dasar ilmu tanah penyerapan air dari dalam tanah

PENYERAPAN AIR
OLEH
AKAR TANAMAN
PENYERAPAN AIR OLEH AKAR TANAMAN
Penyerapan air pada tumbuhan dilakukan dengan dua cara yaitu
penyerapan air secara aktif dan penyerapan air secara pasif.
Penyerapan air secara aktif dilakukan oleh sel hidup. Pada
penyerapan ini sel memerlukan energi. Kemampuan penyerapan air
ini dipengaruhi oleh kendungan O2. Apabila akar tanaman mendapat
02 yang cukup proses penyerapan air oleh akar akan berlangsung
sangat lancar. Sebaliknya apabilla 02 sangat kurang, penyerapan air
oleh akar akan sangat lambat atau tidak terjadi sama sekali.
Teori ini didukung oleh beberapa bukti :
a. Akar tanaman yang hidup pada tanah yang aerasinya buruk, bentuk
akarnya menggulung.
b. Apabila respirasi dihalangi dengan zat penghalang misalnya KCN,
maka absorpsi air akan berkurang.
c. Absorpsi air hanya dilakukan oleh sel yang hidup.
Penyerapan air secara pasif terjadi sebagai akibat dari proses
transpirasi . Semakin lancar transpirasi , semakin lancar pula
absorpsi air oleh akar.
2
Transpor lateral air dalam akar :
Ada dua jalur dalam akar untuk menyerap air dari tanah. Setiap jalur ini
mempunyai keunggulan dan kelemahannya.
Jalur Apoplastik dapat terjadi kalau tidak ada hypodermis . Air bergerak
menembus dinding sel dan rongga-rongga antar sel. Kalau air mengalir, zat
terlarut ikut bergerak bersama aliran atau dengan cara difusi. Jalur ini sangat
efisien.
Jalur Symplastik, dapat eterjadi kalau ada hypodermis. Air bergerak
menembus membran sel dan sel-sel hidup. Air bergerak secara osmosis,
sehingga solutes dapat bergerak dari sel ke sel melalui plasmodesmata.
Proses ini lebih lambat dibandingkan dengan jalur apoplastik.
3
Penyerapan air oleh akar tanaman
Zone penyerapan
air
4
Bulu-bulu akar, zone penyerapan air
5
Anatomi ujung akar:
1. Dinding sel tipis
2. Konduktivitas air
lebih baik
3. Jaringan pemb
uluh tumbuhkembang dengan
baik
6
Penyerapan air oleh akar tanaman:
1. Proses aktif
2. Proses pasif
Proses penyerapan air secara aktif: Penyerapan air berlangsung oleh adanya aktivitas
fisiologis akar tanaman
Apoplast: Suatu sistem kontinyu terdiri atas dinding sel, rongga sel (interplace) dan
pembuluh xylem, kecuali protoplast, dianggap sebagai bagian yang mati .
• Resistensi rendah dan transpor air lebih cepat .
Symplast: Suatu sistem kontinyu terdiri atas protoplast, plasmodesma dan membran plasma,
dianggap sebagai bagian yang hidup .
• Air memasuki simplast dengan cara osmosis dan kemudian air diangkut melintasi sel ke sel.
7
8
Jalur APOPLASTIK dan Jalur SIMPLASTIK
9
Penyerapan air secara pasif:
Penyerapan pasif didorong /
dipacu oleh transpirasi pada
daun
10
TRANSPIRASI
Transpirasi merupakan penguapan air ke atmosfir melalui daun dan batang
tumbuhan.
Tanaman menyerap air tanah oleh sistem perakarannya; air ini berasal dari
beragam kedalaman tanah.
Misalnya, tanaman jagung mempunyai perakaran hingga kedalaman 2.5
meter, sedanghkan bebertapa tumbuhan iklim kering mampu menumbuhkan
akarnya hingga kedalaman 20 meter.
Tanaman memompa air dari tanah untuk mengangkut unsur hara menuju ke
daun. Proses pemompaan air ini ditarik oleh penguapan air melalui
"stomates", yang berada di permukaan bawah daun.
Transpirasi ini kira-kira mencapai 10% dari total penguapan air.
11
Transpiration
Sejumlah air dilepaskan oleh
tumbuhan ke atmosfer melalui
proses transpirasi.
Untuk membantu proses
fotosintesis, tumbuhan
menyerap air dari tanah melalui
akarnya.
Tumbuhan menguapkan air ini ke
atmosfir melalui permukaan
daun dan batangnya.
Sekitar 70 % dari total hujan
dikembalikan ke atmosfer
melalui proses evaporasi dan
transpirasi.
12
TRANSPIRASI
Power-- Transpiration pull :
• Transpiration pull: kekuatan yang mendirong air bergerak ke atas sepanjang saluran
pembuluh xylem ditentukan oleh gradien potential air karena adanya transpirasi.
• Independent terhadap metabolisme akar
• Sarana utama untuk penyerapan air .
• Teruitama pada kondisi transpirasi intensif.
• Tanaman dapat menyerap air secara aktif pada kondisi transpirari rendah atau tanpa
transpirasi, sep[erti misalnya pada awal musim semi dan ketika daun masih belum
mengembang.
13
Faktor yang mempengaruhi penyerapan air oleh akar:
• Faktor Internal , derajat perkembangan, konduktivitas
air dan respirasi akar
• Faktor eksternal: faktor udara→ transpirasi
→ Penyerapan air (tidak langsung) .
• Faktor Tanah secara langsung mempengartuhi
penyerapan air oleh akar.
14
TRANSPIRASI DAN STOMATA DAUN
Ukuran, jumlah dan distribusi stomata
Stomata : pori untuk pertukaran gas (terutama CO2, O2 , uap air )
15
Mekanisme membuka
dan menutupnya
Stomata
• Opening in daytime
and closure at night
resulted from the
swelling by water
absorption or shrinking
by water loss in guard
cells.
• Kompleks Stomata
• Guard cell , subsidiary
cell dan rongga
substomata.
16
17
Teori konversi Gula – Pati;
Fosforilase pati (SPLase)
sangat penting dalam
proses membukamenutupnya stomata.
pH>5.0 aktivitas hydrolysis
↑,
pH<4.6 aktivitas synthesis
↑
18
Teori Pompa Kalium atau Penyerapan Ion Anorganik:
Perubahan K+ dan pH pada guard-cell dan sel sekitarnya selama membuka
dan menutupnya stomata
19
Teori Pompa ion Kalium uptake theory
20
Stomata
membuka dan
menutup
21
Faktor yang mempengaruhi membuka-menutup stomata
(1) Cahaya: Membentuk guyla dan malate, akumulasi K+ dan Cl• Sekitar 2.5% cahaya matahari penuh
• Peka terhadap sinar biru, UV-A receptor (reseptor sinar biru)
• Banyak gen yang mengendalikan perilaku stomata
22
Faktor membuka-menutup Stomata:
(2) CO2:
Banyak CO2 , stomata membuka; Sedikit CO2 , stomata menutup karena acidification dan K+
keluar dari guard cell.
(3) Lembab nisbi atmosfir : Lebih tinggi RH, membuka lebih besar. Lebih rendah RH,
kehilangan air dari Guard cell.
(4) Temperatur.
Peningkatan suhu udara akan meningkatkan membukanya stomata. Suhu optimum 30oC,
membuka lebih sedikit pada suhu >35oC
(5) Kadar air dan kadar K daun
Cukupnya air dan kalium, stomata membuka lebar. Terlalu banyak air menghambat
membukanya stomata
(6) Hormon tanaman
ABA--- menutup, ABA merangsang peningkatan Ca2+ dalam cytosol, secara tidak langsung
mengakibatkan aliran ke luar K+ , Cl- dari guard-cell dan menghambat masuknya K+ ke
dalam guard cell.
IAA , CTK mendorong membukanya stomata.
23
Model guard cell , melukiskan
fungsi-fungsi saluran ion dalam
signaling ABA dan menutupnya
stomata. Bagian sebelah kanan
menunjukkan saluran ion dan
regulator yang memediasi
menutupnya stomata yang dipacu
oleh ABA .
Sebelah kiri sel menunjukkan efek
paralel dari peningkatan [Ca2+]
sitoplasma yang dipacu oleh ABA
dan akan menghambat mekanisme
membukanya stomata
24
Kondisi internal tanaman dan Lingkungan yang mempengaruhi transpirasi
25
Transpor air dalam tumbuhan
26
Transpor air dalam
tubuh tanaman:
Dengan bantuan
gaya kohesi dan
adhesi , pohon yang
tinggi dapat
emengangkut air
hingga setinggi lebih
100 meter.
27
Kekuatan / Daya
Transpor air:
• Root pressure in
bottom,
• Transpiration pull in
top
28
Suhu tanah dan penyerapan air oleh akar tanaman
Suhu rendah: viskositas air dan
plasma meningkat; konduktivitas
air menurun; respirasi menurun
karena energi tidak cukup;
pertumbuhan akar dan bulu akar
menurun.
Suhu terlalu tinggi: akar mudah
membentuk gabus, konduktivitas
air menurun.
29