LAPORAN PRAKTIKUM ANATOMI DAN FISIOLOGI TUMBUHAN "TRANSPIRASI"
LAPORAN PRAKTIKUM ANATOMI DAN
FISIOLOGI TUMBUHAN
“ TRANSPIRASI ”
Oleh:
Estamia Putri Hinely Siahaan
F05112057
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN BIOLOGI
FAKULTAS
KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS TANJUNGPURA
PONTIANAK
2014
Abstrak
Tumbuhan,
seperti juga hewan memiliki adaptasi evolusioner dalam bentuk respons
fisiologis terhadap perubahan jangka pendek. Misalnya jika daun pada
tumbuhan mengalami kekurangan air, daun-daun akan menutup stomata, yang
merupakan lubang kecil dipermukaan daun tersebut. Respons darurat ini akan
membantu tumbuhan menghemat air dengan cara mengurangi transpirasi, yaitu
hilangnya air dari daun melalui penguapan. Transpirasi dari permukaan daun
terutama sekali berlangsung melalui stomata disebut taranspirasi stomata.
Sedangkan taranspirasi yang berlangsung dari permukaan kutikula disebut
transpirasi kutikula. Sekitar 80% air yang ditranspirasikan berjalan melewati lubang stomata, paling
besar peranannya dalam transpirasi. Transpirasi berperan di dalam pengangkutan air ke daun dan difusi air antar sel , penyerapan
dan pengangkutan air dan zat hara, pengangkutan asimilat , membuang
kelebihan air, pengaturan bukaan stomata dan mempertahankan suhu daun. Transpirasi dapat dipengaruhi oleh faktor dalam dan lingkungan. Faktor
dalam mempengaruhi transpirasi adalah jumlah dan letak stomata, tebal dan tipis
permukaaan daun, tebal dan tipisnya kutikula. Sedangkan faktor lingkungan yang
mempengaruhi transpirasi adalah cahaya, suhu, kelembapan udara, angin dan
kandungan air tanah. Oleh sebab itu, praktikum ini dilakukan dengan tujuan
untuk mengukur kecepatan transpirasi daun secara tidak langsung dengan mengukur
kecepatan absorpsi airnya. Dengan melakukan pengamatan pada tanaman Coleus
dapat diketahui kecepatan transpirasi daun dengan mengukur kecepatan absorpsi
airnya menggunakan metode fotometri. Adapun alat yang digunakan yaitu
fotometer dan bahan yang digunakan yaitu tumbuhan Coleus yang kokoh. Berdasarkan pengamatan yang
dilakukan, laju transpirasi tanaman akan meningkat apabila tanaman diletakkan
pada tempat didepan kipas angin dengan kecepatan yang tinggi. Sedangkan tanaman
yang diletakan di atas meja, tanpa dipengaruhi faktor apapun, kecepatan
transpirasinya menjadi lebih rendah. Dari perlakuan diatas terlihat bahwa
kecepatan transpirasi tanaman dipengaruhi oleh faktor dalam dan lingkungan.
Kata kunci : Faktor dalam, faktor lingkungan, metode fotometri, transprasi, transpirasi kutikula, transpirasi stomata.
Pendahuluan
Transpirasi dapat diartikan sebagai proses kehilangan air dalam bentuk uap
dari jaringan tumbuhan melalui stomata, kutikula dan lentisel . 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 (Lakitan, 2011).
Transpirasi ialah suatu proses kehilangan air dari
tumbuh-tumbuhan ke atmosfer dalam bentuk uap air. Air diserap dari akar ke
rambut tumbuhan dan air itu kemudian diangkut melalui xilem ke semua bagian
tumbuhan khususnya daun. Bukan semua air digunakan dalam proses fotosintesis.
Air yang berlebihan akan disingkirkan melalui proses transpirasi. Jika kadar
kehilangan air melalui transpirasi melebihi kadar pengambilan air tumbuhan
tersebut, pertumbuhan pokok akan terhalang. Akibat itu, mereka yang
mengusahakan pernanaman secara besar – besaran mungkin mengalami kerugian yang
tinggi sekira mengabaikan faktor kadar transpirasi tumbuh – tumbuhan ( Devlin, 1983 ).
Transpirasi merupakan
aktivitas fisiologis penting yang sangat dinamis, berperan sebagai mekanisme
adaptasi terhadap kondisi lingkungannya, terutama terkait dengan kontrol cairan
tubuh, penyerapan dan transportasi air, garam-garam mineral serta mengendalikan
suhu jaringan. Transpirasi merupakan proses hilangnya air dalam bentuk uap air
dari tubuh tumbuhan yang sebagian besar terjadi melalui stomata, selain melalui
kutikula dan lentisel (Dardjat, 1996).
Karena sifat kutikula yang
impermeabel terhadap air, transpirasi yang berlangsung melalui kutikula relatif
sangat kecil. Transpirasi dapat merugikan tumbuhan bila lajunya terlalu cepat
yang menyebabkan jaringan kehilangan air terlalu banyak selama musim panas dan
kering (Lovelles, 1991).
Proses transpirasi
dipengaruhi oleh berbagai faktor internal dan eksternal. Faktor internal antara
lain seperti ukuran daun, tebal tipisnya daun, tebal lapisan lilin, jumlah
rambut daun, jumlah, bentuk dan lokasi stomata, termasuk pula umur jaringan,
keadaan fisiologis jaringan dan laju metabolisme. Faktor-faktor eksternal
antara lain meliputi radiasi cahaya, suhu, kelembaban udara, angin dan
kandungan air tanah (Dardjat, 1996).
Selain itu juga
dipengaruhi oleh gradient potensial air antara tanah, jaringan dan atmosfer, serta
adanya zat-zat toksik di lingkungannya. Pembukaan stomata dipengaruhi oleh CO2,
cahaya, kelembaban, suhu, angin, potensial air daun dan laju fotosintesis.
Mekanisme kontrol laju kehilangan air dapat dilakukan dengan mengontrol laju
metabolisme, adaptasi struktural daun yang dapat menekan laju kehilangan air,
termasuk di antaranya mengatur konduktivitas stomata (Goldworthy, 1992)
Proses hilangnya air dalam bentuk uap air dari
jaringan hidup tanaman yang terletak di atas permukaan tanah melewati stomata, lubang
kutikula, dan lentisel 80% air yang ditranspirasikan berjalan melewati lubang
stomata, paling besar peranannya dalam transpirasi ( Michael, 1964 ).
Uap air berdifusi dari ruangan udara yang lembap pada
daun ke udara yang lebih kering melalui stomata. Penguapan dari lapisan tipis
air yang melapisi sel-sel mesofil mempertahankan kelembapan tinggi ruangan
udara itu. Kehilangan air ini menyebabkan lapisan tipis air itu membentuk
meniskus, yang semakin lama semakin cekung ketika laju transpirasi meningkat.
Terbentuknya meniskus ini terjadi karena kombinasi kedua gaya yang bekerja pada
air. Dalam artian, air itu “ ditarik” oleh gaya adhesi dan kohesi. Kohesi air
akibat ikatan hydrogen memungkinkan transpirasi mampu menarik air ke atas
melewati pembuluh xylem dan trakeid yang sempit yang tanpa kolom air ini
menjadi pecah. Pada kenyataannya, daya tarik transpirasi itu dengan bantuan
kohesi air dihantarkan dari akar ke seluruh daun. Aliran massal air ke puncak
suatu pohon digerakkan tenaga surya, karena penyerapan cahaya matahari oleh
daun yang menyebabkan penguapan yang bertanggung jawab atas daya tarik
transpirasional ( Campbell, 2003 ).
Ada banyak langkah dimana
perpindahan air dan banyak faktor yang mempengaruhi pergerakannya. Besarnya uap
air yang ditranspirasikan dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain: (1)
Faktor dari dalam tumbuhan yaitu jumlah daun, luas daun, dan jumlah stomata, (2) Faktor
luar yaitu suhu,
cahaya, kelembaban, dan angin (
Salisbury, 1992 ).
Faktor-faktor tanaman yang mempengaruhi
evapotranspirasi : 1.) 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 masing-masing satuan penambahan lebar stomata. Faktor utama
yang mempengaruhi pembukaan dan penutupan stomata dalam kondisi lapangan ialah
tingkat cahaya dan kelembapan. 2.) Jumlah dan ukuran stomata. Dipengaruhi oleh
genotipe dan lingkungan mempunyai pengaruh yang lebih sedikit terhadap
transpirasi total daripada pembukaan dan penutupan stomata 3.) Jumlah daun.
Makin luas daerah permukaan daun, makin besar evapotranspirasi. 4.)
Penggulungan atau pelipatan daun. Banyak tanaman mempunyai mekanisme dalam daun
yang menguntungkan pengurangan transpirasi apabila persediaan air terbatas. 5.)
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 ( Gardner, 1991 ).
Ruang interseluler udara dalam daun mendekati
keseimbangan dengan larutan dalam fibrill sel pada dinding sel. Hal ini
berarti sel-sel hampir jenuh dengan uap air, padahal banyaknya udara di luar
daun hampir kering. Difusi dapat terjadi jika ada jalur yang memungkinkan
adanya ketahanan yang rendah. Kebanyakan daun tertutup oleh epidermis yang
berkutikula yang memiliki resistansi (ketahanan) tinggi untuk terjadinya difusi
air. Namun stomata memiliki resistansi rendah ketika membuka dan uap air
berdifusi ke luar melalui stomata (Loveless,
1991).
Jumlah difusi keluarnya uap air dari stomata
tergantung pada tingkat kecuraman gradien konsentrasi uap air. Lapisan pembatas
yang tebal memiliki gradien yang lebih rendah, dan lapisan pembatas yang tipis
memiliki gradien yang lebih curam. Oleh karena itu, transpirasi melalui lapis
pembatas yang tebal lebih lambat dari pada yang tipis. Angin membawa udara
dekat ke daun dan membuta pembatas lebih tipis. Hal ini menunjukkan mengapa
laju transpirasi pada tumbuhan lebih tinggi pada udara yang banyak hembusan
angin ( Khairunnisa, 2000 ).
Transpirasi dapat membahayakan tanaman jika lengas
tanah terbatas, penyerapan air tidak mampu mengimbangi laju transpirasi, Ψw sel
turun, Ψp menurun, tanaman layu, layu permanent, mati, hasil tanaman menurun.
Sering terjadi di daerah kering, perlu irigasi, meningkatkan lengas tanah, pada
kisaran layu tetap – kapasitas lapangan ( Jumin, 1992 ).
Cekaman
kekeringan merupakan kondisi dimana kadar air tanah berada pada kondisi yang
minimum untuk pertumbuhan dan produksi tanaman. Pengaruh cekaman
kekeringan pada stadi vegetatif dapat mengurangi laju pelebaran daun dan LAI
pada tingkat perkembangan berikutnya. Cekaman air yang parah dapat menyebabkan
penutupan stomata, yang mengurangi pengambilan karbondioksida dan produksi
berat kering. Selama terjadi cekaman kekeringan terjadi penurunan laju
fotosintesis yang disebabkan oleh penutupan stomata dan terjadinya penurunan
transport elektron dan kapasitas fosforilasi didalam kloroplas daun ( Purwanto, 2010 ).
Transpirasi
efisiensi (TE) didefinisikan sebagai produksi biomassa per unit air terjadi,
dan indeks panen. sebagai perbaikan TE berarti memaksimalkan produksi tanaman
per unit penggunaan air, itu adalah salah satu komponen penting bagi
meningkatkan ketahanan kekeringan. Meskipun TE telah diakui sebagai sangat
relevan sifat, sejauh ini usaha yang sangat sedikit penelitian yang telah
dibuat terhadap skrining lapangan untuk itu, terutama karena kesulitan dalam
mengukur TE dalam metode skrining. Metode ini dikembangkan oleh
(Farquhar, 1982) untuk memperkirakan TE melalui pengukuran diskriminasi
terhadap 13oC dengan daun selama fotosintesis, dan pembentukan
hubungan yang erat antara karbon isotop diskriminasi dan TE di banyak
kacang-kacangan tanaman seperti kacang, kacang tunggak, kacang tanah, dan
kacang kedelai memiliki memberikan metode yang berguna skrining ( Kashiwagi, 2006 ).
Mekanisme
adaptasi tanaman untuk mengatasi cekaman kekeringan adalah dengan respon
kontrol transpirasi dan pengaturan osmotik sel. Pada mekanisme ini, terjadi
sintesis dan akumulasi senyawa organik yang dapat menurunkan potensial osmotik
sehingga menurunkan potensial air dalam sel tanpa membatasi fungsi enzim serta
menjaga turgor sel. Beberapa senyawa yang berperan dalam penyesuaian osmotikal
sel antara lain gula osmotik, prolin dan betain, protein dehidrin (Setiawan, 2012).
Percobaan ini bertujuan untuk mengukur
kecepatan transpirasi daun secara tidak langsung dengan mengukur kecepatan
absorpsi airnya. Adapun
permasalahan yang terdapat pada praktikum ini adalah mengenai bagaimana tumbuhan
dapat melakukan proses transpirasi dan bagaimana cara mengukur transpirasi
dengan metoda fotometri.
Praktikum
mengenai transpirasi dilaksanakan pada hari kamis tanggal 12 April 2014 pukul
12.30 WIB di Laboratorium Biologi FKIP UNTAN. Adapun alat yang digunakan yaitu
fotometer, sumbat karet berlubang, silet, ember kotak plastik. Sedangkan bahan
yang digunakan yaitu tumbuhan Coleus yang kokoh, air dan vaselin.
Langkah kerja pada praktikum ini
yaitu tumbuhan Coleus dengan batang yang kokoh dipilih, lalu bagian
basal batang dipotong dan secepatnya tumbuhan dimasukkan ke dalam air. Kemudian
ujung batang Coleus dimasukkan ke dalam sumbat karet berlubang hingga
tidak bergerak tetapi tidak sampai patah. Setelah itu, fotometer diisi dengan
air. Caranya dengan fotometer direndam dalam air hingga semuanya terisi air dan
tidak ada gelembung air didalamnya. Lalu sumbat karet (yang telah terisi oleh Coleus
disisipkan ke dalam fotometer (masih dalam air). Gelas fotometer dipegang
dengan baik saat memasukkan sumbat karet, hati-hati jangan sampai pecah.
Kemudian, seluruh sistem fotometer diangkat dari air dan tempat pada
penyokongnya. Lalu, diolesi dengan parafin di bagian antara tanaman dan lubang
pada sumbat karet jika diperlukan. Membiarkan sebentar Coleus untuk
bertranspirasi sampai ada gelembung pada ujung tabung fotometer. lalu
menempatkan ujung tabung fotometer kedalam beaker glass. Pada saat gelembung
memasuki daerah berskala pada tabung, maka pencatatan disiapkan dengan
menghitung jarak yang ditempuh oleh gelembung persatuan waktu. Lalu, diukur
kecepata transpirasi minimal 3 kali dalam kondisi pada meja praktikum, di depan
kipas angin, dan dibawah maahari terang benderang. Setelah pegukuran terakhir,
bagian atas lamina Coleus diolesi dengan vaselin lalu diukur kembali dibawah
sinar mataharitearang dengan 3 kali pengamatan. Kemudian bagian bawah lamina
Coleus dengan vaselin dan diukur kembali dibawah matahari terang benderang.
Hasil Pengamatan
Tabel pengamatan kecepatan transpirasi
|
No.
|
Perlakuan
|
Waktu (t) (sekon)
|
Jarak (s)
(mm)
|
Kecepatan (v) (mm/s)
|
|
1
2
3
|
Dimeja
praktikum
Di
depan kipas angin
Dibawah
cahaya matahari
|
300
300
300
|
83,73
167,46
334,92
|
2,791 x 10-1 5,582 x 10-1
1,116
|
Catatan: berdasarkan perhitungan langsung dari tabung
fotometer 1 ml = 83,73 mm
Perhitungan:
1.
v
= 
= 
= 0,2791 mm/s » 2,791 x 10-1 mm/s
=
= 0,2791 mm/s » 2,791 x 10-1 mm/s
2.
v
= = 
= 0,5582 mm/s » 5,582 x 10-1 mm/s
=
= 0,5582 mm/s » 5,582 x 10-1 mm/s
3.
v
= = 
= 1,1164 mm/s » 1,116 mm/s
=
= 1,1164 mm/s » 1,116 mm/s
Pembahasan
Pada praktikum
ini bahan yang digunakan berupa tumbuhan Coleus yang kokoh untuk
mengukur kecepatan transpirasi daun secara tidak langsung dengan mengukur
kecepatan absorpsi airnya. Pada pengukuran transpirasinya dengan menggunakan
metode fotometer. Pada perlakuan pertama yaitu di meja praktikum. Dapat di
lihat data pengamatan, bahwa kecepatan transpirasinya menjadi lebih rendah,
karena tanpa adanya faktor lingkungan tetapi adanya faktor dalam yaitu jumlah
dan letak stomata, tebal dan tipis permukaan daun serta tebal dan tipis
kutikula. Pada perlakuan kedua yaitu di depan kipas angin. Kecepatan
transpirasinya menjadi tinggi bila dibandingkan dengan perlakuan di meja
praktikum, karena adanya faktor luar yang mempengaruhinya yaitu berupa angin.
Hal tersebut sesuai dengan literatur yaitu menurut bahwa angin dapat
mempengaruhi laju transpirasi. Angin dapat memacu laju transpirasi jika udara
yang bergerak melewati permukaan daun tersebut lebih kering ( kelembaban
nisbinya lebih rendah ) dari udara disekitar tumbuhan tersebut. Pada perlakuan
ketiga yaitu di bawah cahaya matahari. Faktor luar yang mempengaruhinya
berupa cahaya matahari. Dapat diketahui dari data tersebut bahwa pada tanaman Coleus yang
diletakkan pada tempat yang memiliki cahaya matahari mengalami pengurangan volume air yang
menandakan terjadinya transpirasi , karena sinar menyebabkan membukanya stoma dan gelap
menyebabkan tertutupnya stoma, jadi banyak sinar berarti juga mempercepat transpirasi. Karena sinar itu juga mengandung panas (terutama sinar
infra-merah), maka banyak sinar berarti juga menambah panas, dengan demikian
menaikkan tempratur. Kenaikan temperatur sampai pada suatu batas yang tertentu
menyebabkan melebarnya stoma dan dengan demikian memperbesar transpirasi.
Dari data percobaan tersebut dapat diketahui bahwa perlakuan di meja praktikum
memiliki laju 2,791 x 10-1 , di depan kipas angin memiliki laju 5,582 x 10-1 dan dibawah cahaya matahari memiliki laju 1,116. Dari ketiga
perlakuan tersebut, perlakuan yang paling cepat transpirasinya yaitu perlakuan
didepan kipas angin karen ada faktor luar yang lebih besar yaitu angin. Transpirasi
dimulai dengan penguapan oleh sel-sel mesofil ke rongga antar sel yang ada dalam
daun. Sel-sel yang menguapkan airnya tentu akan mengalami kekurangan air
sehingga potensial airnya menurun. Uap air yang terkumpul dalam rongga antar
sel akan tetap berada dalam tempat tersebut selama stomata pada epidermis daun
tidak terbuka. Agar transpirasi dapat berjalan maka stomata harus terbuka,
sehingga uap air yang berada di dalam rongga antar sel akan keluar ke atmosfir.
Transpirasi penting bagi tumbuhan
karena berperan dalam hal membantu meningkatkan laju pengangkutan air
dan garam mineral, mengatur suhu tubuh dengan cara melepaskan kelebihan panas
dari tubuh dengan mengatur turgor optimum di dalam sel.
Kesimpulan
Jadi, dari hasil pengamatan yang
dilakukan diketahui adanya proses transpirasi dari perlakuan dengan tiga
kondisi yang berbeda yaitu di meja praktikum, di depan kipas angin, dan di
bawah cahaya matahari terang benderang. Adanya perbedaan berupa kecepatan
transpirasi yang tinggi di akibatkan faktor lingkungan. Angin dapat
mempengaruhi laju transpirasi. Angin dapat memacu laju transpirasi jika udara
yang bergerak melewati permukaan daun tersebut lebih kering ( kelembaban
nisbinya lebih rendah ) dari udara disekitar tumbuhan tersebut. Laju
transpirasi pada tumbuhan lebih tinggi pada udara yang banyak hembusan angin. Dari ketiga perlakuan tersebut, perlakuan yang paling
cepat transpirasinya yaitu perlakuan didepan kipas angin karen ada faktor luar
yang lebih besar yaitu angin
DAFTAR PUSTAKA
Campbell. 2003. Biologi jilid 2. Jakarta:
Erlangga.
Devlin. 1983. Plant Phisiology. Boston:
Williard grant press.
Dardjat Sasmitamihardja dan Arbayah Siregar. (1996). Fisiologi Tumbuhan.
Jakarta :
Departemen
Pendidikan dan Kebudayaan.
Gardner.
1991. Fisiologi Tanamanan Budidaya. Jakarta: Universitas Indonesia
Press.
Golsworthy, P.R and Fisher, N.M. (1992). Fisiologi Tanaman Budidaya Tropik.
Yogyakarta : Gadajah Mada
Univ. Press.
Kashiwagi. 2006. Relationships between
Transpiration Efficiency and Carbon Isotope Discrimination in Chickpea (C.
arietinum L). SAT eJournal ejournal.icrisat.org. ( Vol 2 ) ( Hal 1 ).
Khairunnisa.
2000. Tanggapan Tanaman Terhadap Kekurangan Air. Medan: Fakultas
Pertanian USU.
Lakitan.
2007. Dasar-dasar fisiologi tumbuhan. Jakarta: PT Raja Grafindo Persada.
Loveless.
1991. Prinsip-Prinsip Biologi Tumbuhan Untuk Daerah Tropik 1. Jakarta:
PT Gramedia.
Michael. 1964. General Phisiology Kogasuma.
Tokyo: Company.
Purwanto.
2010. Kajian Fisiologi Tanaman Kedelai Pada Kondisi Cekaman Kekeringan Dan
Berbagai Kepadatan Gulma Teki. Journal Staf Pengajar Fakultas Pertanian
Unsoed Purwokerto. Korespondensi : purwanto_msc@yahoo.com. Agrosains
( Vol 12).
Salisbury. 1992. Fisiologi Tumbuhan Jilid III.
Bandung: ITB.
Komentar
Posting Komentar