MEKANISME AIR PADA TUMBUHAN

MEKANISME AIR PADA TUMBUHAN
Air merupakan sumber kehidupan bagi seluruh makhluk hidup. Air
mempunyai peranan sangat penting karena air merupakan bahan pelarut bagi
kebanyakan reaksi dalam tubuh makhluk hidup. Air juga digunakan sebagai
medium enzimatis.
Air sangat penting bagi tumbuhan. 30% sampai 90% berat tumbuhan tersusun
atas air. Tumbuhan menggunakan air pada proses fotosintesis. Mineral-mineral
yang diserap oleh akar harus terlarut juga dalam air.
A. STRUKTUR DAN FUNGSI TUBUH TUMBUHAN
1. Akar
Akar terdiri atas akar tunggang dan akar serabut. Akar tunggang adalah
akar primer atau akar embrio yang terus tumbuh membesar dan
memanjang. Akar ini menjadi akar utama yang menopang tegaknya tubuh
tumbuhan. Pada tumbuhan tertentu akar primer atau akar embrio tersebut
tidak tumbuh terus tetapi mati. Sebagai gantinya akan tumbuh banyak akar
di daerah batang. Akar tersebut ukurannya lebih kecil dibandingkan
dengan akar primer namun bercabang-cabang. Akar tersebut disebut akar
serabut karena strukturnya seperti serabut. Akar serabut menyebar ke
tanah sekitar tumbuhan. Dengan demikian, akar-akar serabut ini mampu
mengumpulkan air dari yang area cukup luas dibandingkan area jangkauan
akar tunggang. Akar adalah organ tanaman yang aktif menyerap air.
Jaringan penyusun akar
Anwar Astuti Sari Dewi_Sains_2008
1
•
Lapisan terluar adalah epidermis yang berfungsi sebagai pelindung
bagian akar. Sel epidermis akan berdinding tipis dan biasanya tanpa
lapisan kutikula. Tebal epidermis biasanya satu lapisan sel. Sel-sel
epidermis
dapat
tumbuh
menonjol
di tempat-tempat tertentu
menghasilkan rambut akar yang berfungsi untuk menyerapa air dan
mineral.
•
Bagian dalam epidermis adalah lapisan sel-selyang disebut korteks.
Pada batang tertentu
sel-sel korteks berfungsi untuk menyimpan
makanan. Biasanya korteks terdiri dari sel parenkim, bahkan ada yang
tersusun atas sel sklerenkim. Diantara sel-sel parenkim terdapat ruang
antar sel sehingga berfungsi sebagai ruang penyimpanan udara.
•
Lapisan endodermis. Lapisan ini tersusun melingkar seperti cincin
melingkari berkas pembuluh. Sel-sel endodermis membantu mengatur
penyerapan air oleh xilem.
•
Di bagian dalam endodermis terdapat berkas xilem. Xilem tersusun
dari sejumlah berkas yang terpisah dan letaknya bergantian dengan
berkas pembuluh floem. Sel xilem pada akar berfungsi mengangkut air
dan mineral menuju daun. Sel-sel floem mengangkut makanan dari
daun ke seluruh bagian tumbuhan.
Selain itu akar juga mempunyai fungsi penyerapan dan penyimpanan.
Tumbuhan memperoleh bahan-bahan yang diperlukan untuk pertumbuhan
melalui akarnya. Akar menyerap air dari lingkungan sekitarnya secara
osmosis. Akar juga menyerap menyerap mineral dari lingkungan
sekitarnya bersama dengan penyerapan air.
Air masuk kedalam akar melalui rambut-rambut akar. Rambut akar
akan meningkatkan luas permukaan akar dan dapat meningkatkan jumlah
air yang di serap atau di ambil oleh tumbuhan.
2. Batang
Sel-sel xilem membantu mendukung tegaknya batang tumbuhan.
Jaringan sel xilem memiliki sel-sel seperti tabung yang berfungsi untuk
Anwar Astuti Sari Dewi_Sains_2008
2
menyalurkan air dan mineral keseluruh tubuh tumbuhan. Sel-sel tersebut
berdinding tebal sehingga juga dapat berfungsi sebagai penguat. Korteks
merupakan jaringan penyimpanan makanan pada tumbuhan. Umumnya
tumbuhan menyimpan makan dalam bentuk pati. Epidermis pada batang
merupakan pelindung terluar.
Epidermis umumnya terdiri dari satu lapisan sel. Sel epidermis ini
dapat berdiferensiasi menjadi stomata (mulut daun) dan trikom (rambut).
Mulut daun berfungsi sebagai jalan keluar masuknya gas-gas sedangkan
trikom berfungsi mencegah penguapan yang terlalu banyak dari batang.
Lapisan jaringan pada batang
•
Lapisan terluar batang berkayu adalah gabus. Gabus tersusun dari selsel yang telah mati dan berfungsi melindungi batang dari gangguan
serangga, penyakit, dan mencegah kehilangan air.
•
Di bagian dalam lapisan gabus terdapat korteks. Korteks sering
berfungsi untuk menyimpan makanan.
•
Di bagian dalam korteks adalah sel floem yang tersusun seperti cincin.
Floem berfungsi mengangkut hasil fotosintesis dari daun ke seluruh
bagian tubuh tumbuhan
•
Kambium adalah lapisan tipis sel-sel yang menghasilkan floem baru ke
arah luar dan xilem baru ke arah dalam. Tiap tahun kambium
menghasilkan sel-sel xilem dan floem baru yang mengakibatkan
batang menebal.
•
Lapisan dalam batang berkayu adalah xilem. Sel-sel xilem memiliki
dinding sel tebal yang membantu mendukung tubuh tumbuhan. Sel-sel
xilem mengangkut air dari akar ke daun melalui batang.
Air
dan mineral diperlukan oleh bagian –bagian tumbuhan untuk
tumbuh. Daun membuat makanan untuk tumbuhan melalui fotosintesis.
Air sampai ke daun melalui batang. Air di serap oleh tumbuhan.
Air yang di serap oleh akar diangkut melalui batang. Mineral dari
tanah terlarut dalm air sehingga juga diangkut melalui batang. Air dan
mineral diangkut oleh sel-sel xilem.
Anwar Astuti Sari Dewi_Sains_2008
3
Para ahli mengembangkan bagaimana air dapat diangkut ke daun.
Salah satunya menjelaskan bahwa gerakan naiknya air pada tumbuhan
identik dengan gerakan air pada kertas isap atau tisu. Jika kita meletakan
kertas isap atau tisu kering ke dalam air, air akan diserap oleh ujung kertas
isap atau tisu, dan diteruskan sampai ke seluruh bagian kertas.
Bagian lain dari teori tersebut menjelaskan bagaimana air keluar dari
tumbuhan. Air bergerak melalui sel-sel xilem pada tumbuhan dan akan
keluar dari daun melalui stomata. Peristiwa tersebut dikenal sebagai
transpiras, yaitu menguapnya air melalui stomata di daun. Saat air
menguap melalui daun, semakin banyak pula air mengalir ke daun dari
batang. Air yang berada pada batang merupakan air yang terserap oleh
akar. Air yang baru selalu masuk ke akar secara osmosis.
Batang menyimpan makanan dalam bentuk pati dan menyimpan air.
Air berasal dari akar, dan pati dibuat dari gula yang diangkut dari daun.
Satu keuntungan menyimpan air pada batang adalah terhindar dari
kekeringan. Air membantu menjaga sel-sel batang tetap kaku.
3. Daun
Jaringan pada daun
• Lapisan lilin
Lapisan ini berfungsi untuk melindungi daun dari penguapan yang
berlebihan dan gangguan serangga.
•
Berbatasan langsung dengan lapisan lilin yaitu jaringan epidermis.
Lapisan ini merupakan lapisan daun penyusun terluar. Lapisan
epidermis berfungsi sebagai npelindung dan umumnya hanya terdiri
dari selapis sel yang tipis.
•
Jaringan tiang
Jaringan ini mengandung banyak kloroplas yang berfungsi dalam
proses pembuatan makanan.
•
Jaringan spons
Renggangnya hubungan antara sel pada jaringan ini memungkinkan
adanya ruang antara sel yang cukup besar untuk menampung gas
Anwar Astuti Sari Dewi_Sains_2008
4
karbondioksida, oksigen, maupun hidrogen. Sel-sel ini juga berperan
dalam pembuatan makanan melalui proses fotosintesis.
•
Jaringan stoma
Stoma adalah pori kecil pada epidermis daun. Bila jumlahnya lebih
dari satu disebut stomata. Ukuran stoma berubah-ubah karena sel-sel
penutup tersebut mengembang dan mengempis saat air masuk atau
keluar secara osmosis.
•
Terdapat urat-urat daun.
Urat daun yang besar biasanya berada di tengah helaian daun dan
bercabang-cabang sampai mencapai helaian daun.
Stomata pada daun bisa terdapat pada epidermis atas dan epidermis
bawah stomata ini berfungsi sebagai jalan keluar masuknya udara maupun
uap air. Umumnya stomata akan membuka di siang hari untuk mengambil
karbondioksida yang digunakan untuk proses fotosintesis. Stomata akan
menutup pada malam hari saat karbondioksida tidak diperlukan. Ukuran
stomata berubah ubah karena sel-sel penutup tersebut mengembang dan
mengempis saat air masuk atau keluar secara osmosis.
B. MEKANISME AIR PADA TUMBUHAN
1. Penyerapan Air
Ada 2 mekanisme penyerapan air yaitu penyerapan aktif dan pasif.
a. Aktif: aktif osmotik dan aktif non osmotic
•
Aktif osmotik
Anwar Astuti Sari Dewi_Sains_2008
5
•
Aktif non osmotik
Mekanisme respirasi sel akar, sebagai sumber tenaga penggerak
penyerapan air
b. Pasif: tarikan transpirasi (penggeraknya transpirasi)
Tenaga penggeraknya: tarikan transpirasi daun
Anwar Astuti Sari Dewi_Sains_2008
6
Jalur Penyerapan Air
Larutan tanah - sel-sel epidermis akar (rambut akar) – korteks –
endodermis – xilem akar
Faktor Yang Mempengaruhi Penyerapan
a. Faktor lingkungan: ketersediaan air, aerasi, konsentrasi larutan tanah,
suhu, kandungan air tanah)
Zona Jenuh Air
Kapasitas Lapangan
Zona Air Kapiler
Titik Layu Permanen
Zona Layu Permanen
Anwar Astuti Sari Dewi_Sains_2008
7
b. Faktor
tanaman:
laju
transpirasi
tanaman,
sistem
perakaran,
metabolisme
Anwar Astuti Sari Dewi_Sains_2008
8
Perbandingan Peranan
Penyerapan secara pasif lebih penting dibanding aktif, alasannya:
penyerapan aktif mempunyai banyak kelemahan yaitu:
a. Pada beberapa jenis tanaman (gymnospermae) tekanan akar yang
merupakan pendukung penyerapan aktif tidak terjadi.
b. Tekanan akar juga tidak terjadi pada tanaman yang transpirasinya
berlangsung cepat.
c. Air eksudasi yang keluar dari ujung batang yang dipotong tajuknya
(murni hasil penyerapan aktif) hanya 5% dari total transpirasi.
d. Tanaman yang utuh menyerap air lebih banyak daripada yang dipotong
tajuknya.
e. Tumbuhan hidrofit yang tubuhnya tenggelam, menyerap air dari
seluruh tubuhnya.
2. Pengangkutan Air
Pengangkutan air adalah suatu proses pergerakan air melewati
pembuluh xilem dari sistem perakaran ke bagian tajuk tanaman, khususnya
daun
Ada beberapa teori yang dikenal: teori vital, teori tekanan akar, dan
teori kekuatan fisika. Teori kekuatan fisika: teori tarikan transpirasi,
tekanan kohesi, teori kapiler, teori tekanan atmosfer.
a. Teori vital
Air dapat diangkut ke daun karena adanya pompa yang menghisap dan
mendorong air naik ke daun.
b. Teori tekanan akar
•
Air dari akar dapat diangkut ke daun karena adanya tekanan dari
akar
•
Tekanan akar maksimum 2 atm, hanya mampu menaikkan air
sampai ketinggian 21 m.
Anwar Astuti Sari Dewi_Sains_2008
9
c. Teori kekuatan fisika (transpirasi dan kohesi)
Anwar Astuti Sari Dewi_Sains_2008
10