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 awan, hujan, sungai, muka
air tawar, danau, uap air, danlautan
es. Air dalam obyek-obyek tersebut bergerak mengikuti suatu siklus air, yaitu: melalui penguapan, hujan, dan aliran air di atas
permukaan tanah (runoff, meliputi mata air, sungai, muara) 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 atomoksigen. Air
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-garam, gula, asam,
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:
Post a Comment