Selasa, 21 Mei 2013

Fisiologi tumbuhan-transpirasi


BAB I
PENDAHULUAN

A.   Latar Belakang

            Pernahkah kita berpikir, bagaimana suatu tumbuhan dapat bertahan di tempat yang tidak terlindungi dan dapat bertahan pada suhu yang ekstrem? Setiap hari mereka terpapar oleh panas matahari dan sering terguyur dinginnya hujan secara langsung. Padahal manusia saja tidak sanggup seperti itu.
            Dalam pertumbuhannya tumbuhan memerlukan air untuk kelangsungan hidupannya. Di dalam air terlarut berbagai zat hara yang sangat dibutuhkan tumbuhan. Banyaknya air yang ada di dalam tubuh tumbuhan selalu mengalami fluktuasi tergantung pada berbagai factor, seperti kecepatan proses masuknya air kedalam tumbuhan, kecepatan proses penggunaan air oleh tumbuhan, dan kecepatan proses hilangnya air dari tubuh tumbuhan. Hilangnya air dari tubuh tumbuhan dapat berupa cairan dan uap atau gas. Hilangnya cairan yang berupa air yang menetes dari ujung dan tepi daun disebut gutasi. Sedangkan hilangnya air yang berupa uap atau gas disebut transpirasi. Dari transpirasi dan gutasi tersebut tumbuhan dapat mempertahankan kelembaban udara disekitarnya untuk bertahan pada suhu ekstrem. Selain itu berperan juga menyebabkan terjadinya daya isap daun sehingga terjadi transport air di batang. membantu penyerapan air dan zat hara oleh akar, mengurangi air yang terserap berlebihan, dan mengatur fotosintesis dengan membuka menutupnya stomata.
                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. Secara umum, proses transpirasi berlangsung dalam 2 tahap, yaitu evaporasi air dan difusi air. Pada dasarnya transpirasi ditentukan oleh seberapa besar antara dua sel penutup stomata, sehingga proses-proses yang menyebabkan membuka dan menutupnya stomata juga menentukan besarnya transpirasi. Beberapa factor lingkungan yang mempengaruhi proses transpirasi diantaranya adalah radiasi cahaya, kelembaban, suhu, angin dan keadaan air tanah. Berdasarkan hal diatas maka dilakukan praktikum tentang pengaruh intensitas cahaya (suhu) terhadap kecepatan transpirasi dengan menggunakan tanaman pacar air (Impatien balsemia).

B.  Rumusan Masalah
            Bagaimana pengaruh lingkungan (intensitas cahaya/suhu) terhadap kecepatan transpirasi pada tumbuhan pacar air (Impatien balsemia)?

C.      Tujuan

                Adapun tujuan dari praktikum ini adalah untuk mengetahui pengaruh lingkungan (intensitas cahaya/suhu) terhadap kecepatan transpirasi dengan metode penimbangan.









                        





BAB II
KAJIAN TEORI
            Transpirasi adalah proses hilangnya air dari tubuh tumbuhan dalam bentuk uap air. Transpirasi dimulai dengan penguapan air oleh sel-sel mesofil ke rongga antar sel yang ada dalam daun. Penguapan air ke rongga sel antar sel akan terus berlangsung sampai rongga antar sel jenuh dengan uap air. Sel-sel yang menguapkan airnya ke rongga antarsel tentu akan mengalami kekurangan air sehingga potensial airnya menurun. Kekurangan air ini akan diisi oleh air yang berasal dari xylem tulang dsun yang selanjutnya tulang daun akan menerima air dari batang dan batang menerima dari akar.
Uap air yang terkumpul dalam rongga antar sel akan tetap berada dalam rongga antar sel tersebut selama stomata pada epidermis daun tidak membuka. Kalaupun ada uap air yang keluar menembus epidermis dan kutikula, jumlahnya hanya sedikit dan dapat diabaikan. Agar transpirasi dapat berjalan lancar, maka stomata pada epidermis 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.
            Banyaknya air yang menghilang melalui transpirasi bertujuan untuk membesarkan tanaman karena 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 saat stomata terbuka (Salisbury, F: 1995). Organ tumbuhan yang paling utama dalam melaksanakan proses transpirasi adalah daun, karena pada daun banyak dijumpai stomata yang membantu meningkatkan laju angkutan air dan garam mineral serta mengatur suhu tubuh dengan cara melepaskan kelebihan panas dari tubuh dan mengatur turgor optimum di dalam sel. Namun  air juga dapat  ditranspirasikan melalui kutikula maupun lentisel. Transpirasi ini sangat penting bagi tumbuhan,karena berperan dalam membantu meningkatkan laju angkut air dan garam mineral, mengatur suhu tubuh dengan cara melepaskan kelebihan panas dari tubuh, dan mengatur turgor optimum di sel.
Proses transpirasi terjadi melalui 2 tahapan, yaitu:
1.    Evaporasi air dari dinding sel ke ruang antar sel yang ada dalam daun. Proses ini akan terus berlangsung sampai rongga antar sel jenuh dengan uap air. Sel-sel yang menguapkan air ke rongga antar sel akan kekurangan air sehingga potensial airnya menurun. Pada tahap inilah air yang diserap oleh akar akan dibawa naik melalui pembuluh xylem sampai bagian daun.
2.    Difusi air dari ruang antar sel ke atmosfer melalui stomata, kutikula ataupun 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 yaitu suatu lubang yang terdapat pada ujung urat daun yang sering kita jumpai pada spesies tumbuhan tertentu (arcturusarancione.wordpress).

            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. Difusi 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 mempengaruhi penurunan jumlah difusi dengan menstabilkan lapis pembatas tebal relatif. Misal 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 membawa 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.
Berbagai factor lingkungan dan cara factor tersebut mempengaruhi transpirasi melalui daun serta penyerapan CO2 ke dalam daun saling berinteraksi dengan berbagai banyak cara. Faktor lingkungan yang mempengaruhi tidak hanya proses fisika penguapan dan difusi, tetapi juga mempengaruhi membuka menutupnya stomata pada permukaan daun yang dilalui lebih dari90% air yang ditranspirasikan dan CO2. Naiknya suhu daun memperbesar penguapan dan memperkecil difusi. Semakin besar intensitas cahaya stomata membuka lebar, dan menaikkan suhu daun sehingga mengakibatkan penguapan yang lebih cepat. Naiknya suhu membuat udara mampu membawa lebih banyak CO2 dan mengusir uap air. Hal ini menyebabkan penguapan dan penyerapan CO2 meningkat (Salisbury, F: 1995)
Beberapa factor yang memepengaruhi transpirasi antara lain adalah :
1.Cahaya.
Stomata akan membuka jika terdapat cahaya dan akan menutup jika dalam keadaan gelap. Jika cahayanya kuat maka akan mempercepat transpirasi, karena cahaya mengandung panas yang dapat menaikkan temperatur. Kenaikan temperature sampai batas tertentu menyebabkan melebarnya stomata.
2.Temperatur.
Tumbuhan akan lebih cepat bertranspirasi jika temperature atau suhunya tinggi. Hal ini dikarenakan naiknya temperature akan menambah tekanan uap di dalam daun dan juga akan menambah tekanan uap di luar daun, akan tetapi tekanan yang ada di luar daun tidak setinggi tekanan yang ada di dalam daun sehingga uap air akan berdifusi ke udara bebas (luar daun).
3.Kelembaban.
Kelembaban menunjukkan banyak sedikitnya uap yang terkandung di udara. Makin banyak uap air yang ada di udara maka akan semakin kecil perbedaan tekanan uap air dalam rongga daun dengan di udara, sehingga laju transpirasi akan lambat dan begitu pula sebaliknya.
4.Angin.
Pada umumnya angin akan meningkatkan kecepatan transpirasi karena angin membawa pindah uap air yang berkumpul di dekat stomata, sehingga laju transpirasi akan meningkat karena uap air yang ada di dalam daun akan berdifusi ke luar dengan cepat.
5.Keadaan air tanah.
Laju transpirasi sangat bergantung pada adanya air dalam tanah, karena setiap air yang hilang harus diganti. Berkurangnya air dalam tanah akan menyeebabkan berkurangnya pengaliran air ke daun, dan hal ini akan menghambat laju transpirasi.(arcturusarancione.wordpress)






               




BAB III
METODE PENELITIAN
A.  Jenis Penelitian
            Percobaan yang dilakukan dalam menentukan pengaruh lingkungan (suhu/cahaya) terhadap kecepatan transpirasi melalui penimbangan adalah bersifat eksperimental karena percobaan ini dilakukan di laboratorium dan dalam percobaan ini terdapat variable manipulasi, variable kontrol dan variable respon. Selain itu juga menggunakan pembanding dalam penelitian.

B.  Variabel-Variabel Penelitian
·      Variabel kontrol             : jenis tanaman, volume air, jumlah daun,
   panjang tanaman, jenis tabung erlenmenyer, dan waktu.
·      Variabel manipulasi        : Kelembaban,  suhu, dan intensitas cahaya.
·      Variabel  respon             : kecepatan transpirasi.

C.  Alat dan Bahan
·   Erlenmeyer                                                                          2 buah
·   Sumbat erlenmeyer dengan sumbat ditengahnya                2 buah
·   Timbangan                                                                           1 buah
·   Thermometer                                                                       1 buah
·    Luxmeter                                                                            1 buah
·   Hygrometer                                                                         1 buah
·   Bohlam 100 watt                                                                 1 buah
·   Pisau tajam                                                                          1 buah
·   Penggaris                                                                             1 buah
·   Air                                                                                       secukupnya
·   Vaselin                                                                                 secukupnya
·      Kertas millimeter                                                                 secukupnya
·      Tanaman pacar air (Impatien balsemia)                              2 buah
D.  Langkah Kerja
1.        Menyiapkan bahan dan alat yang diperlukan.
2.        Menyediakan 2 buah erlenmeyer, mengisinya dengan air volume 350 mL.
3.        Potong miring pangkal pucuk batang tanaman pacar air dalam air, dan segera masukkan potongan tanaman tersebut pada tabung erlenmeyer melalui lubang pada sumbat sampai bagian bawahnya terendam air. Membuang bunga, kuncup, daun yang rusak dan olesi luka dengan vaselin.
4.        Menimbang kedua erlenmeyer lengkap dengan tanaman dan air yang ada di dalamnya serta mencatat beratnya.
5.        Meletakkan erlenmeyer 1 di ruangan gelap dan erlenmeyer 2 di ruangan terang (dengan lampu pijar 100 watt dengan jarak 20 cm). Mengukur kondisi lingkungan kedua tempat tersebut meliputi suhu, intensitas cahaya, dan kelembaban.
6.        Setiap 30 menit menimbang erlenmeyer beserta isinya dan mencatat beratnya.
7.        Mengukur sebanyak 3 kali.
8.        Setelah penimbangan terakhir, mengambil daun-daun pada tanaman tersebut. Kemudian mengukur luas total dengan kertas millimeter,dengan cara:           
-  Membuat pola masing-masing daun pada kertas grafik.
       - Menghitung luas daun dengan ketentuan: Apabila kurang dari ½ kotak dianggap nol, dan bila lebih dari ½ dianggap satu.

BAB IV
PEMBAHASAN

A.    Hasil
Dari praktikum yang telah dilakukan, diperoleh hasil sebagai berikut:
1.      Tabel

Tabel 4.1 Pengaruh Intensitas Cahaya Terhadap Kecepatan Transpirasi
Kondisi
Terang
Gelap
Intensitas cahaya (cd/m2)
1036
4
Suhu (OC)
34
27
Kelembaban (%)
78
82
Berat Awal (g)
295,8
280,7
Berat Akhir
30’ pertama
294,9
279,9
30’ kedua
294,2
279,5
30’ ketiga
291,9
279,2
Selisih Berat
30’ pertama
0,9
0,8
30’ kedua
0,7
0,4
30’ ketiga
2,3
0,3
Rata-rata Selisih Berat (g)
1,3
0,5
Kecepatan Transpirasi (g/menit/cm2)
0,00021
0,00011








Tabel 4.2 Luas Total Daun
Kondisi
Terang
Gelap
Intensitas Cahaya (cd/m2)
1036
4
Luas Daun (cm)
1
11
16
2
6
15
3
12
6
4
13
10
5
14
4
6
12
13
7
14
10
8
6
10
9
11
11
10
20
20
11
7
10
12
14
8
13
17
5
14
24
5
15
8
-
16
8
-
Luas Total (cm2)
197
148


2.      Grafik


     Grafik. 4.1 Pengaruh Intensitas Cahaya Terhadap Kecepatan Transpirasi





                              Grafik 4.2. Pengaruh Suhu Terhadap Kecepatan Transpirasi

B.       Analisis Data
            Berdasarkan data hasil pengamatan, terlihat bahwa pada dua tanaman pacar air dengan perlakuan intensitas cahaya yang berbeda dalam jangka waktu yang sama menunjukkan bahwa besarnya kecepatan transpirasi dari kedua tanaman berbeda. Tanaman pada kondisi gelap dengan suhu sebesar 27oC, kelembaban udara sebesar 82%, dan intensitas cahaya sebesar 4 cd/m2 didapatkan kecepatan transpirasi pada tanaman pacar air adalah sebesar 1,1 × 10-4 gram/menit/cm2. Dan pada kondisi terang dengan suhu sebesar 34oC, kelembaban udara sebesar 78%, dan intensitas cahaya sebesar 1036 cd/m2 didapatkan kecepatan transpirasi pada tanaman pacar air sebesar1 2,1 × 10-4 gram/menit/cm2. Dari analisis ini dapat diketahui bahwa besarnya intensitas cahaya (suhu) mempengaruhi kecepatan transpirasi pada tanaman pacar air (Impaten balsemia).

C.      Pembahasan
            Berdasarkan analisis di atas maka dapat diketahui bahwa besarnya intensitas cahaya (suhu) mempengaruhi kecepatan transpirasi pada tanaman pacar air (Impaten balsemia). Pada intensitas cahaya 1036 cd/m2 mempunyai kecepatan transpirasi yang lebih tinggi daripada intensitas cahaya 4 cd/m2, dengan selisih sekitar 1 x 10-4 gr/menit/cm2. Hal ini disebabkan karena pada kondisi lingkungan dengan intensitas cahaya tinggi (100 watt/pada siang hari) maka stomata pada tanaman pacar air akan lebih cepat membuka sehingga proses transpirasi berjalan lebih cepat. Membukanya stomata karena pengaruh dari sel penutup yang mempunyai klorofil dan melakukan aktivitas fotosintesis dengan hasil terbentuk gula (larut dalam cairan sel penutup) sehingga menyebabkan Potensial Air (PA) dan Potensial Osmotik (PO) cairan sel penutup turun, yang selanjutnya terjadi tekanan turgor pada sel penutup kemudian stomata membuka dan terjadi transpirasi. Saat stomata membuka, maka akan ada penghubung antara antara rongga antar sel dengan atmosfer sehingga uap air akan keluar. Akibatnya PA di stomata lebih rendah dari pada di rongga antar sel, sehingga uap air yang ada di rongga antar sel akan masuk ke stomata dan terjadi transpirasi. Jika hal ini terus berlangsung, maka sel-sel yang menguapkan airnya, dan rongga antar sel akan mengalami kekurangan air sehingga potensial airnya menurun. Kekurangan air ini akan diisi oleh air yang berasal dari xylem tulang daun, selanjutnya tulang daun menerima air dari batang, dan batang menerima dari akar, begitu seterusnya. Jadi, dapat dikatakan jika intensitas cahaya yang mengenai tanaman itu tinggi, maka stomatanya akan lebih cepat membuka sehingga mempercepat jalannya air dari akar ke batang kemudian ke xylem tulang daun selanjutnya ke rongga antar sel dan sampai ke stomata hingga terjadi transpirasi. Sedangkan pada intensitas cahaya 4 cd/m2 mempunyai kecepatan transpirasi lebih kecil karena tidak banyak stomata yang membuka, sehingga uap air yang dialirkan ke udara lebih sedikit. Hal ini menjadikan potensial air dalam rongga antar sel tidak banyak mengalami penurunan. Sedangkan pada stomata, Potensial Osmotik (PO) dan Potensial Air (PA) cairan sel penutup tinggi. Sehingga terjadi osmosis dari sel penutup ke sel-sel sekitar yang mempunyai potensial air rendah sehingga stomata menutup dan terjadi aliran air yang menyebabkan sel penutup kekurangan air atau mengkerut. Hal ini mengakibatkan kecepatan transpirasi berjalan lambat. Hal ini juga berlaku untuk suhu, dimana pada suhu 34oC kecepatan transpirasinya lebih cepat dibandingkan dengan suhu 27oC, ini terjadi karena kenaikan suhu udara akan mempengaruhi kelembaban relatifnya. Meningkatnya suhu pada siang hari, biasanya akan menyebabkan kelembaban relative udara menjadi makin rendah. Sehingga akan mengakibatkan perbedaan tekanan uap air di dalam rongga daun dengan di udara menjadi makin besar yang akhirnya dapat meningkatkan kecepatan transpirasi. Sebaliknya pada suhu 27oC kelembaban relatifnya tinggi sehingga perbedaan tekanan uap air di udara menjadi makin kecil yang akhirnya menjadikan kecepatan transpirasi makin lambat. Demikian juga pengaruh luas permukaan daun terhadap kecepatan traspirasi, Pada permukaan daun yang lebih luas memiliki kecepatan transpirasi lebih tinggi karena daun yang luas tentu memiliki stomata yang lebih banyak sehingga penguapan air melalui stomata juga lebih banyak. Begitu juga sebaliknya pada daun yang sempit.


















BAB V
PENUTUP
A.      Simpulan
                 Berdasarkan hasil percobaan yang dilakukan dapat disimpulkan bahwa Intensitas cahaya mempengaruhi laju transpirasi. Makin tinggi intensitas cahaya maka kecepatan transpirasi makin cepat. Sedangkan makin kecil intensitas cahaya dan suhu, maka kecepatan transpirasi makin lambat.

B.       Saran
            Untuk praktikum selanjutnya perlu diperhatikan neraca yang digunakan untuk menimbang. Sebaiknya kedua neraca memiliki kalibrasi yang sama, agar data yang diperoleh valid.











                                                                                                                                




DAFTAR PUSTAKA

Rahayu, Yuni Sri, dkk. 2011. Petunjuk Praktikum Fisiologi Tumbuhan. Surabaya: Laboratorium Fisiologi Tumbuhan Jurusan Biologi FMIPA Unesa.
Salisbury, B. Frank. 1995. Fisiologi Tumbuhan Jilid 2. Bandung : ITB Press
http//:leli.tianr08.student.ipb.ac.id/.../laporan-pengaruh-faktor-lingkungan-terhadap-laju-transpirasi/
            Diakses pada tanggal 22 februari 2011, pukul 15.00 WIB    

http//:elsadwijuli08.student.ipb.ac.id/.../pengaruh-faktor-lingkungan-terhadap-laju-transpirasi/
            Diakses pada tanggal 22 februari 2011, pukul 15.03 WIB    

http//:arcturusarancione.wordpress.com/.../pengaruh-faktor-lingkungan-terhadap-laju-transpirasi/
            Diakses pada tanggal 22 februari 2011, pukul 15.05WIB     

http//:definisi-pengertian.blogspot.com/.../pengertian-transpirasi.html/
            Diakses pada tanggal 22 februari 2011, pukul 15.08 WIB    
           
http//:vitamustika.wordpress.com/2009/10/.../praktikum-transpirasi/
            Diakses pada tanggal 22 februari 2011, pukul 15.10 WIB    

http//:ayimada006084.files.wordpress.com/2008/11/transpirasi2.doc
            Diakses pada tanggal 22 februari 2011, pukul 15.15WIB     

Tidak ada komentar:

Posting Komentar