BAB IPENDAHULUAN

A. Latar Belakang Masalah

Dalam aktivitas hidupnya, sejumlah besar air dikeluarkan oleh

tumbuhan dalam bentuk uap air ke atmosfer. Penguapan air dari tumbuhan

(dan hewan, menurut banyak pustaka) disebut transpirasi. Pada tumbuhan,

peristiwa itu biasanya berhubungan dengan kehilangan air dalam stomata,

kutikula, atau lentisel. Banyaknya air yang ditranspirasikan oleh tumbuhan

merupakan kejadian yang khas, meskipun perbedaan terjadi antara satu

spesies dengan spesies lainnya. Transpirasi dilakukan oleh tumbuhan

melalui stomata, kutikula, dan lentisel. Berdasarkan atas sarana yang

digunakan untuk melaksanakan transpirasi tersebut dikenal istilah

transpirasi stomata, transpirasi kutikula, dan transpirasi lentisel.

Di samping mengeluarkan air dalam bentuk uap air, tumbuhan

dapat pula mengeluarkan air dalam bentuk tetesan air yang prosesnya

disebut gutasi dengan melalui alat yang disebut hidatoda, yaitu suatu

lubang yang terdapat pada ujung urat daun yang sering dijumpai pada

spesies tumbuhan tertentu.

Sehubungan dengan transpirasi, organ tumbuhan yang paling

utama dalam melaksanakan proses ini adalah daun, karena pada daunlah

dijumpai stomata paling banyak. Trasnpirasi penting bagi tumbuhan,

karena berperan dalam hal membantu meningkatkan laju angkutan air dan

garam mineral, mengatur suhu tubuh dengan cara melepaskan kelebihan

panas dari tubuh, dan mengatur turgor optimum di dalam sel.

Kegiatan transpirasi dipengaruhi oleh banyak faktor, baik dari

dalam maupun dari luar. Faktor dari dalam yaitu faktor yang berasal dari

tanaman itu sendiri, meliputi : tebal / tipisnya daun, berlapiskan lilin /

tidaknya permukaan daun, dan bentuk serta lokasi dari stomata daun itu

sendiri. Sedangkan, faktor luar yaitu faktor yang berasal dari lingkungan

sekitar tanaman itu tumbuah, meliputi : sinar matahari, temperatur,

kelembapan udara, angin, dan kelembapan air.

B. Rumusan Masalah

1. Bagaimana pengaruh intensitas cahaya terhadap kecepatan transpirasi ?

C. Tujuan

1. Untuk mengetahui pengaruh intensitas cahaya terhadap kecepatan

transpirasi

BAB II

KAJIAN PUSTAKA

Tumbuhan dalam aktivitas hidupnya, mengeluarkan sejumlah besar air

yang diserap (90%) ke atmosfer dalam bentuk uap air. Hilangnya air dari tubuh

tanaman dalam bentuk uap air ini dinamakan transpirasi dan hampir semua air

yang ditranspirasikan keluar melalui stomata. Pengangkutan air melalui pembuluh

xylem dalam tubuh tumbuhan memegang peranan penting. Bersamaan dengan air,

terlarut juga di dalamnya hara mineral yang terkandung di dalamnya. Dalam

pengangkutan air ini, transpirasi memegang peranan penting, selain juga faktor

tekanan akar dan faktor lingkungan lainnya.

Mekanisme transpirasi akan muadah dipahami dengan mengenal anatomi

daun tumbuhan. Pada sayatan melintang daun (Gambar 1.1.), terlihat bahwa daun

tersusun oleh jaringan bunga karang dengan ikatan penghubung diantaranya, sel

epidermis bawah dengan stomatanya.

Gambar 1.1. Penampang melintang daun (a), penampang melintang stomata (b) dan penamapang permukaan stoma (c)

Transpirasi dimulai dengan penguapan air oleh sel-sel mesofil ke rongga

antar sel yang ada dalam daun. Dalam hal ini, rongga antar sel jaringan bunga

karang merupakan rongga yang besar, sehingga dapat menampung uap air dalam

jumlah banyak. Penguapan air ke rongga antar sel akan terus berlangsung selama

rongga antar sel belum jenuh dengan uap air.

Sel-sel yang menguapkan airnya ke rongga antar sel, tentu akan

mengalami kekurangan air sehingga potensial airnya menurun. Kekurangan ini

akan diisi oleh air yang berasal dari xylem tulang daun, yang selanjutnya tulang

daun akan menerima air dari batang dan batang menerima air dari akar dan

seterusnya. Uap air yang terkumpul dalam rongga antara sel akan tetap berada

dalam rongga antar sel tersebut, selama stomata pada sel epidermis daun tidak

membuka. Kalaupun ada uap air yang keluar menembus epidermis dan kutikula,

jumlahnya hanya sedikit dan dapat diabaikan. Agar transpirasi dapat berjalan,

maka stomata pada epidermis tadi harus membuka. Apabila stomata membuka,

maka akan ada penghubung antara rongga antar sel dengan atmosfer. Kalau

tekanan uap air di atmosfer lebih rendah dari rongga antar sel, uap air dari rongga

antar sel akan keluar ke atmosfer dan prosesnya disebut transpirasi. Jadi, syarat

utama untuk berlangsungnya teranspirasi adalah adanya penguapan air di dalam

daun dan terbukanya stomata.

Pada dasarnya terjadinya transpirasi ditentukan oleh seberapa besar celah

antara dua sel penutup stomata, sehingga proses-proses yang menyebabkan

membuka dan menutupnya stomata juga menentukan besarnya transpirasi. Faktor

lingkungan mempengaruhi, tidak hanya proses fisika, pengupan dan difusi, tapi

juga mempengaruhi membuka – tutupnya stomata pada permukaan daun yang

dilalui lebih dari 90% air yang ditranspirasikan dan CO2. Beberapa faktor yang

mempengaruhi transpirasi adalah :

1. Radiasi cahaya. Radiasi cahaya mempengaruhi membukanya stomata,

sehingga dengan membukanya stomata pada siang hari, transpirasi akan

berjalan lancar.

2. Kelembapan. Kelembapan menunjukkan banyak sedikitnya uap air di udara.

Makin banyak uap air di udara, akan makin kecil perbedaan tekanan uap air

dalam rongga daun dengan di udara, akan makin lambat laju transpirasi.

Sebaliknya, apabila tekanan uap air di udara makin rendah, maka akan makin

besar perbedaan uap air di rongga daun dengan di udara, sehingga transpirasi

akan berjalan lebih cepat.

3. Suhu. Suhu tumbuhan pada umumnya tidak berbeda dengan lingkungannya.

Kenaikan suhu udara akan mempengaruhu kelembapan relatifnya.

Meningkatnya suhu pada siang hari, biasanya menyebabkan kelembapan relatif

udara menjadi makin rendah, sehingga akan meyebabkan perbedaan tekanan

uap air dalam rongga daun dengan di udara menjadi semakin besar dan laju

transpirasi meningkat.

4. Angin. Angin adalah perpindahan massa udara dari suatu tempat ke tempat

lain. Dalam perpindahan massa udara ini, angin akan membawa massa uap air

yang berada di sekitar tumbuhan, sehingga dapat menurunkan tekanan uap air

di sekitar daun dan dapat mengakibatkan meningkatnya laju transpirasi.

Apabila angin bertiup terlalu kencang, dapat mengakibatkan keluaran uap air

melebihi kemampuan daun untuk menggantinya dengan air yang berasal dari

tanah, sehingga lama-kelamaan daun akan mengalami kekurangan air, turgor

sel akan menurun termasuk turgol sel penutup, dan akhirnya stomata dapat

menutup.

5. Keadaan air tanah. Laju transpirasi sangat bergantung pada ketersediaan air

di dalam tanah, karena setiap air yang hilang dalm proses transpirasi harus

dapat segera diganti kembali, yang pada dasarnya berasal dari dalam tanah.

Berkurangnya air di dalam tanah akan menyebabkan berkurangnya pengaliran

air ke daun dan hal ini akan mengahambat laju transpirasi.

Pertumbuhan tanaman membutuhkan banyak air, tetapi banyak air juga

yang hilang melalui transpirasi. Hal ini dikarenakan rangka molekul semua bahan

organik pada tumbuhan terdiri dari atom karbon yang harus diperoleh dari

atmosfer. Karbon masuk ke dalam tumbuhan sebagai CO2. melalui pori stomata,

yang paling banyak di permukaan daun, dan air keluar secara difusi melalui pori

yang sama, pada saat stomata terbuka.

Naiknya suhu daun, misalnya sangat banyak menaikkan penguapan dan

sedikit difusi, namun mungkin menyebabkan stomata menutup atau membuka

lebih besar, tergantung pada spesies dan faktor lain. Waktu matahari terbit,

stomata membuka karena meningkatnya pencahayaan dan cahaya menaikkan suhu

daun sehingga uap air menguap lebih cepat. Naiknya suhu membuat udara mampu

membawa lebih banyak kelembapan, maka transpirasi meningkat dan barangkali

bukaan stomata juga terpengaruh. Angin membawa lebih banyak CO2 dan

mengusir uap air. Hal ini menyebabkan penguapan dan penyerapan CO2

meningkat, karena meningkatnya CO2 menyebabkan stomata menutup sebagian.

Bila daun dipanaskan oleh sinar matahari dengan panas yang melebihi suhu udara,

angin akan menurunkan suhunya. Akibatnya, transpirasi menurun. Bila

kandungan air tanah terbatas, transpirasi dan penyerapan CO2 terhambat, karena

stomata menutup. Jadi, fator-faktor yang mempengaruhi transpirasi saling

berkaitan satu dengan lainnya.

BAB III

METODE PERCOBAAN

A. Jenis Percobaan

Pada percobaan dengan topik “Pengaruh cahaya terhadap kecepatan

transpirasi”, jenis percobaannya adalah eksperimental karena terdapat

variabel-variabel yang mendukung proses percobaan tersebut.

B. Variabel

Variabel manipulasi : intensitas cahaya

Variabel terikat : kecepatan transpirasi

Variabel kontrol : jumlah (volume) air, jenis tanaman, panjang

tanaman, dan selang waktu penimbangan

C. Alat dan Bahan

Alat :

1. Erlenmeyer 300 ml sebanyak 2 buah

2. Sumbat erlenmeyer dengan lubang ditengahnya sebanyak 2 buah

3. Timbangan

4. Termometer

5. Higrometer

6. Luxmeter

7. Bohlam lampu 100 watt dan lampu duduk

8. Pisau tajam

9. Penggaris

10. Kertas grafik / millimeter blok

11. Toples

Bahan :

1. Air

2. vaselin

3. Dua pucuk tanaman pacar air (Impatien balsemia) yang memiliki

kondisi hampir sama sepanjang 20 cm.

D. Langkah Kerja

1. Menyiapkan alat dan bahan yang diperlukan

2. Menyediakan 2 buah erlenmeyer dan diisi dengan air volume 300 ml

3. Mengisi toples dengan air dan memilih tanaman pacar air yang

mempunyai ukuran yang hamper sama, kemudian dimasukkan dalam

toples

4. Memotong miring pangkal dan pucuk batang tanaman pacar air di

dalam toples yang berisi air. Segera memasukkan potongan tanaman

pacar air pada tabung erlenmeyer melalui sumbat sampai bagian

bawahnya terendam air.

5. Membuang bunga, kuncup, daun yang rusak dan mengolesi luka

dengan vaselin, serta mengolesi celah-celah yang ada dengan vaselin

(misalnya, di sekitar sumbat penutup)

6. Menimbang kedua erlenmeyer tersebut lengkap dengan tanaman dan

air yang ada di dalamnya, kemudian mencatat beratnya sebagai berat

awal

7. Meletakkan erlenmeyer 1 di dalam ruangan yang gelap (tidak terkena

cahaya) dan erlenmeyer 2 pada tempat dengan jarak 20 cm dari lampu

pijar 100 watt.

8. Mengukur kondisi lingkungan kedua tempat tersebut meliputi

intensitas cahaya dan suhu, kemudian mencatat hasilnya

9. Menimbang erlenmeyer beserta perlengkapannya setiap 30 menit, dan

memcatat hasilnya

10. Mengulangi pengukuran (penimbangan) sebanyak 3 kali

11. Setelah penimbangan terakhir, mengambil daun-daun pada tanaman

tersebut, kemudian mengukur luas total daun tersebut dengan kertas

millimeter / grafik, caranya sebagai berikut :

Membuat pola masing-masing daun pada kertas millimeter

Menghitung luas daun dengan ketentuan : apabila kurang dari ½

kotak dianggap nol, dan bila lebih dari ½ dianggap satu.

12. Mencatat semua hasil pengamata dalam tabel

E. Desain Percobaan

Mengisi erlenmeyer dengan air volume 300 ml, dan memasukkan tanaman pacar air melalui sumbat kemudian olesi luka bekas bunga, daun rusak yang di buang serta sumbat dengan vaselin

Memotong pangkal dan pucuk pacar air di dalam toples yang berisi air

Menimbang kedua erlenmeyer yang berisi tanaman dan air sebagai berat awal

Meletakkan tanaman 1, 20 cm dari cahaya lampu

Meletakkan tanaman 2 di tempat tanpa cahaya

Mengukur suhu dengan termometer dan intensitas cahaya dengan luxmeter

Setiap 30 menit menimbang erlenmeyer tersebut dan mencatat selisih beratnya dengan berat sebelmnya, sebanyak 3 kali

Setelah ditimbang sebanyak 3 kali, mengambil semua daun dan mengukur luas total pada millimeter blok

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Hasil Pengamatan

Tabel 1.1. Pengaruh cahaya (suhu) terhadap kecepatan transpirasi pada

tanaman pacar air ( Impatien balsemia)

PerlakuanSuhu

(°C)

Berat (Gram)

Luas

Daun

(Cm2)

Intensita

s Caha

ya (Cd/

m2)

Kece

patan

Transpi

rasi (g/

menit/

cm2)

Awal 30’

Ke-1

30’

Ke-2

30’

Ke-3

Ҳ /

30’

Cahaya

Lampu

100 Watt

32 253 252,1 251,8 251,5 0,5 231 167,2 x

10-5

Tanpa

Cahaya

Lampu

31 285,9 285,6 285,2 284,9 0,3 168 46,0 x

10-5

Grafik 1.1. Pengaruh cahaya terhadap kecepatan transpirasi pada tanaman

pacar air ( Impatien balsemia)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

Intensitas Cahaya (Cd)

Ke

ce

pa

tan

Tra

ns

pir

as

i (…

…X

10-5

g/m

en

it/c

m2

)

Terang

Gelap

B. Analisis Data

Percobaan untuk menentukan kecepatan transpirasi dapat dilakukan

dengan menggunakan tanaman pacar air yang dimasukkan dalam erlenmeyer

melalui sumbat, kemudian membedakan perlakuan yaitu erlenmeyer pertama

diletakkan di tempat tanpa cahaya lampu dan erlenmeyer kedua di tempat

yang terkena cahaya lampu. Erlenmeyer yang berisi tanaman pacar air

kemudian ditimbang sebagai berat awal. Selain itu, juga mengukur intensitas

cahaya dengan menggunakan luxmeter dan suhu dengan menggunakan

termometer. Pada perlakuan cahaya lampu intensitasnya 16 Cd / m2 dan

suhunya 32 °C, sedangkan perlakuan tanpa cahaya lampu intensitasnya 4 Cd /

m2 dan suhunya 31 °C .

Perlakuan yang berbeda ini menyebabkan kecepatan transpirasi

tanaman pacar air juga berbeda, meskipun ada variabel yang dikontrol yaitu

volume air, jenis dan panjang tanaman, serta selang waktu penimbangan.

Erlenmeyer yang diletakkan di tempat cahaya lampu, stomatanya akan

membuka karena meningkatnya suhu daun sehingga air menguap lebih cepat.

Naiknya suhu membuat udara mampu membawa lebih banyak kelembapan,

maka transpirasi meningkat, dibuktikan dari hasil percobaan tersebut,

kecepatan transpirasinya sebesar 7,2 x 10-5 g/menit/ cm2. Kecepatan transpirasi

pada erlenmeyer yang diletakkan di tempat cahaya lampu lebih besar

dibandingkan pada erlenmeyer yang diletakkan tanpa cahaya lampu kecepatan

transpirasinya sebesar 6,0 x 10-5 g/menit/ cm2. Hal ini dapat dilihat pada grafik

1.1.

C. Pembahasan

Transpirasi adalah peristiwa hilangnya air dari tubuh tanaman dalam

bentuk uap air. Faktor-faktor yang mempengaruhi transpirasi ada beberapa

diantaranya suhu, intensitas cahaya, kelembapan, angin, dan keadaan air

tanah. Pada perlakuan erlenmeyer yang diletakkan di tempat dengan cahaya

lampu kecepatan transpirasinya lebih cepat dibandingkan dengan erlenmeyer

yang diletakkan tanpa cahaya lampu. Hal ini dikarenakan pada tanaman pacar

air yang terkena cahaya lampu, stomata membuka karena meningkatnya

pencahayaan, dan cahaya menaikkan suhu daun sehingga air menguap lebih

cepat. Naiknya suhu membuat udara mampu membawa lebih banyak

kelembapan maka transpirasi akan meningkat.

Transpirasi dimulai dengan penguapan air oleh sel-sel mesofil ke

rongga antara sel yang ada dalam daun. Dalam hal ini rongga antar sel

jaringan bunga karang merupakan rongga yang besar, sehingga dapat

menampung uap air dalam jumlah banyak. Penguapan air ke rongga antar sel

akan terus berlangsung selama rongga antar sel belum jenuh dengan uap air.

Stomata yang mempunyai potensial air dan potensial osmosis yang

rendah akan menerima air dari rongga antar sel yang mempunyai potensial air

dan potensial osmosis yang tinggi, akibatnya air akan dikeluarkan melalui

stomata berupa uap air. Sel-sel yang menguapkan airnya ke rongga antar sel,

tentu akan mengalami kekurangan air sehingga potensial airnya menurun,

yang berarti potensial osmosisnya juga menurun. Kekurangan ini akan diisi

oleh air yang berasal dari xylem tulang daun yang mempunyai potensial air

yang tinggi yang berarti potensial osmosisnya juga tinggi. Karena tulang daun

memberikan airnya maka tulang daun akan kekurangan air (potensial air dan

potensial osmosisnya menurun), dan akan menerima air dari batang dan

batang akan menerima air dari akar dan seterusnya. Hal ini akan terus-

menerus berlangsung, apabila ada bagian (jaringan) tumbuhan yang potensial

air dan potensial osmosisnya lebih tinggi daripada bagian (jaringan) yang

potensial air dan potensial osmosisnya lebih rendah. Transpirasi (penguapan

air melalui stomata) tidak akan terjadi hanya karena perbedaan potensial air

dan potensial osmosisnya saja, tetapi juga karena cahaya lampu yang terus

menyinari tanaman pacar air dan suhu yang lebih tinggi dibandingkan dengan

yang tanpa cahaya, sehingga stomata akan terus membuka untuk melakukan

dan mempercepat proses transpirasi.

BAB V

SIMPULAN

Transpirasi merupakan proses hilangnya air melalui stomata berupa uap

air. Transpirasi dapat dipercepat dengan cara meningkatkan intensitas cahaya.

Cahaya lampu atau matahari akan menyebabkan stomata terbuka karena

meningkatnya pencahayaan, dan cahaya akan menaikkan suhu ruangan sehingga

air lebih cepat menguap, yang berarti transpirasi meningkat. Jadi, intensitas

cahaya mempengaruhi kecepatan transpirasi yang terjadi pada tanaman, selain

juga faktor-faktor lain yaitu keadaan air tanah, angin dan kelembapan.

DAFTAR PUSTAKA

Rahayu, Yuni Sri et al. 2009. Petunjuk Praktikum Fisiologi Tumbuhan.

Surabaya : UNESA – Press.

Salisbury, Frank B dan Cleon W. Ross. 1995. Fisiologi Tumbuhan Jilid

Satu. Bandung : Institut Tekhnologi Bandung.

Sasmitamihardja, Drajat et al. 1996. Fisiologi Tumbuhan. Bandung :

Departemen Pendidikan dan Kebudayaan.

LAPORAN PRAKTIKUM FISIOLOGI TUMBUHAN

OLEH

QOMARUZ ZAMAN

073244020

Biologi 2007

JURUSAN BIOLOGI

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS NEGERI SURABAYA

2009