Laporan Praktikum Biofisika (Transpirasi pada Tumbuhan)

Hari/Tanggal
: Jumat, 28 September 2012
Rekan Kerja
:
1. Nur Kholifah
2. Sri Afriyani
3. Nurhasanah
NIM G741100
NIM G741100
NIM G741100
LAPORAN BIOFISIKA UMUM
TRANSPIRASI PADA DAUN TUMBUHAN
DADI IRAWAN
NIM G74110020
Asisten
: 1. Ajeng Widya Roslia
2. Feby Rahmawati F
3. Budi Setiadi
4. Andri Harryansyah
NIM
NIM
NIM
NIM
G74090029
G74090032
G74090037
G74090039
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2012
Tujuan
1. Mempelajari pergerakan air dalam tumbuhan.
2. Mengukur perubahan tegangan ketika tumbuhan bertranspirasi.
Peralatan
1.
2.
3.
4.
5.
Pressure Sensor PS-2113A
Xplorer GLX PS-2002 atau Pasport Interface
Tumbuhan atau semaian bibit, tinggi 12-15 cm
Pisau atau silet, mangkuk air dingin, minyak ter’
Lab satnd, 2 kepitan/klem, glycerin, kipas listrik
Teori singkat
Transpirasi adalah proses hilangnya air dalam bentuk uap air dari jaringan
hidup tanaman yang terletak di atas permukaan tanah melewati stomata,
lubang kutikula, dan lentisel . Air yang ditranspirasikan sekitar 80% berjalan
melewati lubang stomata, paling besar peranannya dalam transpirasi. Daun
merupakan organ yang berfungsi menangkap cahaya waktu fotosintesis,
penguapan dan trasnportasi, struktur anatomi daun sama dengan strukut
anatomi batang (Lakitan,2007).
Daun yang dimiliki oleh tumbuhan memiliki jaringan-jaringan penting
yang memiliki fungsi berbeda. Jaringan-jaringan itu bekerja secara sinergis
satu sama lain sehingga tercipta system yang seimbang. Jaringan epidermis
daun terdapat di permukaan atas dan bawah, terdiri dari selapis sel. Sel
epidermis berdinding tebal, tersusun rapat, dilapisi kutikula untuk
menghindari penguapan. Daun memiliki stomata (mulut daun) yaitu celah
yang dibatasi sel penutup untuk pertukaran gas. Jaringan parenkim palisade
(jaringan pagar) pada daun tersusun dari sel yang memanjang berjajar seperti
pagar, memiliki klorofil uantuk fotosintesa. Sedangkan parenkim spons
(bunga karang), sel-selnya tersusun jarang dengan banyak ruang antar sel yang
berfungsi untuk pertukaran gas dan tidak mengandung banyak klorofil. Ikatan
pembuluh terdapat dalam tulang daun yang bercabang-cabang yang
berhubungan dan nampak seperti anyaman. Ikatan pembuluh berfungsi
mengangkut air, zat hara serta zat organik yang disintesa dalam daun dan
disebarkan ke bagian lain. Stomata atau mulut daun merupakan bentuk khusus
dari sel epidermis, berfungsi dalam pertukaran gas. Stomata terdiri dari sel
penjaga yang mengandung klorofil, membuka dan menutupnya diatur oleh
turgiditas.
Prosedur Percobaan
1. Melakukan set-up peralatan dengan cara memasukkan ujung kait konektor
ke dalam salah satu ujung tabung plastik kemudian menambahkan glycerin
untuk melumasi jika siperlukan.
2. Memotong batang semaian tanaman 2-3 cm di atas permukaan tanah.
Segera merendam ujung potongan kedalam air, dan membiarkannya
terendam, kemudian mengiris potongan segar hingga sudut 450.
3. Mengisi tabung dengan air seemikian sehinga ada celah udara 2-3 cm pada
salah satu ujung, kemudian mengangkat ujung tersebut dengan konektor
dan membiarkan kelebihan air tumpah ke ujung lain.
4. Dengan menempatkan di atas ujung bebas tabung, meletakkan tabung
dibawah air dan memasukkan tangkai potongan tanaman tabung.
Kemudian menghindari terbentuk gelembung udara di dalam tabung,
menarik tabung menjauh dari tangkai jika terbentuk gelembung udara.
5. Menyebarkan minyak ter’ sekitar ujung tabung untuk menciptakan segel
kedap udara antara ujung atas tabung plastik dan tangkai tanaman atau bias
juga menggunakan solatif.
6. Mengunci tanaman pada posisi tegak lurus dengan klem ke stand lab.
7. Menempelkan pressure sensor ke batang support stand lab dengan
menggunakan klem lain. Port teknan harus 5-7 cm di atas ujung potongan
tangkai tanaman untuk mencegah air dari memasuki pressure sensor.
8. Mengarahkan perangkai pada ujung tabung plastik dengan port tekana
pressure sensor. Mendorong perangkai ke port, dan memutar perangkai
searah jarum jam hingga terkunci sehingga terkunci (sekitar 1/8 putaran).
Memastikan tidak ada air memasuki sensor.
9. Melakukan set-up software dengan cara menghubungkan susunan sensor
tekanan/tanaman ke PASPORT Interface, pilih “Launch Data Studio”
tampilan data studio akan muncul.
10. Mengklik 2 kali ikon tampilan digits, atau seret ikon tersebut ke kanal data
Relative Pressure, untuk membuka tampilan digits dari pressure (kPa).
Data
Tabel 1. Laju Transpirasi Pada Tumbuhan
Rate of
Transpiration
P1
P2
|∆P|
t1
t2
∆t
Run
(kPa)
(kPa)
(kPa)
(min)
(min)
(min)
No Fan
105.7x10-3
102.2x10-3
3.5x10-3
0.33
7.92
7.58
4.62x10-4
With Fan
100.3x10-3
98.1x10-3
2.2x10-3
0.33
7.92
7.58
2.90x10-4
Transpiration
(kPa/min)
grafik hubungan antara tekanan terhadap waktu
(tanpa kipas)
107
Tekanan (Pa)
106
105
104
Tanpa kipas…
103
102
y = -0.0071x + 105.51
101
0
100
200
300
400
500
600
Tekanan (Pa)
Waktu (s)
Grafik hubungan antara tekanan terhadap
waktu
(kipas)
100.8
100.4
100
99.6
99.2
98.8
98.4
98
97.6
97.2
kipas
y = -0.0049x + 100.48
0
100
200
300
400
Waktu (s)
Pengolahan Data
Tanpa Kipas
Diketahui : P1 = 105.7 Pa = 105.7x10-3 kPa
P2 = 102.2 Pa = 102.2x10-3 kPa
t1 = 20 detik = 0.33 menit
t2 = 475 detik = 7.92 menit
Ditanya : rate of transpiration ?
500
600
Jawaban :
a.
|∆P| = |P2 - P1|
= |102.2x10-3 - 105.7x10-3| kPa
= |- 3.5x10-3| kPa
= 3.5x10-3 kPa
b.
∆t
= t2 – t1
= (7.92 – 0.33) menit
= 7.58 menit
Rate of transpiration : Vtranspiration =
|∆𝑃|
∆𝑡
=
3.5x10−3 kPa
7.58 menit
𝑘𝑃𝑎
= 4.62x10-4 𝑚𝑒𝑛𝑖𝑡
Mengunakan kipas
Diketahui : P1 = 100.3 Pa = 100.3x10-3 kPa
P2 = 98.1 Pa = 98.1x10-3 kPa
t1 = 20 detik = 0.33 menit
t2 = 475 detik = 7.92 menit
Ditanya : rate of transpiration ?
Jawaban :
a.
|∆P| = |P2 - P1|
= |98.1x10-3 –100.3x10-3| kPa
= |- 2.2x10-3| kPa
= 2.2x10-3 kPa
b.
∆t
= t2 – t1
= (7.92 – 0.33) menit
= 7.58 menit
Rate of transpiration : Vtranspiration =
|∆𝑃|
∆𝑡
=
2.2x10−3 kPa
7.58 menit
𝑘𝑃𝑎
= 2.90x10-4 𝑚𝑒𝑛𝑖𝑡
Tekanan (10-3 kPa)
Grafik perubahan tekanan terhadap
perubahan waktu
107
106
105
104
103
102
101
100
99
98
97
tanpa kipas
kipas
y = -0.4611x + 105.85
Linear (tanpa kipas)
Linear (kipas)
y = -0.2899x + 100.4
0
2
4
6
8
10
Waktu (menit)
Pembahasan
Transpirasi adalah proses pelepasan uap air dari dalam diri tumbuhan.
Transpirasi merupakan satu mekanisme untuk membuang kelebihan air atau air
sisa metabolisme. Tumbuhan yang melakukan metabolisme, baik anabolisme
maupun katabolisme tidak terlepas dari peran air. Tumbuhan yang kelebihan air
akan mengeluarkannya sehingga terjadi keseimbangan. Air yang banyak pada diri
tumbuhan dapat merusak proses metabolisme yang terjadi, bahkan dapat
mengganggu proses metanolisme itu sendiri. Sebaliknya, tumbuhan yang
kekurangan air akan mengalami penurunan tekanan turgor atau turgiditas
tumbuhan sehingga tumbuhan tersebut tidak mampu melakukan metabolisme
secara sempurna. Akibat menurunnya turgiditas tumbuhan ini tumbuhan akan layu
sampai akhirnya mati. Laju transpirasi dipengaruhi oleh dua faktor, yaitu faktor
internal dan faktor eksternal. Faktor internal yang memengaruhi proses transpirasi
di antaranya konduktivitas stomata, daya hisap daun, dan tekanan akar, laju
fotosintesis dan respirasi, serta jenis dan umur tanamannya. Sedankang faktor
eksternal yang penting adalah suhu, kelembaban udara, kecepatan angin dan beda
potensial air antara tanah dengan udara sekitar atmosfer. Oleh bermacam-macam
tenaga penggerak dan daya kohesi, maka dalam tubuh tumbuhan terbentuk aliran
air atau benang air yang tak terputus.( http://www.brighthub.com). Di sisi lain,
transpirasi dapat dipandang sebagai salah satu mekanisme pelepasan kelebihan
panas tubuh tumbuhan, serta mendorong aliran air tanah masuk ke jaringan untuk
mendapatkan berbagai nutrisi yang dibutuhkan ( Salisbury, 1992).
Laju perubahan tekanan terhadap waktu ketika tidak diberikan aliran udara
ke tubuhan yaitu 4.62x10-4 kPa/menit, sedangkan ketika diberikan aliran udara
kepadanya, percobaan menghasilkan laju transpirasi sebesar 2.90x10-4 kPa/menit.
Seperti telah dijelaskan di atas bahwa transpirasi dipengaruhi oleh faktor internal
an faktor ekternal. Faktor internal yang menjadi sampel pada percobaan ini yaitu
banyaknya mulut daun atau stomata yang dimiliki oleh daun tumbuhan tersebut.
Semakin banyak stomata yang dimiliki oleh daun tumbuhan, maka transpirasi
akan berlangsung dalam waktu yang cepat. Keadaan sebaliknya terjadi jika
tumbuhan tidak terlalu banyak memiliki stomata, sebagai akibatnya laju
transpirasi berlangsung dalam waktu yang lambat. Analog stomata dalam daun
seperti keran dalam air dalam suatu penampungan air. Andaikan ada sebuah bak
penampung air yang besar dengan sebuah keran serta bak penampung air lain
dengan sepuluh keran, maka laju perubahan volume air yang keluar dari
penampung air satu keran akan lebih lambat jika dibandingkan dengan
penampung air yang memiliki sepuluh keran. Stomata sebagai tempat keluar
masuknya udara hasil metabolisme, sehingga semakin banyak tumbuhan memiliki
stomata maka laju transpirasnya semakin besar. Kipas yang mengalirkan udara
atau angin memengaruhi laju transpirasi sebagai faktor eksternal. Terbuki dengan
hasil percobaan yang telah dijelaskan di atas. Angin dapat mempercepat proses
laju transpirasi dengan cara mengalirkan udara di atas keran udara yang dimiliki
tunbuhan atau stomata. Ia membuat stomata cepat kering sehingga terus perlu
melakukan transpirasi secara terus menerus. Prinsip yang sesuai dengan skema ini
yaitu terjadinya angin darat dan angin laut sehingga menguntungkan para nelayan
untuk melaut. Daratan yang cepat memanas sehingga menghasilkan uap yang
banyak dibandingkan lautan, mengakibatkan angin berhembus dari darat menuju
laut. Angin ini disebut angin darat yang terjadi pada sore hari. Sedangkan daratan
yang cepat mongering membuat angin berhembus angin dari laut yang disebut
angin laut. Angin ini terjadi pada pagi hari. Oleh karena itu, peranan faktor
ekternal seperti air sangat memengaruhi laju transpirasi pada tumbuhan. Upaya
yang dapat dilakukan oleh tumbuhan untuk mengurangi penguapan yang terjadi
pada dirinya antara lain dengancara menggugurkan daunnya seperti pada
tumbuhan randu dan jati ketika musim kemarau. Andaikan mereka tidak
melakukan itu tentunya akan memengaruhi kelangsungan hidup dirinya. Selain
itu, tumbuhan juga dapat melakukan efisiensi penggunaan air dengan cara
membuka dan menutup stomata pada waktu tertentu.
Kesimpulan
Percobaan pada praktikum kali ini yaitu mempelajari pergerakan air yang
dipengaruhi oleh faktor internal yaitu banyaknya stomata yang dimiliki daun
tumbuhan serta faktor eksternal yaitu angin atau udara yang dialirkan di atas
stomata. Hasil yang didapatkan dari hasil percobaan yaitu menunjukkan
bahwa semakin banyak stomata yang dimiliki tumbuhan, maka laju transpirasi
yang terjadi semakin cepat. Sama halnya dengan stomata, banyaknya udara
atau angin yang mengalir melalui stomata akan membuat kran udara ini terlalu
cepat mengalami kekeringan. Keringnya permukaan daun perlu melakukan
transpirasi terus menerus untuk menjaga keseimbangan tekanan antara di
dalam dan di luar daun. Dengan demikian, angin pun memengaruhi laju
transpirasi pada tumbuhan.
Daftar Pustaka
[Anonim].
2010.
Plant
Transpiration
.[Terhubung
berkala].
http://www.brighthub.com/environment/science
environmental/articles/64374.aspx (30 September 2012)
Lakitan, B. 2007. Dasar-Dasar Fisiologi Tumbuhan. Jakarta : Raja Grafindo
Persada.
Salisbury dan Ross. 1992. Fisiologi Tumbuhan. Bandung :ITB Press.