Air merupakan 85–95% berat tumbu- han
herba yang hidup di air. Kandungan air dalam tanaman bervariasi antara 70 dan
90%, tergantung umur, spesies, jarin- gan tertentu, dan lingkungan. Air sangat
bermanfaat bagi kehidupan tanaman. Oleh karenanya kelangsungan hidup tanaman di
muka bumi ini sangat tergantung pada
air, dengan kata lain tiada air tiada kehidupan. Air dibutuhkan untuk bermacam-
macam fungsi tanaman seperti:
a. Pelarut dan medium reaksi kimia
b. Medium untuk transpor, zat terlarut
organik dan anorganik
c. Medium memberikan turgor pada sel
tanaman. Turgor menggalakkan pembesaran sel, struktur tanaman, dan penempatan
daun
d. Hidrasi dan netralisasi muatan pada
molekul-molekul koloid . Untuk enzim, air hidrasi membantu memelihara struk-
tur dan memudahkan fungsi katalis.
e. Bahan baku fotosintesis, proses
hidro- lisa dan reaksi-reaksi kimia lainnya
f.
Transpirasi untuk mendinginkan per- mukaan tanaman. Sistem yang
menggambarkan ting- kah laku air dan pergerakannya dalam tanah dan tubuh tanaman didasarkan atas
hubungan energi potensial. Air mempunyai kapasitas untuk melakukan kerja, yaitu
akan bergerak dari daerah dengan energy potensial tinggi ke daerah dengan
energy potensial rendah. Air dalam tanah dan tubuh tanaman bi- asanya secara
kimia tidak murni, disebab- kan oleh adanya bahan terlarut dan cara fisik yang
dibatasi oleh berberapa gaya, seperti gaya tarik menarik yang berlawan- an,
gravitasi, dan tekanan. Oleh karenanyaeneri potensialnya lebih kecil dari air
murni.
Dalam tubuh tanaman energi potensial air ini
disebut potensi air. Tanaman yang kekurangan air akan menjadi layu, dan apabila
tidak diberikan air secepatnya akan terjadi layu permanen yang dapat
menyebabkan kematian. Air di alam ini mengalami peredaran, yang disebut dengan
daur air. Daur air adalah perubahan yang
terjadi pada air secara berulang dalam suatu pola tertentu. Air yang ada
di permukaan bumi me- ngalami penguapan, yaitu berubah men- jadi uap air. Uap
air naik dan berkumpul membentuk awan. Selanjutnya awan sampai ke tempat
bersuhu dingin. Semakin jauh dari permukaan bumi udara makin dingin. Saat
bersentuhan dengan udara dingin, awan mengalami kondensasi membentuk butiran
air. Bu- tiran air ini jatuh kembali ke permukaan bumi sebagai air hujan.
4.2.1.
Difusi
Difusi adalah pergerakan molekul atau
ion dari dengan daerah konsentrasi tinggi ke daerah dengan konsentrasi rendah.
Beberapa contoh difusi:
1.
Apabila kita teteskan minyak wangi dalam botol lalu ditutup, maka bau
minyak wangi tersebut akan tersebar ke seluruh bagian botol. Apabila tutup
botol dibuka, maka bau minyak wangi tersebut akan tersebar ke se- luruh
ruangan, meskipun tidak meng- gunakan kipas. Hal ini disebabkan karena terjadi
proses difusi dari botol minyak wangi (konsentrasi tinggi) ke ruangan
(konsentrasi rendah).
2. Apabila kita meneteskan tinta ke
dalam segelas air, maka warna tinta tersebut akan menyebar dari tempat tetesan
awal (konsentrasi tinggi) ke seluruh air dalam gelas (konsentrasi rendah)
sehingga terjadi keseim- bangan. Sebenarnya, selain terjadi pergerakan tinta,
juga terjadi perger- akan air menuju ke tempat tetesan tinta (dari konsentrasi
air yang tinggi ke konsentrasi air rendah). Laju difusi antara lain tergantung
pada suhu dan densitas (kepadatan) medium. Gas berdifusi lebih cepat dibanding-
kan dengan zat cair, sedangkan zat pa- dat berdifusi lebih lambat dibandingkan
dengan zat cair. Molekul berukuran besar lebih lambat pergerakannya dibanding
dengan molekul yang lebih kecil.
Pertukaran udara melalui stomata merupakan contoh dari proses difusi. Pada
siang hari terjadi proses fotosintesis yang menghasilkan O 2 sehingga konsentrasi O 2 meningkat.
Peningkatan konsentrasi O 2 ini akan menyebabkan difusi O 2 dari daun ke udara luar melalui stomata.
Sebaliknya konsentrasi CO 2 di dalam jaringan menu- run (karena digunakan untuk
fotosintesis) sehingga CO 2 dari udara luar masuk me- lalui stomata. Faktor
yang mempengaruhi difusi adalah:
-
suhu
-
kepadatan zat
-
besar kecilnya perbedaan konsen- trasi
4.2.2.
Osmosis
Osmosis adalah difusi melalui mem-
bran semipermeabel. definisi osmosisi secara lebih terperinci adalah peristiwa
bergeraknya pelarut antara dua larutan yang dibatasi membran semi permeable dan
(selaput permiable diffrensial) ber- langsung dari larutan yang konsentrasin-
ya tinggi ke konsentrasi rendah. Suatu larutan yang mempunyai tekan- an osmosis
lebih tinggi daripada larutan lain disebut supertonik, sedangkan kebalikan- nya
disebut hiposonik. Bila dua larutan sama tekanan osmosisnya, disebut isotonic
atau isomosi. Masuknya larutan ke dalam sel sel endodermis merupakan contoh
proses osmosis. Dalam tubuh organisme mul- tiseluler, air bergerak dari satu
sel ke sel lainnya dengan leluasa. Selain air, molekul-molekul yang
ber-ukuran kecil seperti O 2 dan CO 2
juga mudah melewati membran sel. Molekul- molekul tersebut akan
berdifusi dari dae- rah dengan konsentrasi tinggi ke konsen- trasi rendah.
Proses Osmosis akan berhenti jika konsentrasi zat di kedua sisi membrane
tersebut telah mencapai keseimbangan. Osmosis juga dapat terjadi dari sito-
plasma ke organel-organel bermembran.
Jika wortel direndam ke dalam larutan
garam 10% maka sel-selnya akan kehilan-
gan rigiditas (kekakuan) nya. Hal ini
dise-babkan potensial air dalam sel wortel terse- but lebih tinggi dibanding
dengan potensial air pada larutan garam sehingga air dari dalam sel akan keluar
ke dalam larutan tersebut. Jika diamati dengan mikroskop maka vakuola sel-sel
wortel tersebut tidak tampak dan sitoplasma akan mengkerut dan membran sel akan
terlepas dari dind- ingnya. Peristiwa lepasnya plasma sel dari dinding sel ini
disebut plasmolisis. Faktor yang mempengaruhi osmosis tergantung pada banyak
sedikitnya molekul zat pelarut
4.2.3.
Tekanan kapiler
Apabila pipa kapiler dicelupkan ke
dalam bak yang berisi air, maka permukaan air dalam pipa kapiler akan naik
sampai terjadi keseimbangan antara tegangan yang menarik air tersebut dengan
beratnya. Tekanan yang menarik air tersebut disebut tekanan kapiler. Tekanan
kapiler tergantung pada diameter kapiler: semakin kecil diameter kapiler
semakin besar tegangan yang menarik
kolom air tersebut. Semakin kecl diameter tabung sema-
kin besar tinggi kolom cairan. Partikel-partikel tanah bersifat hidrofilik, dan
mempunyai pori-pori mikro. Air akan ditarik oleh partikel tanah dan mengisi
pori-pori tersebut dan tetap dipertahankanmelalui tekanan kapiler. Kekuatan
tekanan ini tergantung pada ketersedian air. Pada tanah yang lembab kemampuan
memegang airnya rendah, sedangkan pada tanah kering kemampuan me- megang airnya
lebih besar.
4.2.4.
Tekanan hidrostatik
Masuknya air ke dalam sel akan me- nyebabkan tekanan terhadap dinding sel
sehingga dinding sel meregang. Hal ini
akan menyebabkan timbulnya tekanan hidrostatik untuk melawan aliran air terse-
but. Tekanan hidrostatik dalam sel disebut tekanan turgor. Tekanan turgor yang
berkembang melawan dinding sebagai hasil masuknya air ke dalam vakuola sel
disebut potensial tekanan. Tekanan turgor penting bagi sel karena dapat
menyebabkan sel dan
jaringan yang disusunnya menjadi kaku.
Potensial air suatu sel tumbuhan se- cara esensial merupakan kombinasi
potensial osmotik dengan potensial tekanannya. Jika dua sel yang bersebelahan
mempunyai potensial air yang berbeda, maka air akan bergerak dari sel yang mem-
punyai potensial air tinggi menuju ke sel yang mempunyai potensial air rendah.
Tekanan hidrostatik dalam sel disebut tekanan turgor. Tekanan turgor yang
berkembang melawan dinding sebagai hasil masuknya air ke dalam vakuola sel
disebut potensial tekanan. Tekanan turgor penting bagi sel karena dapat
menyebabkan sel danjaringan yang disusunnya menjadi kaku. Potensial air suatu
sel tumbuhan secara esensial merupakan kombina- si potensial osmotik dengan
potensial tekanannya. Jika dua sel yang berse belahan mempunyai potensial air
yang berbeda, maka air akan bergerak dari sel yang mempunyai potensial air
tinggi menuju ke sel yang mempunyai potensial air rendah.
4.2.5.
Gravitasi
4.3.
Mekanisme Tanaman mengambil air
Sebagian besar air yang telah diserap
akan hilang dari tubuh tanaman baik dalam bentuk uap air maupun dalam bentuk
tetesan air. Dari keseluruhan air yang hilang maka air yang hilang dalam bentuk
gutasi hanya kira-kira 1%. Dengan demikian sebagain besar air yang hilang
adalah dalam bentuk uap air. Pada sebagian besar hewan, cairan cenderung di
daur ulang melalui sistem sirkulasi, sedangkan pada tanaman air bergerak satu
arah dari akar melalui batang menuju daun. Suplai air ini memungkinkan tumbuhan
melakukan proses fotosintesis, memelihara turgor sehingga tumbuhan dapat
berdiri tegak, menjaga suhu tajuk tetap dingin, dan melakukan trasportasi
mineral terlarut Adanya lapisa lilin
(kutikula) pada epi- dermis daun dan batang, ataupun lapisan gabus pada batang
yang telah mengalami pertumbuhan sekunder dapat mengurangi kehilangan air pada
tumbuhan. Perjalanan air dalam tumbuhan di- mulai dengan absorpsi air pada
permu- kaan akar. Air masuk ke dalam akar me- lalui sel-sel epidermis dan
rambut akar (modifikasi sel epidermis). Rambut akar meningkatkan luas permukaan
akar se-
hingga absorpsi air menjadi lebih
efisien. Rambut akar dijumpai pada ujung akar yaitu pada daerah pemanjangan sel.
Selanjutnya air dari epidermis masuk ke dalam korteks akar. Sebagian air masuk
melalui sitoplasma (rute simplas) dan sebagian besar air melalui ruang antar
sel (rute apoplas). Ketika mencapai endodermis, air yang masuk dengan rute
apoplas dipaksa masuk ke dalam endodermis karena pada endodermis terdapat
jalur/pita Caspary. Jalur Caspary merupakan lilin (su- berin) yang menebal pada
dinding trans- versal dan dinding radial sel-sel endoder- mis. Suberin tidak
dapat ditembus oleh air sehingga air dipaksa masuk ke dalam sel-sel endodermis
pada bagian dinding tangensial. Ketika masuk ke dalam sel, maka mineral
terlarut dalam air akan diseleksi oleh membran plasma yang bersifat
semipermeabel. Air dari sel-sel endodermis selan- jutnya masuk ke dalam
pembuluh xylem melalui proses osmosis. Air dari pembu- luh xilem akar, bergerak
melalui xylem batang hingga ke xilem daun. Cairan xilem yang ada dalam xilem
akar, xilem batang dan xilem daun ber-hubungan
satu dengan lainnya memben-
tuk suatu kolom. Ada empat kemungkinan
yang dapat menerangkan mekanisme perjalanan air tersebut, yaitu:
-
tekanan akar
-
pompa xilem
-
aksi kapiler
-
penarikan air ke atas.
Pada pagi hari, sering kita jumpai air
yang keluar dari permukaan daun melalui proses gutasi. Gutasi terjadi ketika
air dalam tanah jenuh sementara kehilangan air melalui evaporasi kecil. Gutasi
terjadi karena adanya tekanan akar. Tekanan akar terjadi karena adanya gradien
osmo- tik. Gutasi terjadi melalui hidatoda yang ter- dapat pada ujung-ujung
pertulangan daun. Gutasi terjadi jika malam hari udara dingin dan siang hari
udara lembab dan hangat. Pada malam hari, mineral yang diabsorpsi dipompa ke
dalam ruang antarsel disekeliling xilem. Akibatnya potensial air pada unsur
pembuluh xylem berkurang dan air bergerak ke dalamnya dari sel-sel sekelilingnya.
Tidak adanya transpirasi pada malam hari, tekanan di dalam xilem membangun titik-titik
penekanan air larutan keluar hidatoda. Walaupun air gutasi menyerupai air embun,
keduanya dapat dibedakan.
Sedangkan untuk tumbuhan yang tinggi
diperlukan tekanan hingga 150 psi. Pada beberapa tanaman misalnya pinus, tidak
mengembangkan tekanan akar. Jika batang dilukai ternyata juga ti- dak
menyebabkan air tersembur ke luar. Demikian juga air kapiler hanya dapat
mencapai ketinggian 0.5 m saja.
Transpirasi
Walaupun tekanan akar, pompa xylem dan
aksi kapiler berperan dalam transpor air pada beberapa tumbuhan, sebagian besar
mekanisme transpor air adalah melalui proses penarikan air karena penguapan
atau transpirasi. Transpirasi adalah proses penguapan air melalui stomata.
Ketika celah stomata terbuka maka molekul air akan bergerak dari konsentrasi
tinggi (di dalam daun) ke konsentrasi rendah (lingkungan luar). Proses
transpirasi dapat diterangkan dengan mengacu sifat fisik air . Molekul air akan
melakukan tarik menarik dengan molekul air lainnya melalui proses kohesi.
Selain itu molekul air juga dapat melakukan tarik menarik dengan
dinding xilem melalui proses adhesi.
Penguapan air melalui stomata akan
menarik kolom air yang ada di dalam xilem, dan molekul air baru akan
masuk ke dalam rambut akar. Teori kehilangan air melalui traspirasi ini disebut
juga teori tegangan adhesi dan
kohesi. Pada sebagian besar
tumbuhan,transpirasi umumnya sangat rendah pada malam hari. Transpirasi mulai
menaik beberapa menit setelah matahari terbit dan menca- pai puncaknya pada
siang hari. Transpirasi berhubungan langsung dengan intensitas cahaya. Semakin
besar intensitas cahaya semakin tinggi laju transpirasi. Faktor-faktor lingkungan
lainnya yang berpengaruh terhadap transpirasi antara lain: konsentrasi CO 2 ,
temperatur, kelembaban relatif, kepadatan udara, dan kecepatan angin.
0 comments:
Post a Comment