AIR AIR DAN DAN

TANAMANTANAMAN

Fisiologi tumbuhan banyak mengkaji masalah air,

bagaimana sifat air dan bagaimana hidup tanpa air…???

Air merupakan suatu molekul yang sederhana terdiri dari - 1 atom oksigen dan 2 atom hydrogen, ukuran molekulnya kecil. - Molekul air berbentuk cair dalam suhu ruang. Mempunyai panas spesifik yang tinggi dan dapat menyerap energi tanpa menyebabkan kenaikan suhu.

Tumbuhan banyak mengandung air dalam selnya. Hal ini yang menyebabkan suhu tumbuhan relative stabil walau menerima atau kehilangan energi.

Molekul AirMolekul Air

Air mempunyai viskositas rendah, viskositas air akan menurun jika suhu meningkat.Kepolaran air menyebabkan adanya gaya kohesi dan adhesi.

Adhesi = daya tarik menarik antara molekul yang tak sejenis.

Kohesi = daya tarik menarik antara molekul sejenis, yang menyebabkan tegangan permukaan.

Air sebagai pelarut, air dapat melarutkan lebih banyak jenis bahan kimia dibandingkan dengan zat cair lain karena memiliki konstanta dielektrik yang paling tinggi.

Fungsi Air Bagi Tumbuhan• 1. Menjadi Penyusun utama protoplasma• 2. Menjadi pelarut bagi zat hara yang diperlukan

tumbuhan• 3. Menjadi alat transpot untuk memindahkan zat hara• 4. Menjadi medium berlangsungnya reaksi metabolisme• 5. Menjadi bahan dasar untuk reaksi-reaksi biokimia• 6. Mengatur turgor sel• 7. Untuk mempertahankan temperatur yang seragam

diseluruh tubuh• 8. Alat gerak misalnya pada pulvinus tangkai daun

Air Tanah• Di dalam tanah air ada dalam

berbagai bentuk, Yaitu:• 1. Air gravitasi• 2. Air Kapiler• 3. Air Higroskopik• 4. Air Terikat Dalam molekul

• Status air tanah digambarkan oleh kandungan lengas

• Status air tanah tergantung pada tekstur dan struktur tanah

• Tanah lempung menyimpan air lebih banyak daripada tanah pasir, kekeringan di tanah lempung terjadi lebih lambat

Air hujan dan irigasi masuk ke tanah lewat infiltrasi, mengisi pori mikro tanah, tertahan sebagai lengas

Air tanah memiliki energi kinetik dan potensial

Energi kinetik sangat rendah, bergerak sangat lambat

Energi potensial tinggi, penjumlahan dari potensial gravitasi, potensial matrik, potensial tekanan, dan potensial solut

Bentuk Air Tersedia• Air kapiler, terletak antara titik

layu tetap (batas bawah) dan kapasitas lapangan (batas atas)

• Air tidak tersedia, air higroskopis (kurang dari titik layu tetap) dan air gravitasi (di atas kapasitas lapangan)

Air pada Kap. Lapangan Air pada Kap. Lapangan MenguntungkanMenguntungkan

• Adanya imbangan antara pori makro dg mikro

• Sebagian besar nutrisi dalam bentuk terlarut

• Permukaan akar memiliki luasan terbesar untuk menjalankan proses difusi ion dan aliran masa ion

GRADIEN POTENSIAL AIR DAN POTENSIAL KIMIAGRADIEN POTENSIAL AIR DAN POTENSIAL KIMIA

Dipengaruhi oleh lima faktor :Dipengaruhi oleh lima faktor :

a.a. Konsentrasi atau aktivasiKonsentrasi atau aktivasi mendorong mendorong terjadinya difusiterjadinya difusi

b.b. SuhuSuhu proses penguapan, peleburan, proses penguapan, peleburan, pembekuan, dan pengembunan.pembekuan, dan pengembunan.

c.c. Tekanan Tekanan tekanan akar tekanan akar

d.d. Efek zat terlarut terhadap potensial kimiaEfek zat terlarut terhadap potensial kimia Difusi osmosisDifusi osmosis

e.e. MatriksMatriks bahan pengikat air. bahan pengikat air. HidrasiHidrasi : proses : proses penyerapan airpenyerapan air

(Salisbury,1995)(Salisbury,1995)

Serapan dan pengangkutan air

Air diserap tanaman melalui akar, dari akar air diangkut menuju xylem lintasannya disebut lintasan radial pergerakan air.

Apoplas = dinding sel dari keseluruhan bagian tanaman dan pembuluh xylem dapat dianggap sebagai suatu system tunggal, pada dasarnya bagian apoplas ini merupakan bagian mati dari tanaman kecuali pada pita caspary sel endodermis, air dan zat terlarut didalamnya dapat bergerak bebas.

Simplas = bagian tanaman selain dinding sel dan pembuluh merupakan bagian hidup, meliputi sitoplasma dan organel-organelnya.

Pengangkutan air dalam pembuluh xylem melalui tekanan akar, kapilaritas, adanya sel pemompa, adanya gaya kohesi, tenaga pendorong akibat dari gradien konsentrasi.

(Salisbury,1995)

Siklus Penyerapan Air

Mekanisme hantaran airMekanisme hantaran air

1. Tekanan akar: tekanan yang terjadi di 1. Tekanan akar: tekanan yang terjadi di xilem sebagai hasil proses aktif. xilem sebagai hasil proses aktif. Dipengaruhi oleh faktor-faktor transpirasiDipengaruhi oleh faktor-faktor transpirasi

2. Aktivitas sel xilem: xilem sebagai bagian 2. Aktivitas sel xilem: xilem sebagai bagian berkas pengangkut, terdiri salah satunya sel berkas pengangkut, terdiri salah satunya sel hidup parenkim yang mengadakan proses hidup parenkim yang mengadakan proses metabolisme sehingga menghasilkan energi metabolisme sehingga menghasilkan energi untuk menggerakan air ke atasuntuk menggerakan air ke atas

3. Daya Hisap daun: sebagai akibat adanya 3. Daya Hisap daun: sebagai akibat adanya potensial osmotik di sel-sel mesofil daun potensial osmotik di sel-sel mesofil daun meningkat. meningkat.

Air Membatasi Pertumbuhan

Jumlahnya terlalu banyak (menimbulkan genangan) sering menimbulkan cekaman aerasi

Jumlahnya terlalu sedikit, sering menimbulkan cekaman kekeringan

Diperlukan upaya pengaturan lengas tanah supaya optimum, melalui pembuatan saluran drainase (mencegah terjadinya genangan) maupun saluran irigasi (mencegah cekaman kekeringan)

Faktor Yang mempengaruhi Penyerapan air:

Faktor Dalam:

1. Kec. Transpirasi

2. Sistem Perakaran

3. Pertumb. Pucuk

4. Metabolisme

Faktor Luar:

1. Ketersediaan Air Tanah

2. Potensial Osmotik AirTanah

3. Temperatur Tanah

4. Aerasi

Kehilangan AirKehilangan Air

1. Transpirasi1. Transpirasi 2. Gutasi2. Gutasi 3. Sekresi3. Sekresi 4. Perdarahan4. Perdarahan

TranspirasiTranspirasi

Transpirasi Transpirasi : proses penguapan air dari : proses penguapan air dari tumbuhan melalui stomata, kutikula dan tumbuhan melalui stomata, kutikula dan lentisel.lentisel.

Mengapa harus begitu banyak air yang hilang Mengapa harus begitu banyak air yang hilang dalam proses pertumbuhan tanaman?dalam proses pertumbuhan tanaman?

Karena rangka molekul bahan organik pada Karena rangka molekul bahan organik pada tumbuhan terdiri dari atom karbon yang tumbuhan terdiri dari atom karbon yang harus diperoleh dari atmosfer. Karbon masuk harus diperoleh dari atmosfer. Karbon masuk melalui pori stomata yang terdapat pada melalui pori stomata yang terdapat pada daun, dan air keluar secara difusi melalui pori daun, dan air keluar secara difusi melalui pori yang sama saat stomata terbuka yang sama saat stomata terbuka 90% air 90% air yang ditranspirasikan dan CO² dapat masuk.yang ditranspirasikan dan CO² dapat masuk.

Anatomi StomataAnatomi Stomata

Tekanan turgor : tekanan air yang menyebabkan keadaan sel tumbuha yang Tekanan turgor : tekanan air yang menyebabkan keadaan sel tumbuha yang dinding selnya kaku menjadi terentang karena adanyadinding selnya kaku menjadi terentang karena adanya peningkatan volume vakuola dan protoplasma selamapeningkatan volume vakuola dan protoplasma selama absorbsi air.absorbsi air.Air masuk Air masuk sel penjaga menjadi turgid (kencang) sel penjaga menjadi turgid (kencang) stomata membuka stomata membukaAir keluar Air keluar sel penjaga menjadi flacid (kendor) sel penjaga menjadi flacid (kendor) stomata menutup. stomata menutup.

(Garner,1991)(Garner,1991)

Mekanisme TranspirasiMekanisme Transpirasi

• 1. Peningkatan Gula dalam sel 1. Peningkatan Gula dalam sel Penutup Penutup

• 2. Perubahan Amilum Menjadi gula2. Perubahan Amilum Menjadi gula

• 3. Perubahan permeabilitas3. Perubahan permeabilitas

• 4. Metabolisme langsung4. Metabolisme langsung

Transpirasi sebagai salah satu bagian dari siklus air di alam

Peranan dan Fungsi TranspirasiPeranan dan Fungsi Transpirasi

Menyebabkan terbentuknya daya hisap Menyebabkan terbentuknya daya hisap daun, so Terjadi transport air di batangdaun, so Terjadi transport air di batang

Membantu penyerapan air dan zat haraMembantu penyerapan air dan zat hara

Menjaga stabilitas suhu daunMenjaga stabilitas suhu daun

Membantu pertukaran energi, fotosintesis Membantu pertukaran energi, fotosintesis dan mengurangi air yang berlebihandan mengurangi air yang berlebihan

(Benyamin,2004)(Benyamin,2004)

Faktor yang mempengaruhi laju Faktor yang mempengaruhi laju transpirasi:transpirasi:

--. Jumlah stomata. Jumlah stomata- Struktur Anatomi DaunStruktur Anatomi Daun- Sel DaunSel Daun-. Kelembaban udara-. Kelembaban udara-. Temperatur-. Temperatur-. Cahaya-. Cahaya-. Ketersediaan air-. Ketersediaan air- Aktivitas vital- Aktivitas vital

GUTASIGUTASITumbuhan bukan hanya melakukan penyerapan air dan mineral Tumbuhan bukan hanya melakukan penyerapan air dan mineral

tetapi juga mengeluarkan zat sisa metabolisme ke lingkungan. tetapi juga mengeluarkan zat sisa metabolisme ke lingkungan. Zat sisa yang dikeluarkan tanaman tingkat tinggi dapat berupa:Zat sisa yang dikeluarkan tanaman tingkat tinggi dapat berupa:

1.   Zat sisa hasil pembongkaran, misalnya CO2 dan H2O hasil 1.   Zat sisa hasil pembongkaran, misalnya CO2 dan H2O hasil respirasi.respirasi.

2.   Zat yang sama seperti diserap, misalnya air pada peristiwa 2.   Zat yang sama seperti diserap, misalnya air pada peristiwa gutasi.gutasi.

Jika keadaan lingkungan udara lembab, air dari dalam tubuh Jika keadaan lingkungan udara lembab, air dari dalam tubuh tumbuhan tidak dikeluarkan dalam bentuk uap air tetapi berupa tumbuhan tidak dikeluarkan dalam bentuk uap air tetapi berupa tetes air melalui ujung daun yang disebut tetes air melalui ujung daun yang disebut gutasigutasi..

Gutasi merupakan mekanisme pengeluaran air beserta garam Gutasi merupakan mekanisme pengeluaran air beserta garam mineral terlarut yang tidak diserap oleh tanaman, misalnya ion K, mineral terlarut yang tidak diserap oleh tanaman, misalnya ion K, Cl, Br atau NO.Cl, Br atau NO.

Perbedaan antara Transpirasi dengan Gutasi :Perbedaan antara Transpirasi dengan Gutasi :TranspirasiTranspirasi : mengeluarkan zat yang berupa uap air dan : mengeluarkan zat yang berupa uap air dan

oksigenoksigenGutasiGutasi : mengeluarkan zat yang berupa tetesan air yang : mengeluarkan zat yang berupa tetesan air yang mengandung garam mineral terlarut.mengandung garam mineral terlarut.