HUBUNGAN TUMBUHAN DENGAN AIR, TRANSPIRASI, DAN EVAPORASI

Haffi Indra Fitriadi (131042)Kelompok I A (kelas D)

AbstrakPraktikum ini dilakukan pada tanggal 16 Februari 2015 dengan tujuan untuk mengukur kadar air yang ada pada bagian tanaman, mangukur turgiditas relatif dan defisit air dari jaringan tumbuhan, dan menghitung luas daun, laju evaporasi serta transpirasi dari lembar daun hasil Pada daun melastoma malabatrichum ,rata-rata kadar air daun adalah rata-rata 0,635%. Pengukuran berat turgid relativ tertinggi adalah pada daun Zea mays yang disiram. Luas permukaan daun yang paling besar adalah pada daun 1 sebesar 104 mm2. Kecepatan evaporasinya yang didapatkan adalah 0,00014g/cm2/menit. Pandanus amaryllifolius yang diolesi vaselin pada bagian permukaan atasnya lebih berat yaitu sebesar 1,25 gr daripada yang diberi vaselin pada bagian bawahnya yaitu sebesar 1,19 gr. Air mempengaruhi proses membuka dan menutupnya stomata.

Keyword: turgiditas relatif, water defisit, transpirasi, evaporasi,

I. II. PENDAHULUANTanaman dapat menyerap air dari tanah yang merupakan campuran kompleks dari fase padat,cair dan gas yang porsi relatifnya berbeda dari satu tanah dengan tanah lainnya. Air di dalam tanah dan hubungan dengan zat-zat padat, baik untuk penggabungan untuk koloid-koloid tanah maupun mengisi pori-pori sempit tanah. Air sangat diperlukan bagi tanaman, kebutuhan pada tanaman untuk transpirasi, evapotranspirasi, fotosintesis karena air merupakan pelarut utama dari unsure hara tanaman, sebagai pembawa unsure hara dari tanah dan dari suatu jaringan ke jaringan lain (Peter,1992).Transpirasi adalah hilangnya air dari tubuh-tumbuhan dalam bentuk uap melalui stomata, kutikula atau lentisel.Ada dua tipe transpirasi, yaitu (1) transpirasi kutikula adalah evaporasi air yang terjadi secara langsung melalui kutikula epidermis; dan (2) transpirasi stomata, yang dalam hal ini kehilangan air berlangsung melalui stomata.Kutikula daun secara relatif tidak tembus air, dan pada sebagian besar jenis tumbuhan transpirasi kutikula hanya sebesar 10 persen atau kurang dari jumlah air yang hilang melalui daun-daun. Oleh karena itu, sebagian besar air yang hilang melalui daun-daun(Wilkins, 1989).Mekanisme membuka dan menutupnya stomata adalah karena perubahan-perubahan turgor dan perubahan turgor adalah karena perubahan konsentrasi nilai osmosis dari sel penutup.Pada pagi hari amilum masih ditemukan pada sel penutup stomata. Pengaruh sinar-sinar matahari membangkitkan klorofil-klorofil untuk berfotosintesis, maka kadar CO2 didalam sel tersebut menurun karena sebagian karbondioksida mengalami reduksi menjadi CH2O. Karena peristiwa-peristiwa reduksi maka berkuranglah ion-ion H+.Sehingga PH menjadi naik, kenaikan PH berguna untuk menaikan enzim Phosphorelase untuk mengubah amilum di dalam sel. Dengan terbentuknya glukosa I-Phospat maka nilai osmosis di dalam sel-sel penutup menjadi naik yang menyebabkan air masuk ke dalam sel penutup dari sel-sel tetangga. Pertambahan volume akan menyebabkan terjadinya perubahan turgor, sehingga sel penutup mengembang pada bagian yang tipis, akibatnya stomata terbuka (Dwijoseputro,1985).Proses transpirasi ini selain mengakibatkan penarikan air melawan gaya gravitasi bumi, juga dapat mendinginkan tanaman yang terus menerus berada di bawah sinar matahari. Mereka tidak akan mudah mati karena terbakar oleh teriknya panas matahari karena melalui proses transpirasi, terjadi penguapan air dan penguapan akan membantu menurunkan suhu tanaman. Selain itu, melalui proses transpirasi, tanaman juga akan terus mendapatkan air yang cukup untuk melakukan fotosintesis agar kelangsungan hidup tanaman dapat terus terjamin (Sitompul, 1995). Evaporasi merupakan proses penguapan air yang berasal dari permukaan bentangan air atau dari bahan padat yang mengandung air (Lakitan, 1994).Laju evaporasi sangat tergantung pada masukan energi yang diterima.Semakin besar jumlah energi yang diterima, maka akan semakin banyak molekul air yang diuapkan.Sumber energi utama untuk evaporasi adalah radiasi matahari.Oleh sebab itu, laju evaporasi yang tinggi tercapai pada waktu sekitar tengah hari (solar noon).Selain masukan energi, laju evaporasi juga dipengaruhi oleh kelembaban udara di atasnya.Laju evaporasi akan semakin terpacu jika udara diatasnya kering (kelembaban rendah), sebaliknya akan terhambat jika kelembaban udaranya tinggi(Lakitan, 1994).Oleh karena itu, praktikum ini dilakukan untuk mengetahui hubungan air dengan tumbuahan dan antara luas daun dengan kecepatan evaporasi, dan mengetahui hilangnya uap air dari kedua permukaan daun.III. PELAKSANAAN PRAKTIKUM 2.1 Waktu dan TempatPraktikum hubungan tumbuhan dengan air, transpirasi, dan evaporasi ini dilaksanakan pada hari Rabu tanggal 16 Maret 2014 di Laboratorium Teaching 4, Jurusan Biologi Universitas Andalas, Padang.

2.2 Alat dan BahanAlat yang digunakan dalam praktikum adalah koran, timbangan, oven, cork borer, petridish, tissue, jepitan kertas, dan gunting. Bahan-bahan yang digunakan dalam praktikum ini antara lain daun dan ranting Melastoma malabatrichum, daun kecambah Zea mays umur 14 hari, aquadest, dan vaselin.

2.3 Cara Kerja2.3.1 Pengukuran Kadar Air Jaringan TumbuhanDitimbang Melastoma malabatrichum yang segar seberat 10 gram dan dibuat 3 sampel. Kemudian masing-masing sampel disimpan dalam kotak karton dan selanjutnya dipanaskan dalam oven dengan suhu 80oC. Pemanasan dilakukan sampai berat konstan. Berat yang hilang dari bahan yang dipanaskan, merupakan berat air yang dikandung bahan tersebut. Lalu kadar air tumbuhan dengan rumus sebagai berikut :

atau

2.3.2 Pengukuran Turgiditas Relatif Jaringan TumbuhanDibuat potongan daun Zea mays dengan menggunakan cork borer sebanyak 10 buah dari tanaman yang tanahnya dalam keadaan kapasitas lapang dan 10 buah lagi dari tanaman yang tanahnya agak kering. Berat masing-masing potongan daun ditimbang dan dicatat berapa beratnya. Berat ini disebut berat segar (BS). Kemudian potongan- potongan daun dimasukkan ke dalam petridish dan diisi aquadest. Petridish ditutup dan diletakkan pada ruangan dengan penerangan lampu neon yang berintensitas selama 3 jam. Setelah 3 jam, potongan daun diambil, kelebihan air dihilangkan dengan menggunakan kertas dengan meletakkan potongan daun di atas tissu, lalu berat daun ditimbang. Berat ini disebut dengan Berat Turgid (BT). Selanjutnya potongan daun dikeringkan dalam oven dengan suhu 800C sampai kering, lalu berat kering (BK) ditimbang. Dihitung berapa besar Turgiditas Relatif (TR) dan Water Defisit (WD) dari daun dengan rumus: TR = danWD=

2.3.3 Perhitungan Luas Permukaan Daun, Perkiraan Laju Evaporasi, Transpirasi Permukaan Dorsiventral Dauna. Menghitung Luas DaunDiambil lembaran daun dari tanaman Bougenvilia spectabilis (3 lembar), lalu tempelkan pada selembar kertas yang telah diketahui berat dan luasnya. Selanjutnya lembaran daun jiplakan pada kertas tersebut.Kemudian jiplakan gambar daun digunting dan ditimbang. Dengan demikian luas daun dapat dihitung dengan rumus :Luas Daun = x Luas Kertasb. Perkiraan Kecepatan Evaporasi DaunDiambil lembaran daun yang telah diketahui luas permukaannya tadi, kemudian ditimbang dan digantung dengan jepitan kertas di dalam ruangan atau sinar matahari langsung.Dalam interval waktu tertentu (30 menit) dilakukan penimbangan terhadap daun tersebut (penimbangan dilakukan sebanyak 3 kali).Lalu buat daftar penimbangan pengurangan berat daun selama evaporasi. Lalu masukkan ke dalam rumus :Kecepata Evaporasi = : waktu

c. Perkiraan Laju Respirasi Daun Permukaan DoesiventralDiambil dua lembar daun yang telah diketahui luasnya pada percobaan a lalu ditimbang dan kemudian direndam dalam air dan dikeringkan dengan kertas tissue. Daun pertama diolesi vaselin pada permukaan atasnya dan yang kedua pada permukaan bawahnya, dan ditimbang kembali. Kedua daun tersebut diletakkan pada panas matahari selama 1 jam atau lebih, dan ditimbang kembali. Lalu bandingkan hasil antara transpirasi kutikula dari permukaan atas dan transpirasi stomata dari permukaan bawah.2.3.4 Pengamatan proses membuka dan menutupnya stomataDisiapkan daun Rhoeo discolor kemudian daun tadi disayat tipis pada bagian epidermisnya, lalu tempatkan daun pada kaca objek yang telah diberi tetesan aquadest kemudian tutup dengan cover glass dan amati struktur stomata pada mikroskop. Setelah didapatkan hasilnya, sayatan epidermis tadi diberi larutan sukrosa dan kemudian diamati lagi dengan mikroskop dan didapatkan hasilnya. Terakhir sayatan epidermis tadi diberi larutan NaCl dan kemudian diamati dimikroskop dan didapatkan lah hasilnya.

IV.

V. HASIL DAN PEMBAHASAN 3.1 Pengukuran Kadar Air Jaringan TumbuhanTabel 1. Pengukuran kadar air jaringan tumbuhan Melastoma malabathricumBagianBerat Basah (gram)Berat Kering (gram)BB (%)BK (%)

Ranting 1103,350,6651,9

Ranting 2103,420,6581,92

Ranting 3103,450,6551,89

Daun 1103,500,651,85

Daun 2103,700,631,7

Daun 3103,730,6271,68

Dari tabel di atas dapat diketahui, bahwa jumlah air berkurang setelah tumbuhan di oven. Menurut Lakitan (2004) bahwa tumbuhan banyak mengandung air di dalam sel-selnya. Hal ini yang menyebabkan suhu tumbuhan relative stabil walaupun menerima atau kehilangan energy. Pada daun Melastoma malabatrichum, rata-rata kadar air daun adalah 0,635. Dari berat basah dan berat kering daun, maka dapat diketahui kadar air pada jaringan pada daun tumbuhan tersebut adalah sekitar 6,35 gram. Sedangkan rata-rata kadar air ranting adalah 0,639%. Dari berat basah dan berat kering ranting, maka dapat diketahui kadar air pada jaringan ranting pada tumbuhan tersebut adalah sekitar 6,56 gram. Dari hasil ini menunjukan bahwa % KB pada ranting lebih besar dibandingkan pada daun, hasil ini berbeda dari literature yang menyatakan Bagian daun tumbuhan mengandung banyak air daripada bagian rantingnya. Menurut Bidwell (1979) menyatakan sel-sel mesofil daun yang tidak tersusun rapat mengandung ruang udara yang jenuh terhadap air. Air yang diserap oleh bulu-bulu akar akan disebarkan oleh jaringan pengangkut ke seluruh organ tumbuhan untuk digunakan sesuai kebutuhan dari organ tersebut. Misalnya, di bagian daun untuk melakukan proses fotosintesis, dan penguapan untuk menjaga kestabilan suhu tumbuhan.Kesalahan ini juga bisa disebabkan karenakan jenis dari tumbuhan itu sendiri, seperti yang dinyatakan oleh Devlin (1975) jumlah air yang dikandung dalam tanaman tergantung jenis tanaman. Tanaman herba mengandung lebih banyak air dibandingkan dengan maupun pohon. Tanaman herba sebagian besar sel batang dan daunnya terisi oleh molekul air. Kandungan air yang dimiliki oleh tumbuhan juga dipengaruhi struktur morfologis dan anatomis dari tumbuhan tersebut.5.1.2 3.2 Pengukuran Turgiditas Relatif dan Defisit Air Jaringan TumbuhanTabel 2. Pengukuran turgiditas relatif dan defisit air (water defisit)KeadaanBerat Segar (gr)Berat Turgid (gr)Berat Kering (gr)Turgiditas Relatif (%)Defisit Air (%)

Disiram0,030,0407525

Tidak disiram0,040,06066,6733,33

Berdasarkan tabel 2 diatas, dapat diketahui turgiditas relative untuk tanaman basah sebesar 75 % dan untuk kondisi tanaman yang kering 66,67 %. Sedangkan nilai defisit air untuk keadaan basah sebesar 25 % dan untuk tanaman yang kondisinya kering sebesar 33,33 %.Dari data tersebut dapat diketahui bahwa keadaan turgiditas relative pada keadaan basah lebih besar dibandingkan dengan keadaan kering. Keadaan ini sesuai dengan teori yang menyatakan bahwa pada keadaan basah (lapang), tumbuhan memiliki Turgiditas Relatif (TR) yang besar dan Water Defisit (WD) yang kecil daripada tanaman pada kapasitas kering. Hal ini disebabkan tanaman membutuhkan air yang cukup sehingga air yang dikandungnya banyak dan mengakibatkan tekanan turgor menjadi lebih besar (Abidin, 1987) Adapun faktor-faktor yang mempengaruhi kekurangan air pada tumbuhan adalah PH yang sangat rendah, suhu yang sangat tinggi dan kurangnya persediaan air dalam tanah. Penurunan kandungan air dalam sel tumbuhan diikuti dengan kehilangan turgor dan terjadinya layu, penutupan stomata dan proses metabolisme akan terganggu, demikian juga dapat menganggu proses reproduksi dan fotosintesis serta respirasi (Devlin,1975).

3.3 Perhitungan Luas Permukaan daun, Perkiraan Laju Evaporasi dan Transpirasi Permukaan Dorsiventral DaunTabel 3. Perhitungan Luas Permukaan daun Pandanus amaryllifoliusSampel DaunBerat Daun (gram)Luas Permukaan daun (cm2)

Daun 10,69104,04

Daun 20,4060,31

Daun 30,4669,36

Pada percobaan ini, pengukuran luas permukaan adalah dengan menghitung luas permukaan kertas, berat jiplakan kertas dan berat kertas.Luas permukaan daun yamg paling besar adalah pada daun 1 sebesar 104,04 cm2.Bower (1961) menyatakan bahwa luas daun dipengaruhi oleh ketersediaan tanah, tempat ia tumbuh dan nutrisinya. Faktor lingkungan juga mempengaruhi luas daun dan besar kecilnya daun.

Tabel 4. Perkiraan Laju Evaporasi daun Pandanus amaryllifoliusSampel DaunBerat Daun (gram)Kecepatan evaporasi

awal20 menit40 menit60 menit(g/cm2/menit)

Daun 12,152,071,931,870,00014

Daun 21,311,261,201,160,00004

Daun 31,421,391,321,260,00004

Kecepatan evaporasi tersebesar yang didapatkan adalah 0,00014 g/cm2/menit pada daun 1. Menurut Dwidjoseputro (1985) bahwa besarnya evaporasi ini dipengaruhi oleh luas daun. Semakin luas permukaan daun maka kecepatan evaporasi akan semakin tinggi,ketebalan daun juga mempengaruhi kecepatan evaporasi. Kecepatan perjalanan zat melalui xylem dan floem dipengaruhi oleh kecepatan transpirasi dan evaporasi. Hal ini terjadi karena kehilangan air dan penguapan air dari tanah (Wilson,1972).

Tabel 5. Transpirasi Permukaan Dorsiventral DaunPermukaan daunBerat daun awal (gr)Berat daun akhir (gr)

Permukaan atas (kutikula)1,481,25

Permukaan bawah (stomata)1,241,19

Pada percobaan ini, daun Pandanus amaryllifolius menggunakan vaselin yang diolesi pada bagian atas permukaan daun dan bagian bawah daun. Dari tabel itu dilihat bahwa berat daun Pandanus amaryllifolius yang diolesi vaselin pada bagian permukaan atasnya lebih berat yaitu sebesar 1,25 gr daripada yang diberi vaselin pada bagian bawahnya yaitu sebesar 1,19 gr.Berdasarkan literatur, bahwa transpirasi lebih besar terjadi pada bagian bawah daun daripada pada bagian atas daun.Menurut Dwijoseputro (1985) bahwa transpirasi melalui stomata lebih aktif karena jaringan ini terdapat jaringan bunga karang yang susunannya longgar. Lapisan kutikula yang tebal dari lapisan lilin merupakan lapisan pelengkap untuk mengurangi penguapan yang terlalu besar pada permukaan daun dan juga berfungsi dalam bekerjanya stomata dan mengubah permeabilitas plasma (Salisbury and Ross,1977).Menurut Noggle (1979), bahwa kutikula secara relatif tidak tembus air, yang pada sebagian tanaman transpirasi kutikula hanya 10% dari seluruh jumlah penguapan. Makin banyak jumlah stomata kemungkinan hilangnya uap air cukup besar, sehingga mempengaruhi besarnya laju transpirasi.Transpirasi yang melalui kutikula lebih sedikit dibandingkan dengan stomata, karena pada kutikula terjadi difusi uap air dengan langsung mengakibatkan uap air dan terdapat lapisan penghalang pada kutikula seperti zat kutin, lilin dan yang lain yang akan memperlambat proses hilangnya air dari permukaan daun tersebut (Delvin,1975).Menurut Dwijoseputro (1985) faktor luar juga mempengaruhi kecepatan transpirasi ini yaitu cahaya (tumbuhan lebih cepat bertranspirasi bilamana terbuka terhadap cahaya dibandingkan dengan dalam gelap). Suhu juga mempengaruhi tumbuhan untuk proses transpirasi bila suhu semakin tinggi maka transpirasi semakin cepat terjadi. Pada suhu 30oC daun dapat bertranspirasi tiga kali lebih cepat dibandingkan pada suhu 20oC.Sedangkan pada percobaan ini suhu pada ruangan yaitu 24 - 25oC.

3.4 Pengamatan Proses Membuka Dan Menutupnya Stomata4 SukrosaAirNaCl

Keadaan stomataMenutupMembukaMenutup

Pada percobaan ini hasil pengamatan Daun Rhoeo discolor yang diberi air maka stomata pada daun membuka, sedangkan saat pemberian sukrosa dan NaCl stomata tertutup. Hal ini disebabkan karena konsentrasi larutan sukrosa maupun NaCl yang terlalu tinggi jika dibandingkan dengan air. Hal ini susuai dengan literatur bahwa menutupnya stomata ini, stomata akan membuka jika tekanan turgor kedua sel penjaga meningkat, peningkatan tekanan turgor sel penjaga disebabkan oleh masuknya air ke dalam sel penjaga tersebut. Pergerakan air dari stau sel ke sel lainnya akan selalu dari sel yang mempunyai potensi air lebih tinggi ke sel yang potensial air lebih rendah. Tinggi rendahnya potensi air sel akan bergantung pada jumlah bahan yang terlarut didalam cairan sel tersebut. Semakin banyak bahan yang terlarut maka potensi osmotis sel akan semakin renadah. 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 didalam sel tersebut harus ditingkatkan (Salisbury and Ross, 1992).

4. KESIMPULAN DAN SARAN4.1 KesimpulanKesimpulan yang didapatkan dari praktikum ini antara lain :1. Kadar air pada daun lebih tinggi dibandingkan kadar air pada ranting.2. Berat turgid relativ pada daun yang tanamannya disiram lebih tinggi jika dibandingkan dengan tanaman yang tidak disiram.3. Luas permukaan daun mempengarahi laju evaporasi.4. Traspirasi terjadi tergantung pada jumlah stomaya yang ada pada daun.

4.2 SaranDari praktikum yang telah dilakukan, diharapkan agar praktikan diharapkan membawa bahan praktikum yang representatif dan lakukan pengamatan sesuai dengan prosedur kerja.

DAFTAR PUSTAKA

Bidwell, R.G.S.1979. Plant of Physiology Second Edition. Mc.Milan Publishing :New York.Bower, F.O.196.Botany of The Living Plant. Mc.Milan and Co. Ltd. St Martin Press :London.Delvin, R.M.1975. Plant Physiology Third Edition. Mc.William Publishing Co.Inc :New York.Dwijoseputro.1985. Pengantar Fisiologi Tumbuhan. PT. Gramedia :Jakarta.Kimball.1994. Biologi Jilid 2.Erlangga :Jakarta.Lakitan, Benyamin.2004. Dasar-Dasar Fisiologi Tumbuhan. Raja Grafindo Persada :Jakarta.Noggle and Fritz.1979.Introduction Plant Physiology. Practise Hall of India, Private Limited India :New Delhi.Peter, E dan Fisher, N.M.1992.Fisiologi Tanaman Budidaya Tropik. UGM Press :Yogyakarta.Salisbury,B.Frank and Cleon W Ross.1997. Fisiologi Tumbuhan Jilid I. ITB Press :Bandung.Sitompul, S. M. dan Guritno. B. 1995. Pertumbuhan Tanaman. UGM Press.Yogyakarta.Wilkins, M. B. 1989. Fisologi Tanaman. Bumi Aksara. Jakarta.