BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Secara alamiah tumbuhan mengalami kehilangan air melalui penguapan.

Proses kehilangan air pada tumbuhan ini disebut transpirasi. Pada transpirasi, hal

yang penting adalah difusi uap air dari udara yang lembab di dalam daun ke udara

kering di luar daun. Kehilangan air dari daun umumnya melibatkan kekuatan

untuk menarik air ke dalam daun dari berkas pembuluh yaitu pergerakan air dari

sistem pembuluh dari akar ke pucuk, dan bahkan dari tanah ke akar. Ada banyak

langkah di mana perpindahan air dan banyak faktor yang mempengaruhi

pergerakannya. Besarnya uap air yang ditranspirasikan dipengaruhi oleh beberapa

faktor, antara lain: (1) Faktor dari dalam tumbuhan (jumlah daun, luas daun, dan

jumlah stomata); dan (2) Faktor luar (suhu, cahaya, kelembaban, dan angin)

(Anonim, 2009).

Unsur hara akan diserap secara difusi jika konsentrasi di luar sitosol (pada

dinding sel atau larutan tanah) lebih tinggi dari pada konsentrasi di dalam sitosol.

Beberapa penggantian air berasal dari dalam sel daun melalui membran plasma.

Ketika air meninggalkan daun, molekul air menjadi lebih kecil. Hal ini akan

mengurangi tekanan turgor. Jika banyak air yang dipindahkan, tekanan turgor

akan menjadi nol. Oleh karena itu, sel menjadi lunak dan kehilangan kemampuan

untuk mendukung daun. Hal ini dapat terlihat ketika tanaman layu. Untuk

mengetahui tingkat efisiensi tumbuhan dalam memanfaatkan air, sering dilakukan

pengukuran terhadap laju transpirasi. Tumbuhan yang efisien akan menguapkan

air dalam jumlah yang lebih sedikit untuk membentuk struktur tubuhnya (bahan

keringnya) dibandingkan dengan tumbuhan yang kurang efisien dalam

memanfaatkan air.

Kelihatannya transpirasi tidak mempunyai keuntungan atau fungsi bagi

tumbuhan. Ambil contoh tumbuhan yang hidup di dalam air, misalnya berbagai

jenis ganggang. Kelompok tumbuhan ini tidak melakukan transpirasi tetapi dapat

tumbuh dan berkembang secara normal. Di dalam terrarium, kelembaban nisbi

adalah 100%. Dengan demikian laju transpirasi akan sangat rendah sekali (jika

1

ada); tetapi berbagai jenis tumbuhan dapat tumbuh dan berkembang dengan baik

di dalam terrarium.

1.2 Tujuan

Tujuan dari pembuatan makalah ini adalah :

a. Mengetahui pengertian transpirasi

b. Mengetahui lintasan pergerakan unsur hara menuju dan di dalam jaringan

akar

c. Mengetahui mekanisme pengangkutan dan penyerapan air

d. Mengetahui peranan tanspirasi dalam penyerapan dan pengangkutan unsur

hara

e. Mengetahui gejala kekurangan unsur hara pada tumbuhan

1.3 Batasan Masalah

a. Pengertian transpirasi

b. Lintasan pergerakan unsur hara menuju dan di dalam jaringan akar

c. Mekanisme pengangkutan dan penyerapan air

d. Peranan tanspirasi dalam penyerapan dan pengangkutan unsur hara

e. Gejala kekurangan unsur hara pada tumbuhan

1.4 Metode Penulisan

Metode penulisan yang digunakan pada pembuatan makalah ini adalah

dengan metode pustaka dan internet.

2

BAB II

ISI

2.1 Transpirasi

Transpirasi dapat diartikan sebagai proses kehilangan air dalam bentuk uap

dari jaringan tumbuhan melalui stomata. Kemungkinan kehilangan air dari

jaringan tanaman melalui bagian tanaman yang lain dapat saja terjadi, tetapi porsi

kehilangan tersebut sangat kecil dibandingkan dengan yang hilang melalui

stomata. Oleh sebab itu dalam perhitungan besarnya jumlah air yang hilang dari

jaringan tanaman umumnya difokuskan pada air yang hilang melalui stomata

(Lakitan, 2001).

Proses tranpirasi berlangsung selama tumbuhan hidup. Peneliti di Utah

State University berhasil menghitung beberapa banyak jumlah air yang hilang

melalui transpirasi pada tanaman jagung mulai dari berkecambah sampai panen.

Jumlah air yang hilang melalui transpirasi pada tanaman jagung adalah setara

dengan total 450 mm curah hujan, atau untuk menghasilkan 1 kg berat kering

tanaman jagung dibutuhkan 225 kg air yang hilang melalui transpirasi (Lakitan,

2001).

Mengapa begitu banyak air yang hilang ke atmosfir melalui tanaman untuk

menghasilkan 1 kg berat kering tumbuhan, hal ini disebabkan karena sebagai

berikut ;

1. Bahan yang terkandung dalam tanaman sebagian besar adalah senyawa

kerangka karbon, di mana karbon tersebut berasal dari udara dalam bentuk

karbon dioksida (CO2). Tumbuhan menyerap CO2 tersebut melalui

stomata. Jika tumbuhan ingin menyerap lebih banyak CO2 maka stomata

harus dibuka lebar. Konsekuensinya jika stomata membuka lebar maka

akan semakin banyak tumbuhan kehilangan air, karena baik CO2 maupun

uap air bergerak melalui stomata yang sama.

2. Pada siang hari tumbuhan menerima radiasi matahari, sebagian dari radiasi

matahari ini akan diserap tumbuhan. Jika serapan energi matahari ini tidak

diimbangi dengan usaha untuk membebaskan energi tersebut, maka suhu

3

tumbuhan akan meningkat. Peningkatan suhu yang berlebihan akan sangat

menggangu metabolisme tumbuhan (Lakitan, 2001).

Laju transpirasi ditentukan oleh 2 hal, yakni: (1) perbedaan kerapatan uap

air (vapor pressure) antara rongga sub-stomatal dengan udara bebas di sekitar

tumbuhan, dan (2) daya hantar stomata. Kerapatan uap air di udara tergantung

pada kelembaban nisbi dan suhu udara tersebut. Untuk perhitungan laju

transpirasi, kelembaban nisbi di dalam rongga sub-stomatal dianggap 100%. Jadi

kerapatan uap air di dalam rongga-stomatal sepenuhnya tergantung pada suhu

daun (Lakitan, 2001).

Dari uraian di atas, dapat disimpulkan bahwa faktor-faktor yang

mempengaruhi laju transpirasi terdiri atas 2 faktor yaitu faktor dalam dan faktor

luar :

a. Faktor-faktor dalam

- Besar-kecilnya daun

- Tebal-tipisnya daun

- Berlapiskan lilin atau tidaknya permukaan daun

- Banyak sedikitnya bulu di permukaan daun

- Banyak sedikitnya stomata

- Bentuk dan lokasi stomata

b. Faktor-faktor luar

- Matahari

- Kelembaban udara sekitar tanaman

- Suhu udara

- Suhu daun tanaman

- Angin

- Keadaan air di dalam tanah

(Martine, 2009).

4

2.2 Mekanisme Penyerapan Dan Pengangkutan Air dan Unsur Hara

Tumbuhan memperoleh bahan-bahan yang diperlukan untuk pertumbuhan

melalui akarnya. Akar menyerap air dari lingkungan sekitarnya secara osmosis.

Akar juga menyerap mineral dari lingkungan sekitarnya bersama dengan

penyerapan air. Air masuk ke dalam akar melalui rambut-rambut akar, rambut

akar tersebut akan meningkatkan luas permukaan akar dan dapat meningkatkan

jumlah air yang diserap atau diambil oleh tumbuhan. Air yang diserap oleh akar

diangkut melalui batang. Mineral dari tanah terlarut dalam air sehingga juga

diangkut melalui batang. Air dan mineral diangkut oleh sel-sel xilem (Dewi,

2008).

Ada dua mekanisme penyerapan air yaitu penyerapan aktif dan pasif.

1. Penyerapan aktif terdiri atas aktif osmotik dan aktif non osmotik

a. Aktif osmotik

Air beserta unsur hara yang terlarut dalam air bergerak dari tanah melalui

akar dan menuju sel-sel xilem secara osmosis. Perbedaan konsentrasi

antara tanah dan akar akan dipertahankan dengan 2 cara yaitu dengan

pergerakan air keluar dari akar melalui xilem dan oleh konsentrasi mineral

yang lebih tinggi di dalam sel yang dipertahankan oleh penyerapan ion

secara selektif melalui endodermis (Pack,2008).

Gambar 1. Penyerapan aktif osmotik

5

b. Aktif non osmotik

Mekanisme respirasi sel akar, sebagai sumber tenaga penggerak

penyerapan air beserta unsur hara yang terlarut di dalamnya. Kapilaritas

juga berperan dalam pergerakkan air menaiki xilem. Gaya kapiler berasal

dari gaya adhesi (tarik-menarik molekul di antara senyawa yang tidak

sama) antara air dan tabung kapiler (sebuah tabung dengan lubang yang

sempit). Gaya-gaya ini bergabung untuk mendorong air menaiki sisi

tabung. Akibatnya, suatu meniskus atau permukaan berbentuk cekung, di

bagian atas kolom air. Namun, pada sel-sel xilem aktif, air berbentuk suatu

kolom yang berlanjut tanpa meniscus jadi pengaruh gaya kapilernya

minimal, dibatasi oleh rongga-rongga kecil di dalam mikrofibril selulosa

dinding sel (Pack,2008).

Gambar 2. Penyerapan aktif non osmotik

2. Penyerapan pasif

Penyerapan pasif merupakan tarikan transpirasi (penggeraknya

transpirasi), sedangkan energi penggeraknya berasal dari tarikan transpirasi daun.

Transpirasi tumbuhan mengeluarkan air dari daun sehingga menyebabkan suatu

tekanan atau tegangan negatif yang berkembang dalam daun dan jaringan xilem.

Kohesi diantara molekul-molekul air menghasilkan suatu kolom air seperti

polimer dari akar ke daun. Pada air, kohesi berasal dari polaritas molekul air, yang

menyebabkan ikatan hidrogen terbentuk diantara molekul-molekul air yang

berdekatan. Akibatnya molekul air di dalam satu rangkaian sel xilem (pembuluh

atau trakeid) berlaku sebagai suatu molekul tunggal seperti polimer (Pack,2008).

6

Gambar 3. Penyerapan pasif

2.3 Lintasan Pergerakan Unsur Hara Menuju dan di Dalam Jaringan Akar

Mekanisme aliran massa adalah suatu mekanisme gerakan unsur hara di

dalam tanah menuju ke permukaan akar bersama-sama dengan gerakan massa air.

Selama proses transpirasi tanaman berlangsung, terjadi juga proses penyerapan air

oleh akar tanaman. Pergerakan massa air ke akar tanaman akibat langsung dari

serapan massa air oleh akar tanaman terikut juga terbawa unsur hara yang

terkandung dalam air tersebut. Peristiwa tersedianya unsur hara yang terkandung

dalam air ikut bersama gerakan massa air ke permukaan akar tanaman dikenal

dengan Mekanisme Aliran Massa. Unsur hara yang ketersediaannya bagi tanaman

melalui mekanisme ini meliputi: nitrogen (98,8%), kalsium (71,4%), belerang

(95,0%), dan Mo (95,2%) (Madjid, 2007).

Unsur hara dapat masuk ke dalam akar melalui tiga cara yakni:

1. Secara difusi dalam larutan tanah

2. Secara pasif terbawa oleh aliran air tanah

3. Karena akar tumbuh ke arah posisi hara tersebut dalam matrik tanah

(Lakitan, 2001).

Lintasan apoplas dan simplas sama pentingnya dalam pengangkutan ion ke

dalam pembuluh xilem. Kalsium dalam bentuk ion Ca2+ diangkut ke pembuluh

xilem melalui dinding sel (lintasan apoplas). Pengangkutan ion melalui lintasan

apoplas ini tidak dapat berlangsung seutuhnya dari epidermis ke pembuluh xilem,

karena pada sel-sel endodermis terdapat pita kasparin yang bersifat impermeable.

Pada posisi ini pengangkutan ion selanjutnya dikendalikan oleh membran plasma

7

sel-sel endodermis. Membran ini mengendalikan laju pengangkutan dan jenis ion

yang diangkut ke pembuluh xilem (Lakitan, 2001).

Pada saat diangkut melalui dinding sel dari epidermis ke endodermis,

sebagian ion akan pula diserap oleh sel-sel yang dilaluinya, masuk ke sitosol dari

sel-sel tersebut sehingga selanjutnya ion-ion ini diangkut melalui lintasan simplas.

Sebagian ion yang telah masuk ke sitosol sel-sel ini akan pula diangkut masuk ke

vakuola sel, di mana penting peranannya dalam menyebabkan penurunan potensi

osmotik ke akar, sehingga mempercepat serapan air, meningkatkan tekanan turgor

sel-sel tersebut, dan akhirnya memacu pertumbuhan akar menembus tanah

(Lakitan, 2001).

Untuk ion-ion yang diserap langsung oleh sel-sel epidermis akan diangkut

ke pembuluh xilem secara simplastik, melintasi beberapa lapis sel korteks, sel

endodermis dan sel perisikel. Pengangkutan ini melintasi dinding sel lamela

tengah dan plasma membran atau pengangkutan berlangsung melalui

plasmodesmata (Lakitan, 2001).

2.4 Peranan Tanspirasi Dalam Penyerapan Dan Pengangkutan Unsur Hara

Beberapa jenis tumbuhan dapat hidup dengan tanpa melakukan tranpirasi,

tetapi jika transpirasi berlangsung pada tumbuhan agaknya dapat memberikan

beberapa keuntungan bagi tumbuhan tersebut, misalnya dalam (a) mempercepat

laju pengangkutan unsur hara melalui pembuluh xilem, (b) menjaga turgiditas sel

tumbuhan agar tetap pada kondisi optimal, dan (c) sebagai salah satu cara untuk

menjaga stabilitas suhu daun (Lakitan, 2001).

Walaupun dari beberapa hasil pengujian didapatkan bahwa pengangkutan

unsur hara tetap dapat berlangsung jika transpirasi tidak terjadi. Akan tetapi laju

pengangkutan terbukti akan berlangsung lebih cepat jika transpirasi berlangsung

secara optimum. Sebagai contoh pada tanaman tomat terjadi defisiensi kalsium

pada daun-daun mudanya jika laju transpirasi dihambat dengan cara

meningkatkan kandungan CO2 (sehingga stomata hampir menutup) dan

kelembaban udara yang tinggi (Lakitan, 2001).

Sel tumbuhan diyakini akan berfungsi optimal pada tingkat turgiditas

tertentu, di mana jika turgiditasnya menjadi lebih tinggi atau lebih rendah maka

8

sel tersebut akan menurun fungsinya. Jika tekanan internal sel (turgor) melampaui

batas elastisitasnya dinding sel, maka sel tersebut akan pecah. Secara visual sering

terlihat terjadinya pecah buah pada berbagai jenis tanaman dengan buah

berdaging, misalnya tomat, anggur, cherry, dan jenis cabai tertentu (Lakitan,

2001).

Transpirasi jelas merupakan suatu proses pendinginan (sebagaimana

halnya juga evaporasi). Pada siang hari, radiasi matahari yang diserap daun akan

meningkatkan suhu. Jika transpirasi berlangsung maka peningkatan suhu daun ini

dapat dihindari. Bagaimana jika transpirasi tidak berlangsung? Sesungguhnya jika

transpirasi tidak berlangsung, suhu daun tetap akan didinginkan melalui proses

fisika lainnya, yaitu secara konduksi. Akan tetapi, kehilangan panas secara

konduksi ini hanya akan berlangsung jika suhu daun lebih tinggi dari suhu udara

di sekitarnya (Lakitan, 2001).

2.5 Gejala Kekurangan Unsur Hara Pada Tumbuhan

Jika ketersediaan unsur hara esensial kurang dari jumlah yang dibutuhkan

tanaman, maka tanaman akan terganggu metabolismenya yang secara visual dapat

terlihat dari penyimpangan-penyimpangan pada pertumbuhannya. Gejala

kekurangan unsur hara ini dapat berupa pertumbuhan akar, batang, atau daun yang

dapat terhambat (kerdil) dan klorosis atau nekrosis pada berbagai organ tanaman

(Lakitan, 2001).

Pada dasarnya kekurangan unsur hara tergantung pada dua hal utama,

yakni:

1. Fungsi dari unsur hara tersebut

2. Kemudahan dari unsur hara tersebut untuk ditranslokasikan dari daun tua

ke daun muda (Lakitan, 2001).

Kemudahan suatu unsur hara untuk di translokasikan tergantung pada

kelarutan dari bentuk kimia dari unsur tersebut di dalam jaringan tanaman dan

kemudahannya untuk dapat masuk ke dalam pembuluh floem (Lakitan, 2001).

BAB III

PENUTUP

9

3.1 Kesimpulan

1. Transpirasi dapat diartikan sebagai proses kehilangan air dalam bentuk uap

dari jaringan tumbuhan melalui stomata.

2. Dua faktor yang mempengaruhi laju transpirasi adalah faktor dalam dan

faktor luar. Faktor-faktor dalam terdiri atas besar-kecilnya daun, tebal-

tipisnya daun, berlapiskan lilin atau tidaknya permukaan daun, banyak

sedikitnya bulu di permukaan daun, banyak sedikitnya stomata serta

bentuk dan lokasi stomata. Sedangkan faktor-faktor luar terdiri atas

matahari, kelembaban udara sekitar tanaman, suhu udara, suhu daun

tanaman, angin, dan keadaan air di dalam tanah

3. Dua mekanisme penyerapan air terbagi menjadi 2 yaitu penyerapan aktif

(osmotik dan non osmotik) dan penyerapan pasif.

4. Unsur hara dapat masuk ke dalam akar melalui tiga cara yaitu, secara

difusi dalam larutan tanah, secara pasif terbawa oleh aliran air tanah, dan

karena akar tumbuh ke arah posisi hara tersebut dalam matrik tanah.

5. Peristiwa tersedianya unsur hara yang terkandung dalam air ikut bersama

gerakan massa air ke permukaan akar tanaman dikenal dengan Mekanisme

Aliran Massa.

6. Peranan tranpirasi bagi tanaman adalah mempercepat laju pengangkutan

unsur hara melalui pembuluh xilem, menjaga turgiditas sel tumbuhan agar

tetap pada kondisi optimal, dan sebagai salah satu cara untuk menjaga

stabilitas suhu daun.

7. Gejala kekurangan unsur hara ini dapat berupa pertumbuhan akar, batang,

atau daun yang dapat terhambat (kerdil) dan klorosisatau nekrosis pada

berbagai organ tanaman.

10