43
Potensial air suatu sel tumbuhan secara esensial merupakan
kombinasi potensial osmotik dengan potensial tekanannya. Jika dua sel
yang bersebelahan mempunyai potensial air yang berbeda, maka air
akan bergerak dari sel yang mempunyai potensial air tinggi
menuju ke sel yang mempunyai potensial air rendah.
4.2.5. Gravitasi
Air juga bergerak untuk merespons gaya gravitasi bumi, sehingga perlu
tekanan untuk menarik air ke atas. Pada tumbuhan herba, pengaruh
gravitasi dapat diabaikan karena perbedaan ketinggian pada bagian
tanaman tersebut relatif kecil. Pada tumbuhan yang tinggi,
pengaruh gravitasi ini sangat nyata. Untuk menggerakkan air ke atas
pada pohon setinggi 100 m diperlukan tekanan sekitar 20
atmosfer.
4.3. Mekanisme Tanaman mengambil air
Sebagian besar air yang telah diserap akan hilang dari tubuh
tanaman baik dalam bentuk uap air maupun dalam bentuk tetesan air.
Dari keseluruhan air yang hilang maka air yang hilang dalam bentuk
gutasi hanya kira-kira 1. Dengan demikian sebagain besar air yang
hilang adalah dalam bentuk uap air. Pada sebagian besar hewan, cairan
cenderung di daur ulang melalui sistem sirkulasi, sedangkan pada
tanaman air bergerak satu arah dari akar melalui batang menuju daun.
Suplai air ini memungkinkan
tumbuhan melakukan proses fotosintesis, memelihara turgor
sehingga tumbuhan dapat berdiri tegak, menjaga suhu tajuk tetap
dingin, dan melakukan trasportasi mineral terlarut.
Adanya lapisa lilin kutikula pada epidermis daun dan batang, ataupun
lapisan gabus pada batang yang telah mengalami pertumbuhan
sekunder dapat mengurangi kehilangan air pada tumbuhan.
Perjalanan air dalam tumbuhan dimulai dengan absorpsi air pada
permukaan akar. Air masuk ke dalam akar melalui sel-sel epidermis
dan rambut akar modifikasi sel epidermis. Rambut akar
meningkatkan luas permukaan akar sehingga absorpsi air menjadi lebih
efisien. Rambut akar dijumpai pada ujung
akar yaitu
pada daerah pemanjangan sel.
Selanjutnya air dari epidermis
masuk ke dalam korteks akar. Sebagian
air masuk melalui sitoplasma rute
simplas dan
sebagian besar air melalui ruang antar sel rute apoplas.
Ketika mencapai endodermis, air yang masuk dengan rute apoplas
dipaksa masuk ke dalam endodermis karena
pada endodermis terdapat jalurpita
Caspary.
Di unduh dari : Bukupaket.com
44
Jalur Caspary merupakan lilin
suberin yang menebal pada
dinding transversal dan dinding radial sel-sel endodermis. Suberin
tidak dapat ditembus oleh air sehingga air dipaksa masuk ke
dalam sel-sel endodermis pada bagian dinding tangensial. Ketika
masuk ke dalam sel, maka mineral terlarut dalam air akan diseleksi oleh
membran plasma yang bersifat semipermeabel.
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
- penarikan air ke atas.
Pada pagi hari, sering kita jumpai air yang keluar dari permukaan daun
melalui proses gutasi. Gutasi terjadi ketika air dalam tanah jenuh
sementara kehilangan air melalui evaporasi kecil. Gutasi terjadi
karena adanya tekanan akar. Tekanan akar terjadi karena adanya
gradien osmotik. Gutasi terjadi melalui hidatoda yang terdapat pada
ujung-ujung pertulangan daun. Gutasi terjadi jika malam hari udara
dingin dan siang hari udara lembab dan hangat. Pada malam hari,
mineral yang diabsorpsi dipompa ke dalam ruang antarsel disekeliling
xilem. Akibatnya potensial air pada unsur pembuluh xilem berkurang
dan air bergerak ke dalamnya dari sel-sel sekelilingnya.
Tidak adanya transpirasi
pada malam hari, tekanan di dalam xilem
membangun titik-titik penekanan air larutan keluar hidatoda.
Walaupun air gutasi menyerupai air embun, keduanya dapat dibedakan.
Air embun berasal dari kondensasi uap air , sedangkan gutasi berasal
dari tekanan akar. Jika terkena cahaya matahari,
air gutasi menguap dan meninggalkan residu
bahan organik dan garam mineral.
Gambar 13 Peristiwa gutasi pada daun
Di unduh dari : Bukupaket.com
45
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.
Transpirasi Walaupun 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 Pada sebagian besar tumbuhan,
transpirasi umumnya sangat rendah pada malam hari.
Transpirasi mulai menaik beberapa menit setelah matahari terbit dan
mencapai puncaknya pada siang hari.
Transpirasi berhubungan langsung dengan intensitas cahaya. Semakin
besar intensitas cahaya semakin tinggi laju transpirasi.
Faktor-faktor lingkungan lainnya yang berpengaruh terhadap
transpirasi antara lain: konsentrasi CO2, temperatur, kelembaban
relatif, kepadatan udara, dan kecepatan angin.
4.4. Mekanisme membuka dan menutupnya stomata
