Pengangkutan Air Pada Tumbuhan

BIOLOGI

I. Judul : Pengangkutan Air Pada Tumbuhan

II. Tujuan : Mengamati Proses Daya Isap Akar pada  Tumbuhan

III. Dasar Teori

        Proses Pengangkutan Air dan Garam Mineral

                Pengangkutan air dan mineral pada tumbuhan tingkat tinggi, seperti pada tumbuhan biji dilakukan melalui dua mekanisme. Pertama, air dan mineral diserap dari dalam tanah menuju sel-sel akar. Pengangkutan ini dilakukan diluar berkas pembuluh, sehingga disebut sebagai mekanisme pengangkutan ekstravaskuler.Kedua, air dan mineral diserap oleh akar. Selanjutnya diangkut dalam berkas pembuluh yaitu pada pembuluh kayu (xilem), sehingga proses pengangkutan disebut pengangkutan vaskuler.

                   Air dan mineral dari dalam tanah memasuki tumbuhan melalui epidermis akar, menebus korteks akar, masuk ke stele dan kemudian mengalir naik ke pembuluh xilem sampai pucuk tumbuhan.

a.Pengangkutan Ekstravaskuler

Dalam perjalanan menuju silinder pusat, air akan bergerak secara bebas di antara ruang antar sel. Pengangkutan air dan mineral dari dalam tanah di luar berkas pembuluh ini dilakukan melalui 2 mekanisme, yaitu apoplas dan simplas.

1. Pengangkutan Apoplas
Pengangkutan sepanjang jalur ekstraseluler yang terdiri atas bagian tak hidup dari akar tumbuhan, yaitu dinding sel dan ruang antar sel. air masuk dengan cara difusi, aliran air secara apoplas tidak tidak dapat terus mencapai xilem karena terhalang oleh lapisan endodermis yang memiliki penebalan dinding sel dari suberin dan lignin yang dikenal sebagai pita kaspari. Dengan demikian, pengangkutan air secara apoplas pada bagian korteks dan stele menjadi terpisah.

2. Pengangkutan Simplas
Padap engangkutan ini, setelah masuk kedalam sel epidermis bulu akar, air dan mineral yang terlarut bergerak dalam sitoplasma dan vakuola, kemudian bergerak dari satu sel ke sel yang lain melaluivplasmodesmata. Sistem pengangkutan ini , menyebabkan air dapat mencapai bagian silinder pusat. Adapun lintasan aliran air pada pengangkutan simplas adalah sel - sel bulu akar menuju sel - sel korteks, endodermis, perisikel, dan xilem. dari sini , air dan garam mineral siap diangkut keatas menuju batang dan daun.

b.Pengangkutan Melalui Berkas Pengangkutan(Pengangkutan Intravaskuler)

Setelah melewati sel - sel akar, air dan mineral yang terlarut akan masuk ke pembuluh kayu (xilem) dan selanjutnya terjadi pengangkutan secara vertikal dari akar menuju batang sampai kedaun. Pembuluh kayu disusun oleh beberapa jenis sel, namun bagian yang berperan penting dalam proses pengangkutan air dan mineral ini adalah sel - sel trakea. Bagian ujung sel trakea terbuka membentuk pipa kapiler. Struktur jaringan xilem seperti pipa kapiler ini terjadi karena sel - sel penyusun jaringan tersebut tersebut mengalami fusi (penggabungan). Air bergerak dari sel trakea satu ke sel trakea yang di atasnya mengikuti prinsip kapilaritas dan kohesi air dalam sel trakea xilem.

Faktor – Faktor Yang Mempengaruhi Pengangkutan Air

a. Daya Hisap Daun (Tarikan Transpirasi)

Pada organ daun terdapat proses penguapan air melalui mulut daun (stomata ) yang dikenal sebagai proses transpirasi. Proses ini menyebabkan sel daun kehilanagan air dan timbul tarikan terhadap air yang ada pada sel – sel di bawahnya dan tarikan ini akan diteruskan molekul demi molekul, menuju ke bawah sampai ke seluruh kolom air pada xilem sehingga menyebabkan air tertarik ke atas dari akar menuju ke daun. Dengan adanya transpirasi membantu tumbuhan dalam proses penyerapan dan transportasi air di dalam tumbuhan. Adapun transpirasi itu sendiri merupakan mekanisme pengaturan fisiologis yan g herhubungan dengan proses adaptasi tumbuhan terhadap lingkungan.

Ada beberapa faktor yang mempengaruhi proses kecepatan transparasi uap air dari daun, yaitu:
1) Temperatur udara, makin tinggi temperature , kecepatan transprasi akan semakin tinggi.
2) Instensitas cahaya matahari, semakin tinggi intesitas cahaya matahari yang diterima daun, maka kecepatan transpirasi akan semakin tinggi.
3) Kelembaban udara
4) Kandungan air tanah.
Di samping itu, transpirasi juga dipengaruhi oleh faktor dalam tumbuhan di antaranya adalah banyaknya pembuluh, ukuran sel jaringan pengangkut, jumlah, dan ukuran stomata.

b. Kapilaritas Batang

Pengangkutan air melalui pembuluh kayu (xilem), terjadi karena pembuluh kayu (xilem) tersusun seperti rangkaian pipa-pipa kapiler.
Dengan kata lain, pengangkutan air melalui xilem mengikuti prinsip kapilaritas. Daya kapilaritas disebabkan karena adanya kohesi antara molekul air dengan air dan adhesi antara molekul air dengan dinding pembuluh xilem. Baik kohesi maupun adhesi ini menimbulkan tarikan terhadap molekul air dari akal sampai ke daun secara bersambungan.

c. Tekanan Akar

Akar tumbuhan menyerap air dan garam mineral baik siang maupun malam. Pada malam hari, ketika transpirasi sangat rendah atau bahkan nol, sel-sel akar masih tetap menggunakan energi untuk memompa ion – ion mineral ke dalam xilem. Endodermis yang mengelilingi stele akar tersebut membantu mencegah kebocoran ion - ion ini keluar dari stele.                          Akumulasi mineral di dalam stele akan menurunkan potensial air. Air akan mengalir masuk dari korteks akar, menghasilkan suatu tekanan positif yang memaksa cairan naik ke xilem. Dorongan getah xilem ke arah atas ini disebut tekanan akar (roof pressure). Tekanan akar juga menyebabkan tumbuhan mengalami gutasi, yaitu keluarnya air yang berlebih pada malam hari melalui katup pelepasan (hidatoda) pada daun.
Biasanya air yang keluar dapat kita lihat pada pagi hari berupa tetesan atau butiran air pada ujung-ujung helai daun rumput atau pinggir daun
kecil herba (tumbuhan tak berkayu) dikotil.

3. Pengangkutan Hasil Fotosintesis

Proses pengangkutan bahan makanan dalam tumbuhan dikenal dengan translokasi. Translokasi merupakan pemindahan hasil fotosintesis dari daun atau organ tempat penyimpanannya ke bagian lain tumbuhan yang memerlukannya. Jaringan pembuluh yang bertugas mengedarkan hasil fotosintesis ke seluruh bagian tumbuhan adalah floem (pembuluh tapis). Zat terlarut yang paling banyak dalam getah floem adalah gula, terutama sukrosa. Selain itu, di dalam getah floem juga mengandung mineral, asam amino,dan hormon, berbeda dengan pengangkutan pada pembuluh xilem yang berjalan satu arah dari akar ke daun, pengangkutan pada pembuluh xylem yang berjalan satu arah dari akar kedaun, pengengkutan pada pembuluh floem dapat berlangsung kesegala arah, yaitu dari sumber gula (tempat penyimpanan hasil fotosintesis) ke organ lain tumbuhan yang memerlukannya.

Satu pembuluh tapis dalam sebuah berkas pembuluh bisa membawa cairan floem dalam satu arah sementara cairan didalam pipa lain dalam berkas yang sama dapat mengalir dengan arah yang berlaianan. Untuk masing – masing pembuluh tapis, arah transport hanya bergantung pada lokasi sumber gula dan tempat penyimpanan makanan yang dihubungkan oleh pipa tersebut.

Jalur penyerapan air
Larutan tanah - sel-sel epidermis akar (rambut akar) – korteks – endodermis – xylem akar

Mekanisme penyerapan air
Ada 2 yaitu penyerapan aktif dan pasif:

1.     Aktif: aktif osmotik dan aktif non osmotik

2.   Pasif: tarikan transpirasi (penggeraknya transpirasi)

Faktor yang mempengaruhi penyerapan :

- Faktor lingkungan: ketersediaan air, aerasi, konsentrasi larutan tanah, suhu

- Faktor tanaman: laju transpirasi tanaman, sistem perakaran, metabolisme

Pengangkutan air :

•         Suatu proses pergerakan air melewati pembuluh xilem dari sistem perakaran ke bagian tajuk tanaman, khususnya daun

•         Ada beberapa teori yang dikenal: teori vital, teori tekanan akar, dan teori kekuatan fisika.

•         Teori kekuatan fisika: teori tarikan transpirasi, tekanan kohesi, teori kapiler, teori tekanan atmosfer

 IV. Alat dan Bahan

-          Gelas piala diganti dengan botol

-          Pisau silet/kater

-          Penggaris

-          Tanaman pacar air

-          Air ledeng

-          Larutan eosin (air sumba)

V. Prosedur Kerja

1.     Sediakan larutan eosin 0,1 % dalam botol ±   penuh (tidak terlalu merah) aduk hingga rata.

2.    Masukan tanaman pacar air beserta akarnya yang sudah dicuci terlebih dahulu. Biarkan tanaman selama ± 1 jam

3.    Perhatikan perubahan warna pada bagian tertentu dari tanaman tersebut.

4.    Gambarlah hasil pengamatanmu

VI. Pembahasan/bahan diskusi

1.     Apa yang terjadi pada pohon pacar air setelah di rendam  didalam larutan air berwarna tadi ?

2.    Pada bagian manakah yang mengalami perubahan warna pada kegiatan tadi ?

3.    Jika terjadi perubahan, apa yang menyebabkan perubahan itu terjadi ?

4.    Apakah pada daun mengalami perubahan ?

5.    Apa kesimpulan yang dapat kamu ambil ?

Jawab

1)    Mengalami perubahan warna pada batang dan daun.

2)   Akar, batang, dan daun

3)   Hal – hal yang menyebabkan perubahan, yaitu :

a)    Karena air yang diserap oleh akar dilanjutkan ke batang adalah air yang berwarna sehingga batang mengalami (perubahan) kelainan warna

b)   Timbulnya tarikan terhadap air yang ada pada sel – sel di bawahnya dan tarikan ini akan diteruskan molekul demi molekul, menuju ke bawah sampai ke seluruh kolom air pada xilem sehingga menyebabkan air tertarik ke atas dari akar menuju ke daun

c)    Tekanan akar mengakibatkan naiknya air ke dalam batang

d)   Perbedaan potensial air dalam tumbuhan dan air yaitu potensial air yang tinggi di dalam tanah

e)   kelembaban pada tanah cukup tinggi

4)   Ya, karena timbulnya tarikan terhadap air yang ada pada sel – sel di bawahnya dan tarikan ini akan diteruskan molekul demi molekul, menuju ke bawah sampai ke seluruh kolom air pada xilem sehingga menyebabkan air tertarik ke atas dari akar menuju ke daun. terjadinya transpirasi air akan mengalir masuk dari korteks akar, menghasilkan suatu tekanan positif yang memaksa cairan naik ke xilem.

5)   Kesimpulan yang diperoleh dari praktikum ini adalah tekanan akar dan daya isap daun mengakibatkan naiknya air ke dalam batang. Hubungan antara tekanan akar dan daya hisap daun adalah sangat erat karena faktor-faktor tersebut tidak dapat berdiri sendiri dalam memindahkan zat hara atau air dari dalam tanah menuju ke daun untuk proses fotosintesis. Dari hasil yang telah didapatkan,kecepatan tekanan akar lebih besar daripada daya hisap daun, karena bagian bawah tanaman pada menit ke-30 sudah mencapai maksimal sedangkan bagian atas tanaman mencapai maksimal pada menit ke-45.

VII. Kesimpulan

1.     Tekanan dan daya isap daun mengakibatkan naiknya air kedalam batang

2.    Hubungan antara tekanan akar dan daya hisap daun adalah sangat erat karena faktor-faktor tersebut tidak dapat berdiri sendiri dalam memindahkan zat hara atau air dari dalam tanah menuju ke daun untuk proses fotosintesis

3.    Kecepatan tekanan akar lebih besar daripada daya hisap daun, karena bagian bawah tanaman pada menit ke-30 sudah mencapai maksimal sedangkan bagian atas tanaman mencapai maksimal pada menit ke-45

4.    Daya hisap daun dapat terjadi karena adanya tranpirasi

5.    Tekanan akar terjadi karena perbedaan potensial air dalam tumbuhan dan air yaitu potensial air yang tinggi di dalam tanah

6.    Tekanan pada akar terjadi jika transpirasi rendah, artinya kelembaban pada tanah cukup tinggi

7.    Untuk menaikkan air dari permukaan tanah diperlukan suatu tekanan pada akar

8.    Kenaikan air dari tanah juga dipengaruhi oleh transpirasi karena transpirasisebagian besar terjadi di daun melalui stomata, transpirasi bermanfaat bagi tumbuhan karena dapat menyebabkan terbentuknya daya isap daun, mempercepat pengangkutan unsur hara melalui xilem dan membantu penyerapan air dan unsur hara oleh akar

9.    Tekanan akar tidak dapat diamati jika kondisi lingkungannyakekurangan air atau pada saat transpirasi rendah. Pada saat ini yang berperanadalah daya isap daun, jadi air bergerak karena terjadinya transpirasi

10. Kecepatan ekstraksi air dari suatu tanah merupakan fungsi darikonsentrasi akar, karena berkurangnya menurut kedalaman daerah akar