Sunday, April 5, 2015

Tinjauan Pustaka Kadar Air, Stomata dan Transpirasi

                                                   TINJAUAN PUSATAKA
 Kadar Air, Stomata dan Transpirasi

Air merupakan sumber daya alam yang cukup banyak di dunia ini, ditandai dengan adanya lautan, sungai, danau dan lain-lain sebagainya. Tanah memegang peranan penting dalam melakukan prespitasi air yang masuk ke dalam tanah, selanjutnya sekitar 70% dari air yang diterima di evaporasi dan dikembalikan ke atmosfer berupa air, dan tanah memegang peranan penting dalam refersi dan penyimpanan. Sisanya itulah yang digunakan untuk kebutuhan tranpirasi, evaporasi dan pertumbuhan tanaman.
Ketersediaan air untuk proses pertumbuhan merupakan salah satu faktor yang sangat penting bagi pertumbuhan tanaman. Air bagi tanaman adalah sebagai bahan penyusun yang sangat menentukan dalam sitoplasma, sebagai reagensia yang terpenting dalam proses biologis, dan sebagai suatu faktor iklim yang mempunyai arti sangat penting di sekitar tanaman. Air merupakan kebutuhan essensial bagi pertumbuhan tanaman hingga berproduksi. Air merupakan faktor yang berkorelasi positif, tetapi juga dapat berkorelasi negatif. Secara fungsional keadaan air dalam tanah diklasifikasikan berdasarkan pada besar relatif retensinya, yaitu air bebas, air kapiler, dan air higroskopis. Tidak tersedianya air yang cukup pada saat perkecambahan dan awal pertumbuhan menimbulkan gangguan pertumbuhan pada tanaman. Kekurangan air akan berpengaruh terhadap perkembangan tanaman, yaitu menekan luas daun, diameter batang, tinggi tanaman, dan berat tanaman (Purwatoro et al., 1994).
Air adalah zat atau materi atau unsur yang penting bagi semua bentuk kehidupan yang diketahui sampai saat ini di bumi, tetapi tidak di planet lain. Air menutupi hampir 71% permukaan bumi. Terdapat 1,4 triliun kilometer kubik (330 juta mil³) tersedia di bumi. Air sebagian besar terdapat di laut (air asin) dan pada lapisan-lapisan es (di kutub dan puncak-puncak gunung), akan tetapi juga dapat hadir sebagai awanhujansungaimuka air tawardanauuap air, danlautan es. Air dalam obyek-obyek tersebut bergerak mengikuti suatu siklus air, yaitu: melalui penguapanhujan, dan aliran air di atas permukaan tanah (runoff, meliputi mata airsungaimuara) menuju laut. (Anonim, 2009).
Air adalah substansi kimia dengan rumus kimia H2O: satu molekul air tersusun atas dua atom hidrogen yang terikat secara kovalen pada satu atomoksigenAir bersifat tidak berwarna, tidak berasa dan tidak berbau pada kondisi standar, yaitu pada tekanan 100 kPa (1 bar) and temperatur 273,15 K (0 °C). Zat kimia ini merupakan suatu pelarut yang penting, yang memiliki kemampuan untuk melarutkan banyak zat kimia lainnya, seperti garam-garamgulaasam, beberapa jenis gas dan banyak macam molekul organik(Leopold, 1964)

Air di dalam jaringan tanaman selain berfungsi sebagai penyusun utama jaringan yang aktif mengadakan kegiatan fisiologis, juga berperan penting dalam memelihara turgiditas yang diperlukan untuk pembesaran dan pertumbuhan sel. Peranan yang penting ini menimbulkan konsekuensi bahwa secara langsung atau tidak langsung defisit air tanaman akan mempengaruhi semua proses metabolisme dalam tanaman yang mengakibatkan terganggunya proses pertumbuhan (Lestari, 2006).

Kandungan air dalam tubuh tanaman pun dapat hilang, hilang nya atau keluarnya air dalam tubuh tanaman melalui stomata. Stomata daun adalah sarana utama pertukaran gas pada tumbuhan. Stomata berbentuk pori-pori kecil, biasanya di sisi bawah daun, yang dibuka atau ditutup di bawah kendali sepasang sel berbentuk pisang yang disebut sel penjaga. Ketika terbuka, stomata memungkinkan CO2 untuk memasuk ke daun untuk melakukan sintesis glukosa, dan juga memungkinkan untuk air (H2O) dan oksigen bebas (O2) untuk keluar. Selain membuka dan menutup stomata (perilaku stomata), tanaman menggunakan kontrol atas pertukar gas mereka dengan memvariasikan kepadatan stomata dalam daun ketika mereka baru diproduksi (seperti pada musim semi atau musim panas). Stomata per satuan luas (kepadatan stomata) bisa mengambil banyak O2, dan semakin banyak air yang dapat dilepaskan. Jadi, lebih tinggi kerapatan stomata dapat sangat memperkuat potensi untuk kontrol perilaku atas kehilangan kadar air dan penyerapan CO2 (Grant dan Vatnick,2009).
Stomata terdiri atas sel penjaga dan sel penutup yang dikelilingi oleh beberapa sel tetangga. Mekanisme menutup dan membuka-nya stomata tergantung dari tekanan turgor sel tanaman, atau karena perubahan konsentrasi karbondioksida, berkurangnya cahaya dan hormon asam absisat. Stomata berperan penting sebagai alat untuk adaptasi tanaman terhadap cekaman kekeringan. Pada kondisi cekaman kekeringan maka stomata akan menutup sebagai upaya untuk menahan laju transpirasi. Senyawa yang banyak berperan dalam membuka dan menutupnya stomata adalah asam absisat. Mekanisme membuka dan menutup stomata pada tanaman yang toleran terhadap cekaman kekeringan sangat efektif sehingga jaringan tanaman dapat menghindari kehilangan air melalui penguapan. Tipe stomata yang berbeda dipengaruhi olek kondisi lingkungan, habitat tanaman tersebut dan anatomi tanaman itu sendiri. Tanaman dengan kondisi kekurangan air memiliki stomata dengan kerapatan rendah serta memiliki sel buliform berukuran besar dengan kerapatan relative besar Sedangkan pada kondisi kelebihan air memiliki stomata dengan kerapatan tinggi (Lestari, 2006).
Stomata ini berfungsi sebagai jalan masuknya CO2 dari  udara pada proses  fotosintesis, sebagai jalan penguapan (transpirasi), dan sebagai jalan pernapasan (respirasi). Stomata sangat penting bagi tumbuhan karena pori stomata merupakan tempat terjadinya pertukaran gas dan air antara atmosfer dengan system ruang antar sel yang berada pada jaringan mesofil di bawah epidermis. Hal ini sangat menyebabkan stomata sangat berperan dalam proses transpirasi dan fotosintesis (Moore, 1988).
Tidak semua stomata pada spesies sangat peka terhadap kelembaban atmosfer. Stomata menutup bila selisih kandungan uap air di udara dan di ruang antar sel melebihi titik kritik. Hal itu mungkin disebabkan gradien uap yang tajam mendorong penutupan stomata, respon paling cepat terhadap kelembaban yang rendah terjadi pada saat tingkat cahaya rendah. Suhu tinggi (30 – 350C) biasanya menyebabkan stomata menutup. Mungkin hal ini sebagai respon taklangsung tumbuhan terhadap keadaan rawan air, atau mungkin karena laju respirasi naik sehingga CO2 dalam daun juga naik. Stomata membuka karena meningkatnya pencahayaan (dalam batas tertentu) dan peningkatan cahaya menaikkan suhu daun sehingga air menguap lebih cepat naiknya suhu membuat udara mampu membawa lebih banyak kelembaban sehingga transpirasi meningkat dan akan mempengaruhi bukaan stomata.(Salisbury dan Ross, 1995).
Stomata akan membuka jika kedua sel penjaga meningkat. Peningkatan tekanan turgor sel penjaga disebabkan oleh masuknya air kedalam sel penjaga tersebut. Pergerakan air dari satu sel ke sel lainnya akan selalu dari sel yang mempunyai potensi air lebih tinggi ke sel ke potensi air lebih rendah. Tinggi rendahnya potensi air sel akan tergantung pada jumlah bahan yang terlarut (solute) didalam cairan sel tersebut. Semakin banyak bahan yang terlarut maka potensi osmotic sel akan semakin rendah. Dengan demikian, jika tekanan turgor sel tersebut tetap, maka secara keseluruhan potensi air sel akan menurun. Untuk memacu agar air masuk ke sel penjaga, maka jumlah bahan yang terlarut di dalam sel tersebut harus ditingkatkan (Lakitan, 1993).
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 dimana perpindahan air dan banyak faktor yang mempengaruhi pergerakannya. Besarnya uap air yang ditranspirasikan dipengaruhi olh beberapa faktor, antara lain: (1) Faktor dari dalam tumbuhan (jumlah daun, luas daun, dan jumlah stomata); (2) Faktor luar (suhu, cahaya, kelembaban, dan angin). Ruang interseluler udara dalam daun mendekati keseimbangan dengan larutan dalam fibrill sel pada dinding sel. Hal ini berarti sel-sel hampir jenuh dengan uap air, padahal banyaknya udara di luar daun hampir kering. Difusi dapat terjadi jika ada jalur yang memungkinkan adanya ketahanan yang rendah. Kebanyakan daun tertutup oleh epidermis yang berkutikula yang memiliki resistansi (ketahanan) tinggi untuk terjadinya difusi air. Namun stomata memiliki resistansi rendah ketika membuka dan uap air berdifusi ke luar melalui stomata. Jumlah difusi keluarnya uap air dari stomata tergantung pada tingkat kecuraman gradien konsentrasi uap air. Lapisan pembatas yang tebal memiliki gradien yang lebih rendah, dan lapisan pembatas yang tipis memiliki gradien yang lebih curam. Oleh karena itu, transpirasi melalui lapis pembatas yang tebal lebih lambat dari pada yang tipis. Angin membawa udara dekat ke daun dan membuta pembatas lebih tipis. Hal ini menunjukkan mengapa laju transpirasi pada tumbuhan lebih tinggi pada udara yang banyak hembusan angin. Struktur anatomi daun memungkinkan penurunan jumlah difusi dengan menstabilkan lapis pembatas tebal relatif. Misalnya rapatnya jumlah trikoma pada permukaan daun cenderung meyebabkan lapisan pembatas udara yang reltif tidak bergerak. Stomata yang tersembunyi menekan permukaan daun sehingga stomata membuka. Udara memiliki efek penting dalam penjenuhan jumlah udara. Udara hangat membaewa lebih banyak air dari pada udara dingin. Oleh karena itu, pada saat panan volume udara akan memberikan sedikit uapa air dengan kelembaban relatif yang lebih rendah daripada saat dingin. Untuk alasan ini, tumbuhan cenderung kehilangan air lebih cepat pada udara hangat dari pada udara dingin. Hilangnya uap air dari ruang interseluler daun menurunkan kelembaban relatif pada ruang tersebut. Air yang menguap dari daun (stomata) ini menimbulkan kekuatan kapiler yang menarik air dari daerah yang berdekatan dalam daun. 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 menguapakan air dalam jumlah yang lebih sedikit untuk membentuk struktur tubuhnya (bahan keringnya) dibandingkan dengan tumbuhan yang kurang efisien dalam memanfaatkan air (Anonim, 2009).



















DAFTAR PUSTAKA
                  
Leopold,     A. C. 1964. Plant Growth and Development. Mac Graw Hill book   Company, London.
          
            Lestari, E.G. 2006. Hubungan antara kerapatan stomata dengan ketahanan kekeringan pada Somaklon Padi Gajahmungkur, Towuti, dan IR 64. Jurnal Biodiversitas 7(1): 44-48.
                
                  Purwantoro, A., S. Trisnowati, S. Fatimah, Toekidjo, Suyadi. 1994. Tanggapan Beberapa Kultivar Kacang Hijau pada Berbagai Tingkat Kelengasan dan Macam Tanah. Fakultas Pertanian UGM, Yogyakarta.

Grant, B. and Vatnick.2009.Environmental Correlates of Leaf Stomata Density.Journal of Biology(1): 1-5.

Lestari, E.G. 2006. Hubungan antara kerapatan stomata dengan ketahanan kekeringan pada Somaklon Padi Gajahmungkur, Towuti, dan IR 64. Jurnal Biodiversitas 7(1): 44-48.

Moore at al, 1988. Botany. McGraw-Hill companies inc.USA

Lakitan,Benyamin.2007.Dasar-dasar Fisiologi Tumbuhan.Jakarta:PT. Raja Grafindo Persada.

Salisbury, F.B, dan C.W. Ross. 1995. Plant Physiology (Fisiologi Tumbuhan, alih bahasa: D.R. Lukman dan Sumaryono). ITB, Bandung.





No comments: