LAPORAN FISIOLOGI TUMBUHAN
“Penguapan Air Melalui Proses Transpirasi”
Oleh:
Nama : Hiya Beny Mahmudain
Nim : 130210103045
Kelas/Kelompok : A/6
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN BIOLOGI JURUSAN PENDIDIKAN MIPA
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS JEMBER
2015 I. Judul
Penguapan Air Melalui Proses Transpirasi II. Tujuan
1. Untuk mengetahui proses dan kecepatan penguapan air tumbuhan melalui proses transpirasi serta faktor-faktor lain yang mempengaruhinya.
III. Dasar Teori
Transpirasi merupakan proses penguapan air dari sel-sel yang hidup pada jaringan tumbuh-tumbuhan. Sel hidup tumbuh-tumbuhan berhubungan langsung dengan atmosfer melalui stomata dengan lentisel sehingga transpirasi terjadi melalui kutikula pada daun tumbuh-tumbuhan. Temperatur yang tinggi akan mempengaruhi kandungan air pada jaringan tumbuhan. Strategi tumbuhan dalam menghadapi temperatur yang tinggi adalah dengan meningkatkan proses transpirasi (Wanggai, 2009: 91).
Kegiatan transpirasi dipengaruhi oleh banyak faktor, baik faktor dalam dan faktor luar. Faktor dalam diantaranya adalah besar – kecilnya daun, tebal – tipisnya daun, berlapis lilin tidaknya daun, banyak sedikitnya bulu dan banyak sedikitnya stomata. Sedangkan yang termasuk faktor luar adalah radiasi, temperatur, kelembaban udara, tekanan udara, angin dan keadaan air dalam tanah (Tim Dosen Pembina, 2015: 8)
Cahaya matahari memegang peranan yang vital untuk kelangsungan fisiologis tanaman, terutama transpirasi. Transpirasi cukup penting karena berkaitan dengan penyerapan unsur hara dan menjaga suhu tubuh tanaman. Jika intensitas cahaya meningkat jumlah stomata pun cenderung meningkat, tapi peningkatan tersebut lebih dikarenakan semakin kecilnya ukuran sel epidermis sehingga jarak antar stomata menjadi lebih dekat (Wahyudi, 2008: 51).
Penurunan total luas daun pada tanaman yang mengalami cekaman kekeringan dapat dilihat sebagai sebuah strategi untuk menunda cekaman kekeringan dengan menurunkan total transpirasi tanaman dengan pengaruh minor terhadap keseimbangan air. Semakin banyak jumlah daun dan semakin besar indeks luas daun, semakin banyak sinar yang diserap sehingga serapan cahayanya semakin besar (Parwata, 2014: 62).
Air berperan secara langsung dalam beberapa proses metabolik, meningkatkan laju transpirasi, sumber hidrogen pada reduksi CO2 dalam reaksi fotosintesis, pelarut dan pembawa berbagai senyawa, mempertahankan turgiditas vakuola sel, dan mengatur suhu tubuh tanaman (Parwata, 2010: 158).
Laju transpirasi dapat dipengaruhi oleh kandungan air tanah dan laju absorbsi air dari akar. Pada siang hari, biasanya air ditranspirasikan dengan laju yang lebih cepat daripada penyerapannya dari tanah. Hal tersebut menimbulkan defisit air dalam daun. Pada malam hari akan terjadi kondisi yang sebaliknya, karena suhu udara dan suhu daun lebih rendah. Jika kandungan air tanah menurun, sebagai akibat penyerapan oleh akar, gerakan air melalui tanah ke dalam akar menjadi lebih lambat (Tjitrosoepomo, 1998:203).
Perubahan indeks stomata akibat naungan perlu dikaji, karena stomata berperan penting dalam proses fotosintesis dan transpirasi, terutama dalam pertukaran gas CO2 dan O2 dalam fotosintesis serta proses hilangnya air melalui transpirasi. Naungan memperbesar ukuran sel epidermis dan sel tetangga stoma. Ukuran sel epidermis yang bertambah menyebabkan stoma satu dengan yang lain tampak berjauhan, sehingga pada perlakuan naungan stomata terlihat renggang. Pertambahan ukuran sel epidermis dan sel tetangga stoma menyebabkan jumlah sel epidermis dan stomata dalam satu bidang pandang mikroskop berkurang. Pencapaian luas daun per tanaman akan mempengaruhi jumlah sel epidermis dan stomata per tanaman (Sundari, 2011: 68).
Intensitas cahaya yang tinggi cenderung menurunkan tinggi tanaman, luas daun dan berat kering total tanaman. Semakin tinggi intensitas cahaya maka luas daun tanaman cenderung lebih sempit. Apabila intensitas cahaya yang diterima rendah, maka jumlah cahaya yang
diterima oleh setiap luasan permukaan daun dalam jangka waktu tertentu rendah (Nurkhasanah, 2013: 38).
Pada musim panas, transpirasi meningkat dengan cepat pada pagi hari, puncak laju transpirasi terjadi pada siang hari. Semakin sore laju transpirasi semakin menurun. Pada malam hari laju transpirasi dapat dikatakan nol (Putra, 2013: 147).
Sel-sel yang menguapkan airnya kerongga antar sel, tentu akan mengalami kekurangan air sehingga potensial airnya menurun. Kekurangan ini akan diisi oleh air yang berasal dari xilem tulang daun, yang selanjutnya tulang daun akan menerima air dari batang dan batang menerima dari akar dan seterusnya. Uap air yang terkumpul dalam ronga antara sel akan tetap berada dalam rongga antar sel tersebut, selama stomata pada epidermis daun tidak membuka. Apabila stomata membuka, maka akan ada penghubung antara rongga antar sel dengan atmosfer kalau tekanan uap air di atmosfer lebih rendah dari rongga antar sel maka uap air dari rongga antar sel akan keluar ke atmosfer dan prosesnya disebut transpirasi. Jadi syarat utama untuk berlangsungnya transpirasi adalah adanya penguapan air didalam daun dan terbukanya stomata (Dwijoseputro, 1980:156).
Suhu udara merupakan faktor lingkungan yang mempunyai kontribusi yang cukup besar terhadap laju transpirasi dan evaporasi, semakin tinggi suhu udara maka laju transpirasi dan laju evaporasi semakin tinggi juga. Mekanisme proses transpirasi dan evaporasi berfungsi untuk menjaga keseimbangan suhu di dalam tubuh tanaman sehingga aktifitas enzimatis pada proses biokimia dalam rang-kaian fotosintesis dapat berjalan normal (Nurkhasanah, 2013: 39).
IV. Metodologi Penelitian 4.1 Alat dan Bahan
a) Alat:
2. Stopwatch 3. Ember 4. Silet 5. Mikroskop 6. Pipet tetes 7. Gelas objek 8. Gelas penutup 9. Milimeter block b) Bahan:
1. Batang/ranting pacar air (Impatiens balsamina) 2. Batang/ranting Bauhinia sp.
3. Minyak kelapa 4. Akuades 5. Kuteks bening 4.2 Cara Kerja
Memotong batang atau ranting pacar air dan Bauhinia sp. di bawah permukaan air dan menyisakan 5 helai daun
Mengisi 2 gelas ukur dengan air masing-masing 7 ml. Lalu menetesi dengan minyak kelapa sampai menutupi permukaan air
Memasukkan segera 2 potongan ranting/batang tumbuhan tersebut kedalam 2 gelas ukur
Mengamati berapa volume air setelah ranting/batang tumbuhan dimasukkan serta menyiapkan stopwatch
Menaruh 1 gelas ukur pada tempat terbuka dengan terik matahari, sedangkan gelas ukur yang lain diletakkan pada tempat tertutup tanpa
sinar matahari
Mengamati setiap 5 menit selama 30 menit perubahan volume air pada gelas ukur masing-masing tempat
V. Hasil Pengamatan K el. Tumb uhan Pe rla ku an
Waktu (menit) Rata -rata air men guap (mL ) Laju transp irasi (mL/s ) ∑ Stomata Luas Daun 0 5 1 0 1 5 2 0 2 5 3 0 At as Ba wa h 1 Bauhi nia sp. Te rik 8, 2 7, 4 7 6, 8 6, 7 6 , 8 6, 5 0,28 15x10 -4 - - 3400mm2 Te 7, 7, 7, 7, 7, 7 7, 0,1 3,3x1 13 10. 3800 Menghitung nilai rata-rata air yang menguap
Mengukur luas daun dengan cara menggambar daun pada kertas milimeter block
Mengoleskan kuteks bening pada seluruh permukaan daun dan menunggu hingga kuteks kering
Mengelupas kuteks yang telah kering pada daun bagian atas maupun bawah lalu menaruhnya pada kaca benda
Mengamati dibawah mikroskop dan menghitung diameter kupasan kuteks serta menghitung stomata
du h 8 6 4 4 2 ,2 2 0 -4 4 82 8 mm 2 2 Bauhi nia sp. Te rik 7,2 7,1 7 6,8 6,6 6, 5 6, 4 0,3 7,2x10-5 1672 6967 3500mm2 Te du h 7 7 6, 9 6,8 6,8 6, 7 6, 7 0,05 2,78x10-5 - - 6100mm2 3 Bauhi nia sp. Te rik 7, 8 7, 6 7, 4 7, 2 7 6 , 8 6, 6 0,2 3x10-4 - - 4200 mm2 Te du h 8 7, 8 7, 4 7, 2 7, 2 7 , 2 7, 1 0,15 8,3x1 0-5 56 60 74 95 8000 mm2 4 Pacar air Te rik 1 0 9, 8 9, 6 9, 2 9 8 , 6 8, 4 0,27 1,83x 10-5 - - 3000 mm2 Te du h 8, 4 8, 4 8, 4 8, 3 8, 3 8 , 3 8, 2 0,03 3 1,5x1 0-4 1506 1547 7 2700 mm2 5 Pacar air Te rik 1 0 1 0 9, 8 9, 8 9 9 8, 5 0,25 1,4x1 0-4 5849 6407 800mm2 Te du h 8 7, 9 7, 8 7, 8 7, 8 7 , 8 7, 8 0,03 1,9x1 0-5 - - 1000mm2 6 Pacar air Te rik 9, 2 9 8, 8 8, 6 8, 4 8 , 2 8, 0 0,2 11x10 -5 - - 500mm2 Te du h 9, 8 9,8 9,8 9,8 9,8 9, 8 9, 8 0 0 8035 1587 8 1900 mm2 Pacar air Te rik 7 6, 5 6, 4 6, 3 6 6 5, 5 0,25 14x10 -3 Bauhi nia sp. Te du h 7 7 7 7 7 7 7 0 0 - - -VI. Pembahasan
Praktikum kali ini yaitu mengenai transpirasi atau penguapan air yang terjadi pada tumbuhan. Dalam praktikum ini digunakan tumbuhan Bauhinia sp. dan pacar air (Impatiens balsamina). Di praktikum ini digunakan
perlakuan yang berbeda, yakni diletakkan di tempat yang teduh dan terik. Kemudian juga terdapat kontrol di mana tidak diberi tumbuhan, hanya tabung reaksi yang berisi air saja.
Adapun hasil yang didapatkan dalam praktikum ini yaitu pada tumbuhan Bauhinia sp. yag diletakkan di tempat yang terik menunjukkan adanya laju transpirasi yang lebih cepat. Hal ini dapat diketahui dari banyaknya selisih berkurangnya volume air yang terdapat di sekitar tumbuhan tersebut di waktu yang ditentukan. Sedangkan tumbuhan Bauhinia sp. yang diletakkan di tempat yang teduh laju reaksinyya cenderung agak lambat, dapat diketahui dari sedikitnya selisih berkurangnya volume air di tiap waktu yang ditentukan.
Pada tumbuhan pacar air yang diletakkan di tempat yang terik memperlihatkan banyaknya selisih berkurangnya volume air di waktu yang ditentukan sehingga dapat diketahui bahwa laju transpirasi pada tumbuhan ini tergolong cepat ketika diletakkan di tempat terik. Sedangkan apabila diletakkan di tempat yang gelap memperlihatkan sedikitnya selisih volume air di tiap waktu yang ditentukan sehingga dapat diketahui bahwa laju transpirasi pada tumbuhan ini di tempat yang teduh sangatlah lambat.
Apabila dibandingkan antara Bauhinia sp. dengan pacar air, maka pada tumbuhan yang diletakkan di tempat yang terik, laju transpirasi tumbuhan pacar air lebih cepat dibandingkan dengan Bauhinia sp. Namun selisih antara laju transpirasi kedua tumbuhan ini di tempat yang terik hanyalah sedikit. Kemudian apabila diletakkan ditempat yang teduh, justru yang lebih cepat laju transpirasinya adalah tumbuhan Bauhinia sp. daripada pacar air. Dari hasil di atas dapat diketahui bahwa laju transpirasi dipengaruhi oleh intensitas cahaya. Semakin tinggi intensitas cahaya maka laju transpirasi semakin cepat.
Dari hasil di atas juga dapat diketahui terdapat faktor lain yang mempengaruhi laju transpirasi suatu tumbuhan. Terbukti pada perilaku yang
sama, laju transpirasi pada tumbuhan satu dengan yang lain berbeda. Faktor ini yaitu banyak sedikitnya stomata. Pada pengamatan yang dilakukan, didapatkan hasil banyaknya stomata pada tumbuhan Bauhinia sp. lebih sedikit jika dibandingkan dengan pacar air. Pada pengamatan di atas diperoleh hasil bahwa laju transpirasi di tempat yang terik lebih cepat tumbuhan pacar air. Sehingga dapat diketahui bahwa semakin banyak jumlah stomata maka laju transpirasi akan semakin cepat. Hal ini dikarenakan stomata berfungsi sebagai tempat keluar masuknya zat-zat. Dalam hal ini stomata berperan sebagai tempat keluarnya uap air pada proses transpirasi sehingga apabila stomatanya banyak maka akan mempercepat laju transpirasi.
Adapun di tempat yang teduh hasilnya pacar air yang mempunyai stomata yang lebih banyak ternyata laju reaksinya lebih lambat daripada
Bauhinia sp. yang memiliki stomata lebih sedikit. Hal ini mungkin
dikarenakan oleh menutupnya stomata karena tidak disinari dengan sinar matahari. Apabila daun disinari oleh sinar matahari maka akan merangsang daun untuk membuka stomatanya dan apabila tidak terdapat sinar matahari maka stomata pada daun akan tertutup sehingga laju transpirasi semakin lambat.
Dengan adanya hasil seperti ini maka dapat diketahui masih ada lagi faktor yang mempengaruhi laju transpirasi. Faktor tersebut yaitu luas daun. Dari pengamatan yang dilakukan, semakin luas permukaan daun maka laju transpirasinya akan semakin cepat, semakin sempit permukaan daun maka laju transpirasi akan semakin lambat. Hal ini dapat diketahui pada hasil pengamatan ketika tumbuhan Bauhinia sp. dan pacar air diletakkan di tempat yang teduh maka laju transpirasi pacar air lebih lambat dibandingkan
Bauhinia sp. padahal ketika diletakkan ditempat terang laju transpirasi pacar
air lebih cepat dibandingkan Bauhinia sp. Ternyata selain dipengaruhi oleh jumlah stomata laju transpirasi juga dipengaruhi oleh luas permukaan daun. Apabila permukaan daun luas maka proses transpirasi dapat berlangsung cepat karena luasnya bidang untuk penguapan. Dengan luasnya bidang
penguapan maka uap air yang keluar akan semakin banyak pula. Sebaliknya, semakin sempit suatu permukaan daun maka luas bidang untuk penguapan menjadi lebih sedikit sehingga uap air yang dikeluarkan sedikit pula. Dengan demikian, seluruh hasil pengamatan kami sesuai dengan teori yang ada.
Dalam praktikum ini, dilakukan pemotongan ranting tumbuhan. Pemotongan ini harus dilakukan di dalam air dan tidak boleh keluar dari air. Hal ini dilakukan untuk mencegah adanya ruang udara pada pembuluh xilem. Dengan adanya rongga udara pada pembuluh xilem maka akan mempercepat terjadinya transpirasi pada tumbuhan sehingga yang diamati bukan murni transpirasi dari tumbuhan pada keadaan tersebut, maksudnya transpirasi yang terjadi juga disebabkan oleh adanya rongga udara pada pembuluh xilem. Sementara yang diamati pada praktikum ini hanya transpirasi pada sel-sel tumbuhan tanpa adanya campuran dari penguapan pada pembuluh xilem tersebut. Kemudian dalam praktikum ini juga diberi minyak karena untuk mencegah penguapan air tanpa tumbuhan, maksudnya apabila air tidak diberi minyak maka air tersebut juga akan mengalami penguapan bersamaan dengan transpirasi oleh tumbuhan sehingga penguapan yang diamati menjadi tidak murni dari tumbuhan itu sendiri.
Pada pengamatan kontrol didapatkan hasil pada tempat teduh tidak terjadi pengurangan volume air sementara itu pada tumbuhan Bauhinia sp. dan pacar air umumnya mengalami pengurangan volume. Hal ini terjadi karena pada kontrol tidak terdapat tumbuhan sehingga penguapan air tidak terjadi. Sementara itu pada tumbuhan Bauhinia sp. dan pacar air meskipun diletakkan di tempat yang teduh maka masih dapat mengalami transpirasi sehingga dengan adanya proses tersebut maka volume air akan berkurang.
Adapun pada kontrol yang ditempatkan di tempat terik didapatkan hasil yaitu pengurangan volume air hampir sama dengan tumbuhan Bauhinia sp. dan pacar air. Hal ini disebabkan oleh terjadinya penguapan air pada kontrol yang ditempatkan di tempat yang terik. Penguapan air ini terjadi
karena kontrol tidak diberi minyak. Penguapan air yang terjadi tanpa tumbuhan dinamakan evaporasi. Menurut teori, suhu sangat menentukan laju evaporasi dan transpirasi sehingga apabila ditempatkan di tempat yang terik maka otomatis suhu udara juga semakin tinggi. Dengan begitu maka laju evaporasi menjadi semakin meningkat. Laju evaporasi yang hampir sama dengan transpirasi menandakan adanya hubungan atau pengaruh dari suhu itu sendiri dengan laju penguapan air.
VII. Kesimpulan
1. Proses transpirasi merupakan hilangnya air dalam bentuk uap air dari sel-sel tumbuhan yang masih hidup. Pada konsisi teduh kecepatan transpirasi tumbuhan semakin lambat, sedangkan pada kondisi yang terik kecepatan transpirasi meningkat. Dengan begitu, faktor yang mempengaruhi terjadinya transpirasi adalah intensitas cahaya matahari. Selain itu, faktor lain yang mempengaruhi yaitu luas permukaan daun dan banyak sedikitnya stomata.
DAFTAR PUSTAKA
Dwijoseputro, D. 1980. Pengantar Fisiologi Tumbuhan. Jakarta: Penerbit PT Gramedia.
Nurkhasanah, Nurul. 2013. Studi Pemberian Air Dan Tingkat Naungan Terhadap Pertumbuhan Bibit Tanaman Cabe Jamu (Piper retrofractum Vahl.). Jurnal
Produksi Tanaman, Vol. 1 No. 4 : 34-41.
Parwata, I Gusti. 2010. Pengelompokan Genotipe Jarak Pagar Berdasarkan Ketahanannya terhadap Kekeringan pada Fase Pembibitan di Lahan Pasir Pantai. J. Agron Indonesia, Vol. 38 No. 2: 156-162.
Parwata, I Gusti. 2014. Respon Pertumbuhan dan Hasil Tanaman Jarak Pagar (Jatropha curcas L.) terhadap Cekaman Kekeringan di Lahan Pasir Pantai pada Tahun Pertama Siklus Produksi. J. Agron Indonesia, Vol 42 No. 1: 59 – 65.
Putra, Gustiansyah Perdana. 2013. Respons Morfologi Benih Karet (Hevea
brasiliensis Muell Arg.) Tanpa Cangkang Terhadap Pemberianpeg 6000
Dalam Peny impanan Pada Dua Masa Pengeringan. Jurnal Online
Agroekoteknologi ISSN No. 2337- 6597 Vol. 2 No.1: 145-152.
Sundari, Titik. 2011. Bentuk Sel Epidermis, Tipe dan Indeks Stomata 5 Genotipe Kedelai pada Tingkat Naungan Berbeda. Jurnal Biologi Indonesia, Vol. 7 No. 1: 67-79.
Tim Dosen Pembina. 2015. Buku Petunjuk Praktikum Fisiologi Tumbuhan. Jember: UNEJ Press.
Tjitrosoepomo.1998. Botani Umum 2. Bandung: Penerbit Angkasa.
Wahyudi, T. 2008. Kakao Manajemen Agribisnis dari Hulu hingga Hilir. Jakarta: Penebar Swadaya.
Wanggai, Frans. 2009. Manajemen Hutan. Manokwari: Medio Press.
LAMPIRAN 1. Tumbuhan pacar air pada tempat teduh
d. 15 menit e. 20 menit f. 25 menit
2. Tumbuhan pacar air pada tempat terik
a. 0 menit b. 5 menit c. 10 menit
