Di musim panas tahun 1980, John Hanks, seorang ahli ilmu tanah dari Utah State University, membuat catatan yang teliti tentang jumlah air yang dibutuhkan untuk menumbuhkan sebatang tanaman bit-gula di kebun Greenville milik unversitas. Sampai tanaman tersebut dewasa, air setara 620 mm hujan perlu ditambahkan ke kebun itu.
Kira-kira seperempat bagiannya diuapkan langsung dari tanah, tetapi 465 mm sisanya, sebagian besar lebih dahulu melewati tanaman, baru kemudian ke atmosfer. Penguapan air dari tumbuhan disebut transpirasi. Pada tumbuhan, peristiwa itu biasanya berhubungan dengan kehilangan air-dalam melalui stomata, kutikula, atau lentisel. Kemudian, perhitungan dilanjutkan; Hanks memperlihatkan bahwa 465 kg air ditranspirasikan oleh tanaman bit-gula untuk setiap kg sukrosa yang dihasilkan; sedangkan untuk menghasilkan 1 kg biomassa kering, termasuk daun, batang, dan akar, sebanyak 230 kg air ditranspirasikan.
Dalam penelitian tahun 1974, Hanks mendapati bahwa air sebanyak 600 kg ditranspirasikan untuk menghasilkan 1 kg jagung kering, dan untuk 1 kg biomassa kering ditranspirasikan 225 kg air. Jadi, dari air yang melewati tumbuhan dari tanah menuju atmosfer, dalam contoh ini, hanya kira-kira 1% yang menjadi bagian dari biomassa. Nilai ini khas, dan sangat berbeda-beda pada berbagai spesies tumbuhan.
Mengapa harus begitu banyak air yang hilang melalui transpirasi untuk membesarkan tanaman? Karena rangka molekul semua bahan organik pada tumbuhan terdiri dari atom karbon yang harus diperoleh dari atmosfer. Karbon masuk ke dalam tumbuhan sebagai karbondioksida (CO2) melalui pori stomata yang paling banyak terdapat di permukaan daun, dan air keluar secara difusi melalui pori yang sama ini saat stomata terbuka.
Dilema yang dihadapi tumbuhan adalah bagaimana memperoleh CO2 sebanyak mungkin dari atmosfer yang sebenarnya sangat sedikit mengandung gas tersebut (kira-kira 0,035% dari volume), dan pada sama mempertahankan air sebanyak mungkin pula. Para petani menghadapi tantangan yang serupa juga, yaitu bagaimana mencapai hasil maksimum tanaman dengan menggunakan sedikit mungkin air irigasi atau curah hujan yang merupakan sumber daya alam yamg terbatas.
Memahami berbagai faktor lingkungan dan cara faktor tersebut mempengaruhi transpirasi melalui daun serta penyerapan CO2 ke dalam daun pada saat-saat yang berlainan sangatlah sulit, karena berbagai faktor tersebut berinteraksi dengan begitu banyak cara. Factor lingkungan mempengaruhi tidak hanya proses fisika penguapan dan difusi, tetapi juga mempengaruhi membuka-tutupnya stomata pada permukaan daun yang dilalui lebih dari 90% air yang ditranspirasikan dan CO2.
Naiknya suhu daun misalnya, sangat banyak menaikkan penguapan dan sedikit difusi, namun mungkin menyebabkan stomata menutup atau membuka lebih lebar, bergantung pada spesies dan faktor lain. Waktu matahari terbit, stomata membuka karena meningkatnya pencahayaan, dan cahaya menaikkan suhu daun sehingga air menguap lebih cepat. Naiknya suhu membuat udara mampu membawa lebih banyak kelembapan, maka transpirasi meningkat dan barangkali bukaan stomata pun terpengaruh.
Angin membawa lebih bayak CO2 dan mengusir uap air. Hal ini menyebabkan penguapan dan penyerapan CO2 meningkat, tapi agak kurang dari yang diduga, karena meningkatnya CO2 menyebabkan stomata menutup sebagian. Bila daun dipanaskan oleh sinar matahari dengan panas yang melebihi suhu udar, angin akan menurunkan suhunya. Akibatnya transpirasi menurun. Bila kandungan air tanah terbatas, transpirasi dan penyerapan CO2 terhambat karena stomata tertutup.
Pengertian transpirasi
Transpirasi dapat diartikan sebagai proses kehilangan air dalam bentuk uap dari jaringan tumbuhan melalui stomata. Kemungkinan kehilangan air dari jaringan tanaman melalui bagian tanaman yang lain dapat saja terjadi, tetapi porsi kehilangna tersebut sangat kecil dibanding dengan yang hilang melalui stomata. Oleh sebab itu, dalam perhitungan besarnya jumlah air yang hilang dari jaringan tanaman umumnya difokuskan pada air yang hilang melalui stomata. Transpirasi merupakan bagian dari siklus air, dan itu adalah hilangnya uap air dari bagian tanaman (mirip dengan berkeringat), terutama pada daun tetapi juga di batang, bunga dan akar. Permukaan daun yang dihiasi dengan bukaan yang secara kolektif disebut stomata, dan dalam kebanyakan tanaman mereka lebih banyak pada sisi bawah dedaunan.
Transpirasi juga dapat mendinginkan tanaman dan memungkinkan aliran massa nutrisi mineral dan air dari akar ke tunas. Aliran massa air dari akar ke daun disebabkan oleh penurunan hidrostatik (air) tekanan di bagian atas dari tumbuhan karena difusi air dari stomata ke atmosfer. Air diserap pada akar dengan osmosis, dan semua nutrisi mineral dilarutkan perjalanan dengan melalui xilem.
Tingkat transpirasi secara langsung berkaitan dengan partikel penguapan air dari permukaan tanaman, terutama dari bukaan permukaan, atau stomates, pada daun. Stomata untuk sebagian besar kehilangan air oleh tanaman, tetapi beberapa penguapan langsung juga terjadi melalui permukaan sel-sel epidermis daun. Transpirasi dalam tanaman atau terlepasnya air melalui stomata dapat melalui kutikula walaupun hanya 5-10% dari jumlah air yang ditranspirasikan di daerah beriklim sedang.
Air sebagian besar menguap melalui stomata,sehingga jumlah dan bentuk stomata sangat mempengaruhi laju transpirasi. Hanya 1-2% dari seluruh air yang ada dalam tubuh tumbuhan digunakan dalam fotosintesis atau dalam kegiatan metabolic sel-sel daunnya. Sisanya menguap dari daun dalam proses transpirasi. Bila stomata terbuka, uap air ke luar dari daun. Jika daun itu harus terus berfungsi dengan baik maka air segar harus disediakan kepada daun untuk menggantikan yang hilang pada waktu transpirasi.
Proses transpirasi akan menyebabkan potensial air lebih rendah dibandingkan batang ataupun akar. Akibatnya, daun seolah-olah menghisap air dari akar.
Untuk menguapkan air, tumbuhan butuh energy baru atau berubah energy menjadi panas. Dengan demikian, transpirasi menimbulkan pengaruh pendinginan pada daun. Kebutuhan panas untuk menguapkan air berasal dari sinar matahari yang disalurkan melalui cahaya langsung, radiasi dan konveksi. Air merupakan bagian terbesar dari jaringan tumbuhan, semua proses tumbuh dan berkembang terjadi karena adanya air.
Ada tiga jenis transpirasi, yaitu :
1. Transpirasi Kutikula.
Adalah evaporasi air yang tejadi secara langsung melalui kutikula epidermis. Kutikula daun secara relatif tidak tembus air, dan pada sebagian besar jenis tumbuhan transpirasi kutikula hanya sebesar 10%. Oleh karena itu, sebagian besar air yang hilang terjadi melaui stomata.
2. Transpirasi Stomata
Sel-sel mesofil daun tidak tersusun rapat, tetapi diantara sel-sel tersebut terdapat ruang-ruang udara yang dikelilingi oleh dinding-dinding sel mesofil yang jenuh air. Air menguap dari dinding-dinding basah ini ke ruang-ruang antar sel, dan uap air kemudian berdifusi melalui stomata dari ruang-ruang antar sel ke athmosfer di luar. Sehingga dalam kondisi normal evaporasi membuat ruang-ruang itu selali jenuh uap air. Asalkan stomata terbuka, difusi uap air ke athmosfer pasti terjadi kecuali bila atmosfer itu sendiri sama-sama lembap.
3. Transpirasi Lentisel
Yaitu pada daerah kulit kayu yang berisi sel-sel. Uap air yang hilang melalui jaringan ini adalah 0,1%
Pengukuran Transpirasi
Pengukuran laju transpirasi tidaklah terlalu mudah dilakukan. Kesulitan utamanya adalah karena semua cara pengukuran traspirasi mengharuskan penempatan suatu tumbuhan dalam berbagai kondisi yang mempengaruhi laju transpirasi. Ada empat cara laboratorium untuk menaksir laju transpirasi :
1. Kertas korbal klorida
Pada dasarnya cara ini adalah pengukuran uap air yang hilang ke udara yang diganti dengan pengukuran uap airyang hilang ke dalam kertas kobal klorida kering. Kertas ini berwarna biru cerah dan tetapi menjadi biru pucat dan kemudian berubah menjadi merah jambu bila menyerap air. Sehelai kecil kertas biru cerah ditempelkan pada permukaan daun dan ditutup dengan gelas preparat. Demikian juga bagian bawah daun. Waktu yang diperlukan untuk mengubah warna biru kertas menjadi merah jambu dijadikan ukuran laju kehilangan air dari bagian daun yang ditutup kertas.
2. Potometer
Alat ini mengukur pengambilan air oleh sebuah potongan pucuk, denga asumsi bahwa bila air tersedia dengan bebas untuk tumbuhan, jumlah air yang diambil sama dengan jumlah air yang dikeluarkan oleh transpirasi.
3. Pengumpulan uap air yang ditranspirasi
Cara ini mengharuskan tumbuahn atau bagian tumbuhan dikurung dalam sebuah bejana tembus cahaya sehingga uap air yang ditranspirasikan dapat dipisahkan.
4. Penimbangan langsung
Pengukuran transpirasi yang paling memuaskan diperoleh dari tumbuhan yang tumbuh dalam pot yang telah diatur sedemikan rupa sehingga evaporasi dari pot dan permukaan tanah dapat dicegah. Kehilangan air dari tumbuhan ini dapat ditaksir untukjangka waktu tertentu dengan penimbangan langsung.
FAKTOR YANG MEMPENGARUHI TRANSPIRASI
1. Faktor dalam adalah:
a. Penutupan Stomata
Sebagian besar transpirasi terjadi melalui stomata karena kutikula secara relatif tidak tembus air, dan hanya sedikit transpirasi yang terjadi apabila stomata tertutup. Jika stomata terbuka lebih lebar, lebih banyak pula kehilangan air tetapi peningkatan kehilangan air ini lebih sedikit untuk mesing-mesing satuan penambahan lebar stomata Faktor utama yang mempengaruhi pembukaan dan penutupan stomata dalam kondisi lapangan ialah tingkat cahaya dan kelembapan.
b. Jumlah dan Ukuran Stomata
Jumlah dan ukuran stomata, dipengaruhi oleh genotipe dan lingkungan mempunyai pengaruh yang lebih sedikit terhadap transpirasi total daripada pembukaan dan penutupan stomata.
c. Jumlah Daun
Makin luas daerah permukaan daun, makin besar transpirasi. Penggulungan atau pelipatan daun : Banyak tanaman mempunyai mekanisme dalam daun yang menguntungkan pengurangan transpirasi apabila persediaan air terbatas.
d. Kedalaman dan Proliferasi Akar
Ketersedian dan pengambilan kelembapan tanah oleh tanaman budidaya sangat tergantung pada kedalaman dan proliferasi akar. Perakaran yang lebih dalam meningkatkan ketersediaan air, dari proliferasi akar (akar per satuan volume tanah ) meningkatkan pengambilan air dari suatu satuan volume tanah sebelum terjadi pelayuan permanen.
2. Faktor luar adalah :
1. Sinar Matahari
Seperti yang telah dibicarakan didepan, maka sinar menyebabkan membukanya stoma dan gelap menyebabkan tertutupnya stoma, jadi banyak sinar berarti juga mempergiat transpirasi. Karena sinar itu juga mengandung panas (terutama sinar infra-merah), maka banyak sinar berarti juga menambah panas, dengan demikian menaikkan tempratur.
Kenaikan tempratur sampai pada suatu batas yang tertentu menyebabkan melebarnya stoma dan dengan demikian memperbesar transpirasi .
2. Temperatur
Merupakan faktor lingkungan yang terpenting yang mempengaruhi transpirasi daun yang ada dalam keadaan turgor. Suhu daun di dalam naungan kurang lebih sama dengan suhu udara, tetapi daun yang kena sinar matahari mempunyai suhu 10o -20o F lebih tinggi daripada suhu udara. Pengaruh tempratur terhadap transpirasi daun dapat pula ditinjau dari sudut lain, yaitu didalam hubungannya dengan tekanan uap air di dalam daun dan tekanan uap air di luar daun.
Kenaikan tempratur menambah tekanan uap di dalam daun. Kenaikan tempratur itu sudah barang tentu juga menambah tekanan uap di luar daun, akan tetapi berhubung udara di luar daun itu tidak di dalam ruang yang terbatas, maka tekanan uap tiada akan setinggi tekanan uap yang terkurung didalam daun. Akibat dari pada perbedaan tekanan ini, maka uap air akan mudah berdifusi dari dalam daun ke udara bebas
3. Kebasahan udara (Kelembaban udara)
Pada hari cerah udara tidak banyak mengandung uap air. Di dalam keadaan yang demikian itu, tekanan uap di dalam daun jauh lebih lebih tinggi dari pada tekanan uap di luar daun, atau dengan kata lain, ruang di dalam daun itu lebih kenyang akan uap air daripada udara di luar daun, jadi molekul-molekul air berdifusi dari konsentrasi tinggi (di dalam daun) ke konsentrasi yang rendah (di luar daun. Kesimpulannya ialah, udara yang basah menghambat transpirasi, sedang udara kering melancarkan transpirasi.
Pada kondisi alamiah, udara selalu mengandung uap air, biasanya dengan konsentrasi antara 1 sampai 3 persen. Sebagian dari molekul air tersebut bergerak ke dalam daun melalui stomata dengan proses kebalika transpirasi. Laju gerak masuknya molekul uap air tersebut berbanding dengan konsentrasi uap air udara, yaitu kelembaban. Gerakan uap air dari udara ke dalam daun akan menurunkan laju neto dari air yang hilang. Dengan demikian, seandainya faktor lain itu sama, transpirasi akan menurun dengan meningkatnya kelembaban udara.
4. Angin
Pada umumnya angin yang sedang, menambah kegiatan transpirasi. Karena angin membawa pindah uap air yang bertimbun-timbun dekat stoma. Dengan demikian, maka uap yang masih ada di dalam daun kemudian mendapat kesempatan untuk difusi ke luar . Angin mempunyai pengaruh ganda yang cenderung saling bertentangan terhadap laju transpirasi.
Secara singkat dapat disimpulkan bahwa angin cenderung untuk meningkatkan laju transpirasi, baik di dalam naungan atau cahaya, melalui penyapuan uap air. Akan tetapi, di bawah sinar matahari, pengaruh angin terhadap penurunan suhu daun, dengan demikian terhadap penurunan laju transpirasi, cenderung lebih penting daripada pengaruhnya terhadap penyingkiran uap air.
5. Keadaan air Dalam Tanah
Air di dalam tanah ialah satu-satunya suber yang pokok, dari mana akar-akar tanaman mendapatkan air yang dibutuhkannya. Absorpsi air lewat bagian-bagian lain yang ada di atas tanah seperti batang dan daun juga ada, akan tetapi pemasukan air lewat bagian-bagian itu tiada seberapa kalau dibanding dengan penyerapan air melalui akar.
Tersedianya air dalam tanah adalah faktor lingkungan lain yang mempengaruhi laju transpirasi. Bila kondisi air tanah sedemikian sehingga penyediaan air ke sel-sel mesofil terhambat, penurunan laju transpirasi akan segera tampak Laju transpirasi dapat dipengaruhi oleh kandungan air tanah dan laju absorbsi air dari akar. Pada siang hari, biasanya air ditranspirasikan dengan laju yang lebih cepat daripada penyerapannya dari tanah.
Hal tersebut menimbulkan defisit air dalam daun. Pada malam hari akan terjadi kondisi yang sebaliknya, karena suhu udara dan suhu daun lebih rendah. Jika kandungan air tanah menurun, sebagai akibat penyerapan oleh akar, gerakan air melalui tanah ke dalam akar menjadi lebih lambat.
Mekanisme transpirasi
Transpirasi dimulai dengan penguapan air oleh sel sel mesofil ke rongga antar sel yang ada dalam daun. Dalam hal ini rongga antar sel jaringan bunga karang merupakan rongga yang besar, sehingga dapat menampung uap air dalam jumlah banyak. Penguapan air ke rongga antar sel akan terus berlangsung selama rongga antar sel belum jenuh dengan uap air. Sel-sel yang menguapkan airnya kerongga antar sel, tentu akan mengalami kekurangan air sehingga potensial airnya menurun.
Kekurangan ini akan diisi oleh air yang berasal dari xilem tulang daun, yang selanjutnya tulang daun akan menerima air dari batang dan batang menerima dari akar dan seterusnya. Uap air yang terkumpul dalam ronga antara sel akan tetap berada dalam rongga antar sel tersebut, selama stomata pada epidermis daun tidak membuka. Aapabila stomata membuka, maka akan ada penghubung antara rongga antar sel dengan atmosfer kalau tekanan uap air di atmosfer lebih rendah dari rongga antar sel maka uap air dari rongga antar sel akan keluar ke atmosfer dan prosesnya disebut transpirasi. Jadi syarat utama untuk berlangsungnya transpirasi adalah adanya penguapan air didalam daun dan terbukanya stomata.
Kegunaan Dan Kerugian Transpirasi
1. Kegunaan Transpirasi
Pada tanaman, transpirasi itu pada hakekatnya suatu penguapan air yang baru yang membawa garam-garam mineral dari dalam tanah. Transpirasi juga bermanfaat di dalam hubungan penggunaan sinar (panas) matahari. Kenaikan temperatur yang membahayakan dapat dicegah karena sebagia dari sinar matahari yang memancar itu digunakan untuk penguapan air. Mempercepat laju pengangkutan unsur hara melalui pembulih xilem, membuang kelebihan air, menjaga turgiditas sel tumbuhan agar tetap pada kondisi optimal, mengatur bukaan stomata, dan sebagai salah satu cara untuk menjaga stabilitas suhu daun. pengangkutan unsur hara tetap dapat berlangsung jika transpirasi tidak terjadi. Akan tetapi, laju pengangkutan terbukti akan berlangsung lebih cepat jika transpirasi berlangsung secara optimum. Transpirasi jelas merupakan suatu proses pendinginan, pada siang hari radiasi matahari yang diserap daun akan meningkatkan suhu daun. Jika transpirasi berlangsung maka peningkatan suhu daun ini dapat dihindari.
2. Kerugian Transpirasi
Transpirasi dapat membahayakan tanaman jika lengas tanah terbatas, penyerapanair tidak mampu mengimbangi laju transpirasi, tanaman layu, layu permanent, mati, hasil tanaman menurun. Sering terjadi di daerah kering, perlu irigasi.
DAFTAR PUSTAKA
Lakitan, B. 2004. Dasar-Dasar Fisiologi Tumbuhan, PT Raja Grafindo Persada; Jakarta
Salisbury, F. B dan Ross, C. W,. 1995. Fisiologi Tumbuhan Jilid 1, Penerbit ITB;
Bandung
http://musaneuksigli.blogspot.com/2011/02/siklus-hidrologi.html
http://vansaka.blogspot.com/2010/03/transpirasi-pada-tanaman.html
0 komentar
Posting Komentar