Pembuktian Daya Hisap Daun

I.          JUDUL  : Pembuktian Daya Hisap Daun

II.      TUJUAN           

Untuk membuktikan bahwa air tanah naik ke daun disebabkan oleh daya hisap daun dan faktor-faktor lain yang mempengaruhinya.

III.   DASAR TEORI

Daya hisap daun mempunyai peranan penting sehingga air tanah dapat naik keatas. Beberapa faktor yang mempengaruhi daya hisap daun antara lain terang teduhnya cahaya, banyak sedikitnya daun, kelembaban udara dan cukupnya air tanah. Air bergerak secara vertical melalui pembuluh xylem melawan gravitasi. Xylem terdiri dari empat macam sel yaitu trakeid, unsure pembuluh, serat dan parenkim xylem. Trakeid dan unsur pembuluh yang tersusun tegak berperan dalam pengangkutan cairan xylem. Trakeid dan unsur pembuluh adalah sel yang berbentuk panjang tapi trakeid lebih panjang serta lebih sempit daripada unsure pembuluh.keduanya berfungsi sebagai unsur mati artinya sesudah terbentuk dari proses pertumbuhandan diferensiasi sel meristematik, sel itu mati dan protoplasmanya diserap oleh sel lain. Namun sebelum mati terjadi beberapa perubahan pada dindingnya yang penting untuk lalu-lalang air. Salah satu perubahanya adalah terbentuknya dinding sekunder yang sebagian besar terdiri dari selulosa, lignin, dan hemiselulosa yang menutup sebagian besar dinding primer (Dwijoseputro, 1990).

Air bergerak secara vertikal melalui pembuluh xylem melawan gravitasi. Beberapa teori yang menjelaskan kenaikan air dari akar ke daun yaitu:

1. Teori vital

Di dalam tubuh tanaman, maka xylem merupakan pipa-pipa yang satu sama lain berhubung-hubungan, meskipun tidak selalu secara langsung. Di dalam pipa-pipa kapiler itu air naik dari akar ke ujung batang menentang gaya berat dan disamping itu harus pula mengatasi gesekan dari dinding pipa. Teori vital mengatakan bahwa, perjalan air semacam itu hanya dapat terlaksana karena pertolongan sel-sel hidup, di dalam hal ini ialah sel-sel parenkim kayu dan sel-sel jari-jari empulur yang ada disekitar silem (Dwijoseputro, 1990).

2. Tekanan akar

Tekanan akar yaitu tekanan yang terjadi di xylem sebagai hasil proses aktif. Tekanan akar dopengaruhi oleh faktor-faktor yang mempengaruhi respirasi (Mudakir, 2004).

3. Hukum kapilaritas

Kapilaritas merupakan interaksi antara permukaan singgung dari suatu bahan cair dan bahan padat sehingga permukaan zat tersebut berubah bentuk dari datar menjadi agak mengerut. Kapilaritas menyebabkan naiknya cairan kedalam tabung yang sempit yang terjadi karena zat cair tersebut membasahi dinding tabung (dengan daya adhesi) lalu tertarik ke atas (Salisbury, 1995).

Pembuluh xylem dapat dipandang sebagai pembuluh kapiler sehingga air naik didalamnya sebagai akibat dari gaya adhesi antara dinding xylem dengan molekul air (Tim Pembina Fisiologi Tumbuhan,  2013:14).  

4. Teori kohesi

Molekul air letaknya berderet-deret mulai dari dalam tanah (system perakaran) sampai daun, jika molekul air dalam daun meloncat keluar karena transpirasi maka tempat yang kosong tersebut segera diisi oleh molekul air disampingnya. Demikian seterusnya hingga molekul air yang tepat diluar bulu akar mendapat kesempatan untuk masuk ke dalam sel akar (Tim Pembina Fisiologi Tumbuhan, 2013:14).  

Ada tiga unsur dalam teori kohesi untuk menjelaskan naiknya cairan : daya penggerak, hidrasi (adesi), dan kohesi air. Daya penggerak adalah gradient potensial air yang makin menurun (makin negatif) dari tanah melalui tumbuhan ke atmosfer. Daya hidrasi antara molekul air dan dinding sel disebabkan oleh adanya ikatan hydrogen, dinamakan adesi yakni daya tarik antar molekul yang tidak sejenis. Kohesi yang merupakan daya tarik antar molekul sejenis adalah kuncinya. Inilah daya tarik (jiga akibat adanya ikatan hydrogen) antar molekul air di dalam lintasan tersebut. Dalam lingkungan khusus itu daya kohesi demikian tinggi (air mempunyai daya pegang yang besar), sehingga bila air tertarik oleh osmosis dan penguapan dari titik tertentu di dinding sel pada puncak pohon yang tinggi tarikan itu berlanjut di sepanjang jalur ke bawah, melalui batang dan akar sampai ke tanah (Salisbury, 1995).  

Kemampuan tanah menahan air secara maksimal disebut kapasitas lapang, sedang kandungan air tanah minimal yang masih dapat diserap akar disebut titik layu sementara. Air tanah adalah suatu larutan, karena didalamnya terlarut berbagai macam garam (ion atau molekul) dan gas. Tergantung kepada berapa banyak bahan terlarut didalamnya, akar ditentukan konsentrasinya. Semakin tinggi konsentrasinya, semakin rendah potensial airnya. Adanya perbedaan tersebut terjadilah proses difusi (Mudakir, 2004).

Defisit air menyebabkan gangguan pada pertumbuhan dan fotosintesis dan rangkaian fisiologis yang disebabkannya. Proses yang paling dipengaruhi oleh deficit air adalah pertumbuhan sel. Kondisi stress air yang berat menyebabkan terhambatnya fotosintesis. Potensial air merupakan suatu ukuran basah atau keringnya suatu tanaman dan suatu indeks relative dari kondisi stress air yang sedang dialaminya. Perubahan kandungan relative daun pada saat terjadi kekeringan menunjukkan perubahan volume sel atau kehilangan air dari jaringan tanaman. Defisit air juga mengurangi pertumbuhan dan mempengaruhi pengambilan nutrisi dari dalam tanah karena buruknya aktivitas akar. Berkurangnya pertumbuhan juga berhubungan dengan tekanan osmotic di dalam sel tanaman. Rendahnya potensial air di dalam tanah harus diimbangi dengan tekanan osmotic yang rendah pada sel tanaman untuk menjaga tekanan turgor (Charloq dan Setiado, 2005: 52).

Beberapa faktor yang yang dapat menyebabkan terjadinya daya hisap daun dan daya tekan akar adalah sebagai berikut:

1.         Tekanan akar: berdasarkan fakta bahwa jika batang tanaman dipotong dan kemudian dihubungkan dengan selang manometer air raksa, maka air di dalam selang itu akan terdorong ke atas oleh tekanan yang berasal dari akar.

2.         Kapilaritas: merupakan gejala yang timbul akibat interaksi antara permukaan benda padat dengan benda cair yang menyebabkan gangguan terhadap bentuk permukaan cairan yang semula datar, misalnya di dalam pipa yang kecil, permukaan cairan menjadi naik, karena cairan tersebut ditarik oleh dinding bagian dalam pipa oleh gaya adhesi

3.         Sel pemompa: pergerakan vertikal air dari akar ke daun adalah karena adanya peranan sel-sel khusus yang berfungsi memompa air ke atas, hal ini dibuktikan dengan adanya hasil penelitian, dimana pergerakan vertikal air sebagian besar melalui bagian yang mati dari tanaman (pembuluh xilem dan dinding sel), bukan melalui bagian sel-sel yang hidup.

4.         Kohesi: penyerapan vertikal air dalam tanaman dapat dijelaskan dengan tiga elemen atau konsep kohesi yaitu: adanya perbedaan potensi air antara tanah dan atmosfer sebagai tenaga pendorong, adanya tenaga hidrasi dinding pembuluh xilem yang mampu mempertahankan molekul air terhadap gravitasi dan adanya gaya kohesi antara molekul air yang menjaga keutuhan kolom air dalam pembuluh xilem

(Gardner, 1991).

Faktor dalam yang mempengaruhi penyerapan air (disebut juga faktor tumbuhan) yaitu :

1.    Kecepatan transpirasi : penyerapan air hamper setara dengan transpirasi (penguapan lewat daun) bila penyediaan air tanah cukup. Hal ini terjadi karena adanya transpirasi menyebabkan daya hisap daun sebagai akibat kohesi yang diteruskan lewat system hidrostatik pada xilem. Kecepatan transpirasi antara lain ditentukan oleh banyaknya stomata dan keadaan permukaan daun.

2.    Sistem perakaran : berbagai tumbuhan menunjukkan perakaran yang berbeda, baik pada pertumbuhan maupun kemampuannya menembus tanah. Karena penyerapan terutama berlangsung di bulu akar, maka jumlah bulu akar yang terutama terjadi akibat percabangan akar, menentukan penyerapan. Tumbuhan yang mempunyai akar dengan perakaran yang sempit disebut mempunyai perakaran intensif. Sebaliknya yang akarnya sedikit tetapi tumbuhan memanjang dan masuk jauh kedalam tanah disebut perakaran ekstensif.

3.    Pertumbuhan pucuk : bila bagian pucuk tumbuh baik, akan memerlukan banyak air, menyebabkan daya serap bertambah.

4.    Metabolisme : karena penyerapan memerlukan tenaga metabolisme, maka kecepatan metabolisme terutama respirasi akan menentukan besarnya penyerapan. Metabolisme yang juga memungkinkan pertumbuhan akar lebih baik, sehingga makin banyak cabang akar/buluh akara yan terbentukan

(Mudakir, 2004).

Faktor luar yang mempengaruhi penyerapan air yaitu :

1.    Ketersediaan air tanah : tumbuhan dapat menyerap air tanah bila kandungan air tanah terletak antara kapasitas lapang, penyerapan akan terhambat karena akar berada dalam lingkungan anaerob.

2.   Konsentrasi/potensial osmotic air tanah : karena ke dalam air tanah terlarut berbagai ion dan molekul maka potensial osmotiknya akan berubah bila yang larut berkurang atau bertambah. Bila ion atau molekul yang larut terlalu banyak sehingga potensial osmotiknya terlalu tinggi, tumbuhan halofit mampu menyerap air dari larutan dengan potensial osmotic yang lebih besar dari tumbuhan halofit.

3.   Temperatur tanah : temperatur berhubungan terhadap penyerapan melalui berbagai cara yaitu bia temperature rendah, air menjadi lebih kental sehingga sukar bergerak, perbilitas plasma berkurang dan pertumbuhan akar terhambat.

4.    Aerasi : aerasi yang tidak baik menghambat respirasi aerob sehingga energi untuk penyerapan berkurang. Bila respirasi anaerob terjadi, hasil akhir berupa alcohol yang dapat melarutkan lipoprotein membrane plasma sehingga akar busuk. Aerasi yang jelek juga menyebabkan kadar CO2 naik, pH larutan tanah turun, kekentalan protoplasma naik dan permeabilitas akar terhadap air berkurang

(Mudakir, 2004).

Cekaman air yang parah dapat menyebabkan penutupan stomata, yang mengurangi pengambilan karbondioksida dan produksi berat kering. Cekaman kekeringan terjadi penurunan laju fotosintesis yang disebabkan oleh penutupan stomata dan terjadinya penurunan transport elektron dan kapasitas fosforilasi didalam kloroplas daun. Tanaman yang mengalami cekaman kekeringan menunjukan pertumbuhan lambat dan daun sempit serta buku batang yang pendek sehingga penampilan tanaman akan kerdil dengan daun kecil, cepat berbunga, defisiensi unsur hara baik makro maupun mikro dan potensi hasil yang rendah (Purwanto, 2010: 86).

IV.   METODE PENELITIAN

4.1  Alat dan Bahan

Ø  Alat

1.      Photometer

2.      Beaker glass

3.      Stop watch

4.      Pipet tetes

5.      Cutter

6.      Baskom

Ø  Bahan

1.    Tumbuhan pacar air beserta daunnya

2.    Air

3.    Plastisin

4.    Eosin

4.2  Skema kerja

 

 

4.3  Hasil Pengamatan

Waktu pengamatan	5 daun		7 daun		10 daun
	Teduh	Terik	Teduh	Terik	Teduh	Terik
5 menit	0,035	0,025	0,02	0,55	0,15	0,6
10 menit	0,065	0,09	0,05	0,085	0,20	1,4
15 menit	0,1	0,16	0,06	0,14	0,24	2,1
20 menit	0,13	0,245	0,08	0,19	0,29	2,9
25 menit	0,17	0,33	0,11	0,26	0,34	3,9
Kec.rata-rata	0,03375	0,0725	0,0225	0,0512	0,0475	0,825

Kecepatan rata-rata = ∑ selisih volume / banyak rentang

1.      Tanaman Pacar Air (Impatiens balsamina) berdaun 5:

Ø  Teduh : 0,035 + 0,065 + 0,1 + 0,13 + 0,17 = 0,03375

Ø  Terik   : 0,025 + 0,09 + 0,16 + 0,245 + 0,33 = 0,0725

2.      Tanaman Pacar Air (Impatiens balsamina) berdaun 7:

Ø Teduh  : 0,02 + 0,05 + 0,06 + 0,08 + 0,11 = 0,0225

Ø Terik    : 0,55 +  0,085 + 0,14 + 0,19 + 0,26 = 0,0512

3.      Tanaman Pacar Air (Impatiens balsamina) berdaun 10:

Ø Teduh : 0,15 + 0,20 + 0,24 + 0,29 + 0,34 = 0,0475

Ø Terik  :  0,6 + 1,4 + 2,1 + 2,9 + 3,9 =  0,825

V.      PEMBAHASAN

Pada praktikum kali ini kami melakukan percobaan tentang Pembuktian Daya Hisap Daun. Tujuan praktikum ini adalah untuk membuktikan bahwa air tanah naik ke daun disebabkan oleh daya hisap daun dan faktor-faktor lain yang mempengaruhinya. Daya hisap daun mempunyai peranan penting sehingga air tanah dapat naik keatas. Beberapa faktor yang mempengaruhi daya hisap daun antara lain terang teduhnya cahaya, banyak sedikitnya daun, kelembaban udara dan cukupnya air tanah. Air bergerak secara vertical melalui pembuluh xylem melawan gravitasi. Pada percobaan yang kami lakukan kami menggunakan tumbuhan Impatiens balsamina. Langkah pertama yang dilakukan adalah menyiapkan unit photometer kemudian menyumbat dengan plastisin di setiap sambungan pipa dan salah satu ujung pipa Y sampai rapat untuk mencegah kebocoran dan penguapan air selain melalui tumbuhan. Selanjutnya menyiapkan ranting tumbuhan dengan ukuran yang sesuai dengan lubang karet pipa Y, dan memotong ranting tumbuhan di dalam air untuk mencegah ruang udara pada pembuluh xilem. Kemudian memasukkan air ke dalam pipa Y, kemudian ranting tumbuhan yang telah dipotong dimasukkan ke dalam pipa Y sampai pangkal terendam air dan merapatkan pipa yang di isi tumbuhan tersebut dengan plastisin. Selanjutnya memasukkan eusin di ujung pipa kapiler dan mengamati berapa jumlah air yang dihisap daun dengan melihat gerakan eusin dalam pipa kapiler setiap 5 menit. Pengamatan ini dilakukan di tempat teduh dan di tempat terik.

            Berdasarkan hasil pengamatan untuk tanaman pacar air (Impatiens balsamina) berdaun 5 di tempat teduh pada menit ke 5 eosin bergerak menunjukkan skala 0,035, menit ke 10 pada skala 0,065, menit ke 15 pada skala 0,1, menit ke 20 pada skala 0,13, menit ke 25 pada skala 0,17. Sedangkan pada tempat yang terik menit ke 5 eosin bergerak menunjukkan skala 0,025, menit ke 10 pada skala 0,09, menit ke 15 pada skala 0,16, menit ke 20 pada skala 0,245, menit ke 25 pada skala 0,33.

                   Untuk tanaman pacar air (Impatiens balsamina) berdaun 7 di tempat teduh pada menit ke 5 eosin bergerak menunjukkan skala 0,02, menit ke 10 pada skala 0,05, menit ke 15 pada skala 0,06, menit ke 20 pada skala 0,08, menit ke 25 pada skala 0,11. Sedangkan pada tempat yang terik menit ke 5 eosin bergerak menunjukkan skala 0,055, menit ke 10 pada skala 0,085, menit ke 15 pada skala 0,14, menit ke 20 pada skala 0,19, menit ke 25 pada skala 0,26.

            Untuk tanaman pacar air (Impatiens balsamina) berdaun 10 di tempat teduh pada menit ke 5 eosin bergerak menunjukkan skala 0,15, menit ke 10 pada skala 0,20, menit ke 15 pada skala 0,24, menit ke 20 pada skala 0,29, menit ke 25 pada skala 0,34. Sedangkan pada tempat yang terik menit ke 5 eosin bergerak menunjukkan skala 0,6, menit ke 10 pada skala 1,4, menit ke 15 pada skala 2,1, menit ke 20 pada skala 2,9, menit ke 25 pada skala 3,9.

            Dari hasil percobaan tersebut bahwa terdapat faktor eksternal yang mempengaruhi kecepatan daya hisap daun yaitu pada tempat terik daya hisap daun lebih cepat dibanding tempat teduh. Hal ini sesuai dengan teori yang menyatakan bahwa daya hisap daun pada tempat terang umumnya akan lebih cepat bila dibandingkan dengan daya hisap daun tanaman pada tempat yang teduh. Hal ini dikarenakan pada tempat yang terang (terik) intensitas cahaya yang dimiliki yaitu cukup tinggi sehingga proses fotosintesis akan berlangsung cepat, dengan demikian maka air yang dibutuhkan pada tempat yang terik akan lebih banyak. Selain itu faktor eksternal yang mempengaruhi laju daya hisap daun suatu tanaman selain teduh teriknya suatu daerah juga dipengaruhi oleh suhu dan kelembaban.

            Suhu dan kelembaban juga memiliki pengaruh terhadap daya hisap daun. Pada suhu yang lebih tinggi daun memiliki daya hisap daun yang lebih besar. Hal ini dapat terjadi karena suhu dan kelembaban memiliki pengaruh terhadap proses transpirasi yaitu dengan tujuan untuk membuang kelebihan panas yang diterima dari lingkungan luar, untuk mencegah kerusakan sel-sel luar dari tanaman. Sedangkan bila kelembaban udara lebih rendah, maka akan mempercepat juga proses transpirasi. Kelembaban yang rendah memakasa air yang ada pada rongga jaringan bunga karang yang jenuh untuk mengeluarkan kelebihan airnya. Proses transpirasi yang cepat memaksa air yang ada dalam tanah untuk naik kedaun, menggantikan ruangan kosong dari tempat air yang telah menguap.

            Selain faktor eksternal, daya hisap daun juga dipengaruhi oleh faktor internal yaitu jumlah daun, berdasarkan praktikum yang telah dilakukan maka di dapatkan hasil untuk tanaman pacar air (Impatiens balsamina) berdaun 5 kecepatan rata-rata dalam menghisap air yaitu sebesar 0,03375 ml/ 5 menit untuk tempat teduh sedangkan untuk tempat terik kecepatan rata-rata sebesar 0,0725 ml/ 5 menit, untuk berdaun 7 kecepatan rata-rata dalam menghisap air yaitu sebesar 0,0225 ml/ 5 menit untuk tempat teduh sedangkan untuk tempat terik kecepatan rata-rata sebesar 0,0512 ml/ 5 menit, untuk berdaun 10 kecepatan rata-rata dalam menghisap air yaitu sebesar 0,0475 ml/ 5 menit untuk tempat teduh sedangkan untuk tempat terik kecepatan rata-rata sebesar 0,825 ml/5 menit. Dari kecepatan rata-rata tersebut, berarti jumlah daun yang banyak mempengaruhi kecepatan daya hisap daun meskipun ada beberapa yang malah sebaliknya yaitu jumlah daun 7 malah lebih lambat dibanding 5. Namun jumlah daun 10 lebih cepat dibanding 5 dan 7 pada kondisi teduh dan terik. Hal ini bisa saja terjadi karena selain banyaknya jumlah daun, lebar dan luas permukaan daun pada tanaman juga mempengaruhi kecepatan daya hisap daun,  dimana semakin luas permukaan daun maka proses fotosintesis akan berlangsung lebih cepat karena banyak nya stomata, akibatnya maka akan banyak air yang diserap untuk fotosintesis, sehingga laju daya hisap daun akan lebih tinggi. Bisa saja daun yang digunakan pada daun berjumlah 7 lebih sempit sehingga daya hisap nya lebih lambat dibandingkan dengan daun berjumlah 5. Tetapi secara rata-rata dapat dilihat daun berjumlah 10 lebih cepat dibanding daun berjumlah 5 maupun 7.

Faktor lain yang berpengaruh adalah panjang pendeknya serta besar kecilnya batang, dan umur tanaman/ umur daun serta ketersediaan air. Batang yang besar dan panjang dapat menampung air yang banyak sehingga daya hisap daun harus tinggi untuk mengalirkan air dari batang tersebut ke daun tetapi bila jarak antara daun dengan air terlalu jauh yang dibatasi oleh batang yang tinggi maka daya hisap daunya semakin rendah, begitu pula pada umur daun. Ketersediaan air juga mempengaruhi daya hisap daun, jika ketersediaan air banyak maka daya hisap daun tinggi dan begitu sebaliknya.

VI.   PENUTUP

6.1  Kesimpulan

1.      Daya hisap daun mempunyai peranan penting sehingga air tanah dapat naik ke atas.

2.      Daya hisap daun pada suatu tanaman dipengaruhi oleh faktor eksternal dan faktor internal dari tanaman itu sendiri.

3.      Faktor eksternal yang mempengaruhi daya hisap daun meliputi banyaknya intensitas cahaya yang mengenai daun, suhu, kelembapan dan cukupnya air tanah.

4.      Faktor internal yang mempengaruhi daya hisap daun meliputi jumlah daun, lebar dan luas tidaknya permukaan daun.

6.2  Saran

Dalam praktikum seharusnya dilakukan dengan teliti dan cermat agar tidak terjadi kesalahan. Kemudian untuk photometer yang rusak, seharusnya diganti agar dalam percobaan alatnnya tidak bergantintian dengan kelompok lain sehingga waktunya lebih efektif.

DAFTAR PUSTAKA

Charloq dan Hot Setiado. 2005. Analisis Stress Air terhadap Pertumbuhan Karet Unggul (Hevea brasiliensis Muell. Arg). Jurnal komunikasi penelitian Vol. 17 (6), 2005, hal. 52.

Dwidjoseputro, D. 1990. Pengantar Fisiologi Tumbuhan. Jakarta: Gramedia.

Gardner, F.P., R. E. Pearce., & R. I. Mitchell. 1991. Fisiologi Tanaman Budidaya.

                        Jakarta: UI press.

Mudakir, Imam. 2006. Fisiologi Tanaman. Jember : Universitas Jember Press.

Purwanto. 2010. Kajian Fisiologi Tanaman Kedelai Pada Berbagai Kepekatan Gulma Teki dalam Kondisi Cekaman Kekeringan. Jurnal Agroland 17 (2): 85-90.

Salisbury&Cleon. 1995. Fisiologi Tumbuhan Jilid 1. Bandung: ITB.

Tim Pembina Fisiologi Tanaman. 2013. Petunjuk Praktikum Fisiologi Tumbuhan. Jember: Universitas Jember Press.