MEKANISME TRANSPIRASI OLEH DAUN

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1.Latar belakang

Air merupakan salah satu faktor penentu bagi berlangsungnya kehidupan tumbuhan. Banyaknya air yang ada didalam tubuh tumbuhan selalu mengalami fluktuasi, tergantung pada kecepatan proses masuknya air kedalam tumbuhan, kecepatan proses penggunaan air oleh tumbuhan dan kecepatan proses hilangnya air dari tubuh tumbuhan. Hilangnya air dari tubuh tumbuhan dapat berupa cairan dan uap atau gas. Proses keluarnya atau hilangnya air dari tubuh tumbuhan dapat berbentuk gas keudara disekitar tumbuhan dinamakan transpirasi.

Transpirasi dilakukan oleh tumbuhan melalui stomata, kutikula dan lentisel, berdasarkan atas sarana yang digunakan untuk melaksanakan transpirasi tersebut dikenal dengan istilah transpirasi stomata, transpirasi kutikula dan transpirasi lentisel Transpirasi dapat diartikan sebagai proses kehilangan air dalam bentuk uap dari jaringan tumbuhan melalui stomata. Kemungkinan kehilangan air dari jaringan lain dapat saja terjadi, tetapi porsi kehilangan tersebut sangat kecil dibandingkan dengan yang hilang melalui stomata. Oleh sebab itu, dalam perhitungan besarnya jumlah air yang hilang dari jaringan tanaman umumnya difokuskan pada air yang hilang melalui stomata
       Sehubungan dengan transpirasi organ daun tumbuhan yang paling utama dalam melaksanakan proses ini adalah daun, karena pada daunlah di jumpai stomata yang paling banyak.Transpirasi penting bagi tumbuhan,  karena berperan dalam hal membantu meningkatkan laju angkutan air dan garam mineral, mengatur suhu tubuh dengan cara melepaskan panas dari tubuh dan mengatur turgor optimum dalam sel.

1.2.Tujuan

Untuk mengetahui mekanisme tranpirasi oleh daun serta factor-faktor yang mempengaruhi laju pertumbuhan tanaman.

BAB 2

PEMBAHASAN

2.1. Transfirasi

         Transpirasi merupakan proses hilangnya air dalam bentuk uap air dari tubuh tumbuhan yang sebagian besar terjadi melalui stomata, selain melalui kutikula dan lentisel (Dardjat dan Arbayah, 1996:61). Karena sifat kutikula yang impermeabel terhadap air, transpirasi yang berlangsung melalui kutikula relative sangat kecil (Prawiranata dkk, 1991:138). Transpirasi dapat merugikan tumbuhan bila lajunya terlalu cepat yang menyebabkan jaringan kehilangan air terlalu banyak selama musim panas dan kering (Lovelles, 1991:167). Transpirasi merupakan aktivitas fisiologis penting yang sangat dinamis, berperan sebagai mekanisme regulasi dan adaptasi terhadap kondisi internal dan eksternal tubuhnya, terutama terkait dengan kontrol cairan tubuh (turgiditas sel/ jaringan), penyerapan dan transportasi air, garam-garam mineral serta mengendalikan suhu jaringan. Proses transpirasi dipengaruhi oleh berbagai faktor, baik faktor internal maupun eksternal. Faktor-faktor internal antara lain adalah ukuran daun, tebal tipisnya daun, ada tidaknya lapisan lilin pada permukaan daun, banyak sedikitnya bulu pada permukaan daun, banyak sedikitnya stoma, bentuk dan lokasi stomata (Dwidjoseputro, 1994:92), termasuk pula umur jaringan, keadaan fisiologis jaringan dan laju metabolisme. Faktor-faktor eksternal antara lain meliputi radiasi cahaya, suhu, kelembaban udara, angin dan kandungan air tanah (Dardjat dan Arbayah, 1996:64), gradient potensial air tanah - jaringan – atmosfer, serta adanya zat-zat toksik di lingkungannya. Menurut Goldworthy dan Fisher (1992:61-63), pembukaan stomata dipengaruhi oleh karbondioksida, cahaya, kelembaban, suhu, angin, potensial air daun dan laju fotosintesis. Mekanisme kontrol laju kehilangan air atau transpirasi dapat dilakukan dengan cara mengontrol laju metabolisme, adaptasi struktural daun yang dapat mengurangi proses kehilangan air dan mengatur konduktivitas stomata. Stomata biasanya ditemukan pada bagian tumbuhan yang berhubungan dengan udara. Jumlah stomata beragam pada daun tumbuhan yang sama dan juga pada daerah daun yang sama (Estiti, 1995:68). Pada umunya stomata tumbuhan darat lebih banyak terdapat pada epidermis daun bagian bawah. Pada banyak jenis tumbuhan bahkan tidak ada stomata sama sekali pada epidermis daun bagian atas (Lovelles, 1991:119). Suatu stoma terdiri atas lubang (porus) yang dikelilingi oleh 2 sel penutup, umumnya berbentuk ginjal dan mengandung kloroplas. Stomata sebagian besar tumbuhan membuka pada waktu siang hari dan menutup pada malam hari. Stomata akan membuka apabila turgor sel penutup tinggi dan apabila turgor sel penutup rendah maka stomata akan menutup (Siti Sutarmi, 1984:106).

Tumbuhan mempunyai respon yang berbeda-beda terhadap pengaruh gas belerang. Ada sebagian tumbuhan yang bersifat sangat toleran atau resisten , agak toleran dan sensitif. Bradley dan Dunn (1989: 1707) menemukan tingkat sensitivitas Spartina alterniflora lebih tinggi dibanding Spartina cynosuroides terhadap belerang. Pada tumbuhan yang rentan, tingkat kerusakan yang timbul ditentukan oleh kadar, periode dan frekuensi tumbuhan tersebut terkena gas, serta jenis jaringannya atau organ yang terkena. Sensitivitas keseluruhan tanaman ditentukan oleh sensitivitas daun yang berurutan, dimana setiap penambahan daun akan menjadi lebih resisten daripada satu daun terdahulu. Sensitivitas terhadap SO2 pada daun yang sangat muda yang belum terdedah penuh menjadi relative resisten, daun yang terdedah secara penuh menjadi sangat sensitif dan daun tua menjadi kurang sensitif (Treshow, 1984:194). Absorbsi gas SO2 dan H2S atmosfer masuk ke dalam daun melalui stomata (Fitter dan Hay, 1994 : 302-303). Konsentrasi SO2 yang tinggi menyebabkan

kerusakan yang akut dimana beberapa bagian daun menjadi kuning dan akhirnya akan mati. Sedangkan konsentrasi SO2 yang rendah menimbulkan kerusakan kronis yang ditandai dengan menguningnya warna daun akibat terdegradasinya klorofil dan menurunnya aktivitas metabolisme (Srikandi Fardiaz, 1992 : 128). Sulfur dioksida setelah masuk ke dalam mesofil daun dapat membentuk sulfit yang sangat toksis terhadap sel dan dengan cepat membunuh sel jika terdapat pada konsentrasi yang cukup tinggi. Gejala kerusakan lain yang tampak antara lain absisi yang lebih awal pada cabang atau daun, perubahan dalam kebiasaan tumbuh, pertumbuhan terhambat, berkurangnya hasil dan tanaman menjadi berumur pendek. Winner dan Mooney (Firdaus, 1994:19), mengatakan SO2 mempengaruhi transpirasi melalui gangguan pada perilaku stomata. Pada beberapa spesies, SO2 meningkatkan laju transpirasi, sebaliknya SO2 justru menurunkan pada beberapa spesies yang lain. Menurut Mardiani dan Malhotra (Nasir, 1994:34), 5 pengulangan dalam jangka waktu yang lama akan menyebabkan tumbuhan melakukan adaptasi yang salah satu bentuknya adalah perubahan dalam mekanisme membuka serta menutupnya stomata.

Pelepasan uap air melaluistomata disebut transpirasi. Bentuk pelepasan air transpirasi bersama-sama dengan air yang menempel pada permukaan daun dan batang, secara keseluruhandisebut evapotranspirasi. Evaporasi merupakan pelepasan uap air dari benda-benda tak hidup, seperti daribebatuan, tanah, permukaan luar batang, dsb. Transpirasi merupakan satu mekanisme untuk membuah kelebihan air atau air sisa metabolisme. Laju transpirasi dipengaruhi oleh faktor internal tumbuhan yang bersangkutan, maupun berbagai faktor klimatik lingkungannya. Secara internal, transpirasi dikontrol dengan pengaturan konduktivitas stomata, daya hisap daun, dan

tekanan akar, laju fotosintesis dan respirasi, serta jenis dan umur tanamannya. Sedang

faktor eksternal yang penting adalah suhu, kelembaban udara, kecepatan angin dan beda potensial air antara tanah – jaringan - atmosfer. Oleh bermacam-macam tenaga penggerak dan daya kohesi, maka dalam tubuh tumbuhan terbentuk aliran air atau

benang air yang tak terputus. Di sisi lain, transpirasi dapat dipandang sebagai salah satu mekanisme pelepasan kelebihan panas tubuh tumbuhan, serta mendorong aliran air tanah masuk ke jaringan10 untuk mendapatkan berbagai nutrisi yang dibutuhkan.         Transpirasi juga merupakan mekanisme kontrol keseimbangan daan stabilitas cairan tubuh. Stabilitas cairan tubuh terjaga apabila volum penyerapan air sebanding dengan volum kebutuhan air untuk mempertahankan turgiditas jaringan (tekanan hidrostatik) dan air untuk mendukung metabolisme serta stabilisasi suhu jaringannya. Bila transpirasi berlebihan yang tidak seimbang dengan aliran air yang masuk, maka jaringan akankehilangan turgiditasnya. Tumbuhanmenjadi layu atau bahkan mengering dan mati.

2.2. Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Transpirasi

Faktor-faktor yang mempengaruhi laju transpirasi adalah : faktor-faktor internal yang mempengaruhi mekanisme buka-tutup stomata, kelembaban udara sekitar tanaman, suhu udara dan suhu daun tanaman. Angin dapat juga mempengaruhi laju transpirasi. Angin dapat memacu laju transpirasi jika udara yang bergerak melewati permukaan daun tersebut lebih kering dari udara disekitar tumbuhan tersebut.
Faktor-faktor lingkungan yang mempengaruhi laju transpirasi

1.    Cahaya

Laju transpirasi tanaman lebih cepat terjadi di tempat yang terang yang terkena cahaya matahari. Hal ini terutama karena cahaya merangsang pembukaan stomata pada siang hari,sehingga transpirasi bisa berjalan dengan lancar. Cahaya juga mempercepat transpirasi oleh pemanasan daun.

2.  Suhu

          Suhu tumbuhan pada umumnya tidak berbeda banyak dengan lingkungannya. Kenaikan suhu udara akan mempengaruhi kelembaban relatifnya. Meningkatnya suhu pada siang hari, biasanya menyebabkan kelembaban relatif udara menjadi makin rendah, sehingga akan menyebabkan perbedaan tekanan uap air dalam rongga daun dengan di udara menjadi semakin besar dan laju transpirasi meningkat. Tanaman terjadi lebih cepat pada suhu yang lebih tinggi karena air menguap lebih cepat karena suhu meningkat. Pada 30 ° C, daun mungkin terjadi tiga kali lebih cepat seperti halnya pada 20 °

3.   Kelembaban
          kelembaban udara sangat berpengaruh terhadap laju transpirasi. Kelembaban menunjukkan banyak sedikitnya uap air di udara, yang biasanya dinyatakan dengan kelembaban relatif. Makin besar tekanan uap air di udara, maka akan semakin lambat laju transpirasi. Sebaliknya apabila sedikit tekanan uap air di udara maka maka laju transpirasinya akan semakin cepat. Tingkat difusi meningkat setiap substansi sebagai perbedaan dalam konsentrasi zat di dua daerah increases. Ketika udara sekitarnya kering, difusi air dari daun berlangsung lebih cepat.

4.    Angin
            Angin adalah suatu perpindahan masa udara dari suatu tempat ke tempat lain. Dalam perpindahan masa udara ini, angin akan membawa masa uap air yang berada di sekitar tumbuhan, sehingga dapat menurunkan tekanan uap air disekitar daun dan dapat mengakibatkan meningkatnya laju transpirasi. Apabila angin bertiup terlalu kencang, dapat mengakibatkan keluaran uap air melebihi kemampuan daun untuk menggantuinya dengan air yang berasal dari tanah, sehingga lama kelamaan daun akan mengalami kekurangan air. Ketika tidak ada angin, udara sekitar daun menjadi semakin lembab sehingga mengurangi laju transpirasi. Ketika angin hadir, udaralembab dibawa pergi dan digantikan oleh udara kering.

5.Keadaan Air Tanah

laju transpirasi sangat bergantung pada ketersediaan air di dalam tanah, karena setiap air yang hilang dalam proses transpirasi harus dapat segera diganti kembali, yang pada dasarnya berasal dari dalam tanah. Berkurangnya air di dalam tanah akan menyebabkan berkurangnya pengaliran air ke daun dan hal ini akan menghambat laju transpirasi. Tanaman tidak bisa terus terjadi cepat jika kehilangan air yang tidak dibuat oleh pengganti dari tanah. Bila penyerapan air oleh akar gagal mengikuti laju transpirasi, kehilangan turgor terjadi, dan tutup stomata. Ini segera mengurangi laju transpirasi (serta fotosintesis). Jika hilangnya turgor meluas ke seluruh daun dan batang, layu tanaman.

2.3. Mekanisme Kerja Stomata (Membuka dan Menutupnya Stomata)
        Masing-masing stomata diapit oleh sepasang sel penjaga, yang berbentuk seperti ginjal pada tumbuhan dikotil dan berbentuk seperti halter pada tumbuhan monokotil. Stomata akan membuka jika tekanan turgor kedua sel penjaga meningkat dan akan menutup apabila tekanan turgornya rendah. Peningkatan tekanan turgor sel penjaga disebabkan oleh masuknya air ke dalam sel penjaga tersebut. Pada saat turgor sel penutup tinggi, maka dinding sel penutup yang berhadapan pada celah stomata akan tertarik kebelakang, sehingga celah menjadi terbuka. Naiknya turgor ini disebabkan adanya air yang mengalir dari sel tetangga masuk ke sel penutup, sehingga sel tetangga mengalami kekurangan air dan selnya sedikit mengkerut dan akan menarik sel penutup kebelakang. Sebaliknya pada waktu tekanan turgor turun, yang disebabkan oleh kembalinya air dari sel penutup ke sel tetangganya, sel tetangga akan mengembang dan mendorong sel penutup ke depan sehingga akhirnya stoma tertutup.

         Membuka dan menutupnya stomata pada daun terjadi akibat adanya peristiwa turgor pada guard cell. Bergeraknya air dari epidermal cell ke dalam guard cell, mengakibatkan turgor meningkat didalam guard cell dan menimbulkan elastic straccking pada dinding guard cell. Dengan berkembangnya kedua guard cell ini, hal tersebut mengakibatkan menutupnya stomata. Namun apabila tekanan turgor itu rendah, maka stomata tersebut akan membuka lagi. Hal ini berarti membuka dan menutupnya stomata ditentukan oleh turgor yang terjadi pada guard cell.

Gambar 1. Mekanisme membuka/menutupnya stomata

Gambar 3. Bagan alir proses membuka menutupnya stomata

v  Faktor Lingkungan yang mempengaruhi membuka dan menutupnya stomata 
   Beberapa faktor lingkungan dapat mempengaruhi proses membuka dan menutupnya stomata, yaitu :

Gambar 3.  factor-faktor membuka dan menutupnya stomata

Gambar 5.  Respons stomata terhadap kondisi lingkungan

Arah pergerakan air ditentukan oleh perbedaan potensial air atau tekanan osmotik antara sel penutup dengan sel-sel di sekitarnya. Bila tekanan osmotik sel penutup lebih negatif (PO meningkat; cairan sel lebih pekat; potensial airnya lebih rendah) daripada sekelilingnya, maka air dari sel-sel sekitarnya akan bergerak masuk

menuju sel penutup. Sebaliknya, jika PO sel penutup lebih rendah atau potensialairnya lebih tinggi, maka air akan berosmosis dari sel penutup menuju sel tetangga. Persoalannya adalah bagaimana mekanisme tumbuhan mengontrol PO yang

dinamis sesuai fluktuasi perubahan lingkungannya Beberapa teori berusaha menjelaskan mekanisme buka – tutupnya stomata, di antaranya adalah teori “gerakan atau pompa ion K”. Masuknya ion K terjadi secara difusi melalui pertukaranion dengan Cl- dan H+. Telah diketahui bahwa K+ terlibat dalam metabolisme karbohidrat, karena perananya mendukung aktivitas enzim fosforilase. Enzim ini berperan dalam konversi amilum menjadi glukosa. Bila ion K meningkat pada sel penutup, aktivitas pengubahan amilum menjadi glukosa juga meningkat. Dengan bertambahnya konsentrasi glukosa sel penutup maka akan meningkatkan potensial osmotik selnya. Dengan demikian akan menggerakkan air sel-sel sekitarnya berosmosis menuju sel penutup. Akibatnya, tekanan turgor sel penutup meningkat dan stoma membuka.

1.    Karbon dioksida (CO2)

Tekanan parsial CO2 yang rendah dalam daun akan menyebabkan pH sel menjadi tinggi. Pada pH yang tinggi (6-7) akan merangsang penguraian pati menjadi gula,  sehingga stomata terbuka.

2.      Cahaya

Dengan adanya cahaya maka fotosintesis akan berjalan, sehingga CO2 dalam daun akan berkurang dan stomata terbuka

3.      Water Stress

Apabila tumbuhan menderita kekurangan air, maka potensial air pada daun akan turun, termasuksel penutupnya sehingga stomata akan tertutup.
4.    Suhu

Naiknya suhu akan meningkatkan laju respirasi sehingga kadar CO2 dalam daun meningkat, pH akan turun dan stomata tertutup.

5.Angin

Angin berpengaruh terhadap membuka dan menutupnya stomata secara tidak langsung. Dalam keadaan angin bertiup kencang, pengeluaran air melalui transpirasi seringkali melebihi kemampuan tumbuhan untuk menggantinya, akibatnya daun dapat mengalami kekurangan air sehingga turgornya turun dan stomata akan tertutup.

2.4. Pelepasan Panas oleh Trasfirasi

Daun akan menyerap sejumlah besar energi radiasi yang nantinya akan dilepaskan kembali ke lingkungannya. Energi tersebut akan di ubah menjadi energi panas dan akan menaikkan suhu daun. Suatu gambaran yang menunjukkan betapa pentingnya transpirasi dalam sistem panas tubuh tumbuhan. Perhitungan kalkulasi energi telah dilakukan, 1 cm2 luas daun, di tengah hari pada musim panas (summer) akan menyerap energi cahaya sebesar 1,3 g.kal per menit. Apabila diambil rata-rata untuk setiap daun pada tumbuhan tersebut akan menyerap energi cahaya 50% saja dan apabila masa 1 cm2 luas daun sama dengan 0,020 g serta panas jenisnya (specific heat) sebesar 0,879 g.kal, maka kenaikan suhu daun per menit akan mencapai

                        0,65                =  370

                        0,20 x 0,879

Pada umumnya tumbuhan akan mati apabila suhu tubuhnya mencapai 50 – 600C. Dengan kenaikan suhu sebesar 370C, dalam waktu beberapa menit saja suhu daun dapat naik sampai pada tingkat yang mematikan. Tetapi pada kenyataannya menunjukkan bahwa daun jarang mencapai suhu yang mematikan. Suhu daun biasanya hanya beberapa derajat melebihi suhu udara. Karena transpirasi merupakan proses mengkonsumsi energi, seringkali dianggap bahwa penguapan di dalam transpirasi merupakan pelepasan panas yang di serap oleh daun tersebut. Untuk menguapkan air sebanyak 1 gram pada suhu 20 0C, diperlukan energi sebesar 0,65 g.kal akan dibutuhkan sebanyak 0,65/584 = 0,0011 g air yang di ubah menjadi uap air untuk setiap daun sebesar 1 dm2 (100 cm2) , maka akan dibutuhkan 6,6 g air (0,0011 x 100 x 60) untuk setiap daun per jam.

2.5. Mekanisme Transpirasi Melalui Daun

Mekanisme transpirasi akan mudah dipahami kalau kita mengenal juga anatomi daun tumbuhan. Transpirasi dimulai dengan penguapan air oleh sel sel mesofil ke rongga antar sel yang ada dalam daun. Dalam hal ini rongga antar sel jaringan bunga karang merupakan rongga yang besar, sehingga dapat menampung uap air dalam jumlah banyak. Penguapan air ke rongga antar sel akan terus berlangsung selama rongga antar sel belum jenuh dengan uap air.
Sel-sel yang menguapkan airnya kerongga antar sel, tentu akan mengalami kekurangan air sehingga potensial airnya menurun. Kekurangan ini akan diisi oleh air yang berasal dari xilem tulang daun, yang selanjutnya tulang daun akan menerima air dari batang dan batang menerima dari akar dan seterusnya. Uap air yang terkumpul dalam ronga antara sel akan tetap berada dalam rongga antar sel tersebut, selama stomata pada epidermis daun tidak membuka. Aapabila stomata membuka, maka akan ada penghubung antara rongga antar sel dengan atmosfer kalau tekanan uap air di atmosfer lebih rendah dari rongga antar sel maka uap air dari rongga antar sel akan keluar ke atmosfer dan prosesnya disebut transpirasi. Jadi syarat utama untuk berlangsungnya transpirasi adalah adanya penguapan air didalam daun dan terbukanya

2.6. Stomata

Stomata stomata.merupakan alat istimewa pada tumbuhan, yang merupakan modifikasi beberapa sel epidermis daun, baik epidermis permukaan atas maupun bawah daun.Struktur stomata sangat bervariasi pada antar tumbuhan, terutama bila dibandingkan untuk antar tumbuhan yang lingkungan hidupnya cukup kontras. Melalui stoma tumbuhan menunjukkan kemampuan adaptifnya terhadap perubahan dan stress darilingkungannya. Tumbuhan darat banyak mengeluarkan air melalui stomata, terutama pada siang hari yang terik. Melalui alat yang sama, tumbuhan juga melepaskan gasgas seperti CO2 dan O2, terutama pada siang hari, kecuali pada tumbuhan gurun.Sebaliknya, melalui stomata tumbuhan juga menyerap CO2 dan O2. Stomata selain merupakan alat pelepasan dan penyerapan, juga merupakan alat kontrol atau pengatur pertukaran gas agar terjadi keajegan dinamik cairan dan gas-gas

dalam jaringan untuk mempertahankan aktivitas fisiologinya. Mekanisme pengaturannya dilakukan melalui adaptasi fisiologis stomata yang mengendalikan

membuka-menutupnya stomata. Melalui cara ini konduktivitas stomata bersifat

dinamik – adaptif.

Secara fisiologis, tumbuhan mampu mengatur tingkat konduktivitas stomata, dengan cara mengatur tingkat buka – tutupnya stomata. Secara struktural, adaptasi stoma ditunjukkan dari segi bentuk, ukuran, dan sebaran atau rasio antara permukaan atas dan bawah daun. Pada tumbuhan air, umumnya daunnya tipis dan lebar, dengan stomata lebih banyak dibentuk pada epidermis atas daun. Sebaliknya, pada tumbuhan darat umumnya, jumlah stomata lebih banyak pada epidermis bawah daun. Pada tumbuhan daerah kering (xerofit), selain stomata kecil-kecil dan lebih banyak dibentuk di permukaan bawah daun, banyak yang diikuti dengan penebalan kutikula untuk membantu menahan laju kehilangan air melalui transpirasi (stomatal dan kutikuler). Pada tumbuhan gurun yang mengalami stress oleh air dan suhu yang panas, struktur stomatanya bahkan melekuk ke dalam hingga menjadi tersembunyi (kriptomer atau sunken). Pada beberapa tumbuhan darat (bukan gurun) yang juga memiliki stomata tipe Sunken, antara lain adalah Nereum oleander dan Pinus merkusii. Secara umum, stoma tersusun atas dua sel penutup dan beberapa sel tetangga yang mengelilinginya. Pada sebelah dalam sel penutup terdapat rongga atau ruang stomata. Ruang ini berhubung-hubungan dengan ruang-ruang antar sel mesifil daun. Pada saat penyerapan gas, gas-gas dari atmosfer masuk ke ruang stomata melalui

stomata secara difusi sederhana. Gas-gas didorong oleh adanya gradien tekanan gas secara partial, atau ada beda potensial kimia gas antara atmosfer dan ruang stoma. Pada siang hari dimana stomata umumnya membuka (kecuali tumbuhan gurun), melalui stomata masuk gas-gas CO2, karena tekanan partial CO3 atmosfer lebih besar

dibanding tekanan partial pada ruang antar sel dan stoma. Seiring dengan itu, O2 dari

fotosintesis mengalir keluar karena tekanan partiel O2 di ruang antar sel lebih besar daripada atmosfer, selain gas H2O yang merupakan sisa metabolisme. Karenanya kontrol laju hilangnya air selain mengatur tingkat konduktivitas stoma, juga mengendalikan laju respiranya.

2.7. Mekanisme air pada tumbuhan

Air merupakan sumber kehidupan bagi seluruh makhluk hidup. Air mempunyai peranan sangat penting karena air merupakan bahan pelarut bagi kebanyakan reaksi dalam tubuh makhluk hidup. Air juga digunakan sebagai medium enzimatis. Air sangat penting bagi tumbuhan. 30% sampai 90% berat tumbuhan tersusun atas air. Tumbuhan menggunakan air pada proses fotosintesis. Mineral-mineral yang diserap oleh akar harus terlarut juga dalam air.

a. Struktur dan fungsi tumbuhan

1. Akar

Akar terdiri atas akar tunggang dan akar serabut. Akar tunggang adalah akar primer atau akar embrio yang terus tumbuh membesar dan memanjang. Akar ini menjadi akar utama yang menopang tegaknya tubuh tumbuhan. Pada tumbuhan tertentu akar primer atau akar embrio tersebut tidak tumbuh terus tetapi mati. Sebagai gantinya akan tumbuh banyak akar di daerah batang. Akar tersebut ukurannya lebih kecil dibandingkan dengan akar primer namun bercabang-cabang. Akar tersebut disebut akar serabut karena strukturnya seperti serabut. Akar serabut menyebar ke tanah sekitar tumbuhan. Dengan demikian, akar-akar serabut ini mampu mengumpulkan air dari yang area cukup luas dibandingkan area jangkauan akar tunggang. Akar adalah organ tanaman yang aktif menyerap air.

Ø  Jaringan penyusun akar

• Lapisan terluar adalah epidermis yang berfungsi sebagai pelindung bagian akar. Sel epidermis akan berdinding tipis dan biasanya tanpa lapisan kutikula. Tebal epidermis biasanya satu lapisan sel. Sel-sel epidermis dapat tumbuh menonjol di tempat-tempat tertentu menghasilkan rambut akar yang berfungsi untuk menyerapa air dan mineral.

• Bagian dalam epidermis adalah lapisan sel-selyang disebut korteks. Pada batang tertentu sel-sel korteks berfungsi untuk menyimpan makanan. Biasanya korteks terdiri dari sel parenkim, bahkan ada yang tersusun atas sel sklerenkim. Diantara sel-sel parenkim terdapat ruang antar sel sehingga berfungsi sebagai ruang penyimpanan udara.

• Lapisan endodermis. Lapisan ini tersusun melingkar seperti cincin melingkari berkas pembuluh. Sel-sel endodermis membantu mengatur penyerapan air oleh xilem.

• Di bagian dalam endodermis terdapat berkas xilem. Xilem tersusun dari sejumlah berkas yang terpisah dan letaknya bergantian dengan berkas pembuluh floem. Sel xilem pada akar berfungsi mengangkut air dan mineral menuju daun. Sel-sel floem mengangkut makanan dari daun ke seluruh bagian tumbuhan. Selain itu akar juga mempunyai fungsi penyerapan dan penyimpanan. Tumbuhan memperoleh bahan-bahan yang diperlukan untuk pertumbuhan melalui akarnya. Akar menyerap air dari lingkungan sekitarnya secara osmosis. Akar juga menyerap menyerap mineral dari lingkungan sekitarnya bersama dengan penyerapan air. Air masuk kedalam akar melalui rambut-rambut akar. Rambut akar akan meningkatkan luas permukaan akar dan dapat meningkatkan jumlah air yang di serap atau di ambil oleh tumbuhan.

b. Batang

Sel-sel xilem membantu mendukung tegaknya batang tumbuhan. Jaringan sel xilem memiliki sel-sel seperti tabung yang berfungsi untuk air dan mineral keseluruh tubuh tumbuhan. Sel-sel tersebut berdinding tebal sehingga juga dapat berfungsi sebagai penguat. Korteks merupakan jaringan penyimpanan makanan pada tumbuhan. Umumnya tumbuhan menyimpan makan dalam bentuk pati. Epidermis pada batang

merupakan pelindung terluar. Epidermis umumnya terdiri dari satu lapisan sel. Sel epidermis ini dapat berdiferensiasi menjadi stomata (mulut daun) dan trikom (rambut). Mulut daun berfungsi sebagai jalan keluar masuknya gas-gas sedangkan trikom berfungsi mencegah penguapan yang terlalu banyak dari batang.

Ø  Lapisan jaringan pada batang

• Lapisan terluar batang berkayu adalah gabus. Gabus tersusun dari selsel yang telah mati dan berfungsi melindungi batang dari gangguan serangga, penyakit, dan mencegah kehilangan air.

• Di bagian dalam lapisan gabus terdapat korteks. Korteks sering berfungsi untuk menyimpan makanan.

• Di bagian dalam korteks adalah sel floem yang tersusun seperti cincin. Floem berfungsi mengangkut hasil fotosintesis dari daun ke seluruh

bagian tubuh tumbuhan

• Kambium adalah lapisan tipis sel-sel yang menghasilkan floem baru ke arah luar dan xilem baru ke arah dalam. Tiap tahun cambium menghasilkan sel-sel xilem dan floem baru yang mengakibatkan batang menebal.

• Lapisan dalam batang berkayu adalah xilem. Sel-sel xilem memiliki dinding sel tebal yang membantu mendukung tubuh tumbuhan. Sel-sel xilem mengangkut air dari akar ke daun melalui batang. Air dan mineral diperlukan oleh bagian –bagian tumbuhan untuk tumbuh. Daun membuat makanan untuk tumbuhan melalui fotosintesis. Air sampai ke daun melalui batang. Air di serap oleh tumbuhan. Air yang di serap oleh akar diangkut melalui batang. Mineral dari tanah terlarut dalm air sehingga juga diangkut melalui batang. Air dan mineral diangkut oleh sel-sel xilem.

Anwar Astuti Sari Dewi_Sains_2008 4 Para ahli mengembangkan bagaimana air dapat diangkut ke daun. Salah satunya menjelaskan bahwa gerakan naiknya air pada tumbuhan identik dengan gerakan air pada kertas isap atau tisu. Jika kita meletakan

kertas isap atau tisu kering ke dalam air, air akan diserap oleh ujung kertas isap atau tisu, dan diteruskan sampai ke seluruh bagian kertas. Bagian lain dari teori tersebut menjelaskan bagaimana air keluar dari tumbuhan. Air bergerak melalui sel-sel xilem pada tumbuhan dan akan keluar dari daun melalui stomata. Peristiwa tersebut dikenal sebagai transpirasi, yaitu menguapnya air melalui stomata di daun. Saat air menguap melalui daun, semakin banyak pula air mengalir ke daun dari batang. Air yang berada pada batang merupakan air yang terserap oleh akar. Air yang baru selalu masuk ke akar secara osmosis. Batang menyimpan makanan dalam bentuk pati dan menyimpan air. Air berasal dari akar, dan pati dibuat dari gula yang diangkut dari daun. Satu keuntungan menyimpan air pada batang adalah terhindar dari kekeringan. Air membantu menjaga sel-sel batang tetap kaku.

3. Daun

Ø  Jaringan pada daun

• Lapisan lilin

Lapisan ini berfungsi untuk melindungi daun dari penguapan yang berlebihan dan gangguan serangga.

• Berbatasan langsung dengan lapisan lilin yaitu jaringan epidermis. Lapisan ini merupakan lapisan daun penyusun terluar. Lapisan epidermis berfungsi sebagai npelindung dan umumnya hanya terdiri dari selapis sel yang tipis.

• Jaringan tiang

Jaringan ini mengandung banyak kloroplas yang berfungsi dalam proses pembuatan makanan.

• Jaringan spons

Renggangnya hubungan antara sel pada jaringan ini memungkinkan adanya ruang antara sel yang cukup besar untuk menampung gas karbondioksida, oksigen, maupun hidrogen. Sel-sel ini juga berperan dalam pembuatan makanan melalui proses fotosintesis.

• Jaringan stoma

Stoma adalah pori kecil pada epidermis daun. Bila jumlahnya lebih dari satu disebut stomata. Ukuran stoma berubah-ubah karena sel-sel penutup tersebut mengembang dan mengempis saat air masuk atau keluar secara osmosis.

• Terdapat urat-urat daun.

Urat daun yang besar biasanya berada di tengah helaian daun dan bercabang-cabang sampai mencapai helaian daun. Stomata pada daun bisa terdapat pada epidermis atas dan epidermis bawah stomata ini berfungsi sebagai jalan keluar masuknya udara maupun uap air. Umumnya stomata akan membuka di siang hari untuk mengambil

karbondioksida yang digunakan untuk proses fotosintesis. Stomata akan menutup pada malam hari saat karbondioksida tidak diperlukan. Ukuran stomata berubah ubah karena sel-sel penutup tersebut mengembang dan mengempis saat air masuk atau keluar secara osmosis.

BAB 3

PENUTUP

3.1.Kesimpulan

Berdasarkan makalah yang telah dibuat maka dapat disimpulkan bahwa: Air juga digunakan sebagai medium enzimatis.

Air sangat penting bagi tumbuhan. 30% sampai 90% berat tumbuhan tersusun atas air. Tumbuhan menggunakan air pada proses fotosintesis. Mineral-mineral yang diserap oleh akar harus terlarut juga dalam air.

Mekanisme transpirasi akan mudah dipahami kalau kita mengenal juga anatomi daun tumbuhan. Transpirasi dimulai dengan penguapan air oleh sel sel mesofil ke rongga antar sel yang ada dalam daun. Dalam hal ini rongga antar sel jaringan bunga karang merupakan rongga yang besar. Daun akan menyerap sejumlah besar energi radiasi yang nantinya akan dilepaskan kembali ke lingkungannya.        

Transpirasi merupakan proses hilangnya air dalam bentuk uap air dari tubuh tumbuhan yang sebagian besar terjadi melalui stomata, selain melalui kutikula dan lentisel. Karena sifat kutikula yang impermeabel terhadap air, transpirasi yang berlangsung melalui kutikula relative sangat kecil. Transpirasi dapat merugikan tumbuhan bila lajunya terlalu cepat yang menyebabkan jaringan kehilangan air terlalu banyak selama musim panas dan kering Transpirasi merupakan aktivitas fisiologis penting yang sangat dinamis, berperan sebagai mekanisme regulasi dan adaptasi terhadap kondisi internal dan eksternal tubuhnya

DAFTAR PUSTAKA

Dwidjoseputro. 1989.  Pengantar Fisiologi Tumbuhan. PT Gramedia, Jakarta

Heddy, S.1990. Biologi Pertanian. Rajawali Press. Jakarta

Lakitan,B. 1993. Dasar-Dasar Fisiologi Tumbuhan.PT Raja Grafindo Persada.Jakarta

Loveless, P.R.1991. Principles of Biology Plants in Tropical Area. Mac Millan Publishing Inc.New York

Masdar. 2003. Pengaruh Lama Beratnya defisiensi Kalium Terhadap Pertumbuhan Tanaman Durian (Durio Zibethinus). Jurnal Akta Agrosia Vol.6 No. 2. Fakultas Pertanian Universitas Bengkulu.

Salisbury, F.B. and C.W.Ross.1992.Plant Physiology. Third Edition.Wadsworth Publishing Co., Belmount, California

Tjitrosomo,S.S.1985. Boani Umum 2.Angkasa.Bandung