengan pemanasan campuran larutan tersebut di dalam waterbath (penangas air) di atas lampu spiritus. Pemanasan ini dilakukan hingga air dalam penangas mendidih. Pemanasan larutan ini bertujuan untuk mempercepat terjadinya reaksi yang terjadi pada serbuk sari. Sedangkan penambahan H₂SO₄ dan asam asetat glasial dengan perbandingan 1:9 ini berfungsi untuk untuk melisiskan selulosa pada dinding serbuk sari (asetolisis), sehingga setelah dibuat preparat, morfologi eksin serbuk sari akan terlihat lebih jelas dibandingkan dengan sebelum asetolisis. Selain itu, asetolisis ini juga berfungsi seperti proses fiksasi, yaitu memelihara atau mempertahankan struktur dari serbuk sari.

Setelah pemanasan dalam waterbath selesai, serbuk sari dalam larutan akan berubah warna menjadi agak kecoklatan. Serbuk sari dan larutan yang dipanaskan ini kemudian didinginkan sejenak. Setelah dingin, langkah selanjutnya adalah melakukan centrifuge untuk mendapatkan serbuk sari yang telah terasetolisis, memisahkannya dari larutan asam asetat glasial dan H₂SO₄ pekat. Centrifuge dilakukan selama 10 menit dan dengan kecepatan 2000 rpm. Hasil centrifuge adalah supernatan di bagian atas tabung centrifuge, yaitu larutan asam asetat glasial dan asam sulfat pekat serta endapan di dasar tabung, yaitu serbuk sari yang telah terasetolisis. Supernatan kemudian dibuang secara hati-hati agar serbuk sari kyang sudah mengendap tidak menyebar kembali kedalam larutan dan ikut terbuang.

Langkah selanjutnya adalah pencucian serbuk sari dengan aquadest sebanyak dua kali. Pencucian dilakukan dengan penambahan aquadesh ke dalam tabung centrifuge yang berisi serbuk sari kemudian melakukan centrifuge untuk mendapatkan serbuk sari yang sudah bersih. Perlakuan tersebut dilakukan dua kali untuk mendapatkan serbuk sari yang bersih tanpa ada sisa zat kimia seperti fiksatif dalam serbuk sari yang akan dibuat preparat.

Setelah pencucian, tahap berikutnya adalah pewarnaan (staining) dengan menggunakan safranin 1 %. Tujuan utama dari pewarnaan adalah untuk meningkatkan kontras warna serbuk sari dengan sekitarnya sehingga memudahkan dalam pengamatan serbuk sari doi bawah mikroskop. Pewarnaan dapat memperjelas bentuk ornamen dinding sel serbuk sati serta mempermudah mengetahui ukuran serbuk sari. Safranin adalah suatu chlorida dan zat warna  basa yang kuat. Zat warna ini tergolong dalam zat warna golongan azine, yaitu zat warna yang mengandung cincin orthoquinonoid yang dihubungkan dengan bentuk cincin lainnya melalui 2 atom N. Sebenarnya, zat warna ini akan mewarnai dengan sangat baik bila jaringan difiksasi dengan larutan fleming. Dalm pembuatan preparat serbuk sari, pewarnaan serbuk sari menggunakan safranin hasilnyas lebih baik. Walaupun safranin sering digunakan dalam kegiatan praktikum ada kendala yang dihadapi yaitu harga safranin yang mahal, mudah rusak, dan sulit dalam penyimpanan. Selain harga yang mahal safranin juga memiliki kelemahan diantaranya adalah tidak mudah dalam penggunaannya dan sangat lambat dalam proses pewarnaannya. Dalam proses pewarnaan, safranin dilarutkan dalam sedikit aquades, hal ini masih dilakukan dalam tabung centrifuge. Setelah pewarnaan serbuk sari, kemudian dilakukan centrifuge kembali yang ditujukan untuk mendapatkan serbuk sari yang terwarnai dengan memisahkannya dengan larutan safranin dan aquades. Centrifuge dilakukan selama 10 menit dan dengan kecepatan 2000 rpm. Hasil dari sentriufuge adalah supernatan berupa larutan safranin dan aquadesh yang selanjutnya dibuang dan endapan berupa serbuk sari di dasar tabung yang selanjutnya digunakan untuk pembuatan preparat serbuk sari.

Langkah selanjutnya setelah pewarnaan adalah mounting. Mounting atau penutupan ini merupakan langkah penting dalam pembuatan preparat, dimana serbuk sari diambil dari dasar tabung centrifuge kemudian diletakkan pada salah satu sisi object glass. Kemudian, di masing-masing sisi dari serbuk sari yang diletakkan ini disusun empat potongan kecil parafin. Selanjutnya di atas serbuk sari diletakkan potongan lembaran gliserin jelli. Susunan tersebut perlu dipertimbangkan peletakannya agar dapat dihasilkan preparat yang rapi dan proporsional. Setelah penyusunan gliserin jelli, parafin, dan serbuk sari selesai, langkah berikutnya dalam mounting adalah penutupan susunan tersebut dengan cover glass.

Setelah cover glass diletakkan secara benar di atas susunan tersebut, maka dilakukan pemanasan. Pemanasan ditujukan untuk mencairkan parafin dan gliserin jelli agar dapat menutup serbuk sari, sehingga dihasilkanlah preparat serbuk sari yang tahan dalam selang beberapa waktu. Pemanasan ini dilakukan dengan melalukan object glass dengan susunan gliserin jelli, parafin, serbuk sari, dan cover glassnya di atas lampu spiritus secara perlahan dan hati-hati. Untuk melalukan glass object ini harus dilakukan secara hati-hati dan tidak boleh terlalu lam agar diperoleh preparat yang baik, karena kalau terlalu lama saat pemanasan, akan timbul gelembung dalam preparat akibat dari mendidihnya gliserin jelli di atas api. Hal ini akan mengganggu pengamatan serbuk sari dari preparat yang dihasilkan. Sehingga hal ini perlu dihindarkan. Dalam penentuan medium yang digunakan dalam mounting preparat serbuk sari ini, harus dipilih yang indeks refraksinya berbeda dari indeks refraksi serbuk sari (1,55-1,60). Gliserin memiliki indeks refraksi 1,4, dan baik digunakan untuk preparat semi permanen.

Langkah terakhir dalam proses pembuatan preparat serbuk sari adalah labelling. Labelling merupakan tindakan pelabelan preparat. Preparat diberikan label dengan kertas label bertuliskan nama preparat, yakni preparat serbuk sari bunga Belamcanda chinesis.

Setelah preparat jadi, dilakukan pengamatan di bawah mikroskop untuk mengetahui hasil preparasi dan mengetahui struktur serta ornamentasi dinding serbuk sari dan mengetahui karakteristik lain dari serbuk sari Bunga Belamcanda chinesis. Dari hasil pengamatan di bawah mikroskop yang dilakukan oleh praktikan, nampak bahwa serbuk sari bunga Belamcanda chinesis berbentuk bulat lonjong dan dinding serbuk sari memiliki spina di sepanjang permukaannya. Selain itu di bagian tengah serbuk sari nampak seperti ada garis belahan yang membagi serbuk sari menjadi dua. Setelah dilakukan mikrometri, berdasarkan literatur yang didapatkan, serbuk sari bunga Belamcanda chinesis ini tergolong dalam serbuk sari dengan ukuran yang sangat besar, karena hanya memiliki panjang 120 µm dan lebar 100 µm, walaupun secara kasat mata praktikan menganggap berukuran sangat kecil yang lengket dan menempel pada antera      

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2009. Pembuatan Slide Preparat Tumbuhan. Diambil dari http://service-mikroskop.blogspot.com/2009/05/pembuatan-slide-preparat-mikroskop.html pada hari Rabu, 5 Januari 2010.

Anonim. Palaeobotani. Diambil dari http://www.scribd.com/merihastuti/ documents pada hari Rabu, 5 Januari 2010.

Anonim. Pembuatan Preparat Mikroskopis dan Awetan. Diambil dari www.google.com pada hari Rabu, 5 Januari 2010.

Anonim. Pembuatan Preparat Mikroskopis dan Awetan (sediaan utuh / wholemount). Diambil dari http://07oneklikbiologi.wordpress.com/ 2010/09/27/pembuatan-preparat-mikrokopis-dan-awetan-sediaan-utuhwholemount/ pada hari Rabu, 5 Januari 2010.

Anonim. Preparat Pollen dan Spora. Diambil dari http://t4q1y4.blog.com/? p=4628201 pada hari Rabu, 5 Januari 2010.

Ratnawati, dkk. 2010. Petunjuk Praktikum Mikroteknik. Yogyakarta: Jurusan Pendidikan Biologi FMIPA UNY.

Suntoro, Handari. 1983. Metode Pewarnaan (Histologi dan Histokimia). Yogyakarta: Fakultas Biologi UGM.

Susandarini, Ratna. Teknik Preparasi Serbuk Sari Dan Pengamatan Preparat Serbuk Sari. diambil dari http://elisa1.ugm.ac.id/comm_view.php? BIO3107.Paleobotani. pada hari Rabu, 5 Januari 2010.

www.pdfchaser.com/pdf/asetolisis-adalah.html

www.artikata.com/arti-340908-mikrometri.php

Zulham. 2010. Dasar-Dasar Memahami Sel dan Jaringan. Diambil dari www.google.com pada hari Rabu, 5 Januari 2010.

MIKROMETRI SERBUK SARI Belamcanda chinesis

Disusn Oleh : Riza Sativani Hayati, dkk 

Serbuk sari merupakan sel kelamin jantan bunga yang berukuran mikroskopis. Setiap serbuk sari bunga memiliki ukuran yang berbeda-beda. Untuk dapat mengukur serbuk sari tersebut, maka dapat diukur dibawah mikroskop dengan menggunakan alat mikrometri yang terdiri dari skala okuler dan skala obektif mikrometri. Mengukur serbuk sari dapat dengan mengukur panjang serbuk sari maupun lebar serbuk sari.

Pada kegiatan mikrometri ini, praktikan menggunakan preparat serbuk sari bunga Belamcanda chinesis untuk diukur panjang dan lebarnya. Ada beberapa hal yang harus dilakukan dalam mikrometri ini, yakni peletakan okuler mikrometer pada okuler mikroskop, objek mikrometer pada meja benda mikroskop, pencarian nilai skala okuler mikrometer, pengukuran skala panjang dan lebar serbuk sari, dan penentuan ukuran panjang dan lebar serbuk sari dengan suatu perhitungan.

Langkah pertama dalam mikrometri yaitu membuka bagian atas tabung lensa okuler kemudian menempatkan okuler mikrometer di bagian okuler mikroskop. Penempatan okuler mikrometer di atas lensa okuler mikroskop. Peletakan okuler mikrometer ini dilakukan dengan benar dan secara hati-hati, agar hasil pengukuran serbuk sari dapat tepat. Kemudian diikuti dengan mengatur lensa atas pada okuler hingga bayangan skala okuler mikrometer sudah jelas.

Setelah bayangan skala-skala okuler mikrometer nampak jelas, maka langkah selanjutnya adalah menempatkan obyek mikrometer di bawah lensa objektif, yakni di meja benda mikroskop. Peletakan obyek mikrometer kemudian diikuti dengan mencari bayangan skala obyek mikrometer dan okuler mikrometer yang paling jelas.

Setelah skala-skala okuler dan obyek mikrometer nampak jelas, maka langkah selanjutnya adalah kalibrasi. Kalibrasi ini dilakukan dengan menyejajarkan kedua bayangan skala, yaitu skala okuler dan obyektif mikrometer dengan memutar bagian atas lensa okuler. Titik 0 dari kedua skala diletakkan sama tinggi dengan menggerakkan obyek mikrometer. Setelah itu, praktikan mencari bayangan garis skala kedua mikrometer yang berhimpit (sama tinggi), kemudian menghitung jumlah bagian skala pada masing-masing mikrometer dari titik 0 sampai garis skala yang berhimpit tersebut. Praktikan mencatat hasil kalibrasi skala tersebut. Dari hasil kalibrasi yang dilakukan praktikan, diperoleh skala 30. 

Selain itu, praktikan juga harus memperhatikan jarak sesungguhnya antara dua garis skala obyek mikrometer yang tertulis pada obyek mikrometer. Hal ini perlu diperhatikan karena angka tersebut akan digunakan untuk menghitung nilai skala okuler mikrometer. Dari obyek mikrometer yang digunakan oleh praktikan tertulis angaka 0,01 µm, berarti satu skala obyek mikrometer adalah 0,01 µm.

Dari data yang diperoleh tersebut, maka langkah selanjutnya adalah mencari nilai skala okuler mikrometer dengan suatu perhitungan. Berikut merupakan perhitungan nilai skala okuler yang dilakukan oleh praktikan :

Pada perbesaran 10 x 10 :

30 skala okuler mikrometer = 30 skala obyek mikrometer

30 skala okuler mikrometer = 30 x 10 µm skala obyek mikrometer

1 skala okuler mikrometer   = 300 µm skala obyek mikrometer / 30  

1 skala okuler mikrometer   = 10 µm skala obyek mikrometer

Jadi, dari perhitungan nilai skala okuler di atas, maka 1 skala okuler mikrometer bernilai 10 µm. Skala ini nantinya akan digunakan dalam perhitungan panjang maupun lebar serbuk sari sesungguhnya. Yaitu dengan cara mengalikan jumlah bagian skala yang didapatkan dari okuler mikroskop dengan nilai skala okuler mikrometer. Jumlah bagian skala yang didapatkan dari okuler mikroskop ditentukan dengan pengukuran panjang dan lebar serbuk sari dalam preparat.

Langkah yang ditempuh dalam menentukan ukuran panjang dan lebar serbuk sari adalah dengan mengambil  obyek mikrometer dan menggantinya dengan preparat serbuk sari Belamcanda chinesis. Sedangkan okuler mikrometer tetap berada pada tempatnya, karena akan tetap dipakai untuk mengukur panjang dan lebar serbuk sari. Setelah preparat serbuk sari Belamcanda chinesis diletakkan di atas meja benda mikroskop secara benar, maka praktikan mencari bayangan preparat yang jelas. Pada pengukuran serbuk sari ini, lensa obyektif yang digunakan pada waktu mengukur serbuk sari harus sama dengan lensa obyektif yang digunakan pada waktu menghitung nilai skala okuler mikrometer. Setelah bayangan preparat terlihat jelas, kemudian yang dilakukan adalah menempatkan bayangan skala okuler mikrometer pada bayangan preparat sehingga arah bayangan skala sesuai dengan arah panjang atau lebar serbuk sari yang diukur. Dari penempatan ini, maka praktikan dapat menentukan panjang dan lebar serbuk sari dengan menghitung skala yang dilalui oleh panjang dan lebar serbuk sari.

Yang pertama diukur oleh praktikan adalah panjang dari serbuk sari Belamcanda chinesis, dari hasil pengukuran, panjang dari serbuk sari adalah 12 skala okuler mikrometer, sehingga ukuran panjang sesungguhnya adalah sebagai berikut :

Panjang serbuk sari       = 12 skala okuler mikrometer

= 12 x 10 µm

= 120 µm

Selanjutnya adalah melakukan pengukuran lebar serbuk sari Belamcanda  chinesis. Pada pengukuran lebar ini ada beberapa serbuk sari yang diukur, jadi hasil pengukuran ada lebih dari satu, yaitu berkisar antara 8-10 skala okuler mikrometer. Namun, untuk validasi data, maka hanya satu skala ukuran lebar saja yang kita ambil untuk penentuan hasil akhir lebar serbuk sari, yaitu lebar serbuk sari yang tadinya juga dipakai untuk pengukuran panjang serbuk sari. 

Panjang :

Lebar :

Dari hasil pengukuran lebar serbuk sari tersebut didapatkan lebar serbuk sari adalah 10 skala okuler mikrometer. Dari data tersebut, berikut ini merupakan perhitungan lebar serbuk sari sesungguhnya :

Lebar serbuk sari          = 10 skala okuler mikrometer

= 10 x 10 µm

= 100 µm

Dari data dan perhitungan yang dilakukan dari proses mikrometri, maka didapatkan serbuk sari Belamcanda chinesis memiliki panjang 120 µm dan lebar 100 µm. Dari literatur yang didapatkan oleh praktikan, serbuk sari bunga Belamcanda chinesis ini tergolong dalam serbuk sari yang sangat besar. 

DAFTAR PUSTAKA

Pradhika, Indra. 2010. Bab 6 Menentukan Jumlah dan Ukuran Mikroba. Diambil dari http://ekmon-saurus.blogspot.com/2008/11/bab-6-menentukan-jumlah-ukuran-mikroba.html pada hari rabu 5 Januari 2010

Ratnawati, dkk. 2010. Petunjuk Praktikum Mikroteknik. Yogyakarta: Jurusan Pendidikan Biologi FMIPA UNY.

 

LINGKUNGAN SEBAGAI SUATU SISTEM

A.       TUJUAN

1.    Dapat mengidentifikasi macam-macam komponen lingkungan pada 2 (dua) system yang berbeda.

2.    Dapat mengetahui keterkaitan atau interaksi masing-masing komponen pada masing-masing lingkungan yang dibandingkan.

3.    Dapat menyatakan pendapatnya tentang kesempurnaan masing-masing lingkungan yang dibandingkan berdasar pada kelengkapan komponen fungsional masing-masing (setidaknya dari segi energy dan arus materi).

4.    Dapat menyatakan pendapatnya, gagasan, atau ide, tentang masing-masing sistem lingkungan yang diperbandingkan untuk pengelolaan selanjutnya.

B.       DASAR TEORI

1.      Batasan Operasional Ekosistem

Antara komunitas dan lingkungannya selalu terjadi saling interaksi, ini menciptakan kesatuan ekologi yang disebut ekosistem. Dapat dikatakan juga bahwa ekosistem adalah suatu sistem ekologi yang terbentuk oleh hubungan timbal balik antara makhluk hidup dengan lingkungannya dan antara komponen komponen tersebut terjadi pengambilan dan perpindahan energi, daur materi, dan produktivitas. Ekosistem terbentuk dari sebuah komunitas dan lingkungan abiotiknya seperti iklim, tanah, air, udara, nutrien dan energi. Karakteristik sistem seperti yang dirumuskan oleh Webster’s Collegiate Dictionary sebagai ”regularly interacting and interdependent components forming” dapat digunakan untuk mempertegas pengertian ekosistem. Tiga karakteristik pokok ekosistem dengan demikian yang dapat dinyatakan adalah adanya interaksi dan interdependensi, adanya regulasi, dan adanya kesatuan yang utuh yang tersusun atas komponen system. Dari gambaran ini yang segera tampak jelas adalah bahwa konsep ekosistem dapat berkembang dan bervariasi, tergantung pada komponen penyusun kesatuan tersebut.

2.      Struktur Ekosistem

Suatu deskripsi sederhana dari struktur ekosistem adalah seperti yang dirumuskan Odum (1971) sebagai berikut :

a.       Bahan Anorganik

Meliputi C, N, CO₂, H₂O, dan sebagainya

b.      Bahan Organik

Meliputi protein, lipid, karbohidrat, bahan humus, dan sebagainya.

c.       Rezim Iklim

Meliputi suhu, kelembapan, curah hujan, dan sebagainya.

d.      Produser

Yaitu tumbuhan autotrof yang mampu mengolah bahan anorganik sederhana menjadi bahan organik yang lebih kompleks.  

e.       Konsumer Makro atau Fatogrof

Umumnya hewan heterotrof (herbivora, yang makan tumbuhan, karnivora, yang makan hewan lain, dan omnivora, yang makan tumbuhan maupun hewan). Fagotrof dibedakan menjadi dua kelompok, yaitu biofag (yang makan makhluk yang masih hidup) dan saprofog (yang makan makhluk yanhg sudah mati). 

f.        Konsumer Mikro atau Dekomposer atau Osmotrof

Pengurai adalah organisme heterotrof yang menguraikan bahan organik yang berasal dari organisme mati (bahan organik kompleks). Organisme pengurai menyerap sebagian hasil penguraian tersebut dan melepaskan bahan-bahan yang sederhana yang dapat digunakan kembali oleh produsen. Umumnya adalah golongan mikroba, terutama bakteri dan fungi.

3.      Fungsi Ekosistem

Fungsi ekosistem di bawah ini dapat menggambarkan proses-proses yang terjadi di dalam ekosistem (Odum, 1971:8 dan komentar ditambah sendiri oleh penulis) :

a.  Aliran Energi (Energy Circuits)

Terjadi dari sumber energi pokok (sinar matahari), melalui produser (autotrof, tumbuhan berklorofil), yang kemudian dimanfaatkan oleh konsumer-makro, konsumer-mikro, dan kembali ke komponen abiotik.

b.  Rantai Makanan (Food Chain)

Menggambarkan terjadinya hubungan antar komponen biotik (komunitas), yang kalau terjadi dalam bentuk hubungan yang sangat kompleks akan menjadi jaring-jaring makanan (food web). Jaring-jaring makanan ini makin kompleks akan makin menjamin kemantapan ekosistem.

c.  Pola Keragaman dalam Dimensi Ruang dan Waktu (Diversity Patterns in Time and Space)

Dapat terjadi dalam skala populasi (antar individu anggota populasi), dalam skala komunitas (antar populasi penyusunnya), dan antar ekosistem. Pola keanekaragaman ini akan memberikan gambaran tentang kedewasaan suatu ekosistem. Makin dewasa, keanekaragaman makin tinggi dan ekosistem makin mantap.

d.  Daur Nutrient (Biogeochemical cycles)

Menggambarkan mekanisme yang dapat menjamin keberlangsungan penyediaan bahan yang dapat diberikan oleh komponen abiotik kepada komponen biotik. Dalam proses ini terlihat bahwa komponen konsumer- makro dapat berfungsi sebagai pemercepat proses daur, sedang produser dan konsumer-mikro yang menjadi pelaksana pokok dalam daur tersebut.

e.  Perkembangan dan Evolusi (Development and Evolution)

Dapat terjadi melalui proses bertahap yang indikatornya adalah perubahan struktur komponen penyusun ekosistem (jumlah populasi dalam komunitas makin tinggi melalui proses suksesi dan lainnya), makin cepatnya arus energi dan daur materi, makin kompleks jaring-jaring makanan, makin tinggi indeks keragaman, makin stabil ekosistem yang bersangkutan. 

f.    Pengendalian (Cybernetics)

Menggambarkan terjadinya proses umpan balik baik positif maupun negatif yang terjadi secara berimbang sehingga menghasilkan suatu mekanisme yang menjamin keseimbangan dalam ekosistem. Fungsi pengendalian inilah yang memungkinkan ekosistem memiliki kemampuan untuk self-maintenance dan self-regulation.

C.       METODE KEGIATAN

1.    Alat  dan Bahan

Alat :

a.   Thermometer Tanah (1 buah)

b.  pH meter (1 buah)

c.   Lux meter (1 buah)

d.  Loupe (1 buah)

e.   Pincet (1 buah)

f.    Hygrometer (1 buah)

g.    Meteran (1 buah)

h.    Cetok (1 buah)

i.      Pengukur Porositas Tanah (1 buah)

j.     Tabung Reaksi (2 buah)

k.   Centrifuge (1 buah)

l.      Anemometer (1 buah)

m.  Botol Air Minum (2 buah)

n.    Kamera (1 buah)

o.    Format Tabulasi Data untuk Merekam Informasi atau Data Hasil Pengamatan Mengenai Komponen Lingkungan dan Keadaannya (Kondisi).

Bahan :

a.       Sampel komponen abiotik (tanah dan air) dari masing-masing ekosistem sawah

b.      Sampel komponen biotik (tumbuhan dan hewan) dari masing-masing ekosistem

2.    Cara Kerja

a.         Menetapkan 2 (dua) lokasi sebagai daerah studi, yaitu

 (1) sawah yang berada di kota (Jln. Tegalrejo, Yogyakarta / selatan SMA N 2 Yogyakarta)

(2) sawah yang berada di desa (Desa Botokan Sendangrejo, Minggir, Sleman)

b.        Menentukan sampel objek pada masing-masing lokasi lingkungan, dengan cara ploting, buat plot dengan ukuran 7 x 7 m² untuk mewakili masing-masing lokasi lingkungan baik lingkungan (1) maupun (2)

c.         Mengamati informasi (data) dari masing-masing sampel lingkungan, dengan cara identifikasi komponen lingkungan dengan segala kondisinya.

3.    Pelaksanaan Kegiatan

Faktor	Sawah Kota	Sawah Desa
Tempat Pengamatan	Jln. Tegalrejo, Yogyakarta (selatan SMA N 2 Yogyakarta)	Desa Botokan Sendangrejo, Minggir, Sleman
Tanggal Pengamatan	Sabtu, 20 Maret 2010	Sabtu, 20 Maret 2010
Waktu Pengamatan	14.00 WIB	16.00 WIB
Luas Plot Pengamatan	7x7 m2	7x7 m2

D.      DATA HASIL PENGAMATAN

Hasil Identifikasi Komponen Abiotik Ekosistem

Komponen lingkungan	Macam		Sawah Kota	Sawah Desa	Keterangan
Abiotik	Tanah	Suhu: Tanah sawah Tanah tegalan	37 OC 35 OC	34 °C 35 °C
		Porositas	Sangat Rendah	Tinggi
		Tekstur	20% Debu, 50% Tanah  30% Pasir	80% Debu 20% Pasir
		Kelembaban		64
		Intensitas cahaya	850 x 100	(312-421)x100
		Kecepatan angin	Sedang	Kencang
	Air	pH	6	7
		Warna	Kecoklatan	Jernih

Hasil Identifikasi Komponen Biotik Ekosistem

Sawah Kota

Produsen	Jumlah	Konsumen	Jumlah	Decomposer	Jumlah
Padi	42 batang/m2	Sumpil	>100 ekor	Cacing	Banyak
Talas	10	Capung	2 ekor	Mikroorganisme	Banyak
Tumbuhan A	Banyak	Belalang Hijau	7 ekor	(tidak nampak)
Tumbuhan B	23	Lalat Sawah	4 ekor
Tumbuhan C	4	Tawon	1 ekor
Tumbuhan D	52	Semut	>40 ekor
Tumbuhan E	banyak	Anggang-anggang	13 ekor
Tumbuhan F	11	Keong Mas	146 ekor
Tumbuhan G	3
Tumbuhan H	2
Tumbuhan I	3
Tumbuhan J	1
Tumbuhan K	1
Tumbuhan L	1
Tumbuhan M	6
Tumbuhan N	2
Tumbuhan O	3
Tumbuhan P	Banyak
Tumbuhan Q	3
Tumbuhan R	Banyak
Tumbuhan S	Banyak

Sawah Desa

Produsen	Jumlah	Konsumen	Jumlah	Dekomposer	Jumlah
Padi	42 batang/m2	Sumpil	>200 ekor	Cacing	Banyak
Tumbuhan A	Banyak	Capung	2 ekor	Mikroorganisme	Banyak
Tumbuhan B	12	Belalang Coklat	1 ekor	(tidak nampak)
Tumbuhan C	Banyak	Belalang Hijau	6 ekor
Tumbuhan D	Banyak	Belalang Putih	1 ekor
Tumbuhan E	13	Belalang Hitam	1 ekor
Tumbuhan F	42	Kepik	1 ekor
Tumbuhan G	1	Ulat	1 ekor
Tumbuhan H	Banyak	Burung Kuntul	21 ekor
Tumbuhan I	10	Semut Hitam Besar	2 ekor
Tumbuhan J	42	Anggang-anggang	3 ekor
Tumbuhan K	1	Burung Pipit	9 ekor
Tumbuhan L	2
Tumbuhan M	Banyak
Produsen	Jumlah
Tumbuhan N	Banyak
Tumbuhan O	Banyak
Tumbuhan P	1
Tumbuhan Q	1
Tumbuhan R	1
Tumbuhan S	2
Tumbuhan T	4
Tumbuhan U	Banyak
Tumbuhan V	3
Tumbuhan W	Banyak
Tumbuhan X	6
Tumbuhan Y	43
Tumbuhan Z	Banyak
Tumbuhan A1	1
Tumbuhan A2	6
Tumbuhan A3	1
Tumbuhan A4	1  koloni

E.       PEMBAHASAN

Tujuan utama dari praktikum ini adalah untuk membandingkan kesempurnaan dari dua ekosistem, dalam hal ini ekosistem sawah desa dan ekosistem  sawah kota. Dalam pengamatan, praktikan mengambil sawah kota yang terletak di Jalan Tegalrejo (selatan SMA N 2 Yogyakarta) dan sawah desa yang terletak di desa Botokan, Sendangrejo, Minggir, Sleman, Yogyakarta. Dilihat dari tempatnya, sawah kota yang dijadikan tempat pengamatan oleh praktikan merupakan satu-satunya sawah yang ada di jalan Tegalrejo, sehingga sawah ini merupakan sawah yang menjadi satu-satunya tumpuan produksi padi di tempat itu. Lain halnya dengan sawah desa, sawah desa yang dijadikan lokasi pengamatan praktikan merupakan salah satu sawah dari banyak sawah yang ada di desa tersebut.  Untuk membandingkan antara dua ekosistem tersebut, praktikan melakukan analisis terhadap komponen biotik dan komponen abiotik kedua ekosistem tersebut.

Dari hasil pengamatan, dapat dilihat bahwa komponen abiotik ekosistem sawah desa dan sawah kota berbeda. Ekosistem sawah desa memiliki kelembapan udara yang lebih tinggi, temperatur tanah yang lebih rendah, intensitas cahaya yang lebih rendah, angin yang lebih kencang, pH tanah yang lebih netral, serta air yang lebih jernih dibanding dengan ekosistem sawah kota. Demikian pula sebaliknya, ekosistem sawah kota memiliki kelembapan udara yang lebih rendah, temperatur tanah yang lebih tinggi, intensitas cahaya yang lebih tinggi, kecepatan angin yang lebih rendah, pH tanah yang lebih asam, serta air yang kurang jernih bila dibanding dengan ekosistem sawah desa. Selain itu perbedaan ada pada tekstur tanah yang dimiliki masing-masing ekosistem sawah. Hasil pengukuran komponen abiotik ini kemungkinan juga dipengaruhi oleh waktu pengukuran, yaitu siang di sawah kota dan sore di sawah desa. Hal ini memungkinkan terjadinya hasil suhu yang lebih tinggi di sawah kota karena pengukuran dilakukan pada siang hari. Sawah desa memiliki tekstur tanah berupa 80% Debu dan 20% Pasir, sedangkan ekosistem sawah kota memiliki tekstur tanah berupa 20% Debu, 50% Tanah, dan 30% Pasir. Masing-masing dari komponen abiotik tersebut dapat mempengaruhi jenis komponen biotik yang ada di masing-masing ekosistem sawah.

Dari komponen abiotik yang berbeda akan memberikan perbedaan pula pada komponen biotik yang ada pada ekosistem sawah. Pada ekosistem sawah desa, jumlah komponen biotik yang ditemukan pengamat lebih tinggi dibandingkan dengan komponen biotik ekosistem sawah kota. Ekosistem sawah desa memiliki jumlah tumbuhan sebanyak 31 jenis dan 8 jenis hewan, sedangkan ekosistem sawah kota hanya memiliki 21 jenis tumbuhan dan 6 jenis hewan saja. Untuk pengurai, ekosistem sawah desa dan sawah kota hampir sama.

Dari perbedaan jumlah komponen biotik ini nantinya akan mempengaruhi kompleksitas dari daur energi dan materi pada masing-masing sistem. Ekosistem sawah desa yang mmiliki komponen biotik lebih banyak akan mempunyai daur energi dan materi yang lebih kompleks. Semakin kompleks daur energi ini maka akan semakin efektif dan efisien daur tersebut. Dari penjelasan ini, maka dapat dimaknai bahwa ekosistem sawah desa memiliki daur energi yang lebih efektif dan efisien dibanding dengan ekosistem sawah kota.

Daur energi suatu ekosistem dapat diwujudkan melalui rantai makanan, dari hasil pengamatan yang ada, ada beberapa kemungkinan rantai makanan yang terjadi, namun dalam hal ini praktikan hanya memberikan salah satu contoh rantai makan yang dapat terjadi pada masing-masing ekosistem. Berikut adalah contoh dari rantai makanan yang ada pada ekosistem sawah desa :

Berikut adalah salah satu contoh rantai makanan yang dapat terjadi di ekosistem sawah kota :

Dari contoh rantai makanan tersebut, dapat disimpulkan bahwa rantai makanan pada ekosistem sawah desa lebih kompleks daripada ekosistem sawah kota. Telah dijelaskan di atas bahwa rantai makanan merupakan salah satu penentu kompleksitas daur energi. Jadi ekosistem sawah memiliki daur energi yang lebih kompleks dibandingkan dengan daur ekosistem sawah kota. Kompleksitas daur energi juga menentukan keseimbangan suatu ekosistem, semakin kompleks daur energi maka semakin efektif dan efisien penggunaan energi pada ekosistem tersebut, sehingga ekosistem akan semakin seimbang. Demikian pula dalam hal ini, ekosistem sawah desa yang memilki daur energi lebih kompleks dapat dikatakan memiliki ekosistem yang lebih seimbang daripada ekosistem sawah kota.

Selain daur energi antar komponen biotik ekosistem, pada ekosistem tersebut juga terjadi hubungan atau interaksi antar abiotik dengan biotik dan abiotik dengan abiotik. Berikut adalah contoh dari interaksi tersebut :

1.    Abiotik dengan Biotik : Padi ð Air, Unsur Hara, Lumpur

2.    Abiotik dengan Abiotik : Aliran Sungai  ð Distribusi Unsur Hara

F.        KESIMPULAN

1.    Masing-masing ekosistem, memiliki komponen abiotik yang berbeda-beda. Komponen abiotik ini nantinya akan mempengaruhi jenis komponen biotik yang ada pada masing-masing ekosistem sawah.

2.    Terdapat interaksi antar komponen dalam masing-masing ekosistem sawah. Interaksi tersebut dapat berupa interaksi komponen biotik denagn biotik yang membentuk rantai makanan, interaksi abiotik dengan abiotik, serta interaksi antara komponen biotik dengan abiotik.

3.    Berdasarkan atas kelengkapan masing-masing komponen fungsional ekosistem, ekosistem sawah desa memiliki sistem lingkungan yang lebih sempurna daripada sistem lingkungan sawah kota

4.    Dalam pengelolaan selanjutnya, sawah kota harus lebih dijaga dan ditingkatkan keseimbangan ekosistemnya

G.      DISKUSI

1.    Yang memiliki komponen biotik paling tinggi adalah ekosistem sawah desa

2.    Komponen yang teramati secara makro pada masing-masing lingkungan cukup memenuhi untuk terjadinya proses aliran energi dan siklus materi

3.    Komponen biotik yang sebenarnya ada namun tidak teramati adalah ular, katak, cacing, dan mikroorganisme air ataupun tanah

4.    Ekosistem yang memiliki proses arus energi dan siklus materi lebih baik (lebih cepat & lebih efektif) adalah ekosistem sawah desa

5.    Ekosistem sawah desa memiliki persyaratan lebih baik untuk perkembangan (dinamika) ekosistem

DAFTAR PUSTAKA

Odum EP. 1993. Dasar-Dasar Ekologi. Edisi ketiga. Yogayakarta. Gajah Mada University press.

Sudjoko, dkk. 1998. Ekologi. Yogyakarta : FMIPA UNY

Sukirman, Djuwanto. 2008. Petunjuk Praktikum Ekologi. Yogyakarta: FMIPA UNY