MAKALAH
FISIOLOGI TUMBUHAN
{Kehilangan Air Pada Tumbuhan,
Penyerapan, Dan Pengangkutan Air}
“Untuk
Memenuhi Tugas MK Fisiologi Tumbuhan”
OLEH :
Kelompok:
II Semester/Kelas: IV/D
Surini
Layukan 15 507 102
Margaretha
D. Bua’ 15 507 160
Jurike
V. Gorahe 15 507
Manita
Pabisa 15 507 121
UNIVERSITAS
NEGERI MANADO
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU
PENGETAHUAN ALAM
PENDIDIKAN BIOLOGI
2017
KATA PENGANTAR
Puji
syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas berkat rahmat dan perkenanan-Nya
sehingga kami dapat menulis dan menyusun makalah ini dengan judul “KEHILANGAN
AIR PADA TUMBUHAN, PENYERAPAN DAN PENGANGKUTAN AIR” maka makalah ini berisikan
penjelasan mengenai kehilangan, penyerapan serta pengangkutan air pada tumbuhan
yang meliputi Pengukuran transpirasi, anatomi stomata,
pengaruh lingkungan terhadap stomata, mekanika stomata, mekanisme pengendalian
stomata, peran transpirasi (manfaat transpirasi), peranan transpirasi terhadap
pertukaran energi, pertukaran energi tumbuhan dan ekosistem. Mekanisme kohesi
untuk menjelaskan naiknya cairan, anatomi lintasan, gradien potensial air,
tegangan di dalam xilem, anatomi xilem.
Makalah
ini kami susun secara praktis dan sederhana agar lebih mudah untuk dipahami
para pembaca dengan adanya makalah ini, nantinya kita dapat lebih memahami
tentang kehilangan, penyerapan dan pengangkutan air pada tumbuhan.
Kami
juga menyadari bahwa dalam penulisan makalah ini mungkin terdapat kesalahan
bahkan tidak ada kesempurnaan, oleh karena itu kritik dan saran yang membangun
dari semua pihak sangat kami butuhkan demi kesempurnaan makalah ini.
Tondano, Februari 2017
Kelompok 2
DAFTAR
ISI
KATA
PENGANTAR................................................................................................................
DAFTAR
ISI...............................................................................................................................
BAB
I PENDAHULUAN..........................................................................................................
A. Latar
Belakang.................................................................................................................
B. Rumusan
Masalah............................................................................................................
C. Tujuan..............................................................................................................................
BAB II PEMBAHASAN...........................................................................................................
A.
PengukuranTranspirasi.....................................................................................................
B. Anatomi Stomata.............................................................................................................
C.
PengaruhLingkunganTerhadap
Stomata…………………..………………………
D. Mekanika Stomata………………..……………………………………………………
E. MekanismePengendalian Stomata……………………………………………………
F. PeranTranspirasi……………………….…………………………………….............
G. PerananTranspirasiTerhadapPertukaranEnergi……………......................................
H. PertukaranEnergiTumbuhan Dan Ekosistem...................................................................
I. MekanismeKohesiUntukMenjelaskanNaiknyaCairan………………………………
J. AnatomiLintasan…………………………………………………………………….
K. GradienPotensial Air…………………………………………………………………
L. Tegangan Di DalamXilem……………………………………………………………
M. AnatomiXilem………………………………………………………………………..
BAB III PENUTUP....................................................................................................................
A. Kritik
Dan Saran..............................................................................................................
B. Kesimpulan......................................................................................................................
DAFTAR PUSTAKA.................................................................................................................
BAB I
PENDAHULUAN
A.
Latar Belakang
Tumbuhan memerlukan beberapa zat dari
lingkungannya, terutama air, mineral, oksigen, dan karbon dioksida. Oksigen dan
karbon dioksida dari udara diambil oleh tumbuhan tingkat tinggi melalui daun.
Air dan garam mineral yang terkandung di dalam air diserap tumbuhan dari dalam
tanah melalui rambut akar. Unsur-unsur makro dan mikro yang diperlukan oleh
tumbuhan diserap dalam bentuk ion-ion dari garam yang terlarut di dalam air.
Tumbuhan membutuhkan air sepanjang
hidupnya. Setelah diserap akar, air digunakan dalam semua reaksi kimia,
mengangkut zat hara, membangun turgor, dan akhirnya keluar dari daun sebagai
uap atau air. Agar air tetap tersedia, tumbuhan memiliki sistem transportasi air dan garam mineral yang terdapat di dalam
tubuh tumbuhan. Sistem transportasi pada makhluk hidup berperan penting dalam
mendistribusikan nutrisi yang telah diambil dari lingkungan menuju seluiruh
bagian tubuh makhluk hidup. Dengan terpenuhinya nutrisi di setiap bagian tubuh
makhluk hidup maka fungsi dari setiap bagian tubuh tersebut dapat berjalan
secara optimal.
Karena struktur anatomi tubuh tumbuhan dengan
hewan berbeda, maka berbeda pula fisiologisnya dalam mentransportasi nutrisi ke
seluruh tubuh. Setiap keunikan makhluk hidup layak dan menarik untuk dipelajari
lebih dalam karena akan memperbanyak khazanah ilmu pengetahuan kita. Semoga
dengan membaca laporan ini pembaca
mendapatkan gambaran yang jelas tentang proses transportasi pada tumbuhan.
B.
Rumusan Masalah
1.
Apa yang dimaksud
denganpengukurantranspirasi, dananatomi stomata ?
2.
Bagaimanapengaruhlingkunganterhadap stomata
danbagaimanamekanika stomata ?
3.
Bagaimana proses
mekanismepengendalianstomata ?
4.
Apasajaperantranspirasidanbagaimanaperanantranspirasiterhadappertukaranenergy
?
5.
Bagaiman proses
pertukaranenergytumbuhandanekosistem ?
6. Bagaimana proses
mekanismekohesiuntukmenjelaskannaiknyacairan ?
7. Apa yang dimaksuddengananatomilintasan, gradientpotensial
air, dantegangan di dalam xylem, sertaanatomixylem ?
C. Tujuan
1.
Untuk mengetahui dan
memahami apa yang dimaksud denganpengukurantranspirasi,
dananatomi stomata.
2.
Untuk mendeskripsikan
dan menjelaskan bagaimanapengaruhlingkunganterhadap
stomata danbagaimanamekanika stomata.
3.
Untuk mendeskripsikan
dan menjelaskan bagaimanaproses
mekanismepengendalian stomata.
4.
Untuk mendeskripsikan
dan menjelaskan tentangperantranspirasidanbagaimanaperanantranspiresiterhadappertukaran
energy.
5.
Untuk mendeskripsikan dan
menjelaskan bagaimanaproses
pertukaranenergytumbuhandanekosistem.
6.
Untuk mendeskripsikan
dan menjelaskan bagaimana
prosesmekanismekohesiuntukmenjelaskannaiknyacairan.
7.
Untuk mengetahui dan
memahami apa yang dimaksud dengananatomilintasan,
gradientpotensial air, dantegangan di dalam xylem, sertaanatomi xylem.
8.
Untuk memenuhi tugas
kelompok mata kuliahFisiologiTumbuhan.
BAB II
PEMBAHASAN
A. Pengukuran
Transpirasi
PengertianTranspirasi
Transpirasi
adalah proses hilangnya air dalam bentuk uap air dari jaringan hidup tanaman
yang terletak di atas permukaan tanah melewati stomata, lubang kutikula, dan
lentisel. Transpirasi merupakan pengeluaran berupa uap H2O dan CO2,
terjadi siang hari saat panas, melalui
stomata (mulut daun) dan lentisel (celah batang). Transpirasi berlangsung
melalui bagian tumbuhan yang berhubungan dengan udara luar, yaitu melalui
pori-pori daun seperti stomata, lubang kutikula, dan lentisel oleh proses
fisiologi tanaman.Jadi semakin cepat laju transpirasi berarti semakin cepat pengangkutan
air dan zat hara terlarut, demikian pula sebaliknya. Alat untuk mengukur
besarnya laju transpirasi melalui daun disebut fotometer atau transpirometer.
Transpirasi
dalam tanaman atau terlepasnya air melalui kutikula hanya 5-10% dari jumlah air
yang ditranspirasikan. Air sebagian besar menguap melalui stomata, sekitar 80%
air ditranspirasikan berjalan melewati stomata, sehingga jumlah dan bentuk
stomata sangat mempengaruhi laju transpirasi. Selain itu transpirasi juga
terjadi melalui luka dan jaringan epidermis pada daun, batang, cabang, ranting,
bunga, buah dan akar.pada tumbuhan yang mengalami proses transpirasi terkadang
terjadi secara berlebihan sehingga mengakibatkan tumbuhan kehilangan banyak air
dan lama kelamaan layu sebelum akhirnya mati.
Macam-Macam Transpirasi
Ada tiga tipe transpirasi yaitu :
a.
Transpirasi
Kutikula,
adalah
evaporasi(penguapan) air yang tejadi secara langsung melalui kutikula
epidermis. Kutikula daun secara relatif tidak tembus air, dan pada sebagian
besar jenis tumbuhan transpirasi kutikula hanya sebesar 10 persen atau kurang
dari jumlah air yang hilang melalui daun-daun. Oleh karena itu, sebagian besar
air yang hilang terjadi melalui stomata.
b.
Transpirasi
Stomata,
adalah Sel-sel mesofil
daun tidak tersusun rapat, tetapi diantara sel-sel tersebut terdapat
ruang-ruang udara yang dikelilingi oleh dinding-dinding sel mesofil yang jenuh
air. Air menguap dari dinding-dinding basah ini ke ruang-ruang antar sel, dan
uap air kemudian berdifusi melalui stomata dari ruang-ruang antar sel ke
atmosfer di luar. Sehingga dalam kondisi normal evaporasi membuat ruang-ruang
itu selalu jenuh uap air. Asalkan stomata terbuka, difusi uap air ke atmosfer
pasti terjadi kecuali bila atmosfer itu sendiri sama-sama lembab.
c.
Transpirasi
Lentikuler,
Lentisel adalah daerah
pada kulit kayu yang berisi sel-sel yang tersusun lepas yang dikenal sebagai
alat komplementer, uap air yang hilang melalui jaringan ini sebesar 0.1 % dari
total transpirasi
Mekanisme Transpirasi
Pada
transpirasi, hal yang penting adalah difusi uap air dari udara yang lembab di
dalam daun ke udara kering di luar daun. Kehilangan air dari daun umumnya
melibatkan kekuatan untuk menarik air ke dalam daun dari berkas pembuluh yaitu
pergerakan air dari sistem pembuluh dari akar ke pucuk, dan bahkan dari tanah
ke akar. Ada banyak langkah dimana perpindahan air dan banyak faktor yang
mempengaruhi pergerakannya.
Air diserap ke
dalam akar secara osmosis melalui rambut akar, sebagian besar bergerak menurut
gradien potensial air melalui xilem. Air dalam pembuluh xilem mengalami tekanan
besar karena molekul air polar menyatu dalam kolom berlanjut akibat dari
penguapan yang berlangsung di bagian atas. Sebagian besar ion bergerak melalui
simplas dari epidermis akar ke xilem, dan kemudian ke atas melalui arus
transportasi.
Gambartranspirasi
Faktor Yang Mempengaruhi Transpirasi
Tumbuhan
Kegiatan
transpirasi dipengaruhi oleh dua faktor yaitu :
a.
Faktor-faktor
dalam, yaitu:
v
Besar
kecilnya daun
v
Tebal
tipisnya daun
v
Berlapiskan
lilin atau tidaknya permukaan daun
v
Banyak
sedikitnya buluh di permukaan daun
v
Banyak
sedikitnya stomata
v
Bentuk
dan lokasi stomata
Hal-hal yang mempengaruhi kegiatan transpirasi, yaitu :
§
Bentuk
serta distribusi stomata
Lubang stomata
yang tidak bundar melainkan oval itu ada sangkut paut dengan intensitas
pengeluaran air. Juga yang letaknya satu sama lain di perantaian oleh suatu
juga jarak yang tertentu itu pun mempengaruhi intensitas penguapan. Jika
lubang-lubang itu terlalu berdekatan maka penguapan dari lubang yang satu malah
menghambat penguapan dari lubang yang berdekatan.
§
Membuka
dan menutupnya stomata
mekanisme mebuka
dan menutupnya stomata berdasarkan suatu perubahan turgor itu adalah akibat
dari perubahan nilai osmosis dari isi sel-sel penutup.
§
Banyaknya
stomata
pada tanaman
darat umumnya stomata itu kedapatan pada permukaan daun bagian bawah. Pada
beberapa tanaman permukaan atas dari daun pun mempunyai stomata juga.
Temperatur berpengaruh pada membuka dan menutupnya stomata. Pada banyak tanaman
stoma tidak berserdia membuka jika temperatur ada disekitar 0 derajat celcius.
b.
Faktor-faktor
luar yang mempengaruhi transpirasi
Ø
Sinar
matahari
Sinar
menyebabkan membukanya stoma dan gelap menyebabkan menutupnya stoma jadi banyak
sinar mempercepat transpirasi
Ø
Temperatur
Pengaruh
temperatur terhadap transpirasi daun dapat pula ditinjau dari sudut lain yaitu
didalam hubungannya dengan tekanan uap air didalam daun dan tekanan uap air
diluar daun, kenaikan temperatur menambah tekanan uap didalam daun.
Ø
Kelembaban
udara
Ø
Angin
Ø
Keadaan
air didalam tanah
Walaupun
beberapa jenis tumbuhan dapat hidup tanpa melakukan transpirasi, tetapi jika
transpirasi berlangsung pada tumbuhan agaknya dapat memberikan beberapa
keuntungan bagi tumbuhan tersebut misalnya dalam:
Mempercepat
laju pengangkutan unsur hara melalui pembuluh xylem
Menjaga
turgiditas sel tumbuhan agar tetap pada kondisi optimal
Sebagian
salah satu cara untuk menjaga stabilitas suhu.
Cara Pengukuran Transpirasi
Ada empat cara laboratorium
untuk menaksir laju transpirasi, yaitu :
a.
Kertas
korbal klorida
Pada dasarnya
cara ini adalah pengukuran uap air yang hilang ke udara yang diganti dengan
pengukuran uap air yang hilang ke dalam kertas kobal klorida kering. Kertas ini
berwarna biru cerah dan tetapi menjadi biru pucat dan kemudian berubah menjadi
merah jambu bila menyerap air. Sehelai kecil kertas biru cerah ditempelkan pada
permukaan daun dan ditutup dengan gelas preparat. Demikian juga bagian bawah
daun. Waktu yang diperlukan untuk mengubah warna biru kertas menjadi merah
jambu dijadikan ukuran laju kehilangan air dari bagian daun yang ditutup
kertas.
b.
Potometer
Alat ini
mengukur pengambilan air oleh sebuah potongan pucuk, dengan asumsi bahwa bila
air tersedia dengan bebas untuk tumbuhan, jumlah air yang diambil sama dengan
jumlah air yang dikeluarkan oleh transpirasi.
c.
Pengumpulan
uap air yang ditranspirasi
Cara ini
mengharuskan tumbuhan atau bagian tumbuhan dikurung dalam sebuah bejana tembus
cahaya sehingga uap air yang ditranspirasikan dapat dipisahkan.
d.
Penimbangan
langsung
Pengukuran
transpirasi yang paling memuaskan diperoleh dari tumbuhan yang tumbuh dalam pot
yang telah diatur sedemikan rupa sehingga evaporasi dari pot dan permukaan
tanah dapat dicegah. Kehilangan air dari tumbuhan ini dapat ditaksir untuk
jangka waktu tertentu dengan penimbangan langsung.
Cara lain pengukuran Transpirasi
§
Metode
lisimeter atau metode grafimeter
Dua abad yang
lalu, Stephen Hales mempersiapkan tanaman dalam pot dan tanamannya yang ditutup
rapat agar air tidak hilang, kecuali dari tajuknya yang bertranspirasi
kemudian, tanaman dalam pot itu ditimbang pada selang waktu tertentu, dan arena
jumlah air yang digunakan untuk pertumbuhan tanaman ( misalnya, yang diubah
menjadi karbohidrat ) kurang dari 1 % dari jumlah air yang di transpirasikan,
maka sebenarnya semua perubahan bobot dapat dianggap berasal dari transpirasi.
Ini dinamakan metode lisimeter.
Hanks dan
peneliti lannya sudah banyak sekali mengembangkan metode sederhana ini.
Lisimeter miliknya di kebun Greenville merupakan beberapa bejana yang besar (
beberapa meter kubik besarnya ) diisi penuh dengan tanah dan dikuburkan,
sehingga permukan atasnya sama tinggi dengan permukaan lapangan. Bejana terebut
diletakkan di dekat bantalan karet besar yang diletakkan didasarnya dan diisi
air dan zat anti beku yang dihubungkan dengan pipa yang tegak keatas permukaan
tanah. Tinggi cairan dalam pipa menunjukkan ukuran bobot lisimeter, maka
permukaannya berubah-ubah sejalan dengan perubahan kandungan air dalam tanah
dilisimeter dan dalam tanaman yang sedang tumbuh, walaupun bobotnya kecil saja
di bandingkan dengan bobot tanah.
Jumlah air tanah di tentukan oleh air irigasi
dan jumlah hujan dikurangi evapotranspirasi, yaitu gabungan antara penguapan
dari tanah dan transpirasi dari tumbuhan. Penguapan dari tanah dapat diduga
dengan berbagai macam cara. Lisimeter merupakan metode lapangan paling handal
untuk mempelajari evapotransipirasi, tapi memang mahal dan tidak mudah di
pindah-pindahkan. Meskipun tidak diseluruh dunia, lisimeter banyak digunakan.
Teknik yang lebih umum, menggunakan persamaan perimbangan air untuk menghitung
evapotranspirasi dari selisih anars masukkan dan pengeluaran
Et = irigasi +
hujan + pengurasan – drainase – aliran permukaan.
Dengan Et = evapo transpirasi, dan
pengurasan adalah kehilangan dari cadangan tanah. Pengukuran cadangan air
tangah pada awal dan akhir suatu periode menghasilkan nilai pengurasaan.
§
Metode
pertukaran gas atau metode kurvet
Dalam metode ini, transpirasi dihitung dengan
cara mengukur uap air di atmosfer yang tertutup yang mengelilingi daun. Sehelai
daun di kurung dengan sebuah kuvet bening misalnya, dan kelembabapan suhu, dan
volume gas yang masuk dan keluar kuvet di ukur.
Istilah Evapotranspirasi
Peristiwa berubahnya
air menjadi uap dan bergerak dari permukaan tanah dan permukaan air ke udara
disebut evaporasi (penguapan). Peristiwa penguapan dari tanaman disebut
transpirasi. Kedua-duanya bersama-sama disebut Evapotranspirasi.
Kegunaan dan
kerugian transpirasi terhadap tumbuhan, yaitu :
a. Kegunaan Transpirasi pada tumbuhan
antara lain :
Ø
Pengangkutan
air ke daun dan difusi air antar sel
Ø
Penyerapan
dan pengangkutan air, hara
Ø
Pengangkutan
asimilat
Ø
Membuang
kelebihan air
Ø
Pengaturan
bukaan stomata
Ø
Mempertahankan
suhu daun
Ø
Pengangkutan
mineral
Ø
Pertukaran
energi
b.
Pengaruh
Transpirasi yang merugikan
Jika tanah cukup
mengandung air, laju transpirasi yang tinggi, dalam jangka waktu yang pendek,
tidak akan menimbulkan kerusakan yang berarti pada tumbuhan. Tetapi jika
kehilangan air berlangsung terus melalui absorpsi, pengaruh traspirasi yang
merugikan akan kelihtan dengan layunya daun, sebagai akibat hilangnya turgor.
Tingkat kelayuan dan kehilangan air yang diperlukan untuk menimbulkan gejala
kelayuan pada tumbuhan sangat beragam. Daun tipis yang umumnya terdiri dari sel
parenkima yang berdinding tipis akan layu dengan cepat.
Kelayuan
tumbuhan di atas tanah digolongkan sebagai layu sementara atau layu permanen.
Layu sementara terjadi jika tanah masih mengandung air yang tersedia bagi
tumbuhan. Kelayuan tersebut terjadi akibat kelebihan transpirasi dari absorpsi
yang bersifat sementara. Tumbuhan biasanya menjadi segar kembali setelah laju
transpirasi menurun. Daun yang layu pada siang hari akan segar kembali pada
malam hari atau pagi berikutnya. Daun dapat juga meningkat turgornya pada siang
hari jika transpirasi menurun akibat adanya awan, penurun suhu atau hujan kecil
walaupun air tersebut tidak sampai menembus ke akar.
Sebaliknya, layu
tetap diakibatkan oleh terjadinya kekurangan air yang berat dalam tanah. Akar
tidak dapat mengabsorpsi air, maka tumbuhan akan mati kecuali jika persediaan
air dalam tanah dapat ditingkatkan kembali.Layu sementara yang terjadi
berulang-ulang akan menimbulkan pengaruh yang merugikan pada metabolisme
tumbuhan dan tumbuhan yang sering mengalami kelayuan akan tertekan
pertumbuhannya. Penyebab utamanya adalah kekurangan air akan menghambat laju
pertumbuhan jaringan muda, khususnya proses pembelahan dan pembesaran sel.
B. Anatomi
Stomata
Bentuk dan
posisi stomata pada daun beragam, tergantung spesies tumbuhannya. Secara
teknis, yang dimaksud dengan stomata adalah celah yang ada diantara dua sel
penjaga (guard cell), sedangkan aparatus stomata adalah kedua sel
penjaga tersebut. Berdampingan dengan sel penjaga terdapat sel-sel epidermis
yang juga telah termodifikasi, yang disebut sebagai sel pendukung (subsidiary
cell).
Sel penjaga
pada tanaman dikotil umumnya berbentuk seperti sepasang ginjal. Keunikan dari
sel penjaga ini adalah bahwa serat halus selulosa (cellulose microfibril)
pada dinding selnya tersusun melingkari sel penjaga, pola susunan yang demikian
disebut sebagai miselasi radial (radial micellation). Karena serat
selulosa ini relatif tidak elastis, maka jika sel penjaga menyerap air, maka
sel ini tidak dapat membesar diameternya, tetapi dapat memanjang. Karena
sepasang sel penjaga ini melekat satu sama lain pada kedua ujungnya, maka jika
keduanya memanjang (akibat menyerap air) maka keduanya akan melengkung ke arah
luar. Kejadian ini akan menyebabkan celah stomata membuka.
Gambar : Stomata
Selain itu juga telah diketahui
sejak lama bahwa ketebalan dinding sel penjaga berbeda antara sisi yang
bersebelahan dengan celah stomata dan sisi yang jauh dari celah stomata.
Dinding sel pada sisi stomata lebih tebal dibanding sisi yang jauh dari celah
stomata. Keunikan ini juga memberikan kontribusi terhadap pelengkungan sel
penjaga saat tekanan turgornya meningkat. Akan tetapi sebagian ahli berpendapat
bahwa kontribusi miselasi radial lebih besar disbanding beda ketebalan dinding
sel terhadap pelengkungan sel penjaga.
C. Pengaruh
Lingkungan Terhadap Stomata
Tanaman
yang tumbuh pada lingkungan berintensitas cahaya rendah memiliki akar yang
lebih kecil, jumlahnya sedikit dan tersusun dari sel yang berdinding tipis. Hal
ini terjadi akibat terhambatnya translokasi hasil fotosintesis dari akar. Ruas
batang tanaman lebih panjang,
tersusun dari sel-sel berdinding tipis, ruang antar sel lebih besar, jaringan
pengangkut dan penguat lebih sedikit. Daun berukuran lebih besar, lebih tipis
dan ukuran stomata lebih besar, sel epidermis tipis, tetapi jumlah daun lebih
sedikit, ruang antar sel lebih banyak. Beberapa teori stomata adalah:
1. Terhambatnya
pertambahan stomata karena differensiasi yang telah ada;
2. Pembentukan
stomata bersama dengan sel-sel yang mengelilinginya sebagai bagian dari pola
perkembangan yang sama;
3. Induksi
pola stomata oleh pola jaringan dasar yaitu mesofil (Fahn, l992).
Intensitas
cahaya yang terlalu tinggi dapat menurunkan laju fotosintesis, hal ini
disebabkan adanya fotooksidasi klorofil yang berlangsung cepat, sehingga
merusak klorofil. Intensitas cahaya yang terlalu rendah akan membatasi
fotosintesis dan menyebabkan cadangan makanan cenderung lebih banyak dipakai. Fotosintesis
merupakan proses hidrolisa yang memerlukan air.
Stomata
mempunyai mekanisme penyesuaian terhadap perubahan kandungan air tanah, yang
dipengaruhi oleh kapasitas tanah penyimpan air. Kenaikan pH lingkungan sangat
baik bagi kegiatan enzim posporilase guna mengubah amilum dalam sel penutup
stomata menjadi glukosa-l-pospat. Hal ini menyebabkan naiknya nilai osmosis
sel-sel penutup yang kemudian menyebabkan masuknya air dari sel tetangga ke sel
penutup. Tambahan air ini mengakibatkan turgor pada dinding-dinding sel penutup
yang tipis (porus) dan membukalah stomata (Dwijoseputro, l978). Bertambah dan
berkurangnya ukuran apertur sel penjaga adalah akibat perubahan tekanan turgor.
D. Mekanika
Stomata Dan Mekanisme Pengendalian Stomata
Proses membuka dan menutupnya stomata banyak
dipengaruhi oleh intensitas cahaya di sekitarnya. Jika intensitas cahaya kuat,
maka stomata membuka, sebaliknya juga intensitas cahaya rendah (lemah) atau
dalam keadaan gelap, stomata akan menutup.
Oleh karena itu, pada siang hari stomata lebih
banyak terbuka, sehingga proses transpirasi sangat besar. Gerakan membuka dan
menutupnya stomata ini juga disebabkan oleh mengembang dan mengkerutnya sel
pengawal (sel penutup). Pada saat cahaya kuat, sel pengawal (penutup) menyerap
air dari sel tetangga, yang mengakibatkan sel pengawal mengembang dan tegang.
Kondisi ini mengakibatkan bagian dinding sel yang lentur tertarik di belakang
ke arah sel tetangga dan bagian dinding sel yang berbatasan dengan lubang
stomata ikut tertarik. Hal ini yang menjadikan stomata terbuka sehingga uap air
dari dalam rongga antarsel keluar.
Pada saat cahaya lemah atau gelap, sel pengawal
kehilangan air karena air dari sel pengawal kembali ke sel tetangga. Hal ini
mengakibatkan sel pengawal mengerut dan lemas sehingga stomata tertutup.
Faktor
yang mempengaruhi membuka dan menutupnya stoma yaitu:
1)
Faktoreksternal antara lain cahaya matahari,
konsentrasi CO2, dan asam
absisat
2)
Faktor
internal (jam biologis).
Cahaya
matahari merangsang sel penjaga menyerap ion K+ dan air, sehingga stoma membuka
pada pagi hari.
Konsentrasi CO2
yang rendah di dalam daun juga menyebabkan stomata
membuka. Stomata akan menutup apabila terjadi cekaman air. Pada saat cekaman
air, zat pengatur tumbuh ABA diproduksi di dalam daun yang menyebabkan membran
menjadi bocor sehingga terjadi kehilangan ion K+ dari sel penjaga dan
menyebabkan sel penjaga mengkerut sehingga stomata menutup. Faktor internal
yaitu jam biologis memicu serapan ion pada pagi hari sehingga stoma membuka,
sedangkanpada malam hari terjadi pembebasan ion yang menyebabkan stoma menutup.
Stomata pada sebagian besar tanaman umumnya membuka pada siang hari dan menutup
pada malam hari. Pada beberapa tumbuhan misalnya kelompok tumbuhan CAM stomata membuka pada malam hari sedangkan pada siang hari
stomata menutup. Menutupnya stomata pada siang hari,
merupakan adaptasi untuk mengurangi proses penguapan tumbuhan yang hidup di daerah
kering. Pada malam hari CO2 masuk ke dalam
tanaman dan disimpan dalam bentuk senyawa C4.
Selanjutnya senyawa C4 akan
membebaskan CO2 pada siang hari
sehingga dapat digunakan untuk fotosintesis.
Adaptasi lainnya yang terdapat pada tumbuhan xerofit
untuk mengurangi proses transpirasi yaitu memiliki daun dengan stoma
tersembunyi (masuk ke bagian dalam) yang ditutupi oleh trikoma (rambut-rambut
yang merupakan penjuluran epidermis).
Pada saat matahari terik, jumlah air yang
hilang melalui proses transpirasi lebih tinggi daripada jumlah air yang diserap
oleh akar. Untuk mengurangi laju transpirasi tersebut stomata akan menutup.
E. Peran
Transpirasi (Manfaat Transpirasi)
1.
Transpirasi
memberikan manfaat sebagai penunjang pengangkutan mineral, mempertahankan
turgiditas optimum dan menghilangkan sejumlah besar panas dari daun. Mineral
yang diserap kedalam akar bergerak ke atas tumbuhan dengan cara tertentu dalam
arus transpirasi, yaitu aliran air melalui xilem akibat transpirasi.
2.
Transpirasi
yang terjadi membantu penyerapan mineral dari tanah dan pengangkutannya dalam
tumbuhan.
3.
Transpirasi
yang terlalu cepat dapat menyebabkan meningkatnya beberapa unsur tertentu,
mencapai jumlah kadar yang meracuni.
4.
Peranan
transpirasi dalam tumbuhan yaitu menurunkan atau mendinginkan suhu. Daun yang
tidak melakukan transpirasi akan lebih panas beberapa derajat. Perubahan suhu
dari daun menunjukkan adanya pertukaran energi dari daun ke lingkungan.
F. Peranan
Transpirasi Terhadap Pertukaran Energi Dan Pertukaran Energi Tumbuhan dan
Ekosistem
Transpirasi
mendinginkan daun, pengembunan uap air atau es pada daun (berupa embun atau
titik- titik
es) melepaskan panas (kalor) laten pengembunan air ke daun dan lingkungannya.
Radiasi yang datang akan memanaskan daun, tetapi daun memancarkan energi ke
lingkungannya. Jika suhu daun berbeda dari suhu udara, akan terjadi pertukaran
panas (kalor), mula-mula secara rambatan (yakni: energi molekul di permukaan
daun bertukar dengan energi molekul udara yang bersinggungan) dan kemudian
secara konveksi (yaitu: sejumlah udara yang dipanaskan akan memuai menjadi
lebih ringan, kemudian naik dan turun lagi bila mendingin). Dalam pembahasan
selanjutnya, gabungan antara rambatan dan konveksi disebut sebagai konveksi
saja. Jika suhu daun berubah, keadaan yang memang lazim terjadi, daun akan
menyimpan atau melepaskan panas (kalor). Jika sehelai daun tipis menyimpan panas
(kalor) dalam jumlah tertentu, suhunya akan naik dengan cepat; jumlah panas
(kalor) yang sama yang disimpan dalam kaktus hanya sedikit saja yang menaikkan
suhunya, namun kaktus tetap panas lebih lama. Pada keadaan tetap, ada tiga
mekanisme pertukaran energiyang mempengaruhi terjadinya suhu daun, yaitu
radiasi, konveksi, dan transpirasi.
G. Mekanisme
Kohesi Untuk Menjelaskan Naiknya Cairan
Dalam naiknya cairan pada tumbuhan, terdapat unsur
dasar dalam teori kohesi untuk menjelaskan naiknya cairan; yaitu daya penggerak
hidrasi (adhesi), dan kohesi air. Daya penggerak adalah gradien potensi air
yang semakin menurun (makin negatif) dari tanah, melalui tumbuhan ke atmosfer
Daya hidrasi antara molekul air dan dinding sel
disebabkan oleh adanya ikatan hidrogen, disebut adhesi, yaitu daya tarik antara
molekul yang tidak sejenis. Kohesi yang merupakan gaya tarik antar molekul
sejenis, adalah kunci dari peristiwa naiknya cairan pada tumbuhan. Inilah daya
tarik (juga akibat adanya ikatan hidrogen) antar molekuk air didalam lintasan
tersebut. Dalam lingkungan khusus tersebut, daya kohesi sangat tinggi (air
mempunyai daya pegang yang besar) sehingga jika air tertarik oleh osmosis dan
penguapan dari titik tertentu di dinding sel pada puncak pohon yang tertinggi,
tarikan itu berlanjut di sepanjang jalur hingga menuju ke bawah, melalui batang
dan akar sampai ke tanah.
H. Anatomi
Lintasan Air Pada Tumbuhan
Air bergerak
dalam lintasan mulai dari tanah, melalui epidermis, korteks dan endodermis,
masuk ke jaringan pembuluh akar, naik melalui unsur xilem dalam kayu, masuk ke
daun dan akhirnya dengan adanya transpirasi melalui stomata, menuju atmosfer.
Struktur khusus lintasan ini (diameter yang cukup kecil dan dinding yang tebal,
yang mencegah rebahnya tabung), potensial osmotik yang rendah pada sel batang
dan daun hidup, dan kemampuan hidrasi dinding sel, terutama di daun membuat sel
tersebut berfungsi.
Pengangkutan air dan garam – garam mineral pada
tumbuhan tingkat tinggi, seperti pada tumbuhan biji dilakukan melalui dua
mekanisme, yaitu:
1.
pertama,
air dan mineral diserap dari dalam tanah menuju sel – sel akar,
2.
kemudian
air itu baru diangkut menuju daun untuk fotosintesis.
Jadi pengangkutan air dan mineral ini dilakukan
secara:
Diluar
berkas pembuluh angkut disebut pengangkutan ekstra vaskuler.
Didalam
berkas pembuluh angkut disebut pengangkutan intra vaskuler.
Pengangkutan
air dengan dua cara ini sebenarnya merupakan satu kesatuan yang berurutan,
artinya:
·
Artinya
pertama air dari tanah masuk menuju berkas pengangkut melalui organ diluar
berkas yaitu berturutan epidermis - kortex - endodermis - perisikel - baru
Xilem
·
Sedang
pengangkutan intravasikuler intinya pengangkutan di dalam pembuluh dari akar ke
daun , Pembuluh atau saluran yang dilalui adalah Xylem atau pembuluh kayu.
I.
Gradien Potensial Air
Penentuan potensial air sudah sejak lama dikenal oleh V.S Shardakov yang berasal dari Persia.
Air mampu melarutkan lebih banyak bahan daripada zat cair umum lainnya. Hal ini
memiliki tetapan dielektrik yang termasuk paling tinggi, yaitu suatu ukuran
kemampuan untuk menetralkan tarik menarik antar muatan listrik. Karena sifat
itu, air menjadi pelarut yang amat kuat bagi elektrolit dan molekul polar
seperti gula. Jika air mengandung elektrolit terlarut, maka larutan ini membawa
muatan, dan air menjadi penghantar listrik yang baik. Tapi, jika air
benar-benar murni, maka ia adalah penghantar listrik yang buruk. Pentingnya
air sebagai pelarut dalam organisme hidup tampak jelas dalam proses osmosis, difusi, dan aliran
massa dalam tumbuhan. Protoplasma pada tumbuhan mengungkap sifat air. Struktur
molekul protein dan asam nukleat serta aktivitas ptotoplasma bergantung pada
hubungannya yang dekat dengan molekul air. Hampir semua molekul protoplasma
benar-benar menggantungkan aktivitas kimia khasnya kepada lingkungan air tempat
mereka berada. Molekul air secara aktif terlibat dalam reaksi kimia yang
menjadi dasar kehidupan.
Volume air yang besar mempunyai lebih banyak energy bebas daripada volume
yang lebih kecil dalam kondisi yang sama. Energi bebas per mol substansi di
dalam suatu system kimia disebut potensial kimia. Potensial kimia suatu senyawa
di bawah kondisi tekanan dan temperature konstan tergantung kepada jumlah mol
substansi yang ada. Hubungan antara air dan tanaman , potensial kimia dari air
sering dinyaatakan dengan istilah potensial air.
Potensial Air merupakan energi yang dimiliki air untuk bergerak atau untuk
mengadakan reaksi. Dengan kata lain, potensial air merupakan tingkat kemampuan
molekul-molekul air untuk melakukan difusi. Pada potensial air, air bergerak
dari potensial tinggi ke potensial rendah (dari larutan encer ke larutan pekat,
larutan encer lebih banyak mengandung air daripada larutan pekat). Potensial
air murni adalah nol, adanya substansi yang terlarut di dalam air tersebut akan
menurunkan potensial airnya, sehingga potensial air dari suatu larutan adalah
kurang dari nol.
Di dalam suatu sel, potensial air memiliki dua komponen, yaitu potensial
tekanan dan potensial osmosis. Potensial tekanan dapat menambah atau mengurangi
potensial air. Sedangkan potensial osmosis menunjukkan status larutan di dalam sel tersebut.
Dengan memasukan suatu jaringan tumbuhan ke dalam seri larutan yang telah
diketahui potensialnya, maka potensial air jaringan tumbuhan dapat dihitung.
Jika potensial osmosis di luar sel lebih besar daripada potensial osmosis di
dalam sel, maka air berdifusi masuk ke dalam sel (mengalami turgid), sehingga
larutan menjadi hipotonis. Namun jika potensial osmosis di luar sel lebih kecil
daripada di dalam sel maka, air berdifusi ke luar dan sel akan mengalami
plasmolisis (sel menjadi mati), kondisi ini larutan menjadi hipertonis. Dan
jika potensial osmosis diluar sel sama besarnya dengan potensial osmosis di
dalam sel maka tidak aka nada gerakan air (konsentrasi seimbang), maka lautan
ini mengalami isotonis. Larutan yang
seringkali digunakan dalam mengestiminasi potensial air adalah larutan sukrosa,
sampel yang dimasukan kedalam seri larutan akan kehilangan atau menyerap air
secara osmosis.
Osmosis adalah difusi air melalui membran. atau peristiwa perpindahan air
dari potensial tinggi ke potensial rendah.Osmosis sangat ditentukan oleh
potensial kimia air atau potensial air.potensial kimia adalah kandungan energi
bebas suatu zat permol zat tersebut ( energi bebas mol +).Potensial air daun
mempengaruhi transpirasi terutama melalui pengaruhnya terhadap terbentuknya
stomata, tetapi juga mempengaruhi kadar uap air dalam ruang udara daun. Dalam
fisiologi tumbuhan untuk menunjukan energi bebas yang dikandung dalam bentuk
potensial air.
Ketentuan dalam
gerakan air:
v
Saat seimbang dinamik, potensial air
atau DTD sama.
v
Sila salah satu bagian tidak
terbatas misal lengas tanah, potensial ir sama dengan yang tidak terbatas.
v
Sila dua bgian terbatas, potensial
air akhir merupakan rata-rata.
J.
Tegangan
Didalam Xilem
Air dari lingkungan akan diserap dan bergerak melalui
pipa-pipa memanjang di dalam jaringan vaskuler xylem. Daya kering udara menyebabkan
terjadinya transpirasi yaitu evaporasi air keudara bebas. Transpirasi
menyebabkan air dalam xylem mengalami tegangan sehingga ketika
K. Anatomi
Xilem
Xylem disusunolehseldewasa yang telahmatidankehilangan
plasma membrannyasertadindingselnyamengalamipenebalansekunderdandilapisililin.
ujungdaridindingselinitelahterperforasisempurnamembentuksaluran yang
sangatpanjang. Saluraninimempunyaihubungan yang eratdenganparenkim xylem yang
secaraaktifmentransportcairankeluar-masuk xylem.
1)
Susunan
Xylem
·
Trakeiddantrakea
Trakeidtidakterdapatperforasi
(lubang-lubang) sehingga transport air dan mineral
berlangsunglewatnoktahantarasel-selnya.
Trakea,
lubang-lubangterdapatpadaujung-ujungnyasehingga transport air dan mineral
atauunsurharalainnyadapatberlangsungantarasel yang satudengan yang lain
secrabebasmelaluiperforasi.
·
Serabut
xylem
Strukturnyaserupaserabutsklerenkim.
Meskipunasalnyadaritrakeid yang berdiferensiasilebihlanjutdengandinding yang
tebaldannoktahsederhana. Serabutdantrakeidsaling
melekatsehinggasulitdipisahkantetapipadaumunyaselserabutlebihpanjangdaritrakeidkarenaujungnya
yang runcingdapatmasukdiantaraselsewaktumemanjang.
·
Parenkim
xylem
Sel-sel ini merupakan
sel hidup, terdapat baik pada xylem primer maupun sekunder. Pada xylem sekunder
parenkim tersebut berasal dari kambium yang membentuk sel jari-jari sehingga
diperoleh sel-sel yang sumbu panjangnya mengikuti arah jari-jari
·
UnsurPembuluh
Pembuluhkayu
(trakea) ditemukanpadatumbuhanangiosperma, secara individual
disebutunsurpembuluh yang salingberhubungan di ujung-ujungnyamembentuksaluran
yang panjangorgan.
2) Fungsi Xylem
Fungsidari xylem
adalahmembawa air dan ion terlarut (mineral/unsurhara) padatumbuhan.
PENUTUP
A.
KESIMPULAN
Transpirasi adalah proses hilangnya air dalam bentuk
uap air dari jaringan hidup tanaman yang terletak di atas permukaan tanah
melewati stomata, lubang kutikula, dan lentisel. Transpirasi terdiri atas tiga,
yaitu transpirasi kutikula, transpirasi stomata, dan transpirasi lentikuler. Ada
dua faktor yang mempengaruhi transpirasi tumbuhan, yaitu faktor dari dalam dan
faktor dari luar.Peristiwa berubahnya air menjadi uap dan bergerak dari
permukaan tanah dan permukaan air ke udara disebut evaporasi (penguapan).
Dalam proses
transpirasi, air menguap dari dinding sel parenkhima palisade dan
parenkhima spongy ke ruang interseluler. Dinding sel pada sisi stomata
lebih tebal dibanding sisi yang jauh dari celah stomata.Tanaman
yang tumbuh pada lingkungan berintensitas cahaya rendah memiliki akar yang
lebih kecil, jumlahnya sedikit dan tersusun dari sel yang berdinding tipis.
Proses membuka dan menutupnya stomata banyak
dipengaruhi oleh intensitas cahaya di sekitarnya.Transpirasi
mendinginkan daun, pengembunan uap air atau es pada daun (berupa embun atau
titik- itik es) melepaskan panas (kalor) laten pengembunan air ke daun dan
lingkungannya. Radiasi yang datang akan memanaskan daun, tetapi daun
memancarkan energi ke lingkungannya.Dalam
naiknya cairan pada tumbuhan, terdapat unsur dasar dalam teori kohesi untuk
menjelaskan naiknya cairan; yaitu daya penggerak hidrasi (adhesi), dan kohesi air.
Pengangkutan air dan garam – garam mineral pada tumbuhan tingkat
tinggi dilakukan melalui dua cara, yaitu pengangkutan intraveskular, dan
pengangkutan ekstraveskular. Volume air yang
besar mempunyai lebih banyak energy bebas daripada volume yang lebih kecil
dalam kondisi yang sama.Xylem disusun oleh sel dewasa yang telah mati dan kehilangan
plasma membrannya serta dinding selnya mengalami penebalan sekunder dan dilapisi
lilin.
B.
SARAN
Dalammempelajarimaterifisiologitumbuhanbanyakpokokbahasan
yang kurangdipahamiolehkarenaitukitaharusberusahabanyakmencaritahudariberbagaisumberdanjikamemangdiperlukansebaiknyakitamemintabimbingandaridosen
yang menjadipenanggungjawabpadamatakuliahtersebut.
DAFTAR PUSTAKA
Anonim. Article Plant Physiologi. Dalam
http://ejournal.undip.ac.id/index.php/janafis/article/view/2617
Awalbarri. 2009. MembukadanMenutupnya Stomata dalam
Agronomilicous. 2012. PengertiandanAnatomi Stomata dalam
http://agronomilicious.co.id/2012/12/pengertian-dan-anatomi-stomata.html
Anonim. 2010. TranspirasiTumbuhandalam
https://biologigonz.co.id/2010/03/transpirasi-tumbuhan.html
Anonim. 2016. Proses MembukadanMenutupnya Stomata dalam
http://www.ilmupendidikan.com/2016/09/proses-mekanisme-membuka-dan-menutupnya.html
Anonim. Stomata jpg dalam
http://sciencevogel.wikispaces.com/file/view/stomata_1.jpg/33020793/stomata_1.jpg
Ekaratnawati.2012.TranspirasiPadaTumbuhandalam
https://ekaratnawati2492.wordpress.com/2012/11/14/transpirasi-pada-tumbuhan-2/
Djara,dedy. 2011. Fistumdalam
https://dedhydjara.wordpress.com/2011/12/02/fistum-air/
Djara,dedy. 2011. Pengangkutan Air DalamXilemdalam
https://dedhydjara.wordpress.com/2011/11/29/pengangkutan-air-melalui-xilem/
NN. PerananTranspirasidalamhttp://www.fisiologi-pohon.com/tag/peranan-transpirasi/
NN. 2011. Pergerakan Air DalamSelTanamandalam
http://wboy.co.id/2011/03/pergerakan-air-dalam-sel-tanaman.html
NN. 2012. JaringanPembuluhXilemdanFloemdalamhttp://kimeni-kim.co.id/2012/11/jaringan-pembuluh-xilem-dan-floem.html
