TEKANAN DAN DAYA HISAP AKAR

Jurnal Praktikum Fisiologi Tumbuhan

OlehNATALINAJ1C108027Kelompok 2

AsistenTATI HIDAYAH

PROGRAM STUDI S-1 BIOLOGIFAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURATBANJARBARU

APRIL, 2010

TEKANAN DAN DAYA HISAP AKAR

NatalinaPS Biologi FMIPA Universitas Lambung Mangkurat

Jl. A. Yani Km 35,8 BanjarbaruE-mail: alin.natalina@gmail.com (085654059128)

ABSTRAK Praktikum ini bertujuan untuk membuktikan terjadinya tekanan akar dan daya hisap daun pada tumbuhan serta untuk mengetahui besarnya kenaikan larutan akibat tekanan akar dan daya hisap daun. Siang hari pergerakan air dari dalam tanah ke tubuh tanaman terjadi terus menerus. Tekanan akar tidak dapat diamati jika kondisi lingkungannya kekurangan air (transpirasi rendah,. Pada saat itu yang berperan adalah daya isap daun. Sebanyak enam botol diisi dengan larutan eosin masing-masing sebanyak 100 ml, kemudian dimasukkan tanaman pacar air (Impatiens balsamina) yang terdiri dari dua bagian yaitu bagian yang berakar (bawah) dibuang daunnya (A) dan bagian atas disisakan 5 daun (B). Tanaman diamati. Tekanan akar dan daya isap daun mengakibatkan naiknya air ke dalam batang. Hubungan antara tekanan akar dan daya hisap daun sangat erat karena faktor-faktor tersebut tidak dapat berdiri sendiri dalam memindahkan air dari dalam tanah menuju ke daun untuk proses fotosintesis. Menit ke-30 air pada bagian bawah tanaman mengalami kenaikan mencapai 30 cm, 30 cm dan 28 cm sedangkan hasil yang didapat pada bagian atas tanaman secara berturut-turut adalah 21 cm, 13 cm, dan 24 cm. Lalu pada menit ke-45 air pada bagian atas tanaman mencapai ketinggian 29 cm, 30 cm, 30 cm. Tekanan akar pada tanaman pacar air lebih cepat dibandingkan daya hisap daunnya.

Kata kunci : akar, air, daun, transpirasi.

PENDAHULUANPergerakan air melalui akar terjadi secara horisontal. Bagian-bagian akar

yang dilewati saat terjadinya pengangkutan air adalah bulu-bulu akar, sel-sel korteks, sel-sel endodermis, sel-sel perisikel, dan akhirnya air sampai ke pembuluh kayu (xilem). Dari xilem, air kemudian bergerak secara vertikal menuju daun. Xilem dapat dianggap sebagai pembuluh kapiler, sehingga air naik di dalamnya sebagai akibat dari gaya adhesi antara dinding xilem dengan molekul-molekul air (Dwidjoseputro, 1980).

Siang hari pergerakan air dari dalam tanah ke tanaman terjadi secara terus menerus. Hal ini terjadi karena potensial air di dalam tanaman selama siang hari selalu lebih rendah dibandingkan potensial air tanah, sedangkan air bergerak dari daerah dengan potensial air tinggi ke daerah dengan potensial air rendah. air tanah yang masuk ke tanaman keluar sebagai air transpirasi. Di dalam tanah air bergerak ke permukaan akar, kemudian mengalir melaui epidermis, sel kortek, endodermis, stele, masuk ke xilem dan bergerak atas ke arah daun. Pada awalnya diperkirakan air naik ke bagian atas tanaman karena adanya tekanan dari akar. Tetapi ternyata tekanan akar hanya teramati pada kondisi tanah berkecukupan air

dan tekanan udara relatif tinggi atau dengan kata lain pada saat laju transpirasi rendah (Gardner, 1991).

Air dari sel-sel endodermis selanjutnya masuk ke dalam pembuluh xilem melalui proses osmosis. Air dari pembuluh xilem akar, bergerak melalui xilem batang hingga ke xilem daun. Cairan xilem yang ada dalam xilem akar, xilem batang dan xilem daun berhubungan satu dengan lainnya membentuk suatu kolom. Ada empat kemungkinan yang dapat menerangkan mekanisme perjalanan air tersebut, yaitu: tekanan akar, pompa xilem, aksi kapiler, dan penarikan air ke atas (Lakitan, 2004).

Meskipun tekanan akar, pompa xilem dan aksi kapiler berperan dalam transpor air pada beberapa tumbuhan, sebagian besar mekanisme transpor air adalah melalui proses penarikan air karena penguapan atau transpirasi. Transpirasi adalah proses penguapan air melalui stomata. Ketika celah stomata terbuka maka molekul air akan bergerak dari konsentrasi tinggi (di dalam daun) ke konsentrasi rendah (lingkungan luar). Proses transpirasi dapat diterangkan dengan mengacu sifat fisik air . Molekul air akan melakukan tarik menarik dengan molekul air lainnya melalui proses kohesi. Selain itu molekul air juga dapat melakukan tarik menarik dengan dinding xilem melalui proses adhesi. Penguapan air melalui stomata akan menarik kolom air yang ada di dalam xilem, dan molekul air baru akan masuk ke dalam rambut akar. Teori kehilangan air melalui traspirasi ini disebut juga teori tegangan adhesi dan kohesi (Salisbury dan Ross. 1995).

Tekanan akar hanya terjadi pada tumbuhan yang rendah dan jarang melebihi 45 psi (pound per square inch). Sedangkan untuk tumbuhan yang tinggi diperlukan tekanan hingga 150 psi. Pada beberapa tanaman misalnya pinus, tidak mengembangkan tekanan akar. Jika batang dilukai ternyata juga tidak menyebabkan air tersembur ke luar. Demikian juga air kapiler hanya dapat mencapai ketinggian 0.5 m saja. Pergerakan air dari dalam tanah akan terjadi secara terus menerus pada siang hari, hal ini desebabkan karena air bergerak dari daerah dengan potensial air tinggi ke daerah dengan potensial air yang rendah. Pada siang hari suhu pada umumnya tinggi dan kelembaban udara rendah hal ini akan memungkinkan terjadinya proses transpirasi sehingga air didalam pembuluh xilem akan mengalami gaya tarikan (tension) oleh aktivitas transpirasi (daun) (Lakitan, 2004).

Tekanan akar tampak pada sebagian besar tumbuhan, tapi ini terjadi jika tanah cukup lembab dan bila kelembaban udara tinggi, artinya ketika transpirasi sangat rendah. tetesan air akan terlihat keluar dari bukaan (hidatoda) pada ujung atau tepi daun, fenomena ini disebut gutasi. Jika tumbuhan ditempatkan pada kondisi atmosfer yang cukup kering, atau di tanah yang berkelembaban rendah, atau sekaligus dalam kedua keadaan tersebut, maka tekanan akar tidak muncul sebab air dalam batangnya berada di bawah tegangan dan bukan di bawah tekanan (Salisbury dan Ross. 1995).

Beberapa faktor yang yang dapat menyebabkan terjadinya daya hisap daun dan daya tekan akar adalah sebagai berikut: - Tekanan akar; berdasarkan fakta bahwa jika batang tanaman dipotong dan

kemudian dihubungkan dengan selang manometer air raksa, maka air di dalam selang itu akan terdorong ke atas oleh tekanan yang berasal dari akar

- Kapilaritas; merupakan gejala yang timbul akibat interaksi antara permukaan benda padat dengan benda cair yang menyebabkan gangguan terhadap bentuk permukaan cairan yang semula datar, misalnya di dalam pipa yang kecil, permukaan cairan menjadi naik, karena cairan tersebut ditarik oleh dinding bagian dalam pipa oleh gaya adhesi

- Sel pemompa; pergerakan vertikal air dari akar ke daun adalah karena adanya peranan sel-sel khusus yang berfungsi memompa air ke atas, hal ini dibuktikan dengan adanya hasil penelitian, dimana pergerakan vertikal air sebagian besar melalui bagian yang mati dari tanaman (pembuluh xilem dan dinding sel), bukan melalui bagian sel-sel yang hidup

- Kohesi; penyerapan vertikal air dalam tumbuhan dapat dijelaskan dengan 3 elemen atau konsep kohesi yaitu: adanya perbedaan potensi air antara tanah dan atmosfer sebagai tenaga pendorong, adanya tenaga hidrasi dinding pembuluh xilem yang mampu mempertahankan molekul air terhadap gravitasi dan adanya gaya kohesi antara molekul air yang menjaga keutuhan kolom air dalam pembuluh xilem (Gardner, 1991).

Tanaman yang berada pada daerah yang kondisi tanahnya kering atau memiliki kelembaban udara rendah akan mengalami transpirasi yang tinggi. Pada daerah ini fenomena tekanan aklar tidak terlihat. Hal ini disebabkan karena air di dalam pembuluh xilem tidak dalam keadaan menerima tekanan, tetapi sebaliknya sedang mengalami tarikan (tension). Jadi air bergerak ke atas karena adanya tarikan akibat terjadinya transpirasi dari daun sehingga menimbulkan daya hisap daun (Lakitan, 2004).

BAHAN DAN METODEWaktu dan Tempat Praktikum. Praktikum dilaksanakan pada tanggal 21

April 2010, bertempat di Laboratorium Dasar Ruang Biologi 1, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Lambung Mangkurat Banjarbaru.

Alat dan Bahan. Peralatan yang digunakan pada praktikum kali ini adalah botol bekas energy drink sebanyak 6 buah yang dicuci bersih, pisau silet atau cutter, penggaris. Bahan-bahan yang digunakan adalah tanaman pacar air tinggi (Impatiens balsamina) ukuran panjang 15 cm – 25 cm sebanyak 6 batang, larutan eosin atau larutan pewarna lainnya.

Prosedur Kerja. Botol bekas energy drink sebanyak 6 buah botol dibersihkan, kemudian diisi dengan larutan eosin masing-masing sebanyak 50 ml. Tanaman pacar air (Impatiens balsamina) dipotong menjadi 2 bagian, yaitu bagian yang berakar (bawah) dibuang daunnya (A) dan bagian atas disisakan 5 daun (B). Masing-masing potongan tanaman dimasukkan pada botol-botol yang berisi larutan eosin. Dilakukan pengamatan.

HASILTabel 1. Hasil Pengamatan pada Tanaman Pacar Air

menit ke-Bagian bawah tanaman rata-

ratabagian atas tanaman rata-

rata1 2 3 1 2 315 menit - - - - - - - -

30 menit 30 30 28 29,3 21 13 24 19,345 menit 30 30 30 30 29 30 30 29,66

PEMBAHASANTanaman pacar air (Impatiens balsamina) merupakan tanaman yang

dijadikan sebagai tanaman sampel. Tanaman sampel dipotong menjadi dua bagian yaitu bagian bawah tanaman (akar) dan bagian atas tanaman (berupa daun). Pemotongan tanaman sampel ini bertujuan untuk membuktikan terjadinya tekanan akar dan daya hisap daun serta besarnya kenaikan larutan (larutan eosin) akibat dari tekanan akar dan daya hisap daun.

Daya hisap daun adalah timbulnya tarikan terhadap air yang ada pada sel – sel di bawahnya dan tarikan ini akan diteruskan molekul demi molekul, menuju ke bawah sampai ke seluruh kolom air pada xilem sehingga menyebabkan air tertarik ke atas dari akar menuju ke daun. Faktor yang mempengaruhi daya hisap daun adalah terjadinya transpirasi.

Air akan mengalir masuk dari korteks akar, menghasilkan suatu tekanan positif yang memaksa cairan naik ke xilem. Dorongan getah xilem ke arah atas ini disebut tekanan akar. Faktor yang mempengaruhi tekanan akar adalah perbedaan potensial air dalam tumbuhan dan air yaitu potensial air yang tinggi di dalam tanah.

Tumbuhan menyerap air dan mineral yang terdapat di dalam tanah melalui akar, untuk menaikkan air dari permukaan tanah diperlukan suatu tekanan pada akar. Tekanan pada akar terjadi jika transpirasi rendah, artinya kelembaban pada tanah cukup tinggi. Pada saat kelembapan tanah kurang maka laju transpirasi akan meningkat, tekanan akar tidak terjadi maka air yang ada akan naik karena adanya daya isap daun. Untuk mengetahui adanya tekanan pada akar dan daya hisap pada daun maka dapat dilakukan suatu pengamatan dengan menggunakan tanaman yang mempunyai batang transparan sehingga besarnya pergerakan air tanaman dan kenaikkan larutan dapat terlihat jelas.

Pengamatan dilakukan selama 45 menit, tetapi dari hasil pengamatan didapatkan hasil bahwa larutan naik ke seluruh bagian tanaman. Besarnya kenaikan adalah 30 cm pada masing-masing batang baik bagian atas maupun bagian bawah yang artinya tanaman pacar air dapat menghisap larutan hingga mencapai seluruh bagian tanaman baik melalui tekanan akar maupun daya hisap daun. Hal ini menunjukkan bahwa pada tanaman pacar air tekanan akar dan daya hisap daun memiliki pengaruh yang sama besar dalam penyerapan air.

Dari hasil yang telah didapatkan, kecepatan tekanan akar lebih besar daripada daya hisap daun, hal ini dibuktikan dari hasil. Pada menit ke-30 air pada 3 bagian bawah tanaman mengalami kenaikan secara berturut-turut yaitu 30 cm, 30 cm dan 28 cm sedangkan hasil yang didapat pada bagian atas tanaman secara berturut-turut adalah 21 cm, 13 cm, dan 24 cm. Lalu pada menit ke-45 air pada bagian atas tanaman mencapai ketinggian 29 cm, 30 cm, 30 cm. Berdasarkan hasil tersebut dapat disimpulkan bahwa tekanan akar pada tanaman pacar air lebih cepat dibandingkan daya hisap daunnya.

Kenaikan air dari tanah juga dipengaruhi oleh transpirasi karena transpirasi sebagian besar terjadi di daun melalui stomata, transpirasi bermanfaat bagi

tumbuhan karena dapat menyebabkan terbentuknya daya isap daun, mempercepat pengangkutan unsur hara melalui xilem dan membantu penyerapan air dan unsur hara oleh akar. Tekanan akar tidak dapat diamati jika kondisi lingkungannya kekurangan air atau pada saat transpirasi rendah. Pada saat ini yang berperan adalah daya isap daun, jadi air bergerak karena terjadinya transpirasi. Akar merupakan komponen pokok dari tanaman, baik dalam hal fungsi maupun dalam jumlah besarnya. Biasanya dapat mencapai kira-kira 1/3 berat kering seluruh tubuh tanaman. Kecepatan ekstraksi air dari suatu tanah merupakan fungsi dari konsentrasi akar, karena berkurangnya menurut kedalaman daerah akar. Air sangat penting bagi tumbuhan sehingga gerakan air melalui tanah yang disebut perkolasi.

Hubungan antara tekanan akar dan daya hisap daun adalah sangat erat karena faktor-faktor itu tidak dapat berdiri sendiri dalam memindahkan zat hara atau air tanah menuju ke daun untuk difotosintesis. Akar berperan dalam memperluas bidang penyerapan tumbuhan terhadap air dan zat hara. Jika tumbuhan tidak mempunyai akar maka tumbuhan itu hanya dapat menyerap zat-zat yang diperlukannya dari sekitarnya saja. Sebaliknya jika tumbuhan tidak mempunyai daun, maka penyerapan dan pengantaran zat hara dari tanah menuju ke daun tidak optimal (tidak cepat) karena daya tekan akar saja tidak cukup untuk melawan besarnya gradien gravitasi bumi.

KESIMPULAN Kesimpulan yang diperoleh dari praktikum ini adalah tekanan akar dan

daya isap daun mengakibatkan naiknya air ke dalam batang. Hubungan antara tekanan akar dan daya hisap daun adalah sangat erat karena faktor-faktor tersebut tidak dapat berdiri sendiri dalam memindahkan zat hara atau air dari dalam tanah menuju ke daun untuk proses fotosintesis. Dari hasil yang telah didapatkan, kecepatan tekanan akar lebih besar daripada daya hisap daun, karena bagian bawah tanaman pada menit ke-30 sudah mencapai maksimal sedangkan bagian atas tanaman mencapai maksimal pada menit ke-45.

DAFTAR PUSTAKA

Dwidjoseputro. 1980. Pengantar Fisiologi Tumbuhan. PT Gramedia. Jakarta.

Lakitan, B. 2004. Dasar-Dasar Fisiologi Tumbuhan. PT. Raja Grafindo Persada. Jakarta.

Loveless, A.R. 1991. Prinsip-Prinsip Biologi Tumbuhan untuk Daerah Tropik I. PT. Gramedia Pustaka Utama. Jakarta.

Gardner, F.P., R. E. Pearce., & R. I. Mitchell. 1991. Fisiologi Tanaman Budidaya. UI press, Jakarta.

Salisbury dan Ross. 1995. Fisiologi Tumbuhan Jilid 2. Penerbit ITB, Bandung.