Makalah Gerakan Air dalam Tanah

MAKALAH

PERGERAKAN AIR DALAM TUMBUHAN

Oleh :

Dasep Ramdhan Wahyudi

Ibda Maulida Fikri

Ihsan Shofwaturahman

Lemon Duyala

Yason E Kolnel

Program Studi Teknologi Produksi Tanaman Pangan dan Hortikultura

Joint Program Pusat Pengembangan dan Pemberdayaan Pendidik dan Tenaga Kependidikan Pertanian Cianjur dengan Politeknik Negeri Jember

2013

BAB 1

PENDAHULUAN

1.      Latar Belakang

Air merupakan sumber kehidupan bagi seluruh makhluk hidup. Air mempunyai peranan sangat penting karena air merupakan bahan pelarut bagi kebanyakan reaksi dalam tubuh makhluk hidup. Air juga digunakan sebagai medium enzimatis.

Air sangat penting bagi tumbuhan. 30% sampai 90% berat tumbuhan tersusun atas air. Tumbuhan menggunakan air pada proses fotosintesis. Mineral-mineral yang diserap oleh akar harus terlarut juga dalam air.

Gerakan di dalam tanaman terdapat difusi, aliran massa, dan osmosis.

2.      Tujuan

a.       Untuk memenuhi salah satu tugas fisiologi tanaman

b.      Untuk mengetahui pergerakan air dalam tanaman

BAB 2

PEMBAHASAN

1.      Struktur dan Fungsi Tubuh Tanaman

a.      Akar

Akar adalah organ tanaman yang aktif menyerap air. Akar terdiri atas akar tunggang dan akar serabut. Akar tunggang adalah akar primer atau akar embrio yang terus tumbuh membesar dan memanjang. Akar ini menjadi akar utama yang menopang tegaknya tubuh tumbuhan.

Akar Serabut (Rambut akar) adalah akar yang tumbuh di sekitar akar tunggang namun ukurannya lebih kecil ari akar tunggang. Akar serabut menyebar ke tanah sekitar tumbuhan. Dengan demikian, akar-akar serabut ini mampu mengumpulkan air dari yang area cukup luas dibandingkan area jangkauan akar tunggang.

b.      Batang

Sel-sel xilem membantu mendukung tegaknya batang tumbuhan. Jaringan sel xilem memiliki sel-sel seperti tabung yang berfungsi untuk menyalurkan air dan mineral keseluruh tubuh tumbuhan. Sel-sel tersebut berdinding tebal sehingga juga dapat berfungsi sebagai penguat. Korteks merupakan jaringan penyimpanan makanan pada tumbuhan. Umumnya tumbuhan menyimpan makan dalam bentuk pati. Epidermis pada batang merupakan pelindung terluar.

c.       Daun

Daun adalah bagain Teratas dari tumbuhan yang berperan penting dalam proses fotosintesis. Penyerapan air oleh daun dipengaruhi oleh faktor-faktor berikut ini:

(1) Struktur dan permeabilitas epidermis dan kutikula.

(2) Ada tidaknya trikoma di permukaan daun.

(3) Mudah tidaknya permukaan daun itu dibasahi.

(4) Defisiensi air di dalam sel - sel parenkim daun.

2.      Mekanisme Air pada Tumbuhan

Air merupakan sumber kehidupan bagi seluruh makhluk hidup. Air mempunyai peranan sangat penting karena air merupakan bahan pelarut bagi kebanyakan reaksi dalam tubuh makhluk hidup. Air juga digunakan sebagai medium enzimatis.

Organ yang menyerap air

• Akar = organ tanaman yang aktif menyerap air
• Rambut akar paling cepat menyerap air, jumlahnya sedikit, jumlah air yang diserap sedikit
• Sel gabus lambat dalam menyerap air, jumlahnya banyak, air yang diserap banyak

Mekanisme Penyerapan Air

Ada 2 yaitu penyerapan aktif dan pasif:

1. Aktif: aktif osmotik dan aktif non osmotik

2. Pasif: tarikan transpirasi (penggeraknya transpirasi)

Aktif Osmotik

Aktif Non Osmotik

Mekanisme respirasi sel akar, sebagai sumber tenaga penggerak penyerapan air

Penyerapan pasif

Tenaga penggeraknya: tarikan transpirasi daun

Perbandingan Peranan

Penyerapan secara pasif lebih penting dibanding aktif, alasannya: penyerapan aktif mempunyai banyak kelemahan yaitu :

1. Pada beberapa jenis tanaman (gymnospermae) tekanan akar yang merupakan pendukung penyerapan aktif tidak terjadi
2. Tekanan akar juga tidak terjadi pada tanaman yang transpirasinya berlangsung cepat
3. Air eksudasi yang keluar dari ujung batang yang dipotong tajuknya (murni hasil penyerapan aktif) hanya 5% dari total transpirasi
4. Tanaman yang utuh menyerap air lebih banyak daripada yang dipotong tajuknya
5. Tumbuhan hidrofit yang tubuhnya tenggelam, menyerap air dari seluruh tubuhnya

Jalur Penyerapan Air

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

Faktor yang mempengaruhi penyerapan

a.       Faktor lingkungan:

ketersediaan air, aerasi, konsentrasi larutan tanah, suhu

b.      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

a.       Teori vital

• Air dapat diangkut ke daun karena adanya pompa yang menghisap dan mendorong air naik ke daun
• Teori ini dibantah, dan tidak berlaku lagi

b.      Teori Tekanan Akar

• Air dari akar dapat diangkut ke daun karena adanya tekanan dari akar

• Tekanan akar maksimum 2 atm, hanya mampu menaikkan air sampai ketinggian 21 m

c.       Teori kekuatan fisika (transpirasi dan kohesi)

3.      Pergerakan Air dalam Sel Tanaman

1.      Difusi

Difusi adalah peristiwa mengalirnya/berpindahnya suatu zat dalam pelarut dari bagian berkonsentrasi tinggi ke bagian yang berkonsentrasi rendah. Perbedaan konsentrasi yang ada pada dua larutan disebut gradien konsentrasi. Difusi akan terus terjadi hingga seluruh partikel tersebar luas secara merata atau mencapai keadaan kesetimbangan dimana perpindahan molekul tetap terjadi walaupun tidak ada perbedaan konsentrasi. Contoh yang sederhana adalah pemberian gula pada cairan teh tawar. Lambat laun cairan menjadi manis. Contoh lain adalah uap air dari cerek yang berdifusi dalam udara.Difusi yang paling sering terjadi adalah difusi molekuler. Difusi ini terjadi jika terbentuk perpindahan dari sebuah lapisan (layer) molekul yang diam dari solid atau fluida.

Ada beberapa faktor yang memengaruhi kecepatan difusi, yaitu:

·         Ukuran partikel. Semakin kecil ukuran partikel, semakin cepat partikel itu akan bergerak, sehingga kecepatan difusi semakin tinggi.

·         Ketebalan membran. Semakin tebal membran, semakin lambat kecepatan difusi.

·         Luas suatu area. Semakin besar luas area, semakin cepat kecepatan difusinya.

·         Jarak. Semakin besar jarak antara dua konsentrasi, semakin lambat kecepatan difusinya.

·         Suhu. Semakin tinggi suhu, partikel mendapatkan energi untuk bergerak dengan lebih cepat. Maka, semakin cepat pula kecepatan difusinya.

2.      Aliran Massa

Aliran massa adalah gerakan unsur hara di dalam tanah menuju permukaan akar tanaman bersama-sama gerakan massa air. Aliran massa pada tanah disebut juga konveksi, meliputi pergerakan dalam fase larutan maupun gas. Gerakan massa air di dalam tanah menuju permukaan akar tanaman berlangsung secara terus menerus karena diserap oleh akar dan menguap melalui transpirasi. Aliran massa merupakan proses penyediaan hara yang terpenting bagi unsur-unsur N (98,8%), Ca (71,,4%), S (95,0%), dan Mo (95,2%).

Aliran massa adalah ion dan bahan lain yang larut berpindah bersama aliran larutan air ke akar tanaman akibat transpirasi tanaman. Transpirasi menggerakkan perpindahan air dan melarutkan nutrisi melalui tanah ke akar dengan aliran massa.

Berarti dapat dikatakan pula bahwa aliran massa berperan dalam perpindahan bahan-bahan organik yang dimanfaatkan oleh tumbuhan. Seperti halnya dengan unsur hara N, hara Ca, dan Mg diserap oleh tanaman melalui mekanisme aliran massa.

Telah disebutkan sebelumnya bahwa aliran massa memiliki keterkaitan dengan peristiwa transpirasi. Tujuan dari proses transpirasi itu sendiri adalah sebagai mekanisme pemenuh kebutuhan air dan ion-ion oleh tumbuhan. Pada saat tumbuhan melakukan transpirasi, maka tumbuhan menyalurkan air dan ion-ion yang terkandung dari bagian bawah tumbuhan ke bagian atas tumbuhan sampai ke pucuk (daun), untuk kemudian air diuapkan/dikeluarkan ke udara melalui daun dan hara ditransport ke seluruh bagian tumbuhan. Dari penjelasan tersebut dapat diartikan bahwa banyak sedikitnya hara yang didapatkan oleh tumbuhan memiliki ketergantungan dengan besar kecilnya transpirasi.

Kecilnya laju transpirasi dapat disebabka oleh beberapa faktor, salah satunya adalah sedikitnya persediaan air tanah atau terlalu tingginya suhu lingkungan yang mengakibatkan tertutupnya stomata untuk mengurangi penguapan. Bahwa rendahnya serapan unsur hara pada kadar air tanah tersedia rendah terjadi karena laju aliran massa menurun sebagai akibat menutupnya stomata.

3.      Osmosis

Osmosis adalah perpindahan air melalui membran permeabel selektif dari bagian yang lebih encer ke bagian yang lebih pekat. Membran semipermeabel harus dapat ditembus oleh pelarut, tapi tidak oleh zat terlarut, yang mengakibatkan gradien tekanan sepanjang membran. Osmosis merupakan suatu fenomena alami, tapi dapat dihambat secara buatan dengan meningkatkan tekanan pada bagian dengan konsentrasi pekat menjadi melebihi bagian dengan konsentrasi yang lebih encer. Gaya per unit luas yang dibutuhkan untuk mencegah mengalirnya pelarut melalui membran permeabel selektif dan masuk ke larutan dengan konsentrasi yang lebih pekat sebanding dengan tekanan turgor. Tekanan osmotik merupakan sifat koligatif, yang berarti bahwa sifat ini bergantung pada konsentrasi zat terlarut, dan bukan pada sifat zat terlarut itu sendiri.

Osmosis adalah suatu topik yang penting dalam biologi karena fenomena ini dapat menjelaskan mengapa air dapat ditransportasikan ke dalam dan ke luar sel.

BAB 3

PENUTUP

Kesimpulan

Akar mempunyai peranan  yang sangat penting pada tumbuhan, karena nutrisi dan air yang mengalir menuju bagian tanaman asal mulanya diserap oleh bulu akar yang terus di angkat oleh xilem atau pembuluh kayu.

Mekanisme penyerapan air ada 2 cara, secara aktif dan secara pasif. Pergerakan air dalam sel ada difusi, aliran massa, dan osmosis yang mempunyai faktor masing-masing berbeda.

DAFTAR PUSTAKA

http://www.anneahira.com/fisiologi-tumbuhan.htm

http://aas07.wordpress.com/sains-ii/mekanisme-air-pada-tumbuhan/

http://wboboy.blogspot.com/2011/03/pergerakan-air-dalam-sel-tanaman.html?spref=bl