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
Stomata merupakan celah yang dibatasi oleh dua sel penjaga. Sel
penjaga mempunyai penebalan dinding khusus bagian tertentu
menebal sedangkan bagian lainnya tidak menebal dan di dalam selnya
terdapat kloroplas Pengamatan mikroskopis terhadap
permukaan daun menunjukkan
Di unduh dari : Bukupaket.com
46
bahwa cahaya mempengaruhi pembukaan stomatata.
Pada saat redup atau tidak ada cahaya umumnya stomata
tumbuhan menutup. Ketika intensitas cahaya meningkat
stomata membuka hingga mencapai nilai maksimum.
Mekanisme membuka dan menutupnya stomatata dikontrol
oleh sel penjaga. Dibawah iluminasi, konsentrasi solut dalam vakuola sel
penjaga
meningkat. Bagaimana konsentrasi solut tersebut meningkat
? Pertama, pati yang terdapat pada
kloroplas sel penjaga diubah menjadi asam malat.
Kedua, pompa proton
pada membran plasma sel penjaga
diaktifkan. Pompa proton tersebut menggerakkan ion H
+
, beberapa diantaranya berasal dari asam
malat, melintasi membran plasma. Asam malat kehilangan ion H
+
membentuk ion malat. Hal ini menaikkan gradien listrik dan
gradien pH lintas membran plasma. Ion K
+
mengalir ke dalam sel tersebut melalui suatu saluran
sebagai respons terhadap perbedaan muatan, sedangkan ion
Cl
-
berasosiasi dengan ion H
+
mengalir ke dalam sel tersebut melalui saluran lainnya dalam
merespon perbedaan konsentrasi ion H
+
. Akumulasi ion malat, K
+
, dan Cl
-
menaikkan tekanan osmotik sehingga air tertarik ke dalam sel
penjaga. Signal yang mengaktifkan enzim
pembentukan malat dan mengaktifkan pompa proton di
dalam membran plasma adalah cahaya merah dan cahaya biru.
Produksi asam malat dan influksion K
+
dan Cl
-
menarik air ke dalam sel melalui proses osmosis. Ketika
vakuola sel penjaga memperoleh air, sel tersebut membengkak dan
menyebabkan tekanan turgor naik. Tekanan turgor ini akan mendesak
dinding tipis pada sel penjaga sehingga mengakibatkan stomata
membuka. Proses menutupnya stomata akan
terjadi pada saat sel penjaga kehilangan ion K
+
yang kemudian disusul dengan hilangnya air melalui
proses osmosis yang menyebabkan turgor sel penjaga menurun.
Adanya klorofil pada sel penjaga mengakibatkan sel penjaga dapat
melangsungkan proses fotosintesis yang menghasilkan glukosa dan
mengurangi konsentrasi CO
2
. Glukosa larut dalam air sehingga air
dari jaringan di sekitar sel penjaga akan masuk ke dalam sell penjaga
yang mengakibatkan tekanan turgor sel penjaga naik sehingga stomata
akan membuka. Faktor yang mempengaruhi
membuka dan menutupnya stomata yaitu:
1. Faktor internal antara lain cahaya matahari,
konsentrasi CO
2
, dan asam absisat ABA.
2. Faktor internal jam biologis.
Di unduh dari : Bukupaket.com
47
Cahaya matahari merangsang sel penjaga menyerap ion K
+
dan air, sehingga stomata membuka pada
pagi hari. Konsentrasi CO
2
yang rendah di dalam daun juga menyebabkan
stomata membuka. Stomata akan menutup apabila
terjadi cekaman air. Pada saat cekaman air, zat pengatur
tumbuh ABA diproduksi di dalam daun yang menyebabkan membran
menjadi bocor sehingga terjadi kehilangan ion K
+
dari sel penjaga dan menyebabkan sel penjaga
mengkerut sehingga stomata menutup.
Faktor internal yaitu jam biologis memicu serapan ion pada pagi hari
sehingga stomata membuka, sedangkan pada malam hari terjadi
pembebasan ion yang menyebabkan stomata menutup.
Stomata
pada sebagian besar tanaman umumnya membuka pada
siang hari dan menutup pada malam hari.
Pada beberapa tumbuhan misalnya kelompok tumbuhan CAM stomata
membuka
pada malam hari sedangkan pada siang hari stomata
menutup. Menutupnya stomata pada siang
hari merupakan adaptasi untuk mengurangi proses penguapan
tumbuhan yang hidup di daerah kering.
Pada malam hari CO
2
masuk ke dalam tanaman dan disimpan dalam
bentuk senyawa C4. Selanjutnya senyawa C4 akan membebaskan
CO
2
pada siang hari sehingga dapat
digunakan untuk fotosintesis. Adaptasi lainnya yang terdapat pada
tumbuhan xerofit untuk mengurangi proses transpirasi yaitu memiliki
daun dengan stomata tersembunyi masuk ke bagian dalam yang
ditutupi oleh trikoma rambut-rambut yang merupakan penjuluran
epidermis. Pada saat matahari terik, jumlah air
yang hilang melalui proses transpirasi lebih tinggi daripada
jumlah air yang diserap oleh akar. Untuk mengurangi laju transpirasi
tersebut stomata akan menutup. Menutupnya stomata akan
menurunkan jumlah CO
2
yang masuk ke dalam daun sehingga
akan mengurangi laju fotosintesis. Pada dasarnya proses membuka
dan menutupnya stomata bertujuan untuk menjaga keseimbangan
antara kehilangan
air melalui transpirasi dengan pembentukan
gula melalui fotosintesis.
4.5. Transpor fotosintetat melalui floem
