Metode Pengukuran Produktivitas Primer Hasil Pertanian

Konsep Produktivitas

(sumber RKBM Ir. Sutriyono, MSc)

1.       Metode panen

Dengan metode ini sangat cocok untuk suatu ekosistem pertanian. Ekosistem pertanian dimulai dari nol, dan dikendalikan sedemikian rupa sehingga hewan-hewan herbivora (termasuk serangga hama) tidak begitu penting peranannya.  Dengan demikian pengambilan materi organik oleh konsumen dapat dicegah atau diminimalkan. Pada ekosistem pertanian juga tidak pernah dicapai keadaan steady state.  Oleh karena itu dengan menimbang hasil panennya dan menentukan nilai kalorinya, diperoleh produktivitas primernya.  Metode panen ini merupakan produksi komunitas bersih.

2.     Pengukuran Oksigen

       

Melalui persamaan reaksi fotosintesis tersebut di atas, maka ada ekuivalensi yang pasti antara oksigen dan energi makanan yang dihasilkan.  Maka apabila kita dapat mengukur oksigen yang dihasilkan dari proses fotosintesis, kita dapat mengetahui produktivitas primernya.

Pada ekosistem perairan, pengukuran oksigen hasil fotosintesis lebih mudah dilakukan, misalnya dengan metode botol gelap dan terang.  Metode ini pada dasarnya menggunakan dua macam botol yaitu botol gelap (tak tembus cahaya) dan botol terang (tembus cahaya).  Kedua macam botol tersebut diisi air dari perairan tersebut, dan dimasukkan ke dalam perairan tersebut selama waktu tertentu.  Sebelumnya, air perairan diukur kandungan oksigennya, misalnya dengan metode Winkler, atau dengan alat pengukur oksigen. 

        Selama direndam dalam perairan, maka dalam botol yang gelap tidak terjadi proses fotosintesis tetapi terjadi respirasi, sedangkan dalam botol yang terang terjadi proses foto­sintesis maupun respirasi.  Hal ini disebabkan sinar matahari mampu menembus ke dalam botol yang terang, sehingga fitoplankton di dalamnya mampu melakukan proses fotosintesis. Setelah selama rentang waktu tertentu, kandungan oksigen terlarut dalam kedua botol tersebut diukur lagi.  Perbedaan kandungan oksigen terlarut dalam botol gelap sebelum dan sesudah direndam di dalam per­airan, merupakan jumlah oksigen yang digunakan untuk respira­si. Perbedaan kandungan oksigen terlarut dalam botol terang merupakan produktivitas primer bersih.  Dengan demikian dapat diketahui pula produktivitas primer kasar dari perairan terse­but. Cara ini dapat divariasikan sedemikian rupa sehingga dapat diketahui waktu produktivitas terbesar, dan kedalaman perairan dengan produktivitas terbesar.

3.     Metode karbon dioksida (CO2)

       

Seperti halnya metode botol gelap dan terang, metode CO2 ini juga berdasarkan reaksi fotosintesis.  Metode ini menggunakan pengukuran jumlah CO2 yang digunakan untuk proses fotosinte­sis.  Metode ini sangat cocok untuk ekosistem terestrial (daratan).  Metode seperti ini telah lama digunakan oleh para pakar fisiologi tumbuhan untuk mengukur laju fotosintesis.  Biasanya untuk metode CO2 ini diupayakan untuk dapat menutup seluruh komunitas dengan penutup yang transparan (bening). Dengan penutup yang transparan tersebut cahaya matahari masih dapat masuk sehingga fotosintesis dapat berlangsung.  Kemudian  udara  dialirkan  kedalam ruangan tersebut, dan kandungan CO2 dalam udara yang masuk dan keluar diukur.  Dengan demikian dapat diketahui banyaknya CO2 yang hilang karena digunakan untuk fotosintesis. Sekarang telah ada alat khusus untuk metode ini.  Dengan alat tersebut, pekerjaan dapat lebih mudah dan lebih cepat dilaksanakan.

4.     Metode pH

       

Dengan metode ini cocok untuk ekosistem perairan.  Dalam ekosistem perairan, pH akan berubah menurut kandungan karbon dioksida didalamnya.  Seperti diketahui, kandungan karbon dioksida dapat berkurang karena fotosintesis, dan bertambah karena respirasi.

Untuk menggunakan pH sebagai indeks produktivitas sebelumnya harus disiapkan kurva kalibrasi untuk sistem perairan yang bersangkutan.  Hal ini disebabkan pH dan kandungan karbon dioksida tidak berhubungan secara linier, dan tingkat peruba­han pH per perubahan kandungan karbon dioksida sangat tergan­tung kepada kapasitas buffering dari  perairan tersebut.

5.       Metode radioaktif.

Metode ini menggunakan perunutan radioaktif untuk menentukan produktivitas.  Salah satu cara yang paling sering digunakan untuk mengukur produktivitas primer ekosistem perairan adalah menggunakan unsur C14.  Metode ini menggunakan botol tertutup berisi air dari perairan yang bersangkutan dan ditambahkan unsur C14 dalam bentuk karbonat.  Absorbsi C14 dalam botol terang (penggunaan CO2 untuk fotosintesis)  dapat ditentukan dengan merunut dengan alat penghitung radioaktif.  Jadi cara ini sama seperti pada  metode CO2, tetapi dengan menggunakan unsur radio­aktif.  Dalam hal ini, selain unsur C14 dapat pula digunakan  unsur P32 dalam bentuk fosfat.

6.     Metode klorofil.

       

Metode ini pada dasarnya menggunakan kandungan klorofil dalam komunitas sebagai indeks produktivitas.  Mula-mula metode ini digunakan untuk ekosistem perairan, tetapi dalam perkemban­gannya juga dapat digunakan baik untuk ekosistem daratan maupun perairan, terutama lautan.  Untuk ekosistem daratan jumlah klorofil dinyatakan dalam setiap meter persegi, se­dangkan untuk ekosistem perairan dinyatakan dalam satuan volume (liter).

        Sekarang telah dikenal adanya alat-alat yang cukup canggih sehingga pengukuran kandungan klorofil dapat dilakukan dengan mudah.  Di perairan (tawar maupun laut), hanya dengan memasuk­kan alat tersebut pada kedalaman tertentu, dapat dicatat kadar klorofil perairan pada berbagai kedalaman.