fisiologi tumbuhan

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

            Penguapan adalah suatu proses pergerakan molekul-molekul zat cair dari permukaan zat cair tersebut ke udara bebas. Hilangnya air dari tubuh tumbuhan sebagian besar melalui permukaan daun disebut sebagai transpirasi.

            Transpirasi ini terjadi melalui daun akan tetapi dapat juga melalui permukaan tubuh yang lainnya seperti batang. Oleh karena itu dikenal 3 jenis transpirasi, yaitu transpirasi melalui stomata, melalui kutikula, dan melalui lentisel.

            Transpirasi ini biasanya bibatasi pada masalah-masalah transpirasi melalui daun, karena sebagian besar hilangnya molekul-molekul air ini lewat permukaan daun tumbuhan. Mengingat akan pentingnya pemahaman tentang proses transpirasi, maka diadakanlah praktikum ini dengan tujuan untuk mengetahui kecepatan transpirasi dan untuk mengetahui jumlah air yang yang diuapkan / satuan luas daun dalam waktu tertentu.

1.2 Rumusan Masalah

            Rumusan masalah berdasarkan latar belakang diatas adalah:

-          Bagaimana cara mengetahui hilangnya uap air dari kedua permukaan daun?

1.3 Tujuan

            Tujuan dari percobaan ini adalah untuk mengetahui hilangnya uap air dari kedua permukaan daun.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

                Transpirasi adalah hilangnya air dari tubuh-tumbuhan dalam bentuk uap melalui stomata, kutikula atau lentisel. Ada dua tipe transpirasi, yaitu (1) transpirasi kutikula adalah evaporasi air yang terjadi secara langsung melalui kutikula epidermis; dan (2) transpirasi stomata, yang dalam hal ini kehilangan air berlangsung melalui stomata. 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 melalui daun-daun (Wilkins, 1989).

            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 (Tjitrosoepomo, 1998).

            Proses transpirasi ini selain mengakibatkan penarikan air melawan gaya gravitasi bumi, juga dapat mendinginkan tanaman yang terus menerus berada di bawah sinar matahari. Mereka tidak akan mudah mati karena terbakar oleh teriknya panas matahari karena melalui proses transpirasi, terjadi penguapan air dan penguapan akan membantu menurunkan suhu tanaman. Selain itu, melalui proses transpirasi, tanaman juga akan terus mendapatkan air yang cukup untuk melakukan fotosintesis agar kelangsungan hidup tanaman dapat terus terjamin (Sitompul, 1995).
            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. Kegiatan transpirasi dipengaruhi oleh banyak faktor baik faktor dalam maupun faktor luar. Yang terhitung sebagaio faktor dalam adalah besar  kecilnya daun, tebal tipisnya daun, berlapis lilin atau tidaknya stomata. Hala-hal ini semua mempengaruhi kegiatan trasnpirasi pada tumbuhan (Salisbury, 1992).

            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. 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 (Lakitan, 2007).

            Stomata akan membuka jika tekanan turgor kedua sel penjaga meningkat (Dartius, 1991). 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 (Heddy, 1990).

            Faktor-faktor yang mempengaruhi laju transpirasi antara lain:

1.             Faktor-faktor internal yang mempengaruhi  mekanisme membuka dan menutupnya stomata

2.                  Kelembaban udara sekitar

3.                  Suhu udara

4.                  Suhu daun tanaman

(Guritno, 1995).

            Angin dapat pula mempengaruhi laju transpirasi jika udara yang bergerak melewati permukaan daun tersebut lebih kering (kelembaban nisbihnya rendah) dari udara  sekitar tumbuhan  tersebut. 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 (Filter, 1991).

            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 (Dwijoseputro, 1983).

Pembahasan

Pada percobaan kali ini, proses transpirasi tumbuhan diketahui dengan cara penimbangan. Tumbuhan yang menjadi sampel yaitu tumbuhan Citrus aurantifolia. Dari sini dapat diketahui bahwa ternyata tanaman tersebut melakukan proses transpirasi, hal ini dibuktikan dari hasil pengamatan yang diperoleh. Pada hasil pengamatan didapatkan hasil yang berbeda-beda pada setiap penimbangan botol yang berisi air dan tanaman. Pada penimbangan awal didapatkan berat sebesar 245,5gr, sedangkan pada penimbangan 20 menit ke I, 20 menit ke II, dan 20 menit ke III didapatkan hasil yang besarnya lebih kecil dibandingkan pada saat penimbangan awal.
Seperti yang kita ketahui bahwa proses transpirasi merupakan proses hilangnya air dari tubuh tumbuhan dalam bentuk uap melalui stomata, kutikula dan lentisel. Berkurangnya berat botol dan tanaman pada proses penimbangan merupakan bukti terjadinya proses transpirasi pada tanaman Citrus aurantifolia tersebut. Transpirasi yang terjadi dipengaruhi oleh Luas Total Daun (LTD) tanaman tersebut. Semakin besar LTD tanaman, maka semakin cepat proses transpirasi yang terjadi, begitu pula sebaliknya, semakin kecil LTD tanaman, maka semakin lambat pula proses transpirasinya. Dengan menggunakan perbandingan antara berat akhir penimbangan botol dan tanaman dengan LTD tanaman, maka dapat diketahui besarnya kecepatan transpirasi tanaman.

Transpirasi dapat diartikan sebagai proses kehilangan air dalam bentuk uap dari jaringan tumbuhan melalui stomata (Lakitan, 1993). 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 (Loveless,1991).

Hasil pengamatan menunjukkan bahwa pemberian satu lubang dengan ukuran 2x2 cm, menghasilkan volume air yang diuapkan sebanyak 5 ml. Perlakuan ke -2 dengan 2 lubang ukuran 2x1 cm dengan volume air yang diuapkan sebanyak 7ml dan empat lubang dengan ukuran 1x1 cm dapat menguapkan air sebanyak 7,5 ml. Hilangnya air dari tanaman dalam hal ini transpirasi berhubungan dengan stomata. Lubang stomata yang berbentuk oval mempunyai kaitan dengan intensitas pengeluaran air. Percobaan fisika membuktikan bahwa penguapan air yang tidak ditutup sama sekali lebih lambat daripada penguapan air melalui lubang-lubang selaput yang halus. Dalam batasan terentu, semakin banyak pori, maka penguapan juga semakin cepat ( Tjitrosomo, 1985). Posisi lubang yang berdekatan menyebabkan penguapan melalui lubang yang satu terhambat oleh penguapan lubang yang berdekatan, karena jalan yang ditempuh oleh molekul air  yang melewati lubang tidak lurus tetapi membelok karena pengaruh sel penutup. Bentuk stomata yang oval juga memudahkan pengeluaran air daripada bentuk stomata yang bundar. Deretan molekul-molekul air yang kuat lebih banyak jika keliling dari stomata lebih panjang. Pengeluaran air yang maksimal terjadi jika jarak antara stomata 20 kali diameternya (Dwidjoseputro, 1989). Hasil pengamatan menunjukkan penguapan air yang paling besar yaitu 7,5 ml untuk perlakuan 4 lubang 1x1 cm dan yang paling sedikit menguap pada 1 lubang 2x2 cm yaitu 5ml. Hasil pengamatan tersebut berarti sesuai dengan pendapat di atas.

Transpirasi dalam tanaman atau terlepasnya air melalui stomata dapat melalui kutikula walaupun hanya 5-10% dari jumlah air yang ditranspirasikan di daerah beriklim sedang. Air sebagian besar menguap melalui stomata,sehingga jumlah dan bentuk stomata sangat mempengaruhi laju transpirasi (Tjitrosomo, 1985).

Dwidjoseputro (1989), menyatakan bahwa transpirasi mempunyai arti penting bagi tanaman. Transpirasi pada dasarnya suatu penguapan air yang membawa garam-garam mineral dari dalam tanah. Transpirasi jiga bermanfaat di dalam hubungan penggunaan sinar matahari, kenaikan temperatur yang diterima tanaman digunakan untuk penguapan air.

Transpirasi dibedakan menjadi tiga macam berdasarkan tempatnya, yaitu transpirasi kutikula, transpirasi lentikuler, transpirasi stomata. Hampir 97% air dari tanaman hilang melalui transpirasi stomata. (Heddy,1990).

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.

Kegiatan transpirasi dipengaruhi banyak faktor, baik faktor dalam maupun luar. Faktor dalam antara lain besar kecilnya daun, tebal tipisnya daun, berlapis lilin atau tidaknya permukaan daun, banyak sedikitnya bulu pada permukaan daun, banyak sedikitnya stomata, bentuk dan letak stomata (Salisbury&Ross.1992) dan faktor luar antara lain:

1. Kelembaban

Bila daun mempunyai kandungan air yang cukup dan stomata terbuka, maka laju transpirasi bergantung pada selisih antara konsentrasi molekul uap air di dalam rongga antar sel di daun dengan konsentrasi mulekul uap air di udara.

2. Suhu

Kenaikan suhu dari 18⁰ sampai 20⁰ F cenderung untuk meningkatkan penguapan air sebesar dua kali. Dalam hal ini akan sangat mempengaruhi tekanan turgor daun dan secara otomatis mempengaruhi pembukaan stomata.

3. Cahaya

Cahaya memepengaruhi laju transpirasi melalui dua cara pertama cahaya akan mempengaruhi suhu daun sehingga dapat mempengaruhi aktifitas transpirasi dan yang kedua dapat mempengaruhi transpirasi melalui pengaruhnya terhadap buka-tutupnya stomata.

4. Angin

Angin mempunyai pengaruh ganda yang cenderung saling bertentangan terhadap laju transpirasi. Angin menyapu uap air hasil transpirasi sehingga angin menurunkan kelembanan udara diatas stomata, sehingga meningkatkan kehilangan neto air. Namun jika angin menyapu daun, maka akan mempengaruhi suhu daun. Suhu daun akan menurun dan hal ini dapat menurunkan tingkat transpirasi.

5. Kandungan air tanah

Laju transpirasi dapat dipengaruhi oleh kandungan air tanah dan alju absorbsi air di akar. Pada siang hari biasanya air ditranspirasikan lebih cepat dari pada penyerapan dari tanah. Hal tersebut menyebabkan devisit air dalam daun sehingga terjadi penyerapan yang besar, pada malam hari terjadi sebaliknya. Jika kandungan air tanah menurun sebagai akibat penyerapan oleh akar, gerakan air melalui tanah ke dalam akar menjadi lambat. Hal ini cenderung untuk meningkatkan defisit air pada daun dan menurunkan laju transpirasi lebih lanjut (Loveless,1991).

Unsur kalium sangat memegang peranan dalam proses mermbuka dan menutupnya stomata (stomata movement) serta transportasi lain dalam hara lainnya, baik dari jaringan batang maupun lasngsung dari udara bebas. Dengan adanya defisiensi kalium maka secara langsung akan memperlambat proses fisiologi, baik yang melibatkan klorofil dalam jaringan daun maupun yang behubungan dengan fungsi stomata sebagai faktor yang sangat penting dalam produksi bahan kering secara umum. Semakin lama defisiensi kalium maka akan semakin berdampak buruk terhadap laju proses fisiologi dalam jaringan daun. Semakin berat defisiensi kalium pada gilirannya akan berdampak semakin parah terhadap rusaknya pertumbuhan daun (Masdar, 2003)

Transpirasi yang terjadi memang dapat merugikan tanaman, namun juga bermanfaat bagi tanaman antara lain

1. Meningkatkan daya isap daun pada penyerapan air
2. Mengurangi jumlah air dalam tumbuhan jika terjadi penyerapan yang berlebihan.

Laju transpirasi tertinggi dari perlakuan cahaya adalah pada perlakuan kontrol yaitu sebesar 5,55 x 10^-4 gr/dtk.  Ini karena tidak adanya faktor penghalang cahaya yang dapat menghambat radiasi surya (matahari) dimana cahaya matahari sangat mempengaruhi laju transpirasi, hal ini sesuai dengan literatur  Salisbury dan Ross (1992) yang menyatakan bahwa cahaya yang banyak dapat menyebabkan membuka dan menutupnya  stomata sehingga akan memepercepat laju transpirasi dan sebaliknya. Adapun lapisan lilin dapat menghambat laju transpirasi.

Laju transpirasi pada perlakuan cahaya adalah perlakuan dilapisi vaseline dan tanpa daun  yaitu 1,66 x 10 ^-4 gr/dtk. Hal ini disebabkan fungsi vaseline sebagai lapisan yang dapat memperlambat proses transpirasi, karena semakin menebalnya permukaan uap air akan sulit keluar. Hal ini sesuai dengan literatur Salisbury dan Ross (1992) yang menyatakan bahwa adapun lapisan lilin akan memperlambat laju transpirasi akibat tebalnya permukaan sehingga uap air akan sulit berdifusi untuk keluar.

Laju transpirasi pada perlakuan angin adalah pada perlakuan kontrol yaitu sebesar 3,33x 10^-4 gr/dtk, hal ini disebabkan adanya faktor penghalang angin yang dapat mempengaruhi laju transpirasi dimana dimana angin sangat mempengaruhi laju transpirasi. Hal ini sesuai dengan literatur Lakitan  (2007) yang menyatakan bahwa kegiatan transpirasi dipengaruhi oleh faktor luar dan faktor dalam yang termasuk faktor dalam diantaranya besar kecilnya daun dan jumlah stomata bentuk dan lokasi stomata serta ada tidaknya lapisan lilin pada permukaan daun.  Faktor luar yaitu sinar matahari, temperatur kelembapan udara dan angin.

Laju transpirasi terendah pada perlakuan angin adalah pada pada perlauan dipotong ½ daun dan tanpa daun yaitu sebesar 1,66 x 10^-4 gr/dtk. Ini karena uap air berdifusi melalui stomata,  sehingga dengan pemotongan ½ daun dan tanpa daun akan mempengaruhi jumlah stomata akibatnya laju transpirasi semakin lambat. Hal ini sesuai dengan pernyataan Salisbury dan Ross ( 1992 ) myang menyatakan bahwa stomata terletak dimana epidermis memungkinkan terjadinya pertukaran gas antara  mesofil dan udara luar. Kebanyakan air yang hilang secara  uap air dari suatu daun dari dinding epidemis karena dalam yang besar  dan mesofil yang berdekatan dengan rongga-rongga  dibawah stomatab dan hilang ke udara melalui stomata.

Pada siang hari tumbuhan menerima radiasi matahari maka cahaya merupakn proses yang mempengaruhi penguapan. Penguapan yang banyak meningkatkan laju transpirasi. Hal ini sesuai dengan literatur Lakitan (2007) yang menyatakan peningkatan suhu yang berlebihan sangat mengganggu  proses metabolisme tubuh. Transpirasi merupakan proses yang  membutuhkan banyak energi dalam tahap penguapan dari molekul-molekul air.

Angin dapat memacu laju transpirasi jika udara bergerak melewati petrmukaan daun yang kering . Hal ini sesui dengan literatur Lakitan (2007) yang menyatakan bahwa angin dapat pula mmepengaruhi laju transpirasi. Angin dapat memacu laju transp[irasi bila pada permukaan daun tersebut kering dalam kelembapan nisbih yang rendah dari udara sekitar tumbuhan tersebut.

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

1. Laju transpirasi tertinggi pada perlakuan cahaya adalah pada perlakuan kontrol yaitu 5,55 x 10^-4 gr/dtk
2. Laju transpirasi terendah  pada perlakuan cahaya adalah pada perlakuan dilapisi vaseine dan tanpa daun yaitu 1,66 x 10^-4 gr/dtk
3. Laju transpirasi tertinggi pada perlakuan angin  adalah pada perlakuan kontrol yaitu 3,33  x 10^-4 gr/dtk
4. Laju transpirasi terendah  pada perlakuan angin  adalah pada perlakuan dipotong ½ daun dan tanpa daun  yaitu 1,66  x 10^-4 gr/dtk
5. Dari perlakuan cahaya dan angin laju teranspirasi yang tertinggi adalah perlakuan cahaya.

Saran

Sebaiknya pada saat percobaan laju tarnspirasi, digunakan tanaman pacar air ( Balsamina Imaptient ) yang masih muda dan berbatang hijau.

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan
Adapun kesimpulan pada praktikum ini adalah sebagai berikut:
1. Kecepatan transpirasi tanaman Citrus aurantifolia adalah 0,0038 gr/cm2/jam.
2. Jumlah air yang diuapkan/satuan luas daun dalam waktu tertentu pada tanaman Citrus aurantifolia adalah 263,08 cm2.

B. Saran
Adapun saran yang dapat diajukan pada praktikum ini yaitu sebaiknya praktikan teliti pada saat melakukan penimbangan agar didapatkan hasil yang akurat.

DAFTAR PUSTAKA

Dartius. 1991. Dasar-dasar Fisiologi Tumbuhan. USU-Press. Medan.

Dwijoseputro, D. 1983. Pengantar Fisiologi Tumbuhan. Gramedia. Jakarta.

Filter, A. H. dan R. K. M. Hay. 1991. Fisiologi Lingkungan Tanaman. UGM Press. Yogyakarta.

Guritno, B. dan Sitompul, S. M. 1995. Analisis Pertumbuhan Tanaman.UGM Press. Yogyakarta.

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

Lakitan, B. 2007. Dasar-Dasar Fisiologi Tumbuhan. Raja Grafindo Persada. Jakarta.

Salisbury, dan Ross. 1992. Fisiologi Tumbuhan. ITB Press. Bandung.

Sitompul, S. M. dan Guritno. B. 1995. Pertumbuhan Tanaman. UGM Press. Yogyakarta.

Tjitrosoepomo, H.S. 1998. Botani Umum. UGM Press. Yogyakarta.

Wilkins, M. B. 1989. Fisologi Tanaman. Bumi Aksara. Jakarta.