KEHILANGAN AIR

      KEHILANGAN AIR

Air yang diserap tumbuhan sebagian kecil digunakan untuk proses metabolisme dan dipertahankan di dalam sel untuk membentuk turgor sel, namun sebagian besar akan dilepaskan kembali ke atmosfer. Hilangnya air ke atmosfer dapat terjadi melalui proses gutasi dan transpirasi.      A. Gutasi

Sebagian besar air yang hilang dari tumbuhan berbentuk uap, tetapi dapat pula dalam bentuk cairan. Kehilangan air dalam bentuk cairan disebut gutasi. Air keluar dari ujung dan pinggir daun sebagai tetesan yang jernih, umumnya nampak pada pagi hari. Titik-titik air yang keluar dari jaringan daun melalui proses gutasi bukanlah air murni. Berbagai senyawa diketahui terlarut di dalamnya. Beberapa senyawa yang ditemukan terlarut dalam titik-titik air tersebut adalah enzim, gula, asam amino, vitamin, serta mineral seperti P, K, Na, Mg, dan Fe.

Gutasi tidak memiliki pengaruh yang signifikan terhadap kelangsungan hidup tumbuhan. Namun kadangkala, gutasi diketahui dapat menyebabkan luka pada daun. Hal ini diakibatkan oleh penumpukan garam yang terjadi bila titik-titik air di tepi daun telah menguap. Kondisi tersebut membuat patogen seperti bakteri dan fungi dapat menyerang jaringan daun. (Sutarmi siti T. 1985. Botani Umum 2. Bandung : Angkasa Bandung).

Sumber gambar: http://id.wikipedia.org/wiki/Gutasi

Mekanisme Gutasi

Gutasi biasanya terjadi apabila absorbsi air berlangsung relatif cepat dan kondisi untuk transpirasi cepat tidak memungkinkan. Proses tersebut terjadi akibat absorpsi aktif air oleh akar dan terbentuknya tekanan akar. (Sutarmi siti T. 1985. Botani Umum 2. Bandung : Angkasa Bandung)

Pengeluaran air melalui proses gutasi terjadi akibat adanya tekanan positif akar. Meskipun ketika laju transpirasi rendah, akar terus menyerap air dan mineral sehingga air yang masuk ke jaringan lebih banyak daripada yang dilepaskan keluar. Kondisi yang tidak mendukung terjadinya tekanan akar seperti suhu dingin dan tanah yang kering menghambat terjadinya gutasi. Kekurangan mineral juga diketahui memengaruhi proses gutasi.

Bila transpirasi terjadi pada stomata, maka gutasi terjadi pada struktur khusus bernama hidatoda. Hidatoda seringkali disebut sebagai stomata air. Hidatoda terletak di ujung dan sepanjang tepi daun. Oleh karena itulah, titik-titik air akan terlihat di ujung dan tepi daun.

Gutasi biasanya terjadi pada malam hari, namun terjadi juga pada pagi hari. Laju gutasi paling tinggi ditemukan pada tumbuhan Colocasia nymphefolia. Gutasi paling banyak terjadi pada tumbuhan air, herba, dan rumput-rumputan. (http://id.wikipedia.org/wiki/Gutasi)

B. Transpirasi

Transpirasi dapat diartikan sebagai proses kehilangan air dalam bentuk uap dari jaringan tumbuhan melalui stomata, kutikula atau lentikula. Kemungkinan kehilangan air dari jaringan tanaman melalui bagian tanaman yang lain dapat saja terjadi, tetapi porsi kehilangna tersebut sangat kecil dibanding dengan yang hilang melalui stomata.

Sebagian besar dari air, sekitar 99 persen, yang masuk kedalam tumbuhan meninggalkan daun dan batang sebagai uap air. Proses tersebut dinamakan transpirasi. Sebagian besar dari jaringan yang terdapat dalam daun secara langsung terlibat dalam transpirasi. Pada waktu transpirasi, air menguap dari permukaan sel palisade dan mesofil bunga karang ke dalam ruang antar sel. Dari ruang tersebut uap air berdifusi melalui stomata ke udara. Air yang hilang dari dinding sel basah ini diisi air dan protoplas. Persediaan air dari protoplas, pada gilirannya, biasanya diperoleh dari gerakan air dari sel-sel sekitarnya, dan akhirnya tulang daun, yang merupakan bagian dari sistem pembuluh yang meluas ke tempat persediaan air dalam tanah.

Proses transpirasi pada dasarnya sama dengan proses fisika yang terlibat dalam penguapan air dari permukaan bebas. Dinding mesofil basah yang dibatasi dengan ruang antar sel daun merupakan permukaan penguapan. Konsentrasi uap air dalam ruang antar sel biasanya lebih besar daripada udara luar. Manakala stomata terbuka, lebih banyak molekul air yang akan keluar dari daun melalui stomata dibandingkan dngan jumlah yang masuk per satuan waktu, dengan demikian tumbuhan tersebut akan kehilangan air.

Sebatang tumbuhan yang tumbuh di tanah dapat dibayangkan sebagai dua buah sistem percabangan, satu di bawah dan satu lagi di atas permukaan tanah. Kedua sistem ini dihubungkan oleh sebuah sumbu utama yang sebagian besar terdapat di atas tanah. Sistem yang ada dalam tanah terdiri atas akar yang bercabang-cabang menempati hemisfer tanah yang besar. Akar-akar terkecil terutama yang menempati bagian luar hemisfer tersebut. Karena sumbu yang menghubungkan akar dan daun memungkinkan air mengalir dengan tahanan wajar, maka tidak dapat dielakkan lagi bahwa air akan mengalir sepanjang gradasi tekanan air yang membentang dari tanah ke udara dalam tubuh tumbuhan. Oleh karena itu seluruh tumbuhan dapat dibandingkan dengan sumbu lampu, yang menyerap air dari tanah melalui akar, mengalirkannya melalui batang dan kemudian menguapkannya ke udara dari daun-daun. Aliran air ini dikenal dengan istilah alur transpirasi, merupakan konsekuensi struktur tumbuhan dalam hubungannya dengan lingkungan.

Air sangat diperlukan oleh sebagian besar tumbuhan darat untuk pertumbuhan dan metabolismenya, sebagian besar air yang di serap oleh akar tidak di simpan dalam tumbuhan atau digunakan dalam berbagai proses metabolisme, tetapi hilang ke udara melalui evaporasi. Proses evaporasi dari tumbuhan diberi nama khusus, yaitu transpirasi , tetapi janganlah diartikan bahwa transpirasi secara mendasar berbeda dengan evaporasi dari permukaan benda-benda tidak hidup. Meskipun transpirasi terjadi pada setiap bagian tumbuhan (biarpun hanya sedikit), pada umumnya kehilangan terbesar berlangsung melalui daun-daunanan.          

Dikenal ada dua jenis transpirasi, yaitu transpirasi stomata dan transpirasi kutikula.

1). Transpirasi Kutikula.

Adalah evaporasi 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 melaui stomata.

2). Transpirasi Stomata

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 athmosfer di luar. Sehingga dalam kondisi normal evaporasi membuat ruang-ruang itu selali jenuh uap air. Asalkan stomata terbuka, difusi uap air ke athmosfer pasti terjadi kecualibila atmosfer itu sendiri sama-sama lembap.

A.    Peran Transpirasi Bagi Tumbuhan

Transpirasi bermanfaat bagi tumbuann karena:

1.      Meyebabkan terbentuknya daya isap daun, sehingga terjadi transport air di batang.

2.      Membantu penyerapan air dan zat hara oleh akar

3.      Mengurangi air yang terserap berlebihan

4.      Daat mempertahankan temperatur yang sesuai untuk daun

5.      Berperan pada fotosistesis dan respirasi karena membuka atau menutupnya stomata.

Dari peran yang ada terlihat bahwa yang terpenting adalah untuk melepas energi yang diterima dari radiasi matahari. Energi radiasi yang digunakan untuk proses fotosintesi hanya 2% atau kurang, sehingga selebihnya harus dilepaskan ke lingkungan, baik dengan pancaran, hantaran secara fisik dan sebagian besar untuk menguapkan air.

B.     Mekanisme Transpirasi

 Secara alamiah tumbuhan mengalami kehilangan air melalui penguapan. Proses kehilangan air pada tumbuhan ini disebut 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.

Daun tersusun atas sel-sel epidermis atas, jaringan mesofil yang terdiri atas jaringan palisade dan jaringan bunga karang dengan ikatan pembuluh diantara sel epidermis bawah dengan stomata. 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 yang 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 air ini akan diisi oleh air yang berasal dari xylem tulang daun yang selanjutnya tulang daun akan menerima air dari batang dan batang menerima dari akar.

Uap air yang terkumpul dalam rongga antar sel akan tetap berada dalam rongga antar sel tersebut selama stomata pada epidermis daun tidak membuka. Kalaupun ada uap air yang keluar menembus epidermis dan kutikula, jumlahnya hanya sedikit dan dapat diabaikan. Agar transpirasi dapat berjalan, maka stomata pada epidermis tadi harus membuka. Apabila stomata membuka, maka akan ada penghubung antara rongga antar sel dengan atmosfer.

            Stomata tumbuhan pada umumnya membuka pada saat matahari terbit dan menutup saat hari gelap sehingga memungkinkan masuknya CO2 yang diperlukan untuk fotosintesis pada siang hari. Umumnya, proses pembukaan memerlukan waktu 1 jam dan penutupan berlangsung secara bertahap sepanjang sore. Stomata menutup lebih cepat jika tumbuhan ditempatkan dalam gelap secara tiba-tiba. Terbukanya stomata pada siang hari tidak terhambat jika tumbuhan itu berada dalam udara tanpa karbon dioksida, yaitu keadaan fotosintesis tidak dapat terlaksana.

Kalau tekanan uap air di atmosfer lebih rendah dari rongga antar sel, uap air dari rongga antar sel akan keluar ke atmosfer dan prosesnya disebut transpirasi. (Sasmitamihardja D. Dkk. 1996. Fisiologi Tumbuhan).

Transpirasi ditentukan oleh seberapa besar celah antara dua sel penutup, sehingga prose-proses yang menyebabkan membuka dan menutupnya stomata menentukan besarnya transpirasi.

Gerak sel penutup terjadi akibat perubahan turgornya, yang berubah karena perubahan potensial airnya. Penyebab perubahan potensial air itu diduga karena :

1.      Bertambahnya gula dalam sel penutup sebagai hasil fotosintesis : meskipun sel penutup mempunyai kloroplas, tetapi produksi gulanya tidak cukup besar untuk menghasilkan efek tersebut.

2.      Perubahan amilum menjadi gula : teori ini menganggap bahwa dalam gelap CO₂ yang mengumpul dalam sel penutup pH nya rendah. Bila terkena cahaya CO₂ ini akan berkurang karena fotosintesis sehingga pHnya naik, akibatnya enzim amilase menjadi lebih aktif dan kadar glukosa naik.

3.      Perubahan permeabilitas : peruabahan pH juga dapat menyebabkan permeabilitas membran sel berubah, sehingga memungkinkan bahan terlarut keluar atau masuk sel penutup. Karena permeabilitas membran sel penutup terhadap air tidak terpengaruh oleh pH, maka bahan terlarut yang menentukan membuka atau menutupnya stomata. Yang berperan disini terutama ion K.

4.      Hasil metabolisme langsung : masuknya ion kedalam sel penutup menggunakan energi metabolisme menyebabkan potensial air menjadi lebih negatif, dan sel penutup menyerap air menyebabkan stomata membuka.  

      Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Kecepatan Transpirasi

a.       Faktor dalam atau faktor struktur

1.      Jumlah stomata tiap satuan luas permukaan daun besarnya tergantung kepada jenis dan faktor lingkungan pada saat daun itu berkembang dan dapat juga dinyatakan sebagai indeks stomata, yaitu perbandingan antara jumlah stomata dengan jumlah stomata dan sel epidermis pada luas tertentu.

2.      Struktur anatomi daun

Daun kadang-kadang mempunyai anak tambahan untuk mencegah penguapan misalnya trikoma atau lapisan kutikula tebal, letak stomata tersembunyi.

3.      Sel daun mempunyai potensial osmotik tinggi sehingga air tidak mudah menguap.

b.      Faktor luar atau lingkungan

1.      Sinar matahari         

Sinar matahari menyebabkan membukanya stoma dan gelap menyebabkan menutupnya stoma,jadi banyak sinar berati juga mempergiat transpirasi.karena sinar itu juga mengandung panas(terutama sinar infra merah),maka banyak sinar berarti juga menambah panas,dengan demikian menaikkan temperatur.kenaikan temperatur sampai pada suatu batas tertentu menyebabkan melebarnya stoma dengan demikian memperbesar transpirasi.

2.      Temperatur

Pengaruh temperatur terhadap transpirasi daun dapat ditinjau dari hubungannya dengan tekanan uap air didalam daun dan tekanan uap air diluar daun.kenaikan temperatur menambah tekanan uap didalam daun.kenaikan temperatur itu tentu menambah tekanan uap diluar daun.akan tetapi berhubung udara diluar daun itu tidak didalam ruang yang terbatas maka tekanan uap tidak akan setinggi tekanan uap yang terkurung didalam daun.

3.      Kebasahan udara

Pada hari cerah udara tidak banyak mengandung uap air.didalam keadaan yang demikian itu,tekanan uap didalam daun jauh lebih tinggi daripada tekanan uap diluar daun,atau dengan kata lain ruang didalam daun itu,jauh lebih keyang akan uap air daripada udara diluar daun.

4.      Angin

Angin menambah kegiatan transpirasi.angin dapat membawa pindah uap air yang bertimbun timbun dekat stoma.dengan demikian maka uap yang masih ada didalam daun mendapat kesempaan untuk berdifusi keluar.

5.      Keadaan air di dalam tanah

Air didalam tanah adalah satu-satunya sumber yang pokok,dimana akar akar tanaman mendapat air yang dibutuhkannya.absorsi air lewt bagian-bagian lain yang ada di atas tanah seperti batang dan daun.kemampuan tanah untuk menahan(menyimpan)air erat hubungannya dengan besar kecilnya partikel-partikel.makin besar partikel-partikel tanah,makin berkuranglah luas permukan antar partikel dan sehubungan dengan itu,makin berkuranglah jumlah air,yang dapat di tahan. (Syahmi Edi. 2014. Fisiologi Tumbuhan)