Kuliah III TRANSPIRASI

(1)

●

● Tumbuhan statis : terestrial,

_{Tumbuhan statis : terestrial,}

epifit, akuatik

●

● tumbuhan terestrial:

_{tumbuhan terestrial:}

hubungan kontinum tanah

(sumber air,source),

tumbuhan, atmosfer

(penampungan

air ,sink)

Kuliah III

TRANSPIRASI

(2)

Pergerakan

air

dan

uap

air

Tumbuhan

Atmosfer

tanah

(3)

Peranan

transpirasi

_transpirasi

●

● Pengaturan oleh epidermis

Pengaturan oleh epidermis

st

omata,lapisan kutikula

●

● Air tumbuhan

Air tumbuhan

:

tercukupi, defisit

?

●

● Defisit air layu (reversibel)

Defisit air layu (reversibel)

-

layu

akut

(4)

Definisi , hubungan transpirasi

dan fotosintesis

(a)

Transpirasi kehilangan air

tumbuhan hidup (bentuk uap

air)

menuju ke atmosfer.

100% air diserap 1% untuk

tumbuhan,99%

ditranspirasikan

(b) Evaporasi dari benda mati

tanah,batu

(c) Evapotransirasi =a+b

(5)

Efisiensi penggunaan air oleh

tumbuhan

Dengan rasio transpirasi (RT).

Rumus sebagai berikut:

RT= banyak H2O

ditranspirasikan/banyak CO2

diasimilasikan

●

● Nilai rasio transpirasi adalah

Nilai rasio transpirasi adalah

berkisar antara 200 dan 500

(6)

●

● Efisiensi penggunaan air 3

Efisiensi penggunaan air 3

kelompok tumbuhan

:

CAM 50

-

100 gram air diuapkan

Untuk mengambil CO2 sebanyak 1

gram

C4 250

-

300 gram air diuapkan dan 1

gram CO2 diambil.

C3 400

-

500 gram air diuapkan dan 1

gram CO2 diambil

(7)

Macam

-

macam transpirasi

Transpirasi stomata

Transpirasi kutikular

Transpirasi lentisel

Energi penguapan

Energi matahari diberikan pada daun melalui

tiga cara yaitu:

Sebagai cahaya yang langsung.

Radiasi termal

Aliran udara hangat menembus daun.

Sedikit energi konduktif

(8)

Siklus diurnal laju transpirasi

sejalan dengan radiasi

(temperatur): grafik

Transpirasi

efek pendinginan

(?)

(9)

Pengukuran Laju Transpirasi

Kualitatif dan

Kuantitatif

:

satuan g uap air / detik /

tumbuhan

,

atau

g/jam atau

mg/cm2/detik.

liter/ha/hari

(10)

Cara pengukuran laju

transpirasi

1

1 ).

).

Metode gravimetri

= metode

pot = metode lisimeter.

Cara ini sangat sederhana,

langsung hasil, terpercaya dan

dapat digunakan untuk penelitian

maupun praktikum.

Kelemahan dihitung juga hasil

fotosintesis bersih

(11)

Lanjutan

2

2 ).

).

Higrometer, analizer infra

merah ataupun psikrometer

.

Dengan absorben /CaCl2, atau

P2O5..

Untuk tumbuhan di lapang,

digunakan tenda plastik

transparan.

3

3 ).Cara lain dengan

).Cara lain dengan

porometer.

Daun sebagai objek pengukuran

(12)

Lanjutan

4

4 ).

).

Kertas saring + Cobalt Chlorida (3

-

-5%)

5%)

Kualitatif dan kuantitatif

Kertas berwarna biru cerah dalam keadaan

kering dan

merah muda (pink) jika dalam keadaan

basah.

5)

.

Potometer

dapat digunakan untuk

pengukuran semikuantitatif. Laju transpirasi

(LT) dihitung dengan rumus sederhana

sebagai berikut:

LT = panjang perjalanan gelembung (mm) x

luas lubang pipa (mm2)

Dengan satuan mm3 /g tanaman/jam

(13)

Pertukaran gas antara daun

dan atmosfer melalui stomata

Uap air keluar ,CO2 dan O2

masuk tubuh tumbuhan

* Melalui stomata epidermis (

mulut daun ) Stomata terdapat

juga pada

buah misalnya jeruk, pisang,

timun dan apokat

(14)

Faktor

Faktor--faktor berperan dalam bukafaktor berperan dalam buka--tutup tutup stomata

stomata ::

1.

1.Cahaya . siang membuka, dan malam menutupCahaya . siang membuka, dan malam menutup 2.

2.Karbon dioksida (CO2): CO2 tinggi stomata menutup dan O2 Karbon dioksida (CO2): CO2 tinggi stomata menutup dan O2 rendah membuka.

rendah membuka.

Potensial air : Potensial air rendah stomata menutup Potensial air : Potensial air rendah stomata menutup 3.

3.Temperatur: Temperatur tinggi 30Temperatur: Temperatur tinggi 30--35oC , stomata menutup 35oC , stomata menutup 4.

4. Angin: Angin membawa CO2 masuk ke dalam stomata, Angin: Angin membawa CO2 masuk ke dalam stomata, stomata menutup sebagian/parsial.

stomata menutup sebagian/parsial. I

I5.I5.Ion Kalium/Potassium (K+) K+ masuk sel penutup stomata on Kalium/Potassium (K+) K+ masuk sel penutup stomata membuka.

membuka.

Besarnya lubang tergantung pada konsentrasi Besarnya lubang tergantung pada konsentrasi

K+.(cahaya, epidermis ,pH) K+.(cahaya, epidermis ,pH)

Asam absisat (ABA) Fitohormon ini memacu penutupan Asam absisat (ABA) Fitohormon ini memacu penutupan

stomata(10

stomata(10--6 M) 6 M)

ABA di tiga tempat yaitu (a) sitoplasma (sintesis) (b) ABA di tiga tempat yaitu (a) sitoplasma (sintesis) (b)

kloroplas ( akumulasi) dan (3) dinding sel ( kloroplas ( akumulasi) dan (3) dinding sel ( pembukaan dan penutupan stomata)

(15)

Asesori pada daun lain Asesori pada daun lain

● ● KutikulaKutikula ● ● TrikomaTrikoma Stomata Stomata

* Bentuk, ukuran lubang P=20

* Bentuk, ukuran lubang P=20 µµm ,L= 10-m ,L= 10-20 20 µµm, 1 m, 1 µ

µm dilewati 4000 molekul airm dilewati 4000 molekul air

* Bentuk sel penutup: ginjal dan halter (lihat gambar) * Bentuk sel penutup: ginjal dan halter (lihat gambar) * Kerapatan 2500

* Kerapatan 2500--40000 stomata/cm240000 stomata/cm2

* Lokasi di daun permukaan atas, bawah saja atau * Lokasi di daun permukaan atas, bawah saja atau keduanya

keduanya

* Posisi dari permukaan daun rata, menonjol dan * Posisi dari permukaan daun rata, menonjol dan tenggelam

(16)

Gambar 3.1. Susunan radial mikrofibril selulosa pada sel penutup dan sel- sel epidermis (A) stoma berbentuk ginjal (B) stoma rumput

(17)

Pengukuran lubang stomata

Pengukuran lubang stomata * Destruktif atau utuh.

* Destruktif atau utuh.

* Berbagai cara

1. Pengamatan

1. Pengamatan langsung dibawah mikroskop, langsung dibawah mikroskop,

menghitung jumlah stomatanya.

sulit , perlu waktu lama.,tidak dapat untuk daun yang

bersisik dan berrambut pada epidermisnya.

2. Mengupas epidermis daun yang telah diolesi permukaan

nya

nya dengan minyak silikon, dengan minyak silikon, selulosa asetat atau selulosa asetat atau kolodion

kolodion. Kupas. Kupas--oles dapat berulangoles dapat berulang--ulang. Kekurangan ulang. Kekurangan tidak cocok untuk stomata tenggelam.

tidak cocok untuk stomata tenggelam.

3. Dengan membuat irisan epidermis daun , dimasukkan ke

dalam etil alkohol absolut. untuk mendehidrasi dan

mengeraskan dinding sel dan mematikannya

mengeraskan dinding sel dan mematikannya sehingga sehingga stomata tetap berada dalam keadaan seperti semula.

stomata tetap berada dalam keadaan seperti semula.

Potongan epidermis diamati di bawah mikroskop. Dan cara

ini hanya dapat dipraktekkan pada daun yang mudah dikupas

epidermisnya

(18)

Lanjutan Lanjutan

Cara infiltrasi dengan xilen, benzene atau kerosen pada Cara infiltrasi dengan xilen, benzene atau kerosen pada

permukaan daun. Perluasan infiltrasi diamati dan permukaan daun. Perluasan infiltrasi diamati dan dihitung waktunya (detik).. Relatif kasar, cepat dihitung waktunya (detik).. Relatif kasar, cepat mudah diperlihatkan , berguna untuk pekerjaan di mudah diperlihatkan , berguna untuk pekerjaan di lapangan, perlu kalibrasi dengan mikroskop

lapangan, perlu kalibrasi dengan mikroskop langsung atau cetakan epidermis.

langsung atau cetakan epidermis.

Porometer. tabung kecil ( gelas atau plastik) menjepit Porometer. tabung kecil ( gelas atau plastik) menjepit daun. Laju gas lewat epidermis daun diukur. Laju daun. Laju gas lewat epidermis daun diukur. Laju ini

ini →→resistensi semua stomata dalam tabung. resistensi semua stomata dalam tabung. Resistensi>lubang stomata < ( detik per cm) , Resistensi>lubang stomata < ( detik per cm) , dapat dikonversikan ke besaran lubang stomata dapat dikonversikan ke besaran lubang stomata bila sudah dibuat kurva kaliberasi, hanya untuk bila sudah dibuat kurva kaliberasi, hanya untuk daun 2 sampai 3 cm2 dan kerapatan stomata daun 2 sampai 3 cm2 dan kerapatan stomata 40.000 stomata per cm2 , hasil lebih akurat. 40.000 stomata per cm2 , hasil lebih akurat.

●

● Porometer ada 2 macam yaitu aliran dan Porometer ada 2 macam yaitu aliran dan difusi

(19)

Pergerakan uap air

Pertukaran gas dan melalui

stomata

Gambar 3.2. Perjalanan air melalui daun. Air didorong dari xilem ke dinding sel mesofil dan berevaporasi ke ruang udara daun. Uap air berdifusi melalui ruang udara daun, lubang stomata menembus lapisan pembatas di permukaan daun. Karbon dioksida masuk ke dalam daun sepanjang gradien konsentrasi.

(20)

Resistensi daun dibagi 2 .

●

● Resistensi internal ( resistensi

Resistensi internal ( resistensi

stomata ,Ra).

●

● Resistensi eksternal (Rb) adalah

Resistensi eksternal (Rb) adalah

lapisan udara lembab yang

menyelimuti permukaan luar daun

sehingga menghambat pergerakan

air dari daun ke atmosfer

(21)

F

luks Transpirasional

F

luks Transpirasional = C1 dan C2

=konsentrasi uap air dalam ruang

substomata dan atmosfer,

R1 = resistensi stomata dan R2 =

resistensi permukaan luar daun.

Satuan FT=

µ

g uap air / cm 2

/detik dan C =

µ

g uap air / cm3

sehingga satuan R= detik /cm

(22)

●

(23)

●

Gambar 3.4. Ketergantungan fluks transpirasi pada lubang stomara tumbuhan zebra (Zebrina pendula) pada udara diam dan bergerak. Lapisan pembatas lebih besar dan membatasi laju transpirasi dibandingkan pada udara bergerak. Hasilnya adalah pada udara diam, lubang stomata kurang mengatur kelebihan transpirasi. (Bange, 1953)

(24)

Antitranspirasi pada tumbuhan

* Untuk mengurangi laju transpirasi

untuk lahan pertanian,

perkebunan,nurseri,dsb

* Air mahal, terbatas

* Penggunaan antitranspirasi

Contoh

-

contoh antitranspirasi adalah

minyak silikon, plastik dan lilin cair

fenilmekuri asetat 10

--44

M

, ABA

(25)

L

aju fotosintesis bersih :

Laju fotosintesis bersih dihitung

dengan mempertimbangkan

resistensi CO

₂

yang bergerak

dari fase cair di dinding sel dan

sitoplasma sel mesofil (R3).

R3

R2

R1

C2

-C1

+

(26)

Teori kohesi

●

● Sifat kohesi air yang bertahan dalam kolom

Sifat kohesi air yang bertahan dalam kolom

kontinyu dikenal dengan teori kohesi.

●

● Kohesi air terjadi mulai dari daun sampai

Kohesi air terjadi mulai dari daun sampai

akar.

●

● Kekuatan tenaga air mendorong cairan

Kekuatan tenaga air mendorong cairan

xilem dari akar sampai daun pohon tertinggi.

●

● Perbedaan tekanan sampai

Perbedaan tekanan sampai

-

26 MPa.

●

● Perjalanan cairan xilem naik sampai ujung

Perjalanan cairan xilem naik sampai ujung

tumbuhan adalah melawan gravitasi.

●

● Nilainya diabaikan dibuktikan oleh

Nilainya diabaikan dibuktikan oleh

Rosenberg,1954

→

untuk menaikkan 1 mole

air

,

25 m hanya diperlukan 1 kalori

●

(27)

Apakah daya dorong mencapai ujung

pohon 100 m atau lebih ?

1.Tekanan akar /pompa dari akar. Terlalu

kecil 0,2

kecil 0,2-

-

0,3 MPa

≈

20-

20 -

30 m untuk

mentranspor air dengan ketinggian 100 m

lebih yang memerlukan 3 MPa.

2. Teori tekanan kohesi Tenaga dorong besar

(3MPa) dengan perbedaan potensial kurang

lebih 100 MPa.).,xilem harus dibawah

tekanan, air meregang dan xilem kuat

dengan tekanan.

3. Teori kompensasi tekanan. Yang

kontroversi dengan validitas teori kohesi.

(28)

4. Daya kapilaritas. Pergerakan air karena kohesi dan 4. Daya kapilaritas. Pergerakan air karena kohesi dan

adesi h=14,87/r (h=tinggi air dalam pipa kapiler, adesi h=14,87/r (h=tinggi air dalam pipa kapiler, dan r = jari

dan r = jari--jari dalam jari dalam µµm). Hasil percobaan m). Hasil percobaan menunjukkan

menunjukkan

Tinggi kolom air dalam pipa kapiler Tinggi kolom air dalam pipa kapiler Jari

Jari--jari (jari (µµm)m) Tinggi kolom (m)Tinggi kolom (m) 10 1, 10 1,48774877 40 (trakheid) 40 (trakheid) 0,370,37 100 100 0,1480,148 0,005 (lubang dinding sel)

0,005 (lubang dinding sel) 29752975

Jadi daya kapilaritas tidak mempunyai tenaga cukup Jadi daya kapilaritas tidak mempunyai tenaga cukup untuk menarik air pada pohon tinggi karena jari untuk menarik air pada pohon tinggi karena jari- -jari lubangnya yang terlalu besar.

jari lubangnya yang terlalu besar.

. .

Kuliah III TRANSPIRASI

●

●

Tumbuhan statis : terestrial,

Tumbuhan statis : terestrial,

epifit, akuatik

epifit, akuatik

●

●

tumbuhan terestrial:

tumbuhan terestrial:

hubungan kontinum tanah

hubungan kontinum tanah

(sumber air,source),

(sumber air,source),

tumbuhan, atmosfer

tumbuhan, atmosfer

(penampungan

(penampungan

air ,sink)

air ,sink)

Kuliah III

Kuliah III

TRANSPIRASI

TRANSPIRASI

Pergerakan

Pergerakan

air

air

dan

dan

uap

uap

air

air

Tumbuhan

Atmosfer

tanah

Peranan

Peranan

transpirasi

transpirasi





●

●

Pengaturan oleh epidermis

Pengaturan oleh epidermis

st

st

omata,lapisan kutikula

omata,lapisan kutikula





●

●

Air tumbuhan

Air tumbuhan

:

:

tercukupi, defisit

tercukupi, defisit

?

?





●

●

Defisit air layu (reversibel)

Defisit air layu (reversibel)

-

-

layu

layu

akut

Definisi , hubungan transpirasi

Definisi , hubungan transpirasi

dan fotosintesis

dan fotosintesis

(a)

_{Tumbuhan statis : terestrial,}

_{tumbuhan terestrial:}

_transpirasi