HUBUNGAN TUMBUHAN DENGAN AIR

I.PENDAHULUAN

1.1. TEORI

Air adalah zat atau materi atau unsur yang penting bagi semua bentuk kehidupan yang diketahui sampai saat ini di bumi tetapi tidak di planet lain. Air menutupi hampir 71% permukaan bumi. Terdapat 1,4 triliun kilometer kubik (330 juta mil³) tersedia di bumi. Air tidak dapat dipisahkan dari suatu kehidupan, baik itu manusia, hewan, maupun tumbuhan. Bagi tumbuhan air merupakan unsur yang sangat penting. Dalam tubuh tumbuhan, terkandung air antara 5-95 %. Air digunakan oleh tanaman untuk pelarut dan bagian penyusun utama dari sitolpasma. Disamping itu air juga merupakan bahan mentah untuk fotosintesis dan tempat berlangsungnya berbagai reaksi kimia dalam tumbuhan. Jumlah air yang terkandung dalam tubuh tanaman bergantung pada jenis tanaman tersebut, misalnya tanaman herba lebih banyak mengandung air bila dibandingkan dengan tanaman perdu (Prawiranata, 1981).

          Kadar air untuk tiap-tiap bagian tubuh tanaman juga berbeda-beda, seperti pada biji-bijian 5-10%, dan pada daun tanaman sekitar 50-95%. Air yang dibutuhkan oleh tanaman diserap dari lingkungan melalui akar. Air tersebut kemudian dibawa oleh jaringan xylem untuk dimanfaatkan bagi kebutuhan tanaman. Kebutuhan air suatu tanaman dapat didefinisikan sebagai “jumlah air yang diperlukan  untuk memenuhi kehilangan air melalui evapotranspirasi (ET-tanaman) tanaman yang sehat, tumbuh pada sebidang lahan yang luas dengan kondisi tanah yang tidak mempun­yai kendala (kendala lengas tanah dan kesuburan tanah) dan mencapai potensi produksi penuh pada kondisi lingkungan tumbuh tertentu” ( Salisbury & Ross, 1995).

          Bentuk-bentuk air yang tersedia dibedakan atas air kapiler yang terletak di antara titik layu tetap (batas bawah) dan kapasitas lapangan (batas atas), dan air yang tidak tersedia, air higroskopis (kurang dari titik layu tetap) dan air gravitasi (di atas kapasitas lapangan) (Suwirmen, 2011).  

          Akar tersusun atas sel epidermis, sel korteks, sel endodermis dan silinder pusat yang terdapat pembuluh xylem dan floem. Sel endodermis yang memisahkan antara korteks dengan silinder pusat (stele) dicirikan oleh adanya penebalan (lapisan suberin) ke arah radial ataupun transversal dari sel endodermis ini yang dikenal sebagai pita kaspari yang tersusun atas lemak dan lignin yang sangat resisten terhadap transportasi air dan bahan terlarut. Pada bagian tertentu sel perisikel menerobos endodermis yang selanjutnya akan berkembang membentuk akar lateral. Sel perisikel ini dapat berfungsi sebagai sel peresap yang dapat dilewati air dan bahan terlarut (Kimball, 1989).

             Transport air dalam jaringan akar dibedakan antara apoplas yang melewati ruang antar sel dan simplas yang melalui sel ke sel lewat plasmodesmata. Seluruh bagian dari dinding sel umumnya terbuka untuk aliran air dan bahan terlarut secara apoplas yang berkaitan dengan adanya ruang bebas (free space). Ruang bebas atau pori yang terdapat dalam dinding sel ini disebut sebagai Apparent Free Space (AFS) yang terdiri dari Water Free Space (WFS) merupakan ruang bebas yang dapat diisi air dan ion dan Donnan Free Space di mana berlangsung pertukaran kation dan penolakan terhadap anion.
Apoplas pada korteks akar berhubungan langsung dengan medium tanah dan meningkat besarnya oleh adanya sejumlah rambut akar dan sel-sel yang relatif besar dengan sejumlah ruang antar sel (Darmawan, 1983).

          Penyerapan air dari medium tanah ke dalam korteks utamanya oleh daya kapileritas dan osmosis. Daya kapileritas ditimbulkan oleh adanya lubang-lubang halus (pori) dan kanal pada dinding sel. Selanjutnya sebagian air di rongga diikat sangat kuat dan berakibat pada potensi air yang rendah. Rendahnya potensi air ini dengan maksud air dapat ditahan dengan kuat. Hal ini berakibat bahwa ruang bebas pada jaringan akar tersebut nampak sangat resisten terhadap air (Suwirmen, 2011). 

          Air dapat diserap dari pori-pori di atas ke dalam sitoplasma melalui cara osmosis melintasi membran semipermeabel. Potensi osmosis dalam sitoplasma tergantung pada metabolisme. Proses-proses seperti penyerapan ion-ion secara aktif, sintesis asam organik dan sintesis gula akan menurunkan potensi osmosis air dalam sel dan berakibat meningkatkan penyerapanair(Wilkin,1984).

          Penyerapan air berkaitan dengan metabolisme dan faktor lain yang berpengaruh pada metabolisme sebagai pengaruh tidak langsung. Rendahnya suhu, kurangnya oksigen dan senyawa toksik akan menekan penyerapan air, karena akan mengganggu metabolisme. Demikian halnya aliran air antara vakuola dan sitoplasma dikendalikan oleh perbedaan potensi air (Bidwell, 1979).

      Gaya kapiler atau kapilaritas merupakan interaksi antara permukaan singgung dari suatu bahan cair dengan bahan padat, sehingga permukaan zat cair tersebut berubah bentuk dari datar menjadi agak mengkerut. Kapilaritas menyebabkan naiknya cairan ke dalam tabung yang sempit, karena adanya gaya kohesi. Tapi kapilaritas hanya mampu menaikkan air kurang dari setengah meter. Adanya gaya kapiler menyebabkan air bisa bergerak dalam xylem (Suwirmen, 2011).

1.2. Tujuan Praktikum

Tujuan praktikum mengenai hubungan tumbuhan dengan air yaitu untuk mengetahui pengukuran kadar air jaringan tumbuhan dan pengukuran turgiditas relatif jaringan tumbuhan.

II. PELAKSANAAN PRATIKUM

2.1. Waktu dan Tempat

Praktikum hubungan air dengan tumbuhan ini dilaksanakan pada hari Rabu tanggal 23 Maret 2011 pukul 13.30 wib di laboratorium Fisiologi Tumbuhan.

2.2. Alat dan Bahan

Untuk percobaan pengukuran kadar air jaringan tumbuhan digunakan alat-alat yaitu kotak karton, timbangan, dan oven sedangkan bahan yang digunakan daun dan ranting tanaman Mimosa pudica dan Acasia mangium. 

          Pada percobaan kedua yaitu pengukuran turgiditas relatif jaringan tumbuhan digunakan alat-alat yaitu cork borer, timbangan, petridish, kertas saring sedangkan bahan yang digunakan yaitu daun kecambah tanaman Zea mays dan Vigna radiata umur 14 hari dan aquadest.

2.3. Cara Kerja

2.3.1. Pengukuran kadar air jaringan tumbuhan

          Daun dan ranting Mimosa pudica dan Acasia mangium ditimbang masing-masing 10 gram, dibuat dalam 3 sampel. Kemudian semua sampel disimpan didalam kotak karton, lalu dipanaskan didalam oven dengan suhu 80⁰C. Pemanasan ini dilakukan sampai berat sampel konstan. Berat yang hilang dari bahan yang dipanaskan, merupakan berat air yang dikandung bahan-bahan tersebut. Setelah itu hitung kadar air tumbuhannya.

2.3.2. Pengukuran turgiditas relatif jaringan tumbuhan

Daun Zea mays dan Vigna radiata di potong dengan cork borer sebanyak 10 buah. Daun ini berasal dari 2 sampel yang berbeda yaitu dari tanaman yang tumbuh di area lapang dan dari tanah yang kering. Lalu ditimbang, hasil timbangan disebut berat segar (BS). Setelah ditimbang daun-daun tersebut dimasukkan didalam petridish yang sudah berisi aquadest. Lalu petridish ditutup dan diletakkan didalam ruangan dengan penerangan lampu neon berintensitas 25 lumen selama 3 jam. Setelah 3 jam potongan daun diletakkan di atas kertas saring dan ditimbang. Berat yang ditimbang disebut keadaan turgid (BT). Lalu potongan daun dikeringkan didalam oven dengan suhu 80⁰C selama 48 jam. Setelah kering ditimbang lagi dan disebut dengan berat kering (BK). Dan dicari besarnya turgiditas relatif dan defisit air.

2.4. Parameter pengamatan

Pada pratikum air sebagai tumbuhan yaitu yang diamati adalah pengukuran kadar air pada jaringan tumbuhan dan pengukuran turgiditas relatif jaringan tumbuhan. Air sangat berperan penting dalam kehidupan tumbuhan, 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 (Kimball, 1989).

III. HASIL DAN PEMBAHASAN

3.1.1. Pengukuran Kadar Air Jaringan Tumbuhan

Berat awal semua ranting dan daun yaitu 10 gr dan setelah dipanaskan selam 48 jam didalam oven 80⁰C didapatkan data sebagai berikut :

Perlakuan	Ranting Mimosa pudica	Ranting Acasia mangium	Daun Mimosa pudica	Daun Acasia mangium
a	3,47	5,4	3,73	3,73
b	3,47	5,3	4,07	3,63
c	3,47	5,35	3,81	3,62

Dari data diatas didapat kadang air tumbuhan sebagai berikut :

Kadar air Ranting Mimosa pudica	Kadar air Ranting Acasia mangium	Kadar air Daun Mimosa pudica	Kadar air Daun Acasia mangium
0,65%	0,46%	0,63%	0,63%
0,65%	0,47%	0,59%	0,64%
0,65%	0,47%	0,62%	0,64%

          Dari data di atas daun Acasia mangium memiliki kadar air yang paling besar yaitu 0,64% dengan berat kering 3,62-3,63 gr. Sedangkan untuk kadar air yang paling kecil yaitu kadar air ranting Acasia mangium yaitu 0,46% dengan berat kering 5,4 gr. Air dan mineral diperlukan oleh bagian-bagian tumbuhan untuk tumbuh. Daun membuat makanan untuk tumbuhan melalui fotosintesis. Air sampai ke daun melalui batang. Air di serap oleh tumbuhan. Air yang di serap oleh akar diangkut melalui batang. Mineral dari tanah terlarut dalm air sehingga juga diangkut melalui batang. Air dan mineral diangkut oleh sel-sel xilem. Para ahli mengembangkan bagaimana air dapat diangkut ke daun. Salah satunya menjelaskan bahwa gerakan naiknya air pada tumbuhan identik dengan gerakan air pada kertas isap atau tisu. Jika kita meletakan kertas isap atau tisu kering ke dalam air, air akan diserap oleh ujung kertas isap atau tisu, dan diteruskan sampai ke seluruh bagian kertas (Darmawan, 1983).

            Bagian lain dari teori tersebut menjelaskan bagaimana air keluar dari tumbuhan. Air bergerak melalui sel-sel xilem pada tumbuhan dan akan keluar dari daun melalui stomata. Peristiwa tersebut dikenal sebagai transpiras, yaitu menguapnya air melalui stomata di daun. Saat air menguap melalui daun, semakin banyak pula air mengalir ke daun dari batang. Air yang berada pada batang merupakan air yang terserap oleh akar. Air yang baru selalu masuk ke akar secara osmosis. Batang menyimpan makanan dalam bentuk pati dan menyimpan air. Air berasal dari akar, dan pati dibuat dari gula yang diangkut dari daun. Satu keuntungan menyimpan air pada batang adalah terhindar dari kekeringan. Air membantu menjaga sel-sel batang tetap kaku (Kimbal, 1989).

3.1.2. Pengukuran turgidutas relatif jaringan tumbuhan

Data dibawah ini adalah data berat segar, berat turgid, dan berat kering.

Perlakuan	Berat kering jagung	Berat basah jagung	Berat kering toge	Berat basah toge
BS	0,06	0,08	0,02	0,04
BT	0,05	0,07	0,03	0,03
BK	0,0049	0,0076	0,0073	0,0063

Dari data atas didapatkan data turgiditas relatif dan defisit air.

Turgiditas Relatif	Hasil	Defisit Air	Hasil
Berat kering jagung	122%	Berat kering jagung	-22%
Berat basah jagung	116%	Berat basah jagung	-16%
Berat kering toge	56%	Berat kering toge	44%
Berat basah toge	142%	Berat basah toge	-42%

          Dari data diatas turgiditas relatif terkecil terdapat pada data berat kering toge yaitu 56% dan terbesar pada 122%. Sedangkan defisit air data terbesar yaitu berat kering toge yaitu 44% dan terkecil pada berat basah toge -42%. 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 mengimbanginya, 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, 1985).

          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 (Kimball, 1989).

IV. KESIMPULAN DAN SARAN

4.1. Kesimpulan

Dari hasil yang didapatkan dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut :

-  Data kadar air yang terbesar yaitu pada daun Acasia mangium 0,64% dengan berat kering 3,62-3,63 gr.

-  Data kadar air yang terkecil ranting Acasia mangium yaitu 0,46% dengan berat kering 5,4 gr.

-  Data turgiditas relatif terkecil terdapat pada data berat kering toge yaitu 56% dan terbesar pada 122%.

- Data defisit air data terbesar yaitu berat kering toge yaitu 44% dan terkecil pada berat basah toge -42%.

4.2. Saran

Sebelum praktikum hendaknya semua praktikan memahami apa yang akan dipraktikumkan. Semua peserta dalam kelompok harus bekerja sesuai prosedur. Diharapkan semua praktikan cermat dan teliti dalam percobaan dan harus disiplin dalam waktu.

Lampiran 1 :

Kadar air jaringan tumbuhan

 BB – BK  = % BB                     Atau                          BB – BK  = % BK

       BB                                                                              BK

Ranting Mimosa pudica

a.       10 – 3,47   

     10

6,53 = 0,653%

  10

b.      10 – 3,47   

     10

6,53 = 0,653%

  10

c.       10 – 3,47   

     10

6,53 = 0,653%

  10

Ranting Acasia mangium

a.       10 – 5,4

     10

4,6 = 0,46%

10

b.      10 – 5,3

     10

4,7 = 0,47%

10

c.       10 – 5,35

     10

4,65 = 0,465%

10

Daun Mimosa pudica

a.      10 – 3,73

     10

6, 27 = 0,627%

10

b.      10 – 4, 07

     10

5, 93 = 0,593%

10

c.      10 – 3, 81

     10

6, 19 = 0, 619%

10

Daun Acasia mangium

a.      10 – 3, 73

     10

6, 27 = 0, 627 %

10

b.      10 – 3, 63

     10

6, 37 = 0, 637%

10

c.      10 – 3, 62

     10

6, 38 = 0, 638%

10

Lampiran 2 :

Turgiditas relatif

TR = BS – BK   x100%

          BT - BK

Jagung

a.       berat kering TR = 0,06 – 0,0049 x 100%

                               0,05 – 0, 0049

                          =   122 %

b.      berat basah TR = 0,08 – 0,0076 x 100%

                            0,07 – 0,0076

Toge

a.  berat kering TR = 0,02 – 0,0073 x 100%

                          0,03 – 0,0073

                        = 56 %

b. berat basah TR = 0,04 – 0,0063 x 100%

                          0,03 – 0,0063

                        = 142 %

Defisit air

WD = BT – BS x 100%

            BT – BK

Jagung

a.      berat kering WD = 0,05 – 0,06 x 100%

                               0,05 – 0,0049

                            = -22%

b.      berat basah WD   = 0,07 – 0,08 x 100%

                               0,07 – 0,0076

                            = -16%

Toge

a.      berat kering WD  = 0,03 – 0,02 x100%

                               0,03 – 0,0073

                            = 44%

b.      berat basah WD   = 0,03 – 0,04 x 100%

                               0,03 – 0, 0063

                            = -42%