ekofisiologi

EKOFISIOLOGI (2)
RESPIRASI
~ Merupakan proses oksidasi makanan dari sel-sel yang
hidup, menghasilkan energi yang akan digunakan untuk
proses asimilasi, penyerapan mineral serta proses lain
yang mempergunakan energi.
~ Merupakan suatu proses yang komplek yang meliputi :
- Penyerapan oksigen.
- Perubahan karbohidrat.
- Pelepasan tenaga.
- Pembentukan senyawa intermediet (senyawa
intermediet seperti asam-asam organik dengan berat
molekul rendah  Haung, 1980).
- Pelepasan CO2 dan air.
- Pengurangan berat tumbuhan.
Respirasi Merupakan Reaksi yang Berlawanan dg
Fotosintesis
•
-
Respirasi
O2 diserap dan CO2 dilepaskan.
Terjadi siang malam.
Cahaya tidak penting
(Tenaga potensial menjadi tenaga
kinetik /tenaga yang tersimpan di
dalam obyek yang bergerak).
- Tidak perlu khlorofil.
- Terjadi secara eksotermis/reaksi
kimia yang membebaskan energi
ke lingkungan.
Merupakan proses
katabolisme (Katabolisme :
Oksidasi substrat
diiringi dengan terbentuknya
energi).
•
-
-
Fotosintesis
O2 dilepaskan dan CO2 diserap.
Terjadi bila ada cahaya.
Tenaga cahaya menjadi tenaga
potensial.
Memerlukan khlorofil.
Terjadi secara endotermis/reaksi
kimia yang menyerap panas dari
lingkungannya/efek energi pada
reaksi).
Merupakan proses
anabolisme
(Anabolisme : Sintesis
protoplasma dan penggunaan
energi).
Arti Respirasi Bagi Tumbuhan
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Melepaskan tenaga dan mengaktifkan pembelahan sel.
Menyebabkan pembentukan senyawa-senyawa lain.
Merubah makanan tidak larut menjadi bentuk larut.
Memelihara siklus karbon di alam.
Merubah tenaga potensial menjadi bentuk yang dapat
digunakan (tenaga kinetik).
Hasil respirasi dimanfaatkan sebagai :
- Mempertahankan proses respirasi (dalam protoplasma).
- Pengangkutan material.
- Protoplasma streaming (aliran protoplasma).
- Energi elektrik.
Faktor-faktor yang Berpengaruh
terhadap Respirasi
1.
2.
3.
4.
5.
Umur dan kondisi fisiologi
dari jaringan.
Ketersediaan substrat
(sebuah molekul atas
yang merupakan enzim
bertindak).
Hidrasi.
Rangsangan karena luka.
Zat-zat kimia.
1. Cahaya.
2. Kadar air dalam tanah.
3. Suhu udara dan dalam
tanah.
4. Komposisi CO2 dan
O2 di atmosfer.
5. Nutrisi/pemupukan.
Karakteristik
~ Aktifitas Respirasi terbesar :
 Kambium.
 Ujung akar.
 Ujung batang.
 Jaringan yang muda.
~ Aktifitas respirasi rendah
 Bagian dorman.
 Suhu rendah.
 Kadar air yang rendah.
Penyerapan Air
-
-
Air diserap sebagian lewat akar sebagian lewat daun
dan cabang-cabang.
Tempat masuknya cairan atau air :
a. Kutikula (lapisan seperti lilin yang menutup epidermis
daun dan batang).
b. Lentisel (daerah pada kulit kayu yang berisi sel-sel
yang tersusun lepas yang dikenal sebagai alat
komplementer).
c. Kulit.
d. Luka daun.
Kebalikan penyerapan adalah pencucian (hara dari daun
tercuci ke tanah baik pada konifer maupun deciduous).
Mekanisme Penyerapan Air : Aktif
-
-
-
-
Biasa terjadi pada tanaman dengan transpirasi lambat.
Akar berfungsi sebagai osmometer saat transpirasi
lambat (osmometer adalah perangkat untuk mengukur
kekuatan osmotik suatu larutan , koloid , atau senyawa).
Garam-garam dalam xilem mempunyai tekanan osmose
lebih rendah daripada tenaga tempat air dalam tanah.
Tekanan osmosis adalah dorongan untuk terjadinya
transpor molekul melalui selaput tipis karena adanya
perbedaan kepekatan (konsentrasi) antara kedua
larutan.
Akibatnya terjadi gerakan air masuk ke dalam dan
menghasilkan “tekanan akar”.
Sering terjadi peristiwa gutasi dan eksudasi pada
beberapa tanaman. Eksudasi : proses pengeluaran,
pemancaran,
Mekanisme Penyerapan Air : Pasif
-
-
-
-
-
Biasa terjadi pada tanaman dengan transpirasi cepat.
Pada penyerapan ini sebagian besar air terserap oleh
tanaman berkayu.
Transpirasi dan tegangan dalam xilem meningkat.
Terbentuk kelompok air dengan volume yang lebih
besar.
Gerakan air mendorong garam yang terakumulasi dalam
akar dan menurunkan tekanan osmose.
Akar menjadi pasif menyerap air lewat permukaan.
Transpirasi




Definisi: Hilangnya air dari tumbuh-tumbuhan dalam
bentuk uap melalui stomata (lubang kecil pada
epidermis).
Tempat lain transpirasi : kutikula dan lentisel.
Hilangnya air melalui transpirasi cukup besar,
Contoh : Individu pohon: 200-400 L air sehari.
95% air yang digunakan tanaman hilang melalui
transpirasi.

-


-
-
Transpirasi Kutikuler
Kutikula merupakan lapisan seperti lilin yang menutup epidermis
daun dan batang.
Ketebalan bervariasi tergantung jenis tumbuhannya. Makin tebal
kutikula makin sedikit air yang berkurang.
20% transpirasi melalui kutikula.
Transpirasi Lentiler
Lentisel adalah daerah pada kulit kayu yang berisi sel-sel yang
tersusun lepas yang dikenal sebagai alat komplementer.
Uap air yang hilang melalui jaringan ini 0,1% dari total transpirasi.
Transpirasi Stomater
Stomata adalah lubang kecil pada epidermis, membuka dan
menutupnya stomata diatur oleh “guard cells” (guard cell : in plants,
a specialized cell on the undersurface of leaves for controlling gas
exchange and water loss).
Hilangnya uap air lewat stomata 80-90% dari total transpirasi.
Stomata kebanyakan ada di daun.
Mekanisme Transpirasi




Penguapan air dari dinding sel ke dalam ruang antar
sel, air diserap melalui akar, dibawa ke bagian
tumbuhan melalui gerakan air ke atas, menguap dari
permukaan sel, mengumpul dalam ruang antar sel,
menaikkan tekanan uap air.
Difusi uap air dari ruang sel/antar sel ke udara, uap
air berdifusi lewat stomata, kutikula dan lentisel ke
dalam udara yang lebih kering karena di luar tekanan
uap lebih rendah. Difusi adalah peristiwa
mengalirnya/berpindahnya suatu zat dalam pelarut
dari bagian berkonsentrasi tinggi ke bagian yang
berkonsentrasi rendah.
Uap air < daun < batang < akar.
Penyerapan pasif.
Faktor-Faktor Mempengaruhi Transpirasi
Faktor luar
-
-
-
Angin.
Cahaya.
Kelembaban.
Tekanan udara.
Ketersediaan air.
Faktor dalam
-
-
Kerapatan stomata.
Bentuk khusus daun.
Gutasi
-
-
-
-
Pada tanaman herba, tekanan akar ditunjukkan dengan
eksudasi atau keluarnya tetesan air atau larutan dari sisi
daun atau tepi daun.
Jumlah tetesan bervariasi dengan kompisisi dari murni
air saja sampai larutan yang mengandung bahan organik
dan anorganik.
Biasa terjadi pada bagian hydatoda (pembukaan
stomata di epidermis berlokasi di dekat ujung
“veins”/urat daun).
Pada kawasan tropis gutasi terjadi pada malam hari.
Perbedaan Transpirasi dan Gutasi

Transpirasi

Gutasi
-
Biasanya terjadi siang hari.
Air keluar dalam bentuk
uap.
Air yang ditranspirasikan
murni.
Melalui stomata, kutikula
dan lentisel.
Diatur oleh aktivitas
stomata.
Menurunkan suhu
permukaan.
-
Malam hari.
Air keluar bentuk cair.
Mengandung garam dan
gula terlarut.
Melalui stomata dan
hydatoda.
Tidak ada hubungannya
dengan penurunan suhu.
-
-
-
-

-
-
-
-
-
Transpirasi adalah Proses yang
Menguntungkan
Membantu gerakan air ke atas dan penguapan air yang
berlebih.
Mencegah peningkatan tekanan turgor yang melebihi
batas.
Membantu penyerapan air dan pengangkutan mineral
oleh akar.
Memelihara suhu yang cocok bagi tanaman terutama
daun-daun.
Menyebabkan stomata membuka dan menutup.
Penggolongan Tumbuhan berdasarkan
Besarnya Transpirasi (Coster)
a. Tumbuhan dengan Penguapan Kuat :
* 2.000 mm/th atau lebih.
* Contoh :
- Paraserianthes falcataria.
- Crotalaria angyroides.
- Leuceuna leucocephala.
- Acacia villosa.
- Bambusa spinosa, B. dendrocalamus.
- Samanea saman.
* Tipe vegetasi : Belukar.
Penggolongan Tumbuhan berdasarkan
Besarnya Transpirasi (Coster)
b. Tumbuhan dengan Penguapan Sedang :
* 1.000 – 2.000 mm/th.
* Contoh :
- Tectona grandis.
- Hevea braziliensis.
- Imperata cylindrica.
- Artocarpus integra.
- Coffea robusta.
* Tipe vegetasi : Hutan dataran rendah 1.200mm/th.
Penggolongan Tumbuhan berdasarkan
Besarnya Transpirasi (Coster)
c. Tumbuhan dengan Penguapan Kecil :
* Di bawah 1.000 mm/th.
* Contoh :
- Thea sinensis.
- Cocos nucifera.
- Ficus elastica.
- Agathis spp.
- Casuarina equisetifolia.
* Tipe vegetasi : Hutan pegunungan 860 mm/th.
Pohon Tahan Api dan yang Muncul
setelah Kebakaran








Pinus merkusii (tusam)
Tectona grandis (jati)
Casuarina junghuhniana (cemara gunung)
Eucalyptus alba (ampupu)
Melaleuca cayuputhi (kayu putih)
Schima wallichii (puspa)
Butea monosperma (ploso)
Phyllantus emblica (kemloko)
Akibat kebakaran, maka timbullah hutan-hutan murni
seperti misalnya hutan Pinus merkusii di Takengon Aceh,
hutan Casuarina junghuhniana di Jawa Timur, Hutan
Schima wallichii di Sumatera Selatan, Bangka dan Belitung.
Perbedaan Transpirasi dan Evaporasi





.
Transpirasi diatur oleh aktivitas “guard cells”.
Luas permukaan transpirasi diatur oleh guard cells,
sedangkan pada evaporasi stomata (guard cells) tidak
terlibat.
Transpirasi terjadi pada sel hidup saja.
Transpirasi terjadi untuk mencegah kekeringan
permukaan sel.
Evaporasi menyebabkan mengeringnya permukaan
(Evaporasi : Proses yang terjadi apabila jumlah
molekul yang keluar dari permukaan lebih besar).
Translokasi
- Pertumbuhan tinggi pohon tergantung pada pergerakan
air, mineral dan komponen anorganik dari akar ke ujung
batang dan sebaliknya pergerakan komponen organik
dan karbohidrat dari daun ke akar.
- Pada seedling translokasi yang terjadi sederhana.
- Pada waktu udara panas air lebih banyak ditransport
melalui akar dan batang ke mesofil daun. Aliran air
dikontrol oleh transpirasi.
- Komposisi xilem : garam mineral, substansi organik,
komponen N digunakan untuk mereduksi bahan organik
di bagian akar.
- Komponen xilem mengangkut garam mineral dibuktikan
dengan membuat sayatan gelang pada batang.
Translokasi




Unsur yang diekspor bergerak ke daun yang lebih
muda dan ke titik tumbuh pada akar dan pucuk.
Pembagian hara dari daun ke bagian lain terjadi
melalui floem. Percobaan sayatan membuktikan bahwa
terjadi akumulasi karbohidrat, N organik dan unsur
mobil seperti P dan K.
Mobilitas unsur dalam floem bervariasi tergantung jenis
tanamannya.
Kandungan bahan terlarut cairan floem terutama
sukrosa. Glukosa dan fruktosa kadang tidak ada.
Sirkulasi mineral dalam pohon
dan pengembalian ke dalam
tanah melalui pencucian dan
gugur daun