PENGARUH SPEKTRUM WARNA CAHAYA TERHADAP
PENGARUH SPEKTRUM WARNA CAHAYA
TERHADAP PROSES PERTUMBUHAN TANAMAN
KACANG HIJAU
KOLOQIUM
Diajukan untuk Melengkapi Tugas-Tugas
dan Memenuhi Salah Satu Syarat Mata Kuliah
Seminar Fisika
Oleh
DEVI AULIA RACHMAYATI
NIM. 1106103030018
JURUSAN PENDIDIKAN FISIKA
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS SYIAH KUALA
DARUSSALAM-BANDA ACEH
2014
KATA PENGANTAR
Segala Puji dan Syukur kami panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa
yang telah memberikan Rahmat dan KaruniaNya, sehingga terselesaikannya
karya tulis Seminar Fisika ini.
Karya tulis ini dilaksanakan untuk memenuhi tuntutan kurikulum
yang berlaku di Program Studi Pendidikan Fisika FKIP Unsyiah yang
merupakan salah satu syarat mata kuliah Seminar Fisika.
Karya tulis ini disusun sedemikian rupa, sehingga secara umum dapat
memberikan gambaran mengenai Pengaruh Spektrum Warna Cahaya
Terhadap Proses Pertumbuhan Tanaman Kacang Hijau, baik dari segi
prosesnya maupun dari segi konsep Fisika.
Kami menyadari bahwa dalam pelaksanaan dan penyusunan karya tulis
ini kami banyak menghadapi kesulitan, namun berkat kemauan dan kerja keras
serta bimbingan, bantuan, dan dukungan dari berbagai pihak maka karya tulis ini
dapat terselesaikan. Untuk itu penulis ingin mengucapkan terima kasih banyak
kepada :
1. Dr. Abdul Halim, M.Si sebagai Pembimbing dalam penyelesaian koloqium
ini.
2. Drs.Agus Wahyuni, M.Pd sebagai Ketua Program Studi Pendidikan Fisika
FKIP Unsyiah.
3. Drs.Ngadimin, M.Si sebagai Sekretaris Program Studi Pendidikan Fisika
FKIP Unsyiah.
Penulis menyadari bahwa isi karya tulis ini, masih sangat jauh dari
kesempurnaan. Oleh karena itu kami sangat mengharapkan adanya kritik dan
saran yang sifatnya membangun dari semua pihak demi kesempurnaan karya
tulis kami selanjutnya.
Akhirnya penulis berharap, semoga karya tulis ini dapat bermanfaat
untuk menambah pengetahuan serta wawasan bagi segenap pembacanya.
Darussalam,1 1 Desember 2014
Devi Aulia Rachmayati
Penulis
i
DAFTAR ISI
Kata Pengantar ............................................................................................................
i
Daftar Isi.......................................................................................................................
ii
Daftar Gambar ............................................................................................................
iii
Daftar Tabel ................................................................................................................
iv
Abstrak .........................................................................................................................
v
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah .........................................................................................
1
1.2 Rumusan Masalah ..................................................................................................
2
1.3 Tujuan Penulisan ....................................................................................................
2
1.4 Manfaat Penulisan ..................................................................................................
2
1.5 Pembatasan Masalah .............................................................................................
3
BAB II LANDASAN TEORITIS
2.1 Tanaman Kacang Hijau ........................................................................................
4
2.2 Pertumbuhan dan Perkembangan Tumbuhan .......................................................
5
2.3 Proses Fotosintesis ................................................................................................
5
2.4 Gelombang Elektromagnetik. ................................................................................
8
2.5 Spektrum Cahaya Tampak ....................................................................................
13
BAB III METODE PENELITIAN
3.1 Tempat dan Waktu Penelitian ................................................................................
10
3.2 Alat dan Bahan ......................................................................................................
10
3.3 Prosedur Penelitian ................................................................................................
10
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Penelitian .....................................................................................................
11
4.2 Pembahasan ............................................................................................................
14
BAB V PENUTUP
5.1 Simpulan ...............................................................................................................
18
5.2 Saran ......................................................................................................................
18
Daftar Pustaka ..............................................................................................................
19
ii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1 Tanaman Kacang Hijau ...............................................................................
4
Gambar 2 Reaksi Terang Fotosintesis..........................................................................
6
Gambar 3 Reaksi Gelap Fotosintesis ...........................................................................
7
Gambar 4 Spektrum Elektromagnetik ..........................................................................
8
Gambar 5 Tanaman Kacang Hijau Disinari Oleh Spektrum yang Berbeda .................
15
v
DAFTAR TABEL
Tabel 1 Panjang Gelombang Spektrum Sinar Tampak ..............................................
iv
9
PENGARUH SPEKTRUM WARNA CAHAYA TERHADAP
PROSES PERTUMBUHAN TANAMAN KACANG HIJAU
Devi Aulia Rachmayati1, Dr. Abdul Halim, M.Si2
1
Devi Aulia Rachmayati
Dr. Abdul Halim, M.Si
Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan-Universitas Syiah Kuala
Korespondensi : [email protected]
2
ABSTRAK
Fotosintesis merupakan proses pembuatan makanan sendiri yang dilakukan oleh
tumbuhan hijau (autotrof) dengan bantuan cahaya matahari. Spektrum cahaya
matahari merupakan gelombang elektromagnetik yang terdiri dari sinar tampak
dan sinar tidak tampak. Spektrum sinar tampak meliputi warna merah, jingga,
kuning, hijau, biru, nila, dan ungu yang memiliki rentang panjang gelombang 400
nm hingga 750 nm. Tujuan penulisan karya tulis ini adalah untuk mengetahui
spektrum warna yang paling efektif terhadap pertumbuhan dan perkembangan
tanaman kacang hijau. Manfaatnya ialah untuk memberikan pengetahuan serta
wawasan bagi penulis maupun pembaca tentang spektrum warna cahaya yang
paling efektif terhadap proses pertumbuhan dan perkembangan tanaman kacang
hijau. Cahaya tersusun atas partikel-partikel diskret disebut foton yang memiliki
jumlah energi yang tetap dan berbanding terbalik terhadap panjang
gelombangnya. Pada proses fotosintesis warna yang paling efektif bukanlah
dipengaruhi oleh seberapa besar energi yang dimiliki pada spektrum warna
tersebut, melainkan seberapa banyak foton yang diserap oleh pigmen pada
klorofil.
Kata kunci : Spektrum warna cahaya, fotosintesis, kacang hijau
1
2
Mahasiswa program studi Fisika
Dosen program studi Fisika
v
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Ilmu sains merupakan bentuk kesatuan beberapa bidang ilmu yang saling
menunjang satu sama lain, yaitu melingkupi ilmu fisika, ilmu biologi, dan ilmu
kimia. Ketiga bidang ilmu tersebut memiliki keterkaitan sehingga tidak dapat
dipisahkan dan tidak dapat berdiri sendiri.
Tumbuhan merupakan satu-satunya makhluk hidup yang dapat membuat
makanannya sendiri dengan bantuan sinar matahari. Cahaya matahari adalah sumber
energi utama bagi kehidupan seluruh makhluk hidup didunia. Bagi tumbuhan
khususnya yang berklorofil, cahaya matahari sangat menentukan proses fotosintesis.
Fotosintesis adalah proses dasar pada tumbuhan untuk menghasilkan makanan.
Makanan yang dihasilkan akan menentukan ketersediaan energi untuk pertumbuhan
dan perkembangan tumbuhan. Cahaya merupakan faktor penting terhadap
berlangsungnya fotosintesis, sementara fotosintesis merupakan proses yang menjadi
kunci dapat berlangsungnya proses metabolisme yang lain di dalam tanaman.
Fotosintesis adalah proses pembentukan molekul-molekul makanan yang
kompleks dan berenergi tinggi dari komponen-komponen yang lebih sederhana oleh
tumbuhan hijau dan organisme autotrofik lainnya dengan keberadaan energi cahaya.
Panjang gelombang cahaya yang digunakan untuk fotosintesis hanya sebuah fraksi
kecil dari spektrum total radiasi elektromagnetik. Pada tumbuhan tingkat tinggi,
jingga, biru, dan merah tampaknya adalah yang paling efektif dalam mendorong
terjadinya fotosintesis. Warna-warna dari spektrum cahaya tampak itu memiliki
1
panjang gelombang yang kira-kira berkisar antara 380 hingga 750 nanometer (nm)
secara berturut-turut (Fried dan Hademenos : 2006).
Tanaman tidak hanya dipengaruhi oleh cahaya, namun dipengaruhi oleh
warna cahaya juga. Cahaya yang berasal dari matahari tampak putih atau kuning, tapi
sebenarnya merupakan spectrum penuh warna. Jika kita mengambil prisma dan
meletakkannya ke cahaya, akan membagi cahaya menjadi tujuh warna yang berbeda
yaitu: merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila dan ungu. Pertumbuhan tanaman
sebenarnya dapat dimanipulasi oleh paparan jangka panjang untuk warna terisolasi
dalam spectrum.
Spektrum warna terbentuk karena cahaya yang berlainan warna terbias pada
sudut yang berlainan. Cahaya ungu terbias dengan sudut paling besar, sedangkan
cahaya merah terbias dengan sudut yang paling kecil. Warna-warna spektrum dapat
digabungkan sehingga menghasilkan cahaya putih dengan menggunakan dua prisma
(Utami, 2008).
Di dalam silabus kelas 3 SMA tertera tentang pemanfaatan gelombang
elektromagnetik dalam kehidupan pada KD 3.9, cahaya merupakan salah satu
gelombang elektromagnetik. Berdasarkan permasalahan yang diuraikan di atas,
penulis ingin mengkaji masalah tersebut sebagai masalah pokok dalam karya tulis
ini, selanjutnya karya tulis ini diberi judul “Pengaruh Spektrum Warna Cahaya
terhadap Proses Pertumbuhan Tanaman Kacang Hijau”.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan di atas, maka yang menjadi
rumusan masalah adalah : Spekrum warna cahaya apakah yang paling efektif
terhadap pertumbuhan tanaman kacang hijau?
2
1.3 Tujuan Penelitian
Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan di atas, maka yang menjadi
tujuan dari peneliti adalah :
1. Untuk mengetahui spektrum warna cahaya yang paling efektif terhadap
pertumbuhan tanaman kacang hijau
1.4 Manfaat Penelitian
Manfaat yang diharapkan dalam penelitian ini adalah :
1. Bagi penulis untuk menambah pengetahuan tentang pengaruh spektrum warna
cahaya terhadap pertumbuhan tanaman kacang hijau, serta mengetahui spektrum
warna cahaya yang efektif terhadap pertumbuhan tanaman kacang hijau.
2. Bagi pembaca untuk menambah pengetahuan mengenai spektrum warna cahaya
terhadap pertumbuhan tanaman kacang hijau
1.5 Pembatasan Masalah
Dalam rangka untuk mencapai tujuan penulisan dari karya ilmiah ini maka
penulis perlu membatasi masalah yang akan dibahas agar makalah ini dapat tersusun
secara sistematis. Adapun masalah yang dibahas dalam penulisan makalah ini adalah
hanya pengaruh spektrum warna cahaya terhadap pertumbuhan kacang hijau.
3
BAB II
LANDASAN TEORITIS
2.1 Tanaman Kacang Hijau
Menurut Purwono dan Hartono (2012:12), “Kacang hijau merupakan
tanaman pangan semusim berupa semak yang tumbuh tegak”. Menurut Mashudi
(2012:1), “Kacang hijau yang mempunyai nama lain Vigna Radiata yang termasuk
famili kacang-kacangan (papilionaceae), tanaman ini mempunyai kelebihan yaitu
tahan kering, varietas unggul kacang hijau mempunyai umur genjah (±60 hari)”.
Kedudukan
tanaman
kacang
hijau
dalam
taksonomi
tumbuhan
diklasifikasikan sebagai berikut :
Kingdom
Divisi
Subdivisi
Kelas
Ordo
Famili
Genus
Spesies
:
:
:
:
:
:
:
:
Plantae (tumbuh-tumbuhan)
Spermathopyta (tumbuhan berbiji)
Angiospermae (berbiji tertutup)
Dycotyldonae (biji berkeping dua)
Leguminales
Leguminosae (papilionaceae)
Phaseolus
Phaseolus aureus sinonim P. Radiatus L. (Rukmana : 1997).
Gambar 1. Tanaman kacang hijau
sumber : http://cybex.deptan.go.id
4
2.2 Pertumbuhan dan Perkembangan Tumbuhan
Menurut Widodo dan Sumarah (2007:32), “Pertumbuhan dapat diartikan
sebagai bertambahnya
ukuran maupun bobot kering tanaman, sedangkan
perkembangan adalah perubahan sifat-sifat fisiologis akibat adanya diferensiasi selsel tanaman”. Pertumbuhan dan perkembangan tanaman yang baik akan mendorong
tanaman tumbuh optimal dan akan menghasilkan buah dan biji yang optimal pula.
Pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan dipengaruhi oleh 2 faktor yaitu
faktor internal dan faktor eksternal. Menurut Aryulina, dkk (2004:12), “Faktor-faktor
eksternal yang mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan pada tumbuhan yaitu
temperatur, cahaya, air, PH, oksigen, dan nutrisi, sedangkan faktor-faktor internal
yang mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan pada tumbuhan yaitu genetik
dan fisiologis tumbuhan”.
2.3 Proses Fotosintesis
Cahaya merupakan variabel yang sangat penting dalam proses pertumbuhan
dan perkembangan tumbuhan. Tumbuhan hijau memanfaatkan cahaya sebagai bahan
bakar untuk melakukan fotosintesis. Proses fotosintesis memerlukan cahaya untuk
menghasilkan energi dan oksigen untuk digunakan oleh tumbuhan itu sendiri dan
makhluk hidup lain, apabila kekurangan cahaya maka pertumbuhan tumbuhan akan
terganggu. Menurut Fried dan Hademenos (2006), “Fotosintesis adalah proses
pembentukan molekul-molekul makanan yang kompleks dan berenergi tinggi dari
komponen-komponen yang lebih sederhana oleh tumbuhan hijau dan organisme
autotrofik lainnya dengan keberadaan energi cahaya”.
Selanjutnya Abdurrahman (2008:35) mengatakan bahwa, “Tanpa cahaya
tumbuhan akan tumbuh tetapi tidak seoptimal tumbuhan yang terkena cahaya,
5
tumbuhan yang tidak terkena cahaya akan tumbuh dengan batang tinggi, kurus, akan
dan batangnya rapuh, serta warnanya pucat, sedangkan tumbuhan yang terkena
cahaya akan tumbuh dengan batang lebih pendek, akar dan batangnya kokoh, serta
daunnya tebal dan hijau”.
Di dalam proses fotosintesis terdapat dua reaksi yang berlangsung, yaitu
reaksi terang atau reaksi pemindahan elektron dan reaksi gelap atau reaksi fiksasi
karbon. Menurut Akin (2006:62), “Pada reaksi terang, klorofil menangkap energi
dari sinar matahari, energi akan mengakibatkan proton melintasi selaput tilakoid dan
menghasilkan proton berenergi dan menghasilkan ATP dalam stroma, disaat yang
bersamaan reaksi pemindahan elektron menghasilkan elektron berenergi tinggi yang
dapat mengubah NADP+ menjadi NADPH dan molekul air (H2O) dioksidasi sebagai
donor elektron untuk NADPH dan melepaskan molekul O2”.
Gambar 2. Reaksi terang fotosintesis
Sumber : Fried dan Hademenos (2006:69)
6
Menurut Fried dan Hademenos (2006:69), “ Reaksi gelap merupakan proses
dimana terjadinya reduksi CO2 menjadi gula, reaksi gelap tidak harus benar-benar
terjadi dalam kondisi gelap tetapi reaksi ini berlangsung tidak dipengaruhi oleh
cahaya, reaksi awal melibatkan penyatuan CO2 dengan sebuah senyawa 5-karbon
yang disebut ribulosa bifosfat, sebuah senyawa 6-karbon pecah menjadi dua molekul
PGA (asam fosfogliserat) yang akan direduksi menjadi PGAL (fosfogliseraldehida)
yang merupakan produk stabil pertama dari fotosintesis”.
Gambar 3. Reaksi gelap fotosintesis
Sumber : Fried dan Hademenos (2006:69)
Di dalam proses fotosintesis sangat erat kaitannya dengan keberadaan cahaya,
namun ada beberapa spektrum warna yang paling efektif terhadap pertumbuhan dan
7
perkembangan tumbuhan, seperti yang dikatakan oleh Fried dan Hademenos (2006),
“Panjang gelombang cahaya yang digunakan untuk fotosintesis hanya sebagaian
kecil dari spektrum total radiasi elektromagnetik, pada tumbuhan tingkat tinggi
spektrum warna yang efektif dalam proses fotosintesis yaitu jingga, biru, dan merah
yang memiliki panjang gelombang berkisar antara 380 hingga 750 nanometer,
kemampuan
cahaya
melepaskan
elektron
berhubungan
dengan
panjang
gelombangnya bukan intensitas berkas cahaya”.
2.4 Gelombang Elektromagnetik
Menurut Campbell (2002:186), “Gelombang elektromagnetik merupakan
gelombang yang dihasilkan oleh kombinasi medan listrik dan medan magnet, jarak
antara puncak-puncak gelombang elektromagnetik disebut panjang gelombang,
panjang gelombang berkisar antara kurang dari satu nanometer (untuk sinar gamma)
hingga lebih dari satu kilometer (untuk gelombang radio)”.
Menurut Giancoli (2001:227), “Cahaya tampak merupakan gelombang
elektromagnetik yang panjang gelombangnya berkisar 400 nm hingga 750 nm namun
cahaya tampak hanyalah satu jenis dari gelombang EM, gelombang EM terdeteksi
dalam interval lebar yang disebut spektrum elektromagnetik”.
Gambar 4. Spektrum Elektromagnetik
Sumber : Giancoli (2001:227)
8
2.5 Spektrum Cahaya Tampak
Menurut Surya (2009:57), “Pada spektrum cahaya matahari batas antara satu
pita warna dengan warna yang lain tidak terdapat daerah kosong atau disebut
spektrum kontinu”.
Menurut Campbell (2002:186), “Cahaya merupakan salah satu bentuk energi
elektromagnetik yang dikenal dengan radiasi, selain sebagai gelombang cahaya
juga bertindak sebagai partikel dikarenakan cahaya tersusun atas partikel-partikel
diskret, yang disebut foton yang memiliki energi yang tetap, jumlah energi
berbanding terbalik terhadap panjang gelombang cahayanya, semakin pendek
panjang gelombangnya maka tinggi energinya, spektrum cahaya ungu memiliki
hampir dua kali energi foton cahaya merah”.
Tabel 1. Panjang gelombang spektrum sinar tampak
Sumber : http://www.proprofs.com/
Menurut Frank B Salisbury dan Cleon W Ross (1995:73), “Fotosintesis dan
reaksi fotokimia lainnya tidak bergantung pada energi total cahaya, tapi pada jumlah
foton atau kuanta yang diserap. Foton berenergi tinggi pada spektrum biru
mempunyai energi hampir 2 kali lipat dibandingkan dengan foton pada spektrum
merah, tapi kedua foton itu mempunyai efek yang persis sama dalam fotosintesis”.
9
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1 Tempat dan Waktu Penelitian
Adapun lokasi penelitian yang akan dilakukan bertempat di rumah peneliti
Lampenerut, Aceh Besar. Jadwal penelitian ini dilakukan selama 10 hari dimulai
pada hari Sabtu, tanggal 8 November 2014 sampai dengan hari Senin, tanggal 17
November 2014.
3.2 Alat dan Bahan
Bola lampu merah, hijau, kuning, biru, ungu
Kabel penghubung
Biji kacang hijau
Kapas
Wadah tanam
Meteran untuk mengukur tinggi tanaman
Kotak kardus
3.3 Prosedur Penelitian
1. Rangkai masing-masing bola lampu sehingga terhubung dengan sumber listrik
sebagai sumber cahaya pada tanaman.
2. Tanamlah biji kacang hijau di dalam wadah yang telah diberi kapas.
3. Masukkan wadah yang sudah ditanami dengan biji kacang hijau ke dalam kardus
yang telah diberi lubang udara, agar tidak masuk cahaya lain.
4. Hubungkan lampu dengan warna yang berbeda ke masing-masing kardus,
sehingga masing-masing tanaman di dalam kardus hanya mendapat 1 warna
cahaya saja.
10
5. Perhatikan petumbuhan batang dan daun tanaman kacang hijau selama 10 hari
kemudian catat ke dalam tabel pengamatan di bawah ini :
No.
Hari ke
Diameter batang
(mm)
Tinggi batang
(mm)
1.
2.
3.
4.
5.
6. Perhatikan pertumbuhan tanaman kacang hijau untuk masing-masing spektrum
cahaya yang berbeda dan kemudian bandingkan bagaimana pertumbuhan tanaman
kacang hijau untuk masing-masing warna cahaya.
11
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Percobaan
Tabel Hasil Pengamatan Proses Pertumbuhan Tanaman Kacang Hijau dengan
Menggunakan Spektrum Warna Cahaya yang Berbeda
Warna Hijau
No.
Hari ke
Diameter batang
(cm)
Tinggi batang
(cm)
1.
2
0,207
2,176
2.
4
0,216
11,719
3.
6
0,217
16,829
4.
8
0,217
20,376
5.
10
0,218
22,572
Hari ke
Diameter batang
(cm)
Tinggi batang
(cm)
1.
2
0,230
1,006
2.
4
0,216
11,058
3.
6
0,210
15,238
4.
8
0,210
17,819
5.
10
0,200
18,058
No.
Warna Kuning
12
Warna Biru
No.
Hari ke
Diameter batang
(cm)
Tinggi batang
(cm)
1.
2
0,210
1,783
2.
4
0,216
12,694
3.
6
0,200
17,621
4.
8
0,200
21,275
5.
10
0,200
21,982
Hari ke
Diameter batang
(cm)
Tinggi batang
(cm)
1.
2
0,216
0,978
2.
4
0,216
7,928
3.
6
0,220
10,354
4.
8
0,220
11,976
5.
10
0,220
12,812
Warna Ungu
No.
Hari ke
Diameter batang
(cm)
Tinggi batang
(mm)
1.
2
0,207
2,176
2.
4
0,216
11,719
3.
6
0,217
16,829
4.
8
0,217
20,376
No.
Warna Merah
13
5.
10
0,218
22,572
4.2 Pembahasan
Pertumbuhan dan perkembangan tanaman dipengaruhi oleh dua faktor, yaitu
faktor internal dan faktor eksternal. Kedua faktor itu sangat menentukan apakah
tanaman akan tumbuh dan berkembang dengan baik atau tidak. Pada tumbuhan
autotrof (tumbuhan yang dapat membuat makanan sendiri), cahaya merupakan faktor
yang paling penting karena cahaya merupakan bahan bakar dalam proses fotosintesis.
Dengan adanya cahaya tumbuhan tersebut dapat mengubah CO2 dan H2O menjadi
C6H12O6 (karbohidrat) dan O2 serta energi.
Cahaya matahari
CO2 + H2O
C6H12O6 + O2 + Energi
Klorofil
Pada proses fotosintesis terdapat dua reaksi, yaitu reaksi terang dan reaksi
gelap. Reaksi terang yang memerlukan cahaya sedangkan reaksi gelap sebaliknya.
Cahaya matahari ialah cahaya putih yang terdiri dari beberapa spektrum warna, yaitu
merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, dan ungu.
Pada penelitian yang telah dilakukan, tumbuhan disinari oleh spektrum warna
cahaya yang berbeda, yaitu spektrum warna ungu, hijau, biru, kuning, dan merah.
Tumbuhan yang disinari spektrum warna ungu memiliki batang yang paling tinggi,
namun rapuh dan pucat, daunnya berwarna kuning pucat. Tumbuhan yang disinari
spektrum warna biru juga memiliki batang yang sangat tinggi, rapuh, dan pucat, serta
daunnya berwarna kuning. Hal ini dapat dikatakan bahwa tumbuhan yang disinari
oleh spektrum warna ungu dan biru mengalami etiolasi (gangguan pertumbuhan).
14
Tumbuhan yang disinari oleh spektrum cahaya hijau memiliki batang yang lumayan
tinggi, namun lebih kokoh jika dibandingkan dengan tumbuhan yang disinari oleh
spektrum warna ungu dan biru, selain itu tumbuhan ini juga memiliki daun yang
berwarna kuning kehijauan. Tumbuhan yang disinari oleh spektrum cahaya warna
kuning memiliki batang yang tidak terlalu tinggi, lumayan kokoh, dan memiliki daun
yang berwarna hijau kekuningan. Tumbuhan yang disinari oleh spektrum cahaya
warna merah memiliki batang yang tegak dan kokoh serta memliki daun yang
berwana sangat hijau.
Gambar 5. Tanaman kacang hijau disinari dengan spektrum warna yang berbeda
(gambar A : warna hijau; gambar B : warna biru; gambar C : warna ungu;
gambar D : warna merah; gambar E : warna kuning)
15
Berdasarkan perlakuan yang telah dilakukan di atas, pemberian spektrum
cahaya warna merah merupakan perlakuan yang paling efektif terhadap pertumbuhan
dan perkembangan tanaman kacang hijau. Pada tanaman yang diberi cahaya warna
merah, tanaman tersebut memiliki batang yang paling kokoh jika dibandingkan
dengan tanaman yang diberi warna lainnya, batangnya tegak, tidak pucat, dan
daunnya sangat hijau. Sedangkan yang paling tidak efektif adalah warna ungu,
pemberian cahaya warna ungu mengakibatkan tumbuhan mengalami etiolasi
(gangguan pertumbuhan), tumbuhan akan terus bertambah tinggi, batangnya kurus,
pucat, dan daunnya berwarna kuning pucat. Tumbuhan memerlukan cahaya sebagai
energi untuk tumbuh, ikarenakan kekurangan cahaya tumbuhan yang mengalami
etiolasi akan terus tumbuh tinggi untuk mencari cahaya.
Foton pada cahaya merah ialah foton yang memiliki energi paling rendah jika
dibandingkan dengan foton pada spektrum warna lainnya, namun pada proses
fotosintesis reaksi yang terjadi bukan dipengaruhi oleh seberapa besar energi total
yang dimiliki oleh spektrum warna cahaya tersebut, melainkan berapa banyak jumlah
foton yang diserap oleh pigmen (zat warna tumbuhan). Semakin banyak foton yang
diserap oleh pigmen, maka semakin efektif proses fotosintesis tersebut, hal ini sesuai
yang diungkapkan oleh Frank B Salisbury dan Cleon W Ross (1995:73),
“Fotosintesis dan reaksi fotokimia lainnya tidak bergantung pada energi total cahaya,
tapi pada jumlah foton atau kuanta yang diserap. Foton berenergi tinggi pada
spektrum biru mempunyai energi hampir 2 kali lipat dibandingkan dengan foton pada
spektrum merah, tapi kedua foton itu mempunyai efek yang persis sama dalam
fotosintesis”.
16
Menurut
Campbell
(2002),
“Dengan
menggunakan
spektrofotometer
ditemukan bahwa warna yang diserap paling baik oleh klorofil a (pigmen hijau) ialah
merah dan biru, sedangkan hijau akan diteruskan”. Berdasarkan penelitian diperoleh
hasil bahwa hanya warna merah yang diserap dengan baik oleh klorofil a pada
tanaman kacang hijau sedangkan warna biru tidak, hal ini terlihat pada tanaman yang
disinari spektrum cahaya warna merah memiliki batang yang kokoh, tegak, tidak
pucat dan daunnya berwarna sangat hijau.
Hal ini juga sesuai dengan penelitian yang dilakukan untuk tanaman krisan,
bahwa pemberian spektrum warna yang sesuai akan diserap oleh tanaman dan
digunakan untuk proses pertumbuhan secara lebih efisien, spektrum warna merah
dapat memperbesar diameter bunga tanaman krisan (dalam jurnal Ermawati, 2012).
Penelitian serupa yang telah dilakukan pada tanaman Gracilaria verrucosa
(rumput laut) menunjukkan bahwa spektrum cahaya merah dan cahaya putih
merupakah spektrum cahaya yang memiliki pertumbuhan yang paling baik (dalam
skripsi Mustofa, 2013).
17
BAB V
PENUTUP
5.1 Simpulan
Berdasarkan uraian yang telah penulil paparkan di atas dan dari hasil
penelitian yang telah penulis lakukan, maka dapat diambil beberapa kesimpulan,
yaitu :
1.
Ada pengaruh pemberian spektrum warna merah, kuning, hijau, biru, dan ungu
terhadap pertumbuhan tanaman kacang hijau.
2.
Terdapat perbedaan tinggi batang, diameter batang, dan warna daun terhadap
pemberian spektrum warna pada masing-masing perlakuan.
3.
Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan, spektrum warna merah adalah
yang paling efektif terhadap pertumbuhan tanaman kacang hijau.
5.2 Saran
Sehubungan dengan kesulitan-kesulitan yang terdapat dalam penelitian ini,
maka penulis menyarankan sebagai berikut:
1. Hendaknya laboratorium FKIP-FISIKA dapat menyediakan alat yang lebih lebih
lengkap agar penelitian dapat dilakukan secara mendetil dan presisi.
2. Kepada semua pembaca hendaknya dapat melanjutkan penelitian tentang
pengaruh spektrum warna cahaya terhadap proses pertumbuhan pada tanaman
lain dengan spektrum warna yang lebih banyak lagi.
18
DAFTAR PUSTAKA
Abdurrahman, Deden. 2008. Biologi Kelompok Pertanian dan Kesehatan untuk
Kelas XI SMK. Bandung : Grafindo Media Pratama.
Akin, Hasriadi Mat. 2006. Virologi Tumbuhan. Yogyakarta : Kanisius.
Aryulina, Diah., dkk. 2006. Biologi SMA dan MA untuk Kelas XII. Jakarta :
Erlangga.
Campbell, Neil A., dkk. 2002. Biologi Edisi Kelima . Jakarta : Erlangga.
Ermawati, Dewi. 2012. Pengaruh Warna Cahaya Tambahan Terhadap Pertumbuhan
Dan
Pembungaan
Tiga
Varietas
Tanaman Krisan
(Chrysanthemum
Morifolium) Potong. Fakultas Pertanian Universitas Gadjah Mada. Jurnal
tidak diterbitkan (online), diakses 1 desember 2014.
Fried, George H., dan George J. Hademenos. 2006. Biologi Edisi Kedua . Jakarta :
Erlangga.
Giancoli, Douglas C. 2001. Fisika Edisi Kelima. Jakarta : Erlangga.
Handoko, Papib., dan Yunie Fajariyanti. 2008. Pengaruh Spektrum Cahaya Tampak
terhadap Laju Fotosintesis Tanaman Air Hydrilla Vercillata. Universitas
Nusantara PGRI Kediri.
Mashudi. 2012. Bercocok Tanam Palawija . Bandung : Ganeca Exact.
Mustofa. 2013. Efek Spektrum Cahaya Terhadap Pertumbuhan Gracilaria
Verrucosa . Program Studi Fisika, FMIPA Universitas Jember. Skripsi tidak
diterbitkan, (online), http://repository.unej.ac.id., diakses 28 desember 2014.
Purwono dan Rudi Hartono. 2007. Kacang Hijau. Yogyakarta : Niaga Swadaya.
Rukmana, Rahmat. 1997. Kacang Hijau. Yogyakarta : Kanisius.
Surya, Yohanes. 2009. Fisika Moderen. Tangerang : PT. Kandel.
19
Utami, Hesti P. 2008. Mengenal Cahaya dan Optik. Bandung : Ganeca Exact.
Widodo, Wahyu dan Sri Sumarsih. 2007. Seri Budi Daya Jarak Kepyar. Yogyakarta
: Kanisius.
20
TERHADAP PROSES PERTUMBUHAN TANAMAN
KACANG HIJAU
KOLOQIUM
Diajukan untuk Melengkapi Tugas-Tugas
dan Memenuhi Salah Satu Syarat Mata Kuliah
Seminar Fisika
Oleh
DEVI AULIA RACHMAYATI
NIM. 1106103030018
JURUSAN PENDIDIKAN FISIKA
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS SYIAH KUALA
DARUSSALAM-BANDA ACEH
2014
KATA PENGANTAR
Segala Puji dan Syukur kami panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa
yang telah memberikan Rahmat dan KaruniaNya, sehingga terselesaikannya
karya tulis Seminar Fisika ini.
Karya tulis ini dilaksanakan untuk memenuhi tuntutan kurikulum
yang berlaku di Program Studi Pendidikan Fisika FKIP Unsyiah yang
merupakan salah satu syarat mata kuliah Seminar Fisika.
Karya tulis ini disusun sedemikian rupa, sehingga secara umum dapat
memberikan gambaran mengenai Pengaruh Spektrum Warna Cahaya
Terhadap Proses Pertumbuhan Tanaman Kacang Hijau, baik dari segi
prosesnya maupun dari segi konsep Fisika.
Kami menyadari bahwa dalam pelaksanaan dan penyusunan karya tulis
ini kami banyak menghadapi kesulitan, namun berkat kemauan dan kerja keras
serta bimbingan, bantuan, dan dukungan dari berbagai pihak maka karya tulis ini
dapat terselesaikan. Untuk itu penulis ingin mengucapkan terima kasih banyak
kepada :
1. Dr. Abdul Halim, M.Si sebagai Pembimbing dalam penyelesaian koloqium
ini.
2. Drs.Agus Wahyuni, M.Pd sebagai Ketua Program Studi Pendidikan Fisika
FKIP Unsyiah.
3. Drs.Ngadimin, M.Si sebagai Sekretaris Program Studi Pendidikan Fisika
FKIP Unsyiah.
Penulis menyadari bahwa isi karya tulis ini, masih sangat jauh dari
kesempurnaan. Oleh karena itu kami sangat mengharapkan adanya kritik dan
saran yang sifatnya membangun dari semua pihak demi kesempurnaan karya
tulis kami selanjutnya.
Akhirnya penulis berharap, semoga karya tulis ini dapat bermanfaat
untuk menambah pengetahuan serta wawasan bagi segenap pembacanya.
Darussalam,1 1 Desember 2014
Devi Aulia Rachmayati
Penulis
i
DAFTAR ISI
Kata Pengantar ............................................................................................................
i
Daftar Isi.......................................................................................................................
ii
Daftar Gambar ............................................................................................................
iii
Daftar Tabel ................................................................................................................
iv
Abstrak .........................................................................................................................
v
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah .........................................................................................
1
1.2 Rumusan Masalah ..................................................................................................
2
1.3 Tujuan Penulisan ....................................................................................................
2
1.4 Manfaat Penulisan ..................................................................................................
2
1.5 Pembatasan Masalah .............................................................................................
3
BAB II LANDASAN TEORITIS
2.1 Tanaman Kacang Hijau ........................................................................................
4
2.2 Pertumbuhan dan Perkembangan Tumbuhan .......................................................
5
2.3 Proses Fotosintesis ................................................................................................
5
2.4 Gelombang Elektromagnetik. ................................................................................
8
2.5 Spektrum Cahaya Tampak ....................................................................................
13
BAB III METODE PENELITIAN
3.1 Tempat dan Waktu Penelitian ................................................................................
10
3.2 Alat dan Bahan ......................................................................................................
10
3.3 Prosedur Penelitian ................................................................................................
10
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Penelitian .....................................................................................................
11
4.2 Pembahasan ............................................................................................................
14
BAB V PENUTUP
5.1 Simpulan ...............................................................................................................
18
5.2 Saran ......................................................................................................................
18
Daftar Pustaka ..............................................................................................................
19
ii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1 Tanaman Kacang Hijau ...............................................................................
4
Gambar 2 Reaksi Terang Fotosintesis..........................................................................
6
Gambar 3 Reaksi Gelap Fotosintesis ...........................................................................
7
Gambar 4 Spektrum Elektromagnetik ..........................................................................
8
Gambar 5 Tanaman Kacang Hijau Disinari Oleh Spektrum yang Berbeda .................
15
v
DAFTAR TABEL
Tabel 1 Panjang Gelombang Spektrum Sinar Tampak ..............................................
iv
9
PENGARUH SPEKTRUM WARNA CAHAYA TERHADAP
PROSES PERTUMBUHAN TANAMAN KACANG HIJAU
Devi Aulia Rachmayati1, Dr. Abdul Halim, M.Si2
1
Devi Aulia Rachmayati
Dr. Abdul Halim, M.Si
Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan-Universitas Syiah Kuala
Korespondensi : [email protected]
2
ABSTRAK
Fotosintesis merupakan proses pembuatan makanan sendiri yang dilakukan oleh
tumbuhan hijau (autotrof) dengan bantuan cahaya matahari. Spektrum cahaya
matahari merupakan gelombang elektromagnetik yang terdiri dari sinar tampak
dan sinar tidak tampak. Spektrum sinar tampak meliputi warna merah, jingga,
kuning, hijau, biru, nila, dan ungu yang memiliki rentang panjang gelombang 400
nm hingga 750 nm. Tujuan penulisan karya tulis ini adalah untuk mengetahui
spektrum warna yang paling efektif terhadap pertumbuhan dan perkembangan
tanaman kacang hijau. Manfaatnya ialah untuk memberikan pengetahuan serta
wawasan bagi penulis maupun pembaca tentang spektrum warna cahaya yang
paling efektif terhadap proses pertumbuhan dan perkembangan tanaman kacang
hijau. Cahaya tersusun atas partikel-partikel diskret disebut foton yang memiliki
jumlah energi yang tetap dan berbanding terbalik terhadap panjang
gelombangnya. Pada proses fotosintesis warna yang paling efektif bukanlah
dipengaruhi oleh seberapa besar energi yang dimiliki pada spektrum warna
tersebut, melainkan seberapa banyak foton yang diserap oleh pigmen pada
klorofil.
Kata kunci : Spektrum warna cahaya, fotosintesis, kacang hijau
1
2
Mahasiswa program studi Fisika
Dosen program studi Fisika
v
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Ilmu sains merupakan bentuk kesatuan beberapa bidang ilmu yang saling
menunjang satu sama lain, yaitu melingkupi ilmu fisika, ilmu biologi, dan ilmu
kimia. Ketiga bidang ilmu tersebut memiliki keterkaitan sehingga tidak dapat
dipisahkan dan tidak dapat berdiri sendiri.
Tumbuhan merupakan satu-satunya makhluk hidup yang dapat membuat
makanannya sendiri dengan bantuan sinar matahari. Cahaya matahari adalah sumber
energi utama bagi kehidupan seluruh makhluk hidup didunia. Bagi tumbuhan
khususnya yang berklorofil, cahaya matahari sangat menentukan proses fotosintesis.
Fotosintesis adalah proses dasar pada tumbuhan untuk menghasilkan makanan.
Makanan yang dihasilkan akan menentukan ketersediaan energi untuk pertumbuhan
dan perkembangan tumbuhan. Cahaya merupakan faktor penting terhadap
berlangsungnya fotosintesis, sementara fotosintesis merupakan proses yang menjadi
kunci dapat berlangsungnya proses metabolisme yang lain di dalam tanaman.
Fotosintesis adalah proses pembentukan molekul-molekul makanan yang
kompleks dan berenergi tinggi dari komponen-komponen yang lebih sederhana oleh
tumbuhan hijau dan organisme autotrofik lainnya dengan keberadaan energi cahaya.
Panjang gelombang cahaya yang digunakan untuk fotosintesis hanya sebuah fraksi
kecil dari spektrum total radiasi elektromagnetik. Pada tumbuhan tingkat tinggi,
jingga, biru, dan merah tampaknya adalah yang paling efektif dalam mendorong
terjadinya fotosintesis. Warna-warna dari spektrum cahaya tampak itu memiliki
1
panjang gelombang yang kira-kira berkisar antara 380 hingga 750 nanometer (nm)
secara berturut-turut (Fried dan Hademenos : 2006).
Tanaman tidak hanya dipengaruhi oleh cahaya, namun dipengaruhi oleh
warna cahaya juga. Cahaya yang berasal dari matahari tampak putih atau kuning, tapi
sebenarnya merupakan spectrum penuh warna. Jika kita mengambil prisma dan
meletakkannya ke cahaya, akan membagi cahaya menjadi tujuh warna yang berbeda
yaitu: merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila dan ungu. Pertumbuhan tanaman
sebenarnya dapat dimanipulasi oleh paparan jangka panjang untuk warna terisolasi
dalam spectrum.
Spektrum warna terbentuk karena cahaya yang berlainan warna terbias pada
sudut yang berlainan. Cahaya ungu terbias dengan sudut paling besar, sedangkan
cahaya merah terbias dengan sudut yang paling kecil. Warna-warna spektrum dapat
digabungkan sehingga menghasilkan cahaya putih dengan menggunakan dua prisma
(Utami, 2008).
Di dalam silabus kelas 3 SMA tertera tentang pemanfaatan gelombang
elektromagnetik dalam kehidupan pada KD 3.9, cahaya merupakan salah satu
gelombang elektromagnetik. Berdasarkan permasalahan yang diuraikan di atas,
penulis ingin mengkaji masalah tersebut sebagai masalah pokok dalam karya tulis
ini, selanjutnya karya tulis ini diberi judul “Pengaruh Spektrum Warna Cahaya
terhadap Proses Pertumbuhan Tanaman Kacang Hijau”.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan di atas, maka yang menjadi
rumusan masalah adalah : Spekrum warna cahaya apakah yang paling efektif
terhadap pertumbuhan tanaman kacang hijau?
2
1.3 Tujuan Penelitian
Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan di atas, maka yang menjadi
tujuan dari peneliti adalah :
1. Untuk mengetahui spektrum warna cahaya yang paling efektif terhadap
pertumbuhan tanaman kacang hijau
1.4 Manfaat Penelitian
Manfaat yang diharapkan dalam penelitian ini adalah :
1. Bagi penulis untuk menambah pengetahuan tentang pengaruh spektrum warna
cahaya terhadap pertumbuhan tanaman kacang hijau, serta mengetahui spektrum
warna cahaya yang efektif terhadap pertumbuhan tanaman kacang hijau.
2. Bagi pembaca untuk menambah pengetahuan mengenai spektrum warna cahaya
terhadap pertumbuhan tanaman kacang hijau
1.5 Pembatasan Masalah
Dalam rangka untuk mencapai tujuan penulisan dari karya ilmiah ini maka
penulis perlu membatasi masalah yang akan dibahas agar makalah ini dapat tersusun
secara sistematis. Adapun masalah yang dibahas dalam penulisan makalah ini adalah
hanya pengaruh spektrum warna cahaya terhadap pertumbuhan kacang hijau.
3
BAB II
LANDASAN TEORITIS
2.1 Tanaman Kacang Hijau
Menurut Purwono dan Hartono (2012:12), “Kacang hijau merupakan
tanaman pangan semusim berupa semak yang tumbuh tegak”. Menurut Mashudi
(2012:1), “Kacang hijau yang mempunyai nama lain Vigna Radiata yang termasuk
famili kacang-kacangan (papilionaceae), tanaman ini mempunyai kelebihan yaitu
tahan kering, varietas unggul kacang hijau mempunyai umur genjah (±60 hari)”.
Kedudukan
tanaman
kacang
hijau
dalam
taksonomi
tumbuhan
diklasifikasikan sebagai berikut :
Kingdom
Divisi
Subdivisi
Kelas
Ordo
Famili
Genus
Spesies
:
:
:
:
:
:
:
:
Plantae (tumbuh-tumbuhan)
Spermathopyta (tumbuhan berbiji)
Angiospermae (berbiji tertutup)
Dycotyldonae (biji berkeping dua)
Leguminales
Leguminosae (papilionaceae)
Phaseolus
Phaseolus aureus sinonim P. Radiatus L. (Rukmana : 1997).
Gambar 1. Tanaman kacang hijau
sumber : http://cybex.deptan.go.id
4
2.2 Pertumbuhan dan Perkembangan Tumbuhan
Menurut Widodo dan Sumarah (2007:32), “Pertumbuhan dapat diartikan
sebagai bertambahnya
ukuran maupun bobot kering tanaman, sedangkan
perkembangan adalah perubahan sifat-sifat fisiologis akibat adanya diferensiasi selsel tanaman”. Pertumbuhan dan perkembangan tanaman yang baik akan mendorong
tanaman tumbuh optimal dan akan menghasilkan buah dan biji yang optimal pula.
Pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan dipengaruhi oleh 2 faktor yaitu
faktor internal dan faktor eksternal. Menurut Aryulina, dkk (2004:12), “Faktor-faktor
eksternal yang mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan pada tumbuhan yaitu
temperatur, cahaya, air, PH, oksigen, dan nutrisi, sedangkan faktor-faktor internal
yang mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan pada tumbuhan yaitu genetik
dan fisiologis tumbuhan”.
2.3 Proses Fotosintesis
Cahaya merupakan variabel yang sangat penting dalam proses pertumbuhan
dan perkembangan tumbuhan. Tumbuhan hijau memanfaatkan cahaya sebagai bahan
bakar untuk melakukan fotosintesis. Proses fotosintesis memerlukan cahaya untuk
menghasilkan energi dan oksigen untuk digunakan oleh tumbuhan itu sendiri dan
makhluk hidup lain, apabila kekurangan cahaya maka pertumbuhan tumbuhan akan
terganggu. Menurut Fried dan Hademenos (2006), “Fotosintesis adalah proses
pembentukan molekul-molekul makanan yang kompleks dan berenergi tinggi dari
komponen-komponen yang lebih sederhana oleh tumbuhan hijau dan organisme
autotrofik lainnya dengan keberadaan energi cahaya”.
Selanjutnya Abdurrahman (2008:35) mengatakan bahwa, “Tanpa cahaya
tumbuhan akan tumbuh tetapi tidak seoptimal tumbuhan yang terkena cahaya,
5
tumbuhan yang tidak terkena cahaya akan tumbuh dengan batang tinggi, kurus, akan
dan batangnya rapuh, serta warnanya pucat, sedangkan tumbuhan yang terkena
cahaya akan tumbuh dengan batang lebih pendek, akar dan batangnya kokoh, serta
daunnya tebal dan hijau”.
Di dalam proses fotosintesis terdapat dua reaksi yang berlangsung, yaitu
reaksi terang atau reaksi pemindahan elektron dan reaksi gelap atau reaksi fiksasi
karbon. Menurut Akin (2006:62), “Pada reaksi terang, klorofil menangkap energi
dari sinar matahari, energi akan mengakibatkan proton melintasi selaput tilakoid dan
menghasilkan proton berenergi dan menghasilkan ATP dalam stroma, disaat yang
bersamaan reaksi pemindahan elektron menghasilkan elektron berenergi tinggi yang
dapat mengubah NADP+ menjadi NADPH dan molekul air (H2O) dioksidasi sebagai
donor elektron untuk NADPH dan melepaskan molekul O2”.
Gambar 2. Reaksi terang fotosintesis
Sumber : Fried dan Hademenos (2006:69)
6
Menurut Fried dan Hademenos (2006:69), “ Reaksi gelap merupakan proses
dimana terjadinya reduksi CO2 menjadi gula, reaksi gelap tidak harus benar-benar
terjadi dalam kondisi gelap tetapi reaksi ini berlangsung tidak dipengaruhi oleh
cahaya, reaksi awal melibatkan penyatuan CO2 dengan sebuah senyawa 5-karbon
yang disebut ribulosa bifosfat, sebuah senyawa 6-karbon pecah menjadi dua molekul
PGA (asam fosfogliserat) yang akan direduksi menjadi PGAL (fosfogliseraldehida)
yang merupakan produk stabil pertama dari fotosintesis”.
Gambar 3. Reaksi gelap fotosintesis
Sumber : Fried dan Hademenos (2006:69)
Di dalam proses fotosintesis sangat erat kaitannya dengan keberadaan cahaya,
namun ada beberapa spektrum warna yang paling efektif terhadap pertumbuhan dan
7
perkembangan tumbuhan, seperti yang dikatakan oleh Fried dan Hademenos (2006),
“Panjang gelombang cahaya yang digunakan untuk fotosintesis hanya sebagaian
kecil dari spektrum total radiasi elektromagnetik, pada tumbuhan tingkat tinggi
spektrum warna yang efektif dalam proses fotosintesis yaitu jingga, biru, dan merah
yang memiliki panjang gelombang berkisar antara 380 hingga 750 nanometer,
kemampuan
cahaya
melepaskan
elektron
berhubungan
dengan
panjang
gelombangnya bukan intensitas berkas cahaya”.
2.4 Gelombang Elektromagnetik
Menurut Campbell (2002:186), “Gelombang elektromagnetik merupakan
gelombang yang dihasilkan oleh kombinasi medan listrik dan medan magnet, jarak
antara puncak-puncak gelombang elektromagnetik disebut panjang gelombang,
panjang gelombang berkisar antara kurang dari satu nanometer (untuk sinar gamma)
hingga lebih dari satu kilometer (untuk gelombang radio)”.
Menurut Giancoli (2001:227), “Cahaya tampak merupakan gelombang
elektromagnetik yang panjang gelombangnya berkisar 400 nm hingga 750 nm namun
cahaya tampak hanyalah satu jenis dari gelombang EM, gelombang EM terdeteksi
dalam interval lebar yang disebut spektrum elektromagnetik”.
Gambar 4. Spektrum Elektromagnetik
Sumber : Giancoli (2001:227)
8
2.5 Spektrum Cahaya Tampak
Menurut Surya (2009:57), “Pada spektrum cahaya matahari batas antara satu
pita warna dengan warna yang lain tidak terdapat daerah kosong atau disebut
spektrum kontinu”.
Menurut Campbell (2002:186), “Cahaya merupakan salah satu bentuk energi
elektromagnetik yang dikenal dengan radiasi, selain sebagai gelombang cahaya
juga bertindak sebagai partikel dikarenakan cahaya tersusun atas partikel-partikel
diskret, yang disebut foton yang memiliki energi yang tetap, jumlah energi
berbanding terbalik terhadap panjang gelombang cahayanya, semakin pendek
panjang gelombangnya maka tinggi energinya, spektrum cahaya ungu memiliki
hampir dua kali energi foton cahaya merah”.
Tabel 1. Panjang gelombang spektrum sinar tampak
Sumber : http://www.proprofs.com/
Menurut Frank B Salisbury dan Cleon W Ross (1995:73), “Fotosintesis dan
reaksi fotokimia lainnya tidak bergantung pada energi total cahaya, tapi pada jumlah
foton atau kuanta yang diserap. Foton berenergi tinggi pada spektrum biru
mempunyai energi hampir 2 kali lipat dibandingkan dengan foton pada spektrum
merah, tapi kedua foton itu mempunyai efek yang persis sama dalam fotosintesis”.
9
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1 Tempat dan Waktu Penelitian
Adapun lokasi penelitian yang akan dilakukan bertempat di rumah peneliti
Lampenerut, Aceh Besar. Jadwal penelitian ini dilakukan selama 10 hari dimulai
pada hari Sabtu, tanggal 8 November 2014 sampai dengan hari Senin, tanggal 17
November 2014.
3.2 Alat dan Bahan
Bola lampu merah, hijau, kuning, biru, ungu
Kabel penghubung
Biji kacang hijau
Kapas
Wadah tanam
Meteran untuk mengukur tinggi tanaman
Kotak kardus
3.3 Prosedur Penelitian
1. Rangkai masing-masing bola lampu sehingga terhubung dengan sumber listrik
sebagai sumber cahaya pada tanaman.
2. Tanamlah biji kacang hijau di dalam wadah yang telah diberi kapas.
3. Masukkan wadah yang sudah ditanami dengan biji kacang hijau ke dalam kardus
yang telah diberi lubang udara, agar tidak masuk cahaya lain.
4. Hubungkan lampu dengan warna yang berbeda ke masing-masing kardus,
sehingga masing-masing tanaman di dalam kardus hanya mendapat 1 warna
cahaya saja.
10
5. Perhatikan petumbuhan batang dan daun tanaman kacang hijau selama 10 hari
kemudian catat ke dalam tabel pengamatan di bawah ini :
No.
Hari ke
Diameter batang
(mm)
Tinggi batang
(mm)
1.
2.
3.
4.
5.
6. Perhatikan pertumbuhan tanaman kacang hijau untuk masing-masing spektrum
cahaya yang berbeda dan kemudian bandingkan bagaimana pertumbuhan tanaman
kacang hijau untuk masing-masing warna cahaya.
11
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Percobaan
Tabel Hasil Pengamatan Proses Pertumbuhan Tanaman Kacang Hijau dengan
Menggunakan Spektrum Warna Cahaya yang Berbeda
Warna Hijau
No.
Hari ke
Diameter batang
(cm)
Tinggi batang
(cm)
1.
2
0,207
2,176
2.
4
0,216
11,719
3.
6
0,217
16,829
4.
8
0,217
20,376
5.
10
0,218
22,572
Hari ke
Diameter batang
(cm)
Tinggi batang
(cm)
1.
2
0,230
1,006
2.
4
0,216
11,058
3.
6
0,210
15,238
4.
8
0,210
17,819
5.
10
0,200
18,058
No.
Warna Kuning
12
Warna Biru
No.
Hari ke
Diameter batang
(cm)
Tinggi batang
(cm)
1.
2
0,210
1,783
2.
4
0,216
12,694
3.
6
0,200
17,621
4.
8
0,200
21,275
5.
10
0,200
21,982
Hari ke
Diameter batang
(cm)
Tinggi batang
(cm)
1.
2
0,216
0,978
2.
4
0,216
7,928
3.
6
0,220
10,354
4.
8
0,220
11,976
5.
10
0,220
12,812
Warna Ungu
No.
Hari ke
Diameter batang
(cm)
Tinggi batang
(mm)
1.
2
0,207
2,176
2.
4
0,216
11,719
3.
6
0,217
16,829
4.
8
0,217
20,376
No.
Warna Merah
13
5.
10
0,218
22,572
4.2 Pembahasan
Pertumbuhan dan perkembangan tanaman dipengaruhi oleh dua faktor, yaitu
faktor internal dan faktor eksternal. Kedua faktor itu sangat menentukan apakah
tanaman akan tumbuh dan berkembang dengan baik atau tidak. Pada tumbuhan
autotrof (tumbuhan yang dapat membuat makanan sendiri), cahaya merupakan faktor
yang paling penting karena cahaya merupakan bahan bakar dalam proses fotosintesis.
Dengan adanya cahaya tumbuhan tersebut dapat mengubah CO2 dan H2O menjadi
C6H12O6 (karbohidrat) dan O2 serta energi.
Cahaya matahari
CO2 + H2O
C6H12O6 + O2 + Energi
Klorofil
Pada proses fotosintesis terdapat dua reaksi, yaitu reaksi terang dan reaksi
gelap. Reaksi terang yang memerlukan cahaya sedangkan reaksi gelap sebaliknya.
Cahaya matahari ialah cahaya putih yang terdiri dari beberapa spektrum warna, yaitu
merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, dan ungu.
Pada penelitian yang telah dilakukan, tumbuhan disinari oleh spektrum warna
cahaya yang berbeda, yaitu spektrum warna ungu, hijau, biru, kuning, dan merah.
Tumbuhan yang disinari spektrum warna ungu memiliki batang yang paling tinggi,
namun rapuh dan pucat, daunnya berwarna kuning pucat. Tumbuhan yang disinari
spektrum warna biru juga memiliki batang yang sangat tinggi, rapuh, dan pucat, serta
daunnya berwarna kuning. Hal ini dapat dikatakan bahwa tumbuhan yang disinari
oleh spektrum warna ungu dan biru mengalami etiolasi (gangguan pertumbuhan).
14
Tumbuhan yang disinari oleh spektrum cahaya hijau memiliki batang yang lumayan
tinggi, namun lebih kokoh jika dibandingkan dengan tumbuhan yang disinari oleh
spektrum warna ungu dan biru, selain itu tumbuhan ini juga memiliki daun yang
berwarna kuning kehijauan. Tumbuhan yang disinari oleh spektrum cahaya warna
kuning memiliki batang yang tidak terlalu tinggi, lumayan kokoh, dan memiliki daun
yang berwarna hijau kekuningan. Tumbuhan yang disinari oleh spektrum cahaya
warna merah memiliki batang yang tegak dan kokoh serta memliki daun yang
berwana sangat hijau.
Gambar 5. Tanaman kacang hijau disinari dengan spektrum warna yang berbeda
(gambar A : warna hijau; gambar B : warna biru; gambar C : warna ungu;
gambar D : warna merah; gambar E : warna kuning)
15
Berdasarkan perlakuan yang telah dilakukan di atas, pemberian spektrum
cahaya warna merah merupakan perlakuan yang paling efektif terhadap pertumbuhan
dan perkembangan tanaman kacang hijau. Pada tanaman yang diberi cahaya warna
merah, tanaman tersebut memiliki batang yang paling kokoh jika dibandingkan
dengan tanaman yang diberi warna lainnya, batangnya tegak, tidak pucat, dan
daunnya sangat hijau. Sedangkan yang paling tidak efektif adalah warna ungu,
pemberian cahaya warna ungu mengakibatkan tumbuhan mengalami etiolasi
(gangguan pertumbuhan), tumbuhan akan terus bertambah tinggi, batangnya kurus,
pucat, dan daunnya berwarna kuning pucat. Tumbuhan memerlukan cahaya sebagai
energi untuk tumbuh, ikarenakan kekurangan cahaya tumbuhan yang mengalami
etiolasi akan terus tumbuh tinggi untuk mencari cahaya.
Foton pada cahaya merah ialah foton yang memiliki energi paling rendah jika
dibandingkan dengan foton pada spektrum warna lainnya, namun pada proses
fotosintesis reaksi yang terjadi bukan dipengaruhi oleh seberapa besar energi total
yang dimiliki oleh spektrum warna cahaya tersebut, melainkan berapa banyak jumlah
foton yang diserap oleh pigmen (zat warna tumbuhan). Semakin banyak foton yang
diserap oleh pigmen, maka semakin efektif proses fotosintesis tersebut, hal ini sesuai
yang diungkapkan oleh Frank B Salisbury dan Cleon W Ross (1995:73),
“Fotosintesis dan reaksi fotokimia lainnya tidak bergantung pada energi total cahaya,
tapi pada jumlah foton atau kuanta yang diserap. Foton berenergi tinggi pada
spektrum biru mempunyai energi hampir 2 kali lipat dibandingkan dengan foton pada
spektrum merah, tapi kedua foton itu mempunyai efek yang persis sama dalam
fotosintesis”.
16
Menurut
Campbell
(2002),
“Dengan
menggunakan
spektrofotometer
ditemukan bahwa warna yang diserap paling baik oleh klorofil a (pigmen hijau) ialah
merah dan biru, sedangkan hijau akan diteruskan”. Berdasarkan penelitian diperoleh
hasil bahwa hanya warna merah yang diserap dengan baik oleh klorofil a pada
tanaman kacang hijau sedangkan warna biru tidak, hal ini terlihat pada tanaman yang
disinari spektrum cahaya warna merah memiliki batang yang kokoh, tegak, tidak
pucat dan daunnya berwarna sangat hijau.
Hal ini juga sesuai dengan penelitian yang dilakukan untuk tanaman krisan,
bahwa pemberian spektrum warna yang sesuai akan diserap oleh tanaman dan
digunakan untuk proses pertumbuhan secara lebih efisien, spektrum warna merah
dapat memperbesar diameter bunga tanaman krisan (dalam jurnal Ermawati, 2012).
Penelitian serupa yang telah dilakukan pada tanaman Gracilaria verrucosa
(rumput laut) menunjukkan bahwa spektrum cahaya merah dan cahaya putih
merupakah spektrum cahaya yang memiliki pertumbuhan yang paling baik (dalam
skripsi Mustofa, 2013).
17
BAB V
PENUTUP
5.1 Simpulan
Berdasarkan uraian yang telah penulil paparkan di atas dan dari hasil
penelitian yang telah penulis lakukan, maka dapat diambil beberapa kesimpulan,
yaitu :
1.
Ada pengaruh pemberian spektrum warna merah, kuning, hijau, biru, dan ungu
terhadap pertumbuhan tanaman kacang hijau.
2.
Terdapat perbedaan tinggi batang, diameter batang, dan warna daun terhadap
pemberian spektrum warna pada masing-masing perlakuan.
3.
Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan, spektrum warna merah adalah
yang paling efektif terhadap pertumbuhan tanaman kacang hijau.
5.2 Saran
Sehubungan dengan kesulitan-kesulitan yang terdapat dalam penelitian ini,
maka penulis menyarankan sebagai berikut:
1. Hendaknya laboratorium FKIP-FISIKA dapat menyediakan alat yang lebih lebih
lengkap agar penelitian dapat dilakukan secara mendetil dan presisi.
2. Kepada semua pembaca hendaknya dapat melanjutkan penelitian tentang
pengaruh spektrum warna cahaya terhadap proses pertumbuhan pada tanaman
lain dengan spektrum warna yang lebih banyak lagi.
18
DAFTAR PUSTAKA
Abdurrahman, Deden. 2008. Biologi Kelompok Pertanian dan Kesehatan untuk
Kelas XI SMK. Bandung : Grafindo Media Pratama.
Akin, Hasriadi Mat. 2006. Virologi Tumbuhan. Yogyakarta : Kanisius.
Aryulina, Diah., dkk. 2006. Biologi SMA dan MA untuk Kelas XII. Jakarta :
Erlangga.
Campbell, Neil A., dkk. 2002. Biologi Edisi Kelima . Jakarta : Erlangga.
Ermawati, Dewi. 2012. Pengaruh Warna Cahaya Tambahan Terhadap Pertumbuhan
Dan
Pembungaan
Tiga
Varietas
Tanaman Krisan
(Chrysanthemum
Morifolium) Potong. Fakultas Pertanian Universitas Gadjah Mada. Jurnal
tidak diterbitkan (online), diakses 1 desember 2014.
Fried, George H., dan George J. Hademenos. 2006. Biologi Edisi Kedua . Jakarta :
Erlangga.
Giancoli, Douglas C. 2001. Fisika Edisi Kelima. Jakarta : Erlangga.
Handoko, Papib., dan Yunie Fajariyanti. 2008. Pengaruh Spektrum Cahaya Tampak
terhadap Laju Fotosintesis Tanaman Air Hydrilla Vercillata. Universitas
Nusantara PGRI Kediri.
Mashudi. 2012. Bercocok Tanam Palawija . Bandung : Ganeca Exact.
Mustofa. 2013. Efek Spektrum Cahaya Terhadap Pertumbuhan Gracilaria
Verrucosa . Program Studi Fisika, FMIPA Universitas Jember. Skripsi tidak
diterbitkan, (online), http://repository.unej.ac.id., diakses 28 desember 2014.
Purwono dan Rudi Hartono. 2007. Kacang Hijau. Yogyakarta : Niaga Swadaya.
Rukmana, Rahmat. 1997. Kacang Hijau. Yogyakarta : Kanisius.
Surya, Yohanes. 2009. Fisika Moderen. Tangerang : PT. Kandel.
19
Utami, Hesti P. 2008. Mengenal Cahaya dan Optik. Bandung : Ganeca Exact.
Widodo, Wahyu dan Sri Sumarsih. 2007. Seri Budi Daya Jarak Kepyar. Yogyakarta
: Kanisius.
20