Mekanisme Masuknya Air Ke Dalam Tumbuhan

Mata Kuliah Botani Umum

Oleh :

SINTA HANDAYANI133112620120011

PROGRAM STUDI BIOLOGI MEDIKFAKULTAS BIOLOGI

UNIVERSITAS NASIONALJAKARTA

2013

Mekanisme Masuknya Air Ke Dalam Tumbuhan

Air merupakan sumber kehidupan bagi seluruh makhluk hidup. Air mempunyai

peranan sangat penting karena air merupakan bahan pelarut bagi kebanyakan

reaksi dalam tubuh makhluk hidup. Air juga digunakan sebagai medium enzimatis.

Air sangat penting bagi tumbuhan yaitu 30% sampai 90% berat tumbuhan

tersusun atas air. Tumbuhan menggunakan air pada proses fotosintesis. Mineral-

mineral yang diserap oleh akar juga terlarut dalam air.

Peristiwa masuknya air pada tumbuhan diawali dengan proses penyerapan air

dan zat hara yang terdapat di dalam tanah. Akar menyerap air dari lingkungan

sekitarnya secara osmosis. Akar juga menyerap menyerap mineral dari lingkungan

sekitarnya bersama dengan penyerapan air. Air masuk kedalam akar melalui

rambut-rambut akar. Rambut akar akan meningkatkan luas permukaan akar dan

dapat meningkatkan jumlah air yang di serap atau di ambil oleh tumbuhan. Air dan

garam mineral dari tanah memasuki tumbuhan melalui epidermis akar, menembus

korteks akar, masuk ke dalam stele, dan kemudian mengalir naik ke pembuluh xilem

sampai ke sistem tunas.

Proses penyerapan air dan mineral dari tanah pada sistem akar terjadi di dekat

ujung akar, yaitu di mana epidermisnya permiabel terhadap air dan dimana terdapat

rambut akar. Rambut akar adalah penjuluran dan pemanjangan sel-sel epidermial

yang merupakan strukur yang menyusul sebagian besar luar permukaan dari akar.

Partikel-partikel tanah yang umumnya dilapisi dengan air dan mineral yang terlarut,

melekat erat pada rambut akar tersebut. Larutan tanah mengalir ke dalam dinding

hidrofilik sel epidermal dan dapat lewat dengan bebas di sepanjang apoplas ke

dalam korteks akar. Hal tersebut dapat mengakibatkan tereksposnya semua sel-sel

parenkima korteks ke larutan tanah, sehingga luas permukaan akan menjadi lebih

besar dari luas permukaan epidermis.

Sistem pengangkutan pada tumbuhan terdiri dari dua macam pengangkutan,

yaitu pengangkutan ekstravasikuler dan intravasikuler.

1. Pengangkutan Ekstravaskuler

Pengangkutan ekstravaskuler adalah pengangkutan yang berlangsung di luar

berkas pembuluh pengangkutan. Pengangkutan dengan sistem ini dapat

dibedakan menjadi dua, yaitu apoplas dan simplas.

a. Transportasi apoplas adalah menyusupnya air tanah secara difusi bebas

atau transpor pasif melalui semua bagian tidak hidup dari tumbuhan,

misalnya dinding sel dan ruang-ruang antarsel. Transportasi apoplas tidak

dapat terjadi saat melewati endodermis sebab dalam sel-sel endodermis

terdapat pita kaspari yang menghalangi air masuk ke dalam xilem. Pita

kaspari ini terbentuk dari zat suberin (gabus) dan lignin. Oleh karena

itu,apoplas dapat terjadi di semua bagian kecuali endodermis. Air yang

menuju endodermis ditranspor secara simplas melalui sel peresap.

b. Transportasi simplas yaitu bergeraknya air tanah dan zat terlarut melalui

bagian hidup dari sel tumbuhan. Pada sistem simplas ini perpindahan

terjadi secara osmosis dan transpor aktif melalui plasmodesmata.

Transportasi simplas dimulai dari sel-sel rambut akar ke sel-sel parenkim

korteks yang berlapis-lapis, sel-sel endodermis, sel-sel perisikel, dan

akhirnya ke berkas pembuluh kayu atau xilem.

2. Pengangkutan Intravaskuler

Pengangkutan intravaskuler adalah pengangkutan yang berlangsung di dalam

pembuluh kayu (xilem) dan pembuluh kulit (floem).

a. Xilem tersusun atas sel-sel yang sudah mati karena tidak memiliki

sitoplasma dan tersusun dalam struktur pembuluh yang disebut trakea.

Pada xilem air dapat bergerak di sepanjang pembuluh maupun dari satu

pembuluh ke pembuluh lain.

Ada beberapa faktor yang mempengaruhi pengangkutan air dalam xilem

yaitu faktor eksternal dan internal. Faktor eksternal antara lain adalah :

Persediaan air di dalam tanah, karena semakin tinggi kadar air akan

mempercepat proses pengangkutan air.

Kelembaban udara, semakin tinggi kelembaban udara akan

mempersulit proses penguapan air melalui stomata sehingga akan

menghambat proses pengangkutan air.

Suhu udara, meningkatnya suhu udara akan mempercepat proses

penguapan air di stomata, sehingg dapat mempercepat pengangkutan

air.

Tekanan udara, meningkatnya tekanan udara akan menghambat

penguapan sehingga pengangkutan air pun akan terhambat.

Kecepatan angin, semakin tinggi kecepatan angin akan mempercepat

pengangkutan air dalam xilem.

Sedangkan faktor internal, yaitu faktor yang berasal dari dalam tubuh

tumbuhan itu sendiri misalnya lebar, panjang dan banyaknya pembuluh.

Selain hal itu terdapat juga faktor internal yang mempengaruhi antara lain:

Daya tekan akar.

Aktivitas epidermis akar untuk menyerap air tanah terus menurus akan

menyebabkan kadar air dan tekanan tugor sel-sel akar meningkat.

Peningkatan kadar air pada sel-sel akar akan menyebabkan

terdorongnya air dalam pembuluh xilem akar ke jaringan di atasnya.

Misalnya pada batang pisang yang dipotong, maka air akan keluar

melalui permukaan potongan batangnya. Kemampuan mendorong air

dalam xilem akar ke jaringan di atasnya yang menyebabkan terjadinya

daya tekan akar.

Daya hisap daun.

Melalui daun akan terjadi pelepasasn uap air yang disebut transpirasi.

Karena air dalam tubuh tumbuhan membentuk benan air maka

lepasnya molekul air pada daun akan diikuti naiknya air pada akar dan

batang. Sehingga air dari tanah juga akan terserap masuk ke akar.

Daya kapilaritas.

Diameter xilem sangat kecil sehingga menghasilkan daya kapilaritas air

di dalam xilem. Daya kapiler ini berbanding terbalik dengan jari-jari dari

xilem. Sehingga, semakin kecil jari-jari pembuluh maka akan

menghasilkan daya kapilaritas yang semakin besar. Daya kapilaritas

dipengaruhi oleh dua daya pada air, yaitu daya kohesi dan daya

adhesi.

1) Daya kohesi air. Antar molekul air saling ikat yang menyebabkan

air akan membentuk seperti benang air. Bila salah satu bagian air

bergerak menyusup ke ruang-ruang antar sel, maka akan diikuti

oleh bagian air yang lain.

2) Daya adhesi air. Air dapat merambat melalui benda yang

dilewatinya, karena air memiliki daya ikat terhadap permukaan

benda lain. Daya adhesi akan tergantung dari sifat benda yang

dilalui. Daya ikat air terhadap benda lain ini disebut daya adhesi

sehingga air dapat merambat melalui dinding sel akar yang

dilewatinya.

b. Floem tersusun oleh kelompok sel yang memiliki bentuk, seperti piramid.

Floem tersusun atas parenkim floem, serabut floem, buluh floem (buluh

tapis), dan sel pengiring. Parenkim floem berfungsi sebagai tempat

menyimpan cadangan makanan dan untuk memisahkan antara floem yang

satu dengan floem yang lain. Serabut floem merupakan jaringan sklerenkim

yang berfungsi memperkuat pembuluh floem. Buluh floem (buluh tapis),

yaitu suatu saluran atau pembuluh yang berperan mengangkut hasil

fotosintetis dari daun ke seluruh tubuh tanaman. Sel pengiring (companion

cell) adalah sel yang terletak sepanjang tubuh floem. Sel ini berfungsi

menyuplai makanan ke sel-sel lain yang masih hidup.

Pengangkutan air dari akar ke batang terjadi melalui pembuluh kayu,

membentuk aliran air (benang air). Pengangkutan air dan mineral dimulai dari

xilem akar ke xilem batang menuju xilem tangkai daun dan ke xilem tulang

daun. Pada tulang daun terdapat ikatan pembuluh. Air dari xilem tulang daun

ini masuk ke sel-sel bunga karang pada mesofil. Setelah mencapai sel-sel

bunga karang, air dan garam-garam mineral disimpan untuk digunakan dalam

proses fotosintesis dan transportasi. Setelah mencapai daun, sebagian

dimanfaatkan oleh sel-sel daun untuk berfotosintesis. Sebagian air dan garam

mineral yang lain dipindah ke floem, menyatu dengan aliran sukrosa (asimilat)

yaitu zat makanan hasil fotosintesis, untuk disebarkan ke seluruh bagian

tumbuhan.

Pada tumbuhan dikotil, bagian xilem berada di bagian kayu, sedangkan

floemnya berada di bagian kulit dekat kambium. Pada monokotil seperti jagung

dan tebu, xilem dan floem bersatu membentuk satu berkas angkutan dan

letaknya tersebar. Sehingga, pengangkutan hasil fotosintesis dari daun ke

bagian tubuh yang lain dilakukan melalui pembuluh kulit (pembuluh tapis) dan

membentuk aliran asimilat. Selain asimilat, melalui floem juga diangkut

bermacam-macam zat organik lain, hormon dan juga ion-ion atau garam

mineral yang berasal dari xilem.

Pada dasarnya, proses pengangkutan air dan mineral dari tanah ke dalam

tumbuhan melibatkan beberapa proses, yaitu difusi, osmosis, imbibisi dan transpor

aktif.

1. Difusi

Air maupun zat hara tidak dapat langsung masuk ke dalam akar, oleh karena

itu diperlukan suatu proses tertentu, yaitu difusi. Difusi adalah penyebaran

molekul-molekul zat padat, cair maupun gas ke segala arah. Suatu proses

difusi pada tumbuhan tidak begitu saja dapat terjadi, tetapi dipengaruhi oleh

beberapa faktor, misalnya konsentrasi zat terlarut, suhu dan tekanan.

2. Osmosis

Osmosis adalah perpindahan zat terlarut dari larutan yang memiliki konsentrasi

rendah ke konsentrasi tinggi melalui selaput permiable. Selaput permiable

adalah suatu membran yang dapat ditembus oleh air dan molekul tertentu yang

terlarut didalamnya. Pada tumbuhan yang termasuk selaput semipermiabel

yaitu selaput sel yang terdiri atas lipid dan protein yang disebut selaput

lipoprotein. Selaput ini berperan sebagai semipermeable dan juga selektif

permeable, yaitu zat terlarut yang diperlukan oleh tumbuhan akan dapat

menembusnya, walaupun zat tersebut memiliki ukuran yang besar dan juga

selaput tersebut dapat menyeleksi zat-zat yang akan memasuki sel tumbuhan,

jadi hanya zat-zat yang diperlukan yang dibiarkan masuk ke dalam sel

tumbuhan.

3. Imbibisi

Imbibisi adalah kemampuan dinding sel dan isi sel untuk menyerap air dari

lingkungan sekelilingnya. Imbibisi hanya dapat terjadi pada sel-sel dengan

permukaan yang dapat mengikat air. Terjadinya penyerapan air disebabkan

oleh adanya perbedaan potensial air. proses penyerapan air pada tumbuhan

dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu pH tanah, suhum aerasi atau

pertukaran gas dan daya tukar ion.

4. Transpor aktif

Transpor aktif adalah suatu proses molekul yang dapat berpindah dari

konsentrasi rendah ke konsentrasi tinggi dengan mengaktifkan energi. Energi

yang digunakan adalah ATP. Pengangkutan transpor aktif ini melibatkan ion

Na+ dan K+ serta protein kotranspor. Protein kotranspor membawa ion Na+

dan K+ masuk ke dalam sel melewati membran.

Daftar Pustaka

Campbell, NA., Biologi, Editor: AmaliaSafitri, Erlangga, Jakarta, 2003.

www.aasdewi.files.wordpress.com/2008/06/mekanisme-air-pada-tumbuhan1.pdf , 06/06/2008, Mekanisme Air pada Tumbuhan oleh Dewi, 27/10/2013.

www.bimbie.com/sistem-transportasi-tumbuhan.htm, Mekanisme Sistem Transpor-tasi Tumbuhan, 27/10/2013.

www.pustakasekolah.com/jaringan-floem.html#, Jaringan Floem, 27/10/2013.

www.sentra-edukasi.com/2011/06/pengangkutan-zat-pada-tumbuhan.html#-.UnKYPKKQbKG, 06/06/2011, Pengangkutan Zat pada Tumbuhan oleh Muhammad Alfiansyah, 27/10/2013.

www.staff.uny.ac.id/sites/default/files/pengabdian/suyitno-aloysius-drs-ms/pengayaan-materi-penyerapan-pada-tumbuhan-bagi-siswa-sma-5.pdf 02/03/2011, Penyerapan Zat dan Transportasi pada Tumbuhan oleh Suyitno, 27/10/2013.

Gambaran umum transpor tumbuhan :

1) Akar menyerap air dan mineral yang terlarut dari tanah.

2) Akar mempertukarkan gas dengan ruangan udara tanah, dengan

memasukkan O2 dan membebaskan CO2. Pertukaran gas mendukung

respirasi seluler sel-sel akar.

3) Air dan mineral diangkut ke atas sebagai getah xilem di dalam xilem, dari akar

menunju sistem tunas.

4) Transpirasi yaitu kehilangan uap air dari daun (sebagian besar melalui

stomata), menciptakan suatu gaya di dalam daun yang menarik getah xilem

ke atas.

5) Daun berfungsi mempertukarkan CO2 dan O2 melalui stomata, mengambil

CO2, menyediakan karbon untuk fotosintesis dan membebaskan O2.

6) Gula dihasilkan melalui fotosintesis dalam daun

7) Hasil fotosintesis (gula) diangkut di dalam floem menuju akar serta bagian

tumbuhan laim dalam bentuk larutan atau getah floem.