ACARA VI PENGUKURAN KANDUNGAN AIR NISBI I. TUJUAN Menghitung kandungan air nisbi daun suatu tanaman. II. TINJAUAN PUSTAKA Air mempunyai peranan yang penting bagi pertumbuhan tumbuhan karena dapat melarutkan dan membawa makanan yang diperlukan bagi tumbuhan dari dalam tanah. Adanya air tergantung dari curah hujan dan curah hujan sangat tergantung dari iklim di daerah yang bersangkutan. Jenis flora di suatu wilayah sangat berpengaruh pada banyaknya curah hujan di wilayah tersebut. Flora di daerah yang kurang curah hujannya keanekaragaman tumbuhannya kurang dibandingkan dengan flora di daerah yang banyak curah hujannya (Falah, 2008). Air merupakan kebutuhan pokok bagi semua tanaman juga merupakan bahan penyusun utama dari pada protoplasma sel. Di samping itu, air adalah komponen utama dalam proses fotosintesis, pengangkutan assimilate hasil proses ini ke bagian-bagian tanaman hanya dimungkinkan melalui gerakan air dalam tanaman. Dengan peranan tersebut di atas, jumlah pemakaian air oleh tanaman akan berkorelasi posistif dengan produksi biomase tanaman, hanya sebagian kecil dari air yang diserap akan menguap melalui stomata atau melalui proses transpirasi (Crafts et al., 1949). Cekaman air adalah pembatasan faktor pertumbuhan yang penting. Efisiensi penggunaan air yang maksimum di dalam produksi panen memerlukan informasi dasar pengaruh dari cekaman air pada perkembangan tanaman. Untuk menentukan pengaruh dari evaporasi dan potensi air tanah terlebih dahulu menentukan laju transpirasi, potensial air daun, dan kadar air daun. Gerakan air di dalam tanah membatasi tingkat pengambilan air oleh akar ketika tingkat persediaan air di balik tingkat transpirasi, tekanan turgor berkurang, awal stomata untuk menutup, dan transpirasi berkurang (Yang and Jong, 1972). Tanaman yang cukup air, stomata dapat dipertahankan selalu membuka untuk menjamin kelancaran pertukaran gas-gas di daun termasuk CO2 yang berguna dalam aktivitas fotosisntesis, aktivitas yang tinggi menjamin pula tingginya kecepatan pertumbuhan tanaman (Bayer, 1976). Peranan air tidak hanya penting bagi manusia maupun hewan, namun juga bagi

tumbuhan. Kekurangan air akibat kemarau panjang tentu saja berpengaruh pada perkembangan dan pertumbuhannya, bahkan bisa menyebabkan kelayuan yang diakhiri dengan kematian. Kematian berarti kegagalan (Kimball, 2002). Kekurangan air akan menyebabkan tanaman menjadi kerdil, perkembangannya menjadi abnormal. Kekurangan yang terjadi terus menerus selama periode pertumbuhan akan menyebabkan tanaman tersebut menderita dan kemudian mati. Sedang tanda-tanda pertama yang terlihat ialah layunya daun-daun. Peristiwa kelayuan ini disebabkan karena penyerapan air tidak dapat mengimbangi kecepatan penguapan air dari tanaman. Jika proses tranepirasi ini cukup besar dan penyerapan air tidak dapat mengimbanginyha, maka tanaman tersebut akan mengalami kelayuan sementara (transcient wilting), sedang tanaman akan mengalami kelayuan tetap, apabila keadaan air dalam tanah telah mencapai permanent wilting percentage. Tanaman dalam keadaan ini sudah sulit untuk disembuhkan karena sebagaian besar sel-selnya telah mengalami plasmolisia (Dwidjoseputro, 1984). Kekurangan air (water deficit) akan mengganggu keseimbangan kimiawi dalam tanaman yang berakibat berkurangnya hasil fotosintesis atau semua proses-proses fisiologis berjalan tidak normal. Apabila keadaan ini berjalan terus, maka akibat yang terlihat, misalnya tanaman kerdil, layu, produksi rendah, kualitas turun dan sebagainya (Harwati,2007).

III. METODOLOGI

Praktikum Dasar-Dasar Fisiologi Tumbuhan acara VI yang berjudul Pengukuran Kandungan Air Nisbi dilaksanakan pada hari Selasa, tanggal 19 Mei 2009 di Laboratorium Ilmu Tanaman, Jurusan Budidaya Pertanian, Fakultas Pertanian, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta. Bahan yang digunakan dalam praktikum ini antara lain : air, daun tanaman kedelai. Sedangkan alat yang digunakan antara lain plastik, timbangan, oven. Cara kerja dari praktikum ini adalah daun tanaman kedelai dirompes, kemudian ditimbang sebagai bobot segar (BS). Kemudian daun dimasukkan ke dalam plastik yang berisi air dan didiamkan selama 24 jam. Daun yang telah disimpan dalam air kemudian diambil dan dikibaskan sebanyak 3 kali kibasan kemudian ditimbang sebagai (BJ*). hasil penimbangan BJ* dimasukkan ke dalam persamaan regresi bobot daun basah untuk mendapatkan bobot jenuh air (BJ). Daun yang telah ditimbang kemudian dioven hingga bobotnya konstan (BK). Kandungan air nisbi dihitung dengan cara :

IV.HASIL PENGAMATAN

No. 1 2

Perlakuan Cukup Air Kurang Air

KAN (%) 40.68 42.32

No 1 2 Contoh Perhitungan 1. Mencari BJ

Perlakuan Cukup Air Kurang Air

Luas Daun (cm2) 531.4 277.5

Persamaan regresi = 0,6963x-0,262 4,36 = (0,6963. BJ*) 0,262 = (4,36-0,262) 0,6963 = 2,77 gram 2. Mencari KAN

V.PEMBAHASAN

Air adalah salah satu komponen fisik yang sangat vital dan dibutuhkan dalam jumlah besar untuk pertumbuhan dan perkembangan tanaman. Sebanyak 85-90 % dari bobot segar sel-sel dan jaringan tanaman tinggi adalah air. Air memiliki fungsi bagi tanaman yaitu : a. sebagai senyawa utama pembentuk protoplasma b. sebagai senyawa pelarut bagi masuknya mineral-mineral dari larutan tanah ke tanaman dan sebagai pelarut mineral nutrisi yang akan diangkut dari satu bagian sel ke bagian sel lain c. sebagai media terjadinya reaksi-reaksi metabolik d. sebagai rektan pada sejumlah reaksi metabolisme seperti siklus asam trikarboksilat e. sebagai penghasil hidrogen pada proses fotosintesis f. menjaga turgiditas sel dan berperan sebagai tenaga mekanik dalam pembesaran sel g. mengatur mekanisme gerakan tanaman seperti membuka dan menutupnya stomata, membuka dan menutupnya bunga serta melipatnya daun-daun tanaman tertentu h. berperan dalam perpanjangan sel i. sebagai bahan metabolisme dan produk akhir respirasi j. digunakan dalam proses respirasi. Kehilangan air pada jaringan tanaman akan menurunkan turgor sel, meningkatkan konsentrasi makro molekul serta senyawa-senyawa dengan berat molekul rendah, mempengaruhi membran sel dan potensi aktivitas kimia air dalam tanaman. Peran air yang sangat penting tersebut menimbulkan konsekuensi bahwa langsung atau tidak langsung kekurangan air pada tanaman akan mempengaruhi semua proses metaboliknya sehingga dapat menurunkan pertumbuhan tanaman. Kandungan air nisbi merupakan ukuran yang menunjukkan kandungan air rata-rata yang terdapat pada suatu organ tanaman, misalnya daun. Kandungan air nisbi merupakan kandungan air aktual tanaman jika dibandingkan dengan kandungan air saat jenuh. Fungsi kandungan air nisbi adalah untuk mengetahui kandungan air aktual pada tanaman, sehingga pada nantinya akan diketahui intensitas air yang ada pada tanaman tersebut apakah dalam keadaan berlebih atau dalam keadaan cekaman kekeringan. Jika dalam keadaan berlebih berarti proses transpirasinya harus digiatkan kembali, tetapi jika dalam keadaan kekeringan berarti kegiatan pengairan ( penyiraman ) yang harus digiatkan kembali. Tinggi rendahnya kandungan air nisbi pada tanaman dapat dipengaruhi oleh

beberapa faktor diantaranya yaitu : a. Suhu atau temperatur udara Semakin tinggi suhu udara maka nilai kandungan air nisbinya semakin tinggi. Suhu yang tinggi dapat meningkatkan laju transpirasi sehingga kandungan air nisbinya meningkat. b. Kelembaban udara Kelembaban udara yang rendah dapat berpengaruh pada laju transpirasi yang tinggi sehingga kandungan air nisbi pada tanaman akan meningkat. c. Radiasi matahari Semakin lama penyinaran (radiasi) matahari maka akan meningkatkan suhu lingkungan. Semakin tinggi suhu maka akan berpengaruh pada kandungan air nisbi tanaman yang berbanding lurus dengan laju transpirasi. d. Berat segar daun Semakin berat segar daun tanaman maka kandungan air nisbinya semakin banyak. e. Kandungan air dalam tanah. Semakin banyak air yang diserap oleh tanaman maka semakin besar pula kandungan air nisbi tanaman tersebut. Hubungan antara tanaman dengan dua kondisi yang berbeda yaitu cukup air dan kurang air serta kandungan air nisbinya ditunjukkan dalam histogram di bawah ini :

Dari hasil yang ada dapat dilihat bahwa kandungan air nisbi pada tanaman kedelai cukup air nilainya lebih rendah daripada tanaman kedelai kurang air. Hal tersebut tidak

sesuai dengan teori yang menyebutkan bahwa tanaman dengan kondisi optimum ( cukup air ) memiliki kandungan air nisbi yang lebih tinggi daripada tanaman dengan kondisi cekaman kekeringan ( kurang air ). Air dapat membatasi pertumbuhan, jumlahnya terlalu banyak (menimbulkan genangan) sering menimbulkan cekaman aerasi. Jumlahnya terlalu sedikit, sering menimbulkan cekaman kekeringan. Cekaman kekeringan pada tanaman disebabkan oleh kekurangan suplai air di daerah perakaran dan permintaan air yang berlebihan oleh daun dalam kondisi laju evapotranspirasi melebihi laju absorbsi air oleh akar tanaman. Ketidaksesuaian ini dapat disebabkan oleh pengaruh lingkungan disekitar tanaman tersebut. Pada pengamatan terlihat bahwa tanaman kedelai cukup air ulangan satu mempunyai daun yang sangat rimbun (subur) sedangankan pada ulangan kedua daun tidak begitu rimbun dan tanaman tumbuh kerdil. Kemungkinan tanaman pada ulangan kedua terkena penyakit sehingga penyerapan air tidak optimum. Dapat juga disebabkan karena intensitas cahaya yang mengenai tanaman kurang air lebih tinggi sehingga transpirasinya lebih tinggi yang menandakan kandungan air nisbi lebih besar. Diperlukan upaya pengaturan lengas tanah supaya optimum, melalui pembuatan saluran drainase (mencegah terjadinya genangan) maupun saluran irigasi (mencegah cekaman kekeringan). Mekanisme adaptasi tanaman terhadap cekaman kekeringan antara lain dengan melakukan penyesuaian osmotik membentuk senyawa osmotikum. Asam absisik adalah salah satu senyawa osmotik yang berperan dalam mekanisme toleransi terhadap cekaman kekeringan. Tanaman yang mengalami cekaman kekeringan akan mengakibatkan terjadinya penurunan kandungan air nisbi pada daun. Hal tersebut dikarenakan tanaman dengan kondisi cukup air memiliki asupan air yang banyak bagi tubuhnya, sehingga kandungan air yang ada di dalamnya atau kandungan air nisbi di dalamnya juga bernilai tinggi. VI.KESIMPULAN 1. Kandungan air nisbi pada tanaman kedelai kurang air adalah 42,32% dan kandungan air nisbi pada tanaman kedelai cukup air adalah 40,68%. 2. Kandungan air nisbi merupakan kandungan air aktual tanaman jika dibandingkan dengan kandungan air saat jenuh.

LAMPIRAN Data Mentah

No. 1

Perlakuan Cukup Air

2

Kurang Air

Ulg 1 2 1 2

BS 2.85 10.36 6.605 3.86 3.44 3.65

BJ* 4.36 14.09 9.225 5.01 4.73 4.87

BJ 6.64 20.61 13.62 7.57 7.17 7.37

BK 0.6 2.27 1.44 0.96 0.88 0.92

KAN 37.25 44.11 40.68 44.53 40.70 42.32

Perhitungan Persamaan regresi BJ* = 0,6963x-0,262 BJ = (BJ*+0,262) 0,6963 =

III.METODOLOGI Praktikum Pengukuran Kandungan Air Nisbi ini dilaksanakan hari Selasa, tanggal 19 Mei 2009 di Laboratorium Ilmu Tanaman, Jurusan Budidaya Pertanian, Fakultas Pertanian, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta. Alat-alat yang dibutuhkan dalam praktikum ini antara lain Plastik dan timbangan. Sedangkan bahan yang digunakan adalah air dan daun tanaman. Cara kerja dari praktikum pengukuran kandungan air nisbi ini adalah sebagai berikut daun tanaman dirompes, kemudian ditimbang sebagai bobot segar (BS). Kemudian daun

dimasukkan dalam plastic yang berisi air dan didiamkan selama 24 jam. Daun yang telah disimpan dalam air kemudian diambil dan dikibaskan sebanyak tiga kali kibasan, kemudian ditimbang sebagai (BJ*). Hasil penimbangan BJ* dimasukkan dalam persamaan regresi bobot jenuh air (BJ). Daun yang telah ditimbang kemudian dioven hingga bobotnya konstan (BK). Kemudian kandungan air nisbi dihitung.

IV.HASIL PENGAMATAN No 1 2 Perlakuan KAN Cukup 40.50% Air Kurang 42.50% Air Perlakuan Cukup Air Kurang Air Luas Daun 531.4 277.5

No 1 2

Contoh perhitungan :

KAN = (2,85 0,6) X 100% (6,64 0,6) KAN = 37 % V.PEMBAHASAN Air adalah salah satu materi yang paling penting bagi keberlangsungan makhluk hidup, termasuk bagi tanaman. Fungsi air dalam pertumbuhan dan perkembangan tanaman adalah sebagai bahan penyusun utama tubuh tanaman (70%-90%), pelarut dan medium reaksi biokimia, medium transpor senyawa, memberikan turgor bagi sel (penting untuk pembelahan sel dan pembesaran sel), bahan baku fotosintesis, dan menjaga suhu tanaman agar tetap konstan. Kandungan air yang tinggi aktivitas fisiologisnya juga tinggi, sebaliknya jika kandungan airnya rendah, maka aktivitas fisiologisnya juga rendah. Air juga berfungsi sebagai pengangkut unsur hara dari tanah yang dibutuhkan tanaman serta

mengedarkan hasil fotosintesis dari daun ke seluruh bagian tanaman. Dengan adanya air, maka dapat memberikan tugor kepada dinding sel tanaman agar bisa tegak dan tidak layu. Peranan penting dari air tersebut menimbulkan konsekuensi yang besar bahwa secara langsung atau tidak langsung defisit air tanaman akan mempengaruhi semua proses metabolisme dalam tanaman yang mengakibatkan terganggunya proses pertumbuhan. Kekurangan air di dalam jaringan tanaman dapat disebabkan oleh kehilangan air yang berlebihan pada saat transpirasi. Air mempunyai kaitan yang erat dengan kelembaban. Kelembaban udara merupakan kandungan uap air di udara yang dapat dinyatakan sebagai kelembaban mutlak dan kelembaban nisbi (relatif). Sedangkan kelembaban/ kandungan air nisbi adalah banyaknya uap air yang terdapat dalam udara pada temperatur tertentu dibandingkan dengan banyaknya uap air yang dapat dikandung secara maksimum pada temperatur tersebut. Kelembaban nisbi tersebut dinyatakan dalam persen (%). Kadar Air Keseimbangan Kadar air suatu padatan basah yang berada dalam keseimbangan dengan udara pada suhu dan kelembaban tertentu disebut sebagai kadar air keseimbangan (KAK). Kadar air keseimbangan merupakan fungsi dari temperatur, dan juga merupakan fungsi dari kelembaban nisbi. Jika kelembaban nisbi semakin rendah, maka semakin rendah pula KAK. Faktor-faktor yang mempengaruhi kandungan air nisbi antara lain adalah suhu atau temperatur udara, kelembaban udara, lama dan total radiasi matahari, berat segar daun dan kandungan air dalam tanah. Semakin tinggi suhu udara maka nilai kandungan air nisbinya semakin tinggi. Hal tersebut berkaitan dengan transpirasi yang terjadi pada tanaman. Apabila total radiasi tinggi, maka suhu lingkungan dan tanaman juga tinggi, kelembaban udara rendah, sehingga laju traspirasinya tinggi. Laju trasnpirasi yang tinggi akan berakibat tingginya kandungan air nisbi tanaman. Berat segar tanaman yang tinggi berarti kandungan air yang terdapat dalam tanaman tinggi, karena air yang ikut terlepas dalam bentuk uap air pada proses trasnpirasi tidak banyak.

Dari histogram tersebut dapat diketahui bahwa nilai KAN pada perlakuan cukup air yaitu 40,5 %, sedangkan pada perlakuan kurang air yaitu 42,5 %. Hasil menunjukkan bahwa kandungan air nisbi tanaman cukup air lebih kecil daripada tanaman kurang air. Dalam berat segar, berat kering, maupun berat jenuh air tanaman cukup air sudah menunjukkan hasil yang lebih kecil nilainya daripada tanaman kurang air, yakni pada tanaman cukup air ulangan 1. Dengan diketahuinya kandungan air nisbi, maka dapat diketahui pula apakah suatu tanaman itu memiliki laju transpirasi yang tinggi atau rendah. Jika kandungan air nisbi tanaman rendah, maka laju transpirasi menjadi rendah pula. Karena jumlah uap air yang terlepas melalui transpirasi sedikit. Semakin rendah laju transpirasi maka tanaman tersebut semakin tahan terhadap cekaman air. Kandungan air nisbi untuk memenuhi kadar air dalam tubuh tanaman, serta untuk menjaga kelembaban pada jaringan-jaringan tanaman. Histogram pengamatan di atas membuktikan bahwa nilai kandungan air nisbi pada perlakuan cukup air lebih rendah daripada perlakuan kurang air. Hasil praktikum menunjukkan ketidaksamaan dengan teori karena jumlah daun tanaman perlakuan cukup air lebih sedikit dari tanaman perlakuan kurang air, sehingga berat segarnya pun kurang. Selain itu, intensitas cahaya pada tanaman perlakuan kurang air lebih tinggi dibandingkan dengan tanaman perlakuan cukup air, sehingga transpirasinya berlangsung secara normal. Sedangkan menurut teori, tanaman kedelai tidak mengalami cekaman air yang berlebih. Hal itu karena ketersediaan air yang cukup bagi tanaman kedelai untuk proses pertumbuhan tanamannya. Pada tanaman kedelai terjadi penguapan air yang dapat menurukan suhu tanaman.

VI.KESIMPULAN 1. Fungsi air dalam tanaman antara lain bahan penyusun utama tubuh tanaman (70%-90%), pelarut dan medium reaksi biokimia, medium transpor senyawa, memberikan turgor bagi sel (penting untuk pembelahan sel dan pembesaran sel), bahan baku fotosintesis, dan menjaga suhu tanaman agar tetap konstan. 2. Pada hasil praktikum diperoleh kandungan air nisbi pada tanaman kedelai cukup air lebih rendah daripada perlakuan kurang air yaitu 40,5% sedangkan pada tanaman kedelai yang kurang air adalah 42,5 %. 3. Kekurangan air akan menyebabkan tanaman menjadi kerdil dan perkembangannya menjadi abnormal. 4. Kelembaban air nisbi dalam daun dipengaruhi oleh suhu atau temperatur udara, angin, kelembaban udara, lama dan total radiasi matahari dan kandungan air dalam tanah.

LAMPIRAN Data Mentah No. 1 Perlakuan Cukup Air Ulg 1 2 1 2 BS 2.85 10.36 6.605 3.86 3.44 3.65 BJ* 4.36 14.09 9.225 5.01 4.73 4.87 BJ 6.64 20.61 13.62 7.57 7.17 7.37 BK 0.6 2.27 1.44 0.96 0.88 0.92 KAN 37.25 44.11 40.68 44.53 40.70 42.32

2

Kurang Air

Perhitungan Persamaan regresi BJ* = 0,6963x-0,262 BJ = (BJ*+0,262) 0,6963 =