BAB
I
PENDAHULUAN
I.1.
Latar Belakang
Dalam aktivitas
hidupnya, sejumlah besar air dikeluarkan oleh tumbuhan dalam bentuk uap air ke
atmosfir. Pengeluaran air oleh tumbuhan dalam bentuk uap air prosesnya disebut
dengan transpirasi. Banyaknya air yang ditranspirasikan oleh tumbuhan merupakan
kejadian yang khas, meskipun perbedaan terjadi antara suatu species dan species
yang lainnya. Transpirasi dilakukan oleh tumbuhan melalui stomata, kutikula dan
lentisel. Disamping mengeluarkan air dalam bentuk uap, tumbuhan dapat pula
mengeluarkan air dalam bentuk tetesan air yang prosesnya disebut dengan gutasi
dengan melalui alat yang disebut dengan hidatoda yaitu suatu lubang yang
terdapat pada ujung urat daun yang sering kita jumpai pada species tumbuhan
tertentu. Sehubungan dengan transpirasi, organ tumbuhan yang paling utama dalam
melaksanakan proses ini adalah daun, karena pada daunlah kita menjumpai stomata
paling banyak. Transpirasi penting bagi tumbuhan karena berperan dalam
hal membantu meningkatkan laju angkutan air dan garam mineral, mengatur suhu
tubuh dan mengatur turgor optimum di dalam sel. Transpirasi dimulai dengan
penguapan air oleh sel-sel mesofil kerongga antar sel yang ada dalam daun
(Wahab, 2013).
Tumbuhan,
seperti juga hewan memiliki adaptasi evolusioner dalam bentuk respons
fisiologis terhadap perubahan jangka pendek. Misalnya jika daun pada
tumbuhan mengalami kekurangan air, daun-daun akan menutup stomata, yang
merupakan lubang kecil dipermukaan daun tersebut. Respons darurat ini akan
membantu tumbuhan menghemat air dengan cara mengurangi transpirasi, yaitu
hilangnya air dari daun melalui penguapan ( Campbell, dkk., 2010).
Hal-hal di ataslah yang melatar belakangi
dilakukannya praktikum ini sehingga laporan ini dapat dikerjakan.
I.2.
Tujuan
Tujuan
dari percobaan ini adalah sebagai berikut:
1. Mengukur
laju transpirasi pada dua jenis tumbuhan yaitu Acalypha sp. Dan Bauhinia
purpurea.
2. Membandingkan
laju transpirasi pada dua jenis tanaman.
3.
Mengamati jumlah stomata bagian atas dan
bagian bawah daun.
I.3. Waktu dan Tempat
Percobaan transpirasi tumbuhan dilaksanakan pada
hari jumat, tanggal 9 mei 2014, pukul 14.00-17.00 WITA, bertempat di
Laboratorium Botani, Jurusan Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan
Alam, Universitas Hasanuddin, Makassar.
BAB
II
TINJAUAN PUSTAKA
TINJAUAN PUSTAKA
Sebatang tumbuhan yang
tumbuh di tanah dapat dibayangkan sebagai dua buah sistem percabangan, satu di
bawah dan satu di atas permukaan tanah. Kedua sistem ini dihubungkan oleh
sebuah sumbu utama yang sebagian besar terdapat di atas tanah. Sistem yang
berada di dalam tanah terdiri atas akar yang bercabang-cabang menempati
hemisfer tanah yang besar. Akar-akar terkecil terutama yang menempati bagian
luar hemisfer tersebut. Sistem yang terdapat di atas permukaan tanah mencakup
suatu hemisfer serupa, dengan permukaan yang ditempati oleh cabang-cabang kecil
berdaun lebat. Secara kolektif akar-akar kecil membentuk permukaan luas yang
berhubungan dengan tanah, dan sama halnya dengan daun-daun yang juga membentuk
permukaan luas yang berhubungan dengan udara. Dalam keadaan normal, sel-sel
bergbagai akar dikelilingi oleh larutan tanah yang mempunyai tekanan osmosis
umumnya di bawah −2 bar (atmosfer), dan sering kali hampir nol, sedangkan
sel-sel daun dan bagian-bagian lain yang berada di atas tanah dikelilingi oleh
udara tak jenuh yang kemampuan menyerap airnya beberapa bar. Karena sumbu yang
menghubungkan akar dan daun memungkinkan air mengalir dengan tahanan yang
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 sebuah sumbu lampu,
yang menyerap air dari tanah malalui akar, mengalirkannya melalui batang dan
kemudian menguapkannya ke udara dari daun-daun (Loveless, 1991).
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.Laju transpirasi
dipengaruhi oleh ukuran tumbuhan, kadar CO2, cahaya, suhu,
aliran udara, kelembaban, dan tersedianya
air tanah.
Faktor-faktor ini mempengaruhi perilaku stoma yang membuka dan menutupnya
dikontrol oleh perubahan tekanan turgor sel penjaga
yang berkorelasi dengan kadar ion kalium (K+)
di dalamnya. Selama stoma terbuka, terjadi pertukaran gas antara
daun dengan atmosfer dan
air akan hilang ke dalam atmosfer. Untuk mengukur laju transpirasi tersebut
dapat digunakanpotometer . Transpirasi
pada tumbuhan yang sehat sekalipun tidak dapat dihindarkan dan jika berlebihan
akan sangat merugikan karena tumbuhan akan menjadi layu bahkan mati.Sebagian
besar transpirasi berlangsung melalui stomata sedang
melalui kutikula daun
dalam jumlah yang lebih sedikit. Transpirasi terjadi pada saat tumbuhan membuka
stomatanya untuk mengambilkarbon
dioksida dari udara untuk berfotosintesis.Lebih
dari 20 % air yang
diambil oleh akardikeluarkan
ke udara sebagai uap
air.
Sebagian besar uap air yang ditranspirasi oleh tumbuhan
tingkat tinggi berasal dari daun selain
dari batang, bunga dan buah.
Transpirasi menimbulkan arus transpirasi yaitu translokasi air
dan ion organik terlarut
dari akar ke daun melalui xilem (Siregar, 2003).
Struktur anatomi daun
memungkinkan penurunan jumlah difusi dengan menstabilkan lapis pembatas tebal
relatif. Misalnya rapatnya jumlah trikoma pada permukaan daun cenderung
meyebabkan lapisan pembatas udara yang reltif tidak bergerak. Stomata yang
tersembunyi menekan permukaan daun sehingga stomata membuka. Udara memiliki
efek penting dalam penjenuhan jumlah udara. Udara hangat membaewa lebih banyak
air dari pada udara dingin. Oleh karena itu, pada saat panan volume udara akan
memberikan sedikit uapa air dengan kelembaban relatif yang lebih rendah
daripada saat dingin. Untuk alasan ini, tumbuhan cenderung kehilangan air lebih
cepat pada udara hangat dari pada udara dingin. Hilangnya uap air dari ruang
interseluler daun menurunkan kelembaban relatif pada ruang tersebut. Air
yang menguap dari daun (stomata) ini menimbulkan
kekuatan kapiler yang menarik air dari daerah yang berdekatan dalam
daun.Beberapa penggantian air berasal dari dalam sel daun melalui membran
plasma. Ketika air meninggalkan daun, molekul air menjadi lebih kecil. Hal ini
akan mengurangi tekanan turgor. Jika banyak air yang dipindahkan, tekanan
turgor akan menjadi nol (Wahab, 2013).
Tumbuhan seperti
pohon jati dan akasia mengurangi
penguapan dengan cara menggungurkan daunnya di musim panas.
Pada tumbuhan padi-padian, liliacea dan jahe-jahean,
tumbuhan jenis ini mematikan daunnya pada musim kemarau.
Pada musim hujan daun
tersebut tumbuh lagi. Tumbuhan yang hidup di gurun
pasir atau lingkungan yang kekurangan air (daerah
panas) misalnya kaktus,
mempunyai struktur adaptasi khusus
untuk menyesuaikan diri dengan lingkungannya. Pada tumbuhan yang terdapat di
daerah panas, jika memiliki daun maka daunnya berbulu, bentuknya kecil-kecil
dan kadang-kadang daun berubah menjadi duri
(Sasmitamihardja, 1996).
Ruang interseluler
udara dalam daun mendekati keseimbangan dengan larutan dalam fibrill sel pada
dinding sel. Hal ini berarti sel-sel hampir jenuh dengan uap air, padahal
banyaknya udara di luar daun hampir kering. Difusi dapat terjadi jika ada jalur
yang memungkinkan adanya ketahanan yang rendah. Kebanyakan daun tertutup
oleh epidermis yang berkutikula yang memiliki resistansi (ketahanan) tinggi untuk
terjadinya difusi air (Lakitan, 2007).
Kegiatan
Transpirasi dipengaruhi oleh banyak faktor baik faktor dalam maupun faktor
luar. Yang terhitung sebagai faktor dalam adalah besar kecilnya daun,
tebal tipisnya daun, berlapis lilin atau tidaknya stomata. Hal-hal ini semua
mempengaruhi kegiatan trasnpirasi pada tumbuhan (Gardner, dkk., 1991).
Kegiatan
Transpirasi secara langsung oleh tanaman dipandang lansung sebagai pertukan
karbon dan dalam hal ini transpirasi sangat penting untuk pertumbuhan tanaman
yang sedaang tumbuh menentukan banyak air jauh lebih banyak daripada jumlah
terhadap tanaman itu sendiri kecepatan hilangnya air tergantung sebagian
besar pada suhu kelembapan relatif dengan gerakan
udara (Ashari, 1995).
Kecepatan transpirasi
berbeda-beda tergantung kepada jenis tumbuhannya. Bermacam cara untuk mengukur
besarnya transpirasi, misalnya dengan menggunakan metode penimbangan. Sehelai
daun segar atau bahkan seluruh tumbuhan beserta potnya ditimbang. Setelah
beberapa waktu yang ditentukan, ditimbang lagi. Selisih berat antara kedua
penimbangan merupakan angka penunjuk besarnya transpirasi. Metode penimbangan
dapat pula ditujukan kepada air yang terlepas, yaitu dengan cara menangkap uap
air yang terlepas dengan dengan zat higroskopik yang telah diketahui beratnya.
Penambahan berat merupakan angka penunjuk besarnya transpirasi
(Soedirokoesoemo, 1993).
Pengangkutan
garam-garam mineral dari akar ke daun terutama oleh Xylem dan secepatnya
mempengaruhi oleh kegiatan Transpirasi. Transpirasi pada hakikatnya sama dengan
penguapan, akan tetapi istilah penguapan tidak digunakan pada makhluk hidup.
Sebenarnya seluruh bagian tanaman mengadakan transpirasi karena dengan
adanya transpirasi terjadi hilangnya molekul sebagian besar adalah
lewat daun hal ini disebabkan luasnya permukaan daun dan karena daun-daun
itu lebih terkena udara dari pada bagian lain dari suatu tanaman (Darmawan
dan Barasjah, 1982).
Stomata akan
membuka jika tekanan turgor kedua sel penjaga meningkat. Peningkatan tekanan
turgor oleh sel penjaga disebabkan oleh masuknya air kedalam sel penjaga
tersebut. Pergerakan air antar sel akan selalu dari sel yang mempunyai potensi
air lebih tinggike sel engan potensi lebih rendah. Tinggi rendahnya potensi air
sel tergantung pada jumlah bahan yang terlarut dari cairan tesebut, semakin
banyak bahan yang terlarut maka potensi yang terjadi pada sel semakin rendah (Soedirokoesoemo,
1993).
Faktor-faktor yang mempengaruhi laju Transpirasi antara lain: Faktor-faktor
internal yang mempengaruhi mekanisme membuka dan menutupnya stomata yaitu
Kelembaban udara sekitar, Suhu udara, dan Suhu daun tanaman (Lakitan, 2007).
Angin dapat pula mempengaruhi laju transpirasi jika udara yang bergerak
melewati permukaan daun tersebut lebih kering (kelembaban nisbihnya rendah)
dari udara sekitar tumbuhan tersebut (Gardner, dkk.,
1991).
Kerapatan uap air diudara tergantung dengan resisitensi stomata dan
kelembaban nisbih dan juga suku udara tersebut, untuk perhitungan laju
transpirasi. Kelembaban nisbih didalam rongga substomata
dianggap 100%. Jika kerapatan uap air didalam rongga substomata
sepenuhnya tergantung pada suhu (Tjitrosoepomo, 1998).
Menurut
Dwijoseputra (l989) pada pagi hari masih kedapatan amilum di dalam sel-sel penutup
stomata. Penaruh sinar matahari ini membangkitkan klorofil-klorofil untuk
mengadak fotosintesis dalam kloroplas jaringa palisade dan spon parenkim.
Dengan adanya fotosintesis ini, maka kadar CO2 dalam sel-sel
tersebutt menurun, ini karena sebagian dari CO2 mengalami reduksi menjadi
CH2O. Karena peristiwa reduksi ini, maka berkuranglah ion-ion H,
sehingga pH lingkungan jadi lingkungan menuju basa. Kenaikan pH ini sangat baik
bagi kegiatan enzim posporilase guna mengubah amilum dalam sel penutup menjadi
glukosa-l pospat. Naiknya osmosis isi sel penutup menyebabkan masuknya air dari
sel tetangga, sehingga menaikkan turgor dan memgembanglah dinding sel tetangga
yang tipis tersebut (Haryanti dan Meirina, 2009).
Meskipun air
merupakan penyusun utama tubuh tumbuhan namun sebagian besar air yang diserap
akan dilepaskan kembali ke atmosfer dan hanya sebagian kecil yang digunakan
untuk proses metabolisme dan mengatur turgor sel.Hilangnya air dari tubuh
tumbuhan terjadi melalui proses transpirasi dan gutasi (Soedirokoesoemo, 1993).
Daya hantar secara langsung dipengaruhi oleh besarnya bukaan stomata.
Semakin besar bukaan stomata maka daya hantarnya akan semakin tinggi. Pada
beberapa tulisan digunakan beberap istilah resistensi stomata. Dalam hubungan
ini daya hantar stomata berbanding dengan resistensi stomata (Campbell, dkk., 2010).
Transpirasi
juga merupakan proses yang membahayakan kehidupan tumbuhan, karena kalau
transpirasi melampaui penyerapan oleh akar, tumbuhan dapat kekurangan air. Bila
kandungan air melampaui batas minimum dapat menyebabkan kematian. Transpirasi
yang besar juga memaksa tumbuhan mengedakan penyerapan banyak, untuk itu
diperlukan energi yang tidak sedikit (Soedirokoesoemo, 1993).
DAFTAR
PUSTAKA
Ashari, S.
1995. Hortikultura Aspek
Budidaya. UI Press, Jakarta.
Campbell,
N. A., J. B., Reece, dan L. G., Mitchel, 2010. Biologi, edisi kedelapan, Jilid
2. Erlangga, Jakarta.
Darmawan, J dan Bharsjah, J. 1982. Dasar-Dasar Ilmu Fisiologi Tanaman. Erlangga, Jakarta.
Gardner, F. P., R. B., Pearce dan R. L. Mitchell., 1991. Fisiologi Tanamaman
Budidaya. Erlangga,
Jakarta.
Haryanti,
S., dan Meirina T., 2009. Optimalisasi
Pembukaan Porus Stomata Daun Kedelai (Glycine max (L) merril) Pada Pagi Hari
dan Sore. Jurnal Bioma. Jurusan Biologi FMIPA Universitas Dipinegoro, Vol. 11 (18-23).
Loveless,
A. R., 1991. Prinsip-Prinsip Biologi
Tumbuhan untuk Daerah Tropik. PT. Gramedia Pustaka Utama, Jakarta.
Sasmitamihardja, Drajat. 1996. Fisiologi Tumbuhan. Erlangga,
Jakarta.
Soedirokoesoemo,
Wibisono. 1993. Materi Pokok Anatomi dan
Fisiologi Tumbuhan. Erlangga, Jakarta.
Siregar, Arbayah, 2003. Anatomi Tumbuhan. ITB, Bandung.
Sudrajad, E., 2014. Laporan Praktikum Transpirasi pada Tumbuhan. http://web.ipb.ac.id/~tpb/files/materi/bio100/Materi/trnaspirasi_tumb.html,
diakses pada hari sabtu 10 mei 2014 pukul 21.58 WITA.
Tjitrosoepomo
H.S., 1998. Botani Umum. UGM Press, Yogyakarta.
Wahab,
2013. Lapiran Praktikum Tranpirasi Tumbuhan
http://wahabhadada.blogspot.com/laporan-transpirasi.html.
diakses pada hari sabtu 10 mei 2014, pukul 20.55 WITA.