i
KARAKTERISTIK STOMATA DAUN PADA BERBAGAI JENIS POHON DI KAMPUS UNIVERSITAS SUMATERA
UTARA (USU), PADANG BULAN
SKRIPSI
NARA SISILIA BR KABAN 161201101
DEPARTEMEN BUDIDAYA HUTAN FAKULTAS KEHUTANAN UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2021
ii
KARAKTERISTIK STOMATA DAUN PADA BERBAGAI JENIS POHON DI KAMPUS UNIVERSITAS SUMATERA
UTARA (USU), PADANG BULAN
SKRIPSI
NARA SISILIA BR KABAN 161201101
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana di Fakultas Kehutanan
Universitas Sumatera Utara
DEPARTEMEN BUDIDAYA HUTAN FAKULTAS KEHUTANAN UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2021
i
PENGESAHAN SKRIPSI
Judul : Karakteristik Stomata Daun pada Berbagai Jenis Pohon di Kampus Universitas Sumatera Utara (USU), Padang Bulan Nama : Nara Sisilia Br Kaban
NIM : 161201101
Departemen : Budidaya Hutan
Fakultas : Kehutanan
Disetujui oleh:
Pembimbing
Dr. Arida Susilowati S.Hut.,M.Si Ketua
Mengetahui
Prof. Mohammad Basyuni, S.Hut, M.Si., Ph.D Ketua Departemen Budidaya Hutan
Tanggal Lulus:
ii
PERNYATAAN ORISINALITAS
Saya yang bertanda tangan dibawah ini:
Nama : Nara Sisilia Br Kaban NIM : 161201101
Judul Skripsi : Karakteristik Stomata Daun pada Berbagai Jenis Pohon di Kampus Universitas Sumatera Utara (USU), Padang Bulan
Menyatakan bahwa skripsi ini adalah hasil karya sendiri. Pengutipan-pengutipan yang penulis lakukan pada bagian-bagian tertentu dari hasil karya orang lain dalam penulisan skripsi ini, telah penulis cantumkan sumbernya secara jelas sesuai dengan norma, kaidah dan etika penulisan ilmiah.
Medan, September 2021
Nara Sisilia Br Kaban NIM 161201101
iii
ABSTRACT
NARA SISILIA BR KABAN: Leaf Stomata Characteristic of Tree species at the University of Sumatera Utara (USU) Campus, Padang Bulan, supervised by Dr.
ARIDA SUSILOWATI S.Hut.,M.Si.
The University of Sumatera Utara (USU) campus is one of the campuses in Medan city which has known as a Green Campus. The USU campus plays an important role as a Green Open Space (GOS) in the city of Medan. As part of GOS, USU has important functions both ecologically, economic and social. The purpose of this study was to analyze the distribution, characteristic, density patterns, size and distribution of stomata of 83 tree species on USU campus Padang-Bulan. The methods used in this research were the replica and nail polish methods. The results showed that four types of stomata were found from 83 species thoses were, parasitic, anomocytic, anisocytic and diacytic. Parasitic stomata type has the highest percentage (91.56%) of all observed trees. Based on stomata number, kesambi (Schleichera oleosa) had the highest number of stomata and tampui (Baccaurea macrocarpa) had the least number. The widest stomata size was found in the mangosteen (Garcinia mangostana) and the narrowest in the bangkirai (Shorea laevis). All of observed species have random stomata distribution.
Keywords: The University of Sumatera Utara (USU), Tree species, Stomata
characteristic, Stomata disribution
iv
ABSTRAK
NARA SISILIA BR KABAN: Karakteristik Stomata Daun pada Berbagai Jenis Pohon di Kampus Universitas Sumatera Utara (USU), Padang Bulan, dibimbing oleh Dr. ARIDA SUSILOWATI S.Hut., M.Si.
Kampus Universitas Sumatera Utara (USU) merupakan salah satu kampus di kota Medan yang menyandang predikat sebagai Green Campus. Kampus USU juga berperan penting sebagai Ruang Terbuka Hijau (RTH) di kota Medan. Sebagai bagian dari ruang terbuka hijau, kampus USU memiliki fungsi penting baik secara ekologis, ekonomi dan sosial. Tujuan dari penelitian ini adalah guna menganalisis sebaran, karakter, pola kepadatan, ukuran dan distribusi stomata dari 83 jenis pohon di kampus USU. Penelitian ini menggunakan metode replika dan metode kutek. Hasil dari penelitian menemukan empat tipe stomata dari 83 jenis pepohonan yaitu parasitik, anomositik, anisositik dan diasitik. Tipe stomata parasitik memiliki persentase tertinggi (91,56%). Berdasarkan jumlahnya, kesambi (Schleichera oleosa) memiliki jumlah stomata terbanyak sedangkan tampui (Baccaurea macrocarpa) memiliki jumlah stomata paling sedikit. Ukuran stomata terlebar dijumpai pada manggis (Garcinia mangostana) dan tersempit pada jenis bangkirai (Shorea laevis) dengan distribusi stomata seluruhnya tersebar.
Kata Kunci: Kampus USU, Jenis Pohon, Karakteristik Stomata, Distribusi Stomata
v
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Bengkulu pada tanggal 9 September 1997. Penulis merupakan anak ke 4 dari 4 bersaudara oleh pasangan S Kaban dan mendiang N Br. Sebayang/ S Br. Sebayang. Penulis memulai pendidikan di SD Negeri 040457 Berastagi pada Tahun 2001-2007, pendidikan tingkat Sekolah Menengah Pertama di SMP Negeri 1 Berastagi pada Tahun 2008-2010, pendidikan tingkat Sekolah Menengah Atas di SMA Negeri 1 Berastagi pada Tahun 2010-2016. Pada tahun 2016, penulis lulus di Fakultas Kehutanan USU melalui jalur SBMPTN. Penulis memilih minat Departemen Budidaya Hutan.
Semasa kuliah penulis merupakan anggota organisasi Korps Mahasiswa Pecinta Alam dan Studi Lingkungan Hidup Universitas Sumatera Utara (KOMPAS-USU). Penulis telah mengikuti Praktik Pengenalan Ekosistem Hutan di Kawasan Hutan Mangrove desa Lubuk Kertang, Kec. Brandan Barat, Kab.
Langkat, Provinsi Sumatera Utara pada tahun 2018. Pada tahun 2019 juga telah menyelesaikan Praktik Kerja Lapang (PKL) di KPH Cibinong Bogor. Pada awal tahun 2021 penulis melaksanakan penelitian dengan judul โKarakteristik Stomata Daun pada Berbagai Jenis Pohon di Kampus Universitas Sumatera Utara (USU), Padang Bulanโ dibawah bimbingan ibu Dr. Arida Susilowati S.Hut., M.Si.
vi
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis ucapkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas Rahmat dan Karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan usulan penelitian ini. Usulan penelitian ini berjudul โKarakteristik Stomata Daun pada Berbagai Jenis Pohon di Kampus Universitas Sumatera Utara (USU), Padang Bulanโ. Skripsi ini disusun dan diajukan untuk memenuhi syarat guna memperoleh gelar sarjana pada Fakultas Kehutanan di Program Studi Kehutanan. Selain itu, tujuan dari pembuatan skripsi ini adalah untuk memberikan pengetahuan kepada pembaca mengenai sebaran jenis stomata, karakter pola kepadatan, ukuran dan distribusinya pada jenis pohon di Kampus Universitas Sumatera Utara.
Selama berlangsungnya penulisan skripsi ini, penulis banyak menerima bantuan dan dukungan sehingga dapat menyelesaikan skripsi ini. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terima kasih sebesar-besarnya kepada kedua orang tua penulis, S Kaban dan mendiang N Br. Sebayang / S Br. Sebayang yang selalu memberikan dukungan, doa dan nasehat dalam pembimbingan selama ini dan juga kepada:
1. Ibu Dr. Arida Susilowati S.Hut.,M.Si selaku pembimbing saya yang telah membimbing dan mengarahkan penulis serta memberikan berbagai masukan kepada penulis dalam penyelesaian skripsi ini.
2. Bapak Dr. Muhdi, S.Hut., M.Si, Bapak Dr. Ir. Tito Sucipto, S.Hut., M.Si., IPU dan ibu Mariah Ulfa, S.Hut., Msc selaku penguji saya yang telah memberikan masukan kepada penulis dalam skripsi ini.
3. Seluruh staff pengajar di Fakultas Kehutanan Universitas Sumatera Utara yang telah membagikan ilmunya selama penulis menempuh pendidikan di Fakultas Kehutanan Universitas Sumatera Utara.
4. Saudara โ saudara kandung saya Nara Leo Viga Kaban, Nara Kristanti A Br.
Kaban dan Nara Pelita Sari Br. Kaban selaku abang dan kakak yang selalu mendukung penulis.
5. Seluruh keluarga Kaban dan keluarga Sebayang mergana yang selalu
mendukung penulis dalam segala hal.
vii
6. Keluarga besar KOMPAS-USU yang selama ini telah mendukung penulis baik sarana dan prasarana penulis baik sebelum dan dalam mengerjakan skripsi ini.
7. Keluarga besar Kehutanan Universitas Sumatera Utara selaku teman-teman penulis.
8. Teman-teman penulis yaitu Gerika, Lusi, Nela, Yuni dan Yujin yang selalu mendukung penulis baik dalam memberikan nasehat dan dukungan.
9. Teman-teman penulis diluar kampus yang mendukung penulis yang namanya tidak bisa disebutkan satu persatu.
Akhir kata penulis berharap semoga informasi yang terdapat dalam usulan penelitian ini dapat memberikan berbagai manfaat bagi pihak yang membutuhkan.
Medan, September 2021
Nara Sisilia Br Kaban
viii
DAFTAR ISI
Halaman
LEMBAR PENGESAHAN ... i
PERNYATAAN ORISINALITAS ... ii
ABSTRACT ... iii
ABSTRAK ... iv
RIWAYAT HIDUP ...v
KATA PENGANTAR ... vi
DAFTAR TABEL ...x
DAFTAR GAMBAR ... xi
DAFTAR LAMPIRAN ... xii
PENDAHULUAN Latar Belakang ...1
Tujuan Penelitian ...2
Manfaat Penelitian ...2
TINJAUAN PUSTAKA Kondisi Umum Lokasi ...3
Peran Stomata dalam Fotosintesis ...4
Jenis-jenis Stomata ...5
Kepadatan Stomata ...5
Ukuran Stomata ...6
Peran Stomata dalam Identifikasi Jenis Pohon ...7
Peran Stomata sebagai Penghasil Oksigen ...7
Peran Stomata sebagai Penyerap Polutan ...7
METODE PENELITIAN Tempat dan Waktu ...9
Bahan dan Alat ...9
Prosedur Penelitian ...9
ix
Metode Replika ...9
Metode Kutek ...10
HASIL DAN PEMBAHASAN Sebaran Jenis Stomata pada Berbagai Jenis Pohon di Kampus USU ...14
Ukuran Stomata pada Berbagai Jenis Pohon di Kampus USU ...20
Distribusi Stomata pada Berbagai Jenis Pohon di Kampus USU ...22
Jumlah dan Kepadatan Stomata ...25
KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan ...28
Saran ...28
DAFTAR PUSTAKA ...29
LAMPIRAN ...32
x
DAFTAR TABEL
No. Teks Halaman
1 Tipe Stomata dan Ukuran Stomata pada 83 Jenis Pohon di Kampus USU ..14
2 Tipe Stomata Berdasarkan Suku di Kampus USU ...18
3 Kepadatan dan Distribusi Stomata pada 83 Jenis Pohon di USU ...22
xi
DAFTAR GAMBAR
No. Teks Halaman
1 Denah Kampus Universitas Sumatera Utara ...5
2 Pengukuran Panjang dan Lebar Stomata ...13
3 Hasil Pengamatan Tipe Stomata Daun ...17
4 Hasil Pengamatan Ukuran Panjang dan Lebar Sel Stomata ...21
5 Overlay Jumlah dan Tingkat Kepadatan Stomata ...27
xii
DAFTAR LAMPIRAN
No. Teks Halaman
1 Tipe Stomata Berdasarkan Suku di Kampus USU ...38
1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Kampus Universitas Sumatera Utara (USU) merupakan salah satu kampus dengan predikat Green Campus. Green campus adalah kampus yang berwawasan lingkungan dimana mengintegrasikan ilmu pengetahuan lingkungan kedalam bentuk kebijakan, manajemen dan kegiatan tridharma perguruan tinggi hal ini menurut Hunaidi dalam Puspadi (2016). Green Campus merupakan program dari Universitas Indonesia dibidang kampus hijau yang pertama kali diadakan pada tahun 2010. Programnya sendiri bernama UI GreenMatric yang telah membawa UI kedalam kancah internasional pada tahun 2017. Program UI GreenMatric sendiri terdiri atas kegiatan penanganan energi, sampah, air, transportasi ramah lingkungan dan penanganan pendidikan dan riset serta kegiatan yang berhubungan dengan keberlanjutan (UI, 2018).
Persyaratan untuk predikat green campus sendiri belum ada standar khusus yang membahas peran serta manajemen. Hanya adanya panduan seperti Green Guide for Universities yang mana dikeluarkan oleh International Aliance of Reseaserch University (IARU) pada tahun 2007. Greening University Toolkit juga yang dikeluarkan oleh United Nations Environment Programme (UNEP) yang berisikan mengenai panduan untuk kampus dalam merealisasikan visi dan komitmen ke dalam sebuah program, kebijakan, ataupun tindakan. Menurut Buana dkk (2018), adanya rekomendasi indikator untuk pengembangan UI GreenMetric kriteria Manajemen, yaitu (i) Sustainability planning; (ii) Student and staff development; (iii) Sustainability assessment; (iv) Community partnership.
Universitas Sumatera Utara terletak di kota Medan, Sumatera Utara dan keberadaannya berperan sangat penting sebagai Ruang Terbuka Hijau (RTH).
Sebagai Ruang Terbuka Hijau Kampus USU memiliki fungsi penting secara
ekologis, ekonomi dan sosial. Terkait hal tersebut, pepohonan di kawasan Ruang
Terbuka Hijau (RTH) berperan penting dalam suplai hasil fotosintesis berupa
oksigen dan mendukung fungsi ruang terbuka hijau lainnya. Pohon juga dapat
memperbaiki kualitas lingkungan, khususnya dalam menyerap gas pencemar.
2
Penelitian yang dilakukan oleh Patra dkk (2004) menunjukkan bahwa umumnya pohon yang ditanam pada RTH memiliki kemampuan sedang sampai tinggi dalam menyerap polutan seperti nitrogen dioksida (NO
2), nitrogen monoksida (NO), karbon monoksida (CO), karbon dioksida (CO
2), sulfur dioksida (SO
4) dan lainnya yang mana dihasilkan dari penghasil polutan seperti kendaraan bermotor, hasil pembakaran pabrik dan pembakaran bahan bakar fosil sehingga pohon-pohon tersebut berpotensi sebagai tanaman tepi jalan.
Di samping memiliki nilai fungsional, tanaman juga memiliki nilai estetis misalnya bentuk, tekstur dan warna daun. Ketiga hal ini dapat menimbulkan efek visual dan psikologis. Warna cerah akan memberikan memberikan kesan rasa senang, gembira dan hangat. Sedangkan warna lembut dapat memberikan rasa tenang dan sejuk. Bentuk dan tekstur tanaman atau daun dapat mempengaruhi psikis dan fisik yang memandangnya.
Peranan pohon dalam mendukung fotosintesis, penyerap polutan dan proses fisiologi pada pepohonan berkaitan erat dengan keberadaan stomata. Proses fotosintesis dapat terjadi karena adanya karbondioksida yang masuk melalui stomata sebuah tumbuhan. Stomata sangat penting bagi tumbuhan dikarenakan stomata berperan penting dalam proses fotosintesis. Stomata merupakan lubang atau celah yang terdapat pada epidermis organ tumbuhan yang berwarna hijau yang dibatasi oleh sel khusus yang disebut sel penutup (Sihotang, 2017).
Sel penutup ini dikelilingi oleh sel-sel yang berbentuk sama ataupun berbeda dengan sel epidermis lainnya yang disebut sebagai sel tetangga. Sel penutup yang berbentuk seperti ginjal ini berfungsi sebagai katup yang dapat terbuka dan tertutup sebagai jalan masuknya gas. Sedangkan sel tetangga berfungsi sebagai pengatur buka lebar celah penutup stomata yang geraknya dipengaruhi oleh perubahan osmotik. Intensitas cahaya, lama penyinaran dan penguapan air dapat merangsang gerakan sel penutup. Stomata berfungsi sebagai tempat terjadinya pertukaran udara/ transpirasi. Menurut Haryadi (2017) dalam proses fotosintesis, juga berpengaruh intensitas cahaya, lama penyinaran dan kualitas cahaya (panjang gelombang) yang diterima oleh tanaman.
Terkait dengan penyerap polutan, studi yang dilakukan Nasrullah dkk
(2017) menemukan bahwa pohon dengan kerapatan stomata tinggi, memiliki
3
kemampuan menyerap polutan lebih tinggi dibandingkan pohon dengan kerapatan rendah. Jumlah stomata yang banyak berpengaruh terhadap peningkatan kerapatan stomata pada daun. Kerapatan stomata tidak saja bervariasi antar jenis tetapi juga antar daun dari tumbuhan yang sama. Kerapatan dan jumlah stomata yang banyak juga merupakan respon tumbuhan terhadap kondisi lingkungannya.
Kampus USU memiliki beraneka ragam jenis pohon yang mencakup areal seluas 120 Hektar (Susilowati dkk, 2017). Terdapat 121 pohon yang terdapat di kampus USU yang tergolong dalam 37 suku (Susilowati, 2017). Jenis-jenis tersebut memiliki fungsi sebagai penghasil pangan, serat, obat-obatan, energi dan penyerap polutan. Informasi terkait dengan fungsi pohon khususnya dalam kemampuan menyerap polutan dan penghasil oksigen di kampus USU saat ini belum diperoleh. Oleh karenanya diperlukannya data mengenai tipe stomata, ukuran, distribusi stomata dan kepadatan stomata pada berbagai jenis pepohonannya. Hal ini dapat dijadikan sebagai salah satu referensi yang digunakan untuk melakukan penanaman jenis pepohonan di wilayah kampus Universitas Sumatera Utara sebagai penyerap polutan dan penghasil udara yang baik bagi lingkungan kampus.
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk:
1. Menganalisis tipe stomata daun pada berbagai jenis pepohonan di kampus Universitas Sumatera Utara, Padang Bulan
2. Menganalisis ukuran, distribusi dan kepadatan stomata pada berbagai jenis pepohonan di kampus Universitas Sumatera Utara, Padang Bulan
Manfaat Penelitian
Hasil penelitian ini diharapkan dapat menjadi salah satu referensi bagi
pengelola kampus Universitas Sumatera Utara dalam pemilihan jenis pohon untuk
kegiatan penanaman di areal kampus. Informasi terkait tipe stomata, distribusi,
dan kepadatan stomata juga penting dalam menentukan jenis pohon dengan
kemampuan menyerap polutan terbaik.
4
TINJAUAN PUSTAKA
Kondisi Umum Lokasi
Universitas Sumatera Utara (USU) merupakan sebuah universitas negeri yang berlokasi di Medan, Sumatera Utara yang berdiri pada 20 November 1957.
Universitas Sumatera Utara sendiri merupakan salah satu universitas terbaik yang terletak di pulau Sumatra. Kampus Universitas Sumatera Utara, Padang Bulan, Medan, memiliki luas 1.188.331 m2. Universitas Sumatera Utara digunakan sebagai tempat kegiatan akademik, administrasi, olahraga, seni, perumahan dosen, dan kegiatan mahasiswa lain. Di kampus ini telah dibangun Rumah Sakit Pendidikan USU seluas 38.242 m2. Universitas Sumatera Utara sekarang ini memiliki lahan guna pengembangan kampus seluas 300 Ha di Kwala Bekala Kabupaten Deli Serdang. Sampai kini lahan kampus tersebut belum dikembangkan untuk menjadi bagian kampus yang operasional. Universitas Sumatera Utara juga mempunyai laboratorium lapangan di Kebun Tambunan A Kabupaten Langkat seluas ยฑ 680 Ha, kebun percobaan mahasiswa, laboratorium pariwisata, dan laboratorium hutan pendidikan di Kabupaten Karo seluas 1.000 Ha.
Guna mengantisipasi bertambahnya jumlah mahasiswa sesuai dengan kecenderungan meningkatnya animo masyarakat dan guna pengembangan program studi dan keilmuan, USU perlu segera mengembangkan dan membangun kampus baru untuk tujuan pendidikan dan untuk tujuan income generating pada semua lahan kampus dan kebun. Berdasarkan klasifikasi iklim Kรถppen, Universitas Sumatera Utara yang terletak di Medan memiliki iklim hutan hujan tropis dengan musim kemarau yang tidak jelas. Medan sendiri memiliki bulan- bulan yang lebih basah dan kering, dengan bulan terkering pada bulan Februari rata-rata juga presipitasi sekitar sepertiga dari bulan terbasah pada bulan Oktober.
Suhu rata-rata di kota ini sekitar 27 derajat Celsius sepanjang tahun. Presipitasi tahunan di Medan sekitar 2200 mm (Renstra USU, 2020).
Berikut denah lokasi penelitian kampus Universitas Sumatera Utara
terlampir pada Gambar 1.
5
Gambar 1. Denah Kampus Universitas Sumatera Utara (sumber: Google Maps)
Peran Stomata dalam Fotosintesis
Menurut Sumardi (2010), stomata memiliki artian lubang atau celah yang terdapat pada epidermis organ tumbuhan berwarna hijau dan dibatasi oleh sel khusus yang disebut sel penutup. Sel penutup itu sendiri dikelilingi sel-sel yang bentuknya baik sama ataupun berbeda dengan sel-sel epidermis lainnya dan biasa disebut sel tetangga. Sel tetangga berguna dalam perubahan osmotik yang menyebabkan gerakan sel penutup dimana berguna mengatur lebar celah.
Menurut Izza (2015), stomata terdapat pada semua bagian tumbuhan di atas tanah, tetapi paling banyak ditemukan pada daun tumbuhan itu sendiri.
Stomata berkaitan erat dengan aktivitas transpirasi. Transpirasi adalah proses hilangnya air dari jaringan tumbuhan melalui kutikula, stomata maupun lentisel.
Transpirasi sebagian besar terjadi melalui stomata, walaupun dapat pula melalui
kutikuler. Stoma yang lebih membuka akan meningkatkan konduktivitasnya,
sehingga transpirasinya lebih cepat.
6
Jenis-jenis Stomata
Woelaningsih dalam Metcalfe dan Chalk (1957) menyebutkan beberapa tipe stomata yang terdapat pada tumbuhan dikotil yaitu tipe anomositik, diasitik, parasitik, anisositik, aktinositik dan siklositik. Tipe anomositik dicirikan dengan sel penutup berbentuk ginjal, dikelilingi oleh sel-sel tetangga dalam jumlah yang tidak tertentu dan bentuk sel tetangga sama dengan sel epidermis. Tipe diasitik dicirikan dengan sel penutup berbentuk ginjal, dikelilingi oleh dua sel tetangga dengan dinding pemisah yang tegak lurus dengan poros panjang stoma. Tipe parasitik dicirikan dengan sel penutup ginjal, dikelilingi oleh dua buah sel tetangga dengan dinding pemisah yang searah dengan poros panjang stomata. Tipe anisositik dicirikan dengan sel penutup berbentuk ginjal, pada umumnya dikelilingi oleh tiga buah sel tetangga, salah satu sel tetangga lebih kecil atau lebih besar dari dua sel tetangga lainnya. Tipe aktinositik memiliki sel penutup berbentuk ginjal, dikelilingi oleh empat sel tetangga, atau lebih yang tersusun radial. Tipe siklositik dicirikan dengan sel penutup berbentuk ginjal, dikelilingi oleh empat buah sel tetangga atau lebih yang tersusun teratur membentuk lingkaran kecil yang mengelilingi stoma.
Kepadatan Stomata
Kepadatan stomata merupakan jumlah stomata dibagi dengan satuan luas
bidang pandang. Kepadatan stomata berguna untuk mengetahui kegiatan
transpirasi pada tanaman yang sangat dipengaruhi oleh faktor-faktor lingkungan
sekitar seperti suhu. Kepadatan stomata berpengaruh pada cepat atau lambatnya
sebuah proses transpirasi pada tumbuhan. Kepadatan stomata juga dapat
digunakan sebagai salah satu hal yang bisa memberikan informasi mengenai
cekaman kekeringan yang terjadi pada suatu tumbuhan dan informasi ini dapat
digunakan sebagai salah satu antisipasi dalam menjaga daya hidup suatu
tumbuhan hal ini dikemukakan oleh Lestari (2006). Jumlah stomata pada
tumbuhan yang dipengaruhi oleh lingkungan dan menyebabkan terjadinya proses
penutupan dan pembukaan stomata. Penutupan stomata biasanya terjadi pada
tumbuhan untuk mencegah kehilangan air pada waktu dimana terjadi kekeringan
atau minim air dan saat membatasi pemngambilan karbondioksida yang biasa
7
digunakan untuk proses fotosintesis. Pembukaan stomata biasanya terjadi pada siang hari untuk mengambil karbondioksida yang digunakan untuk proses fotosintesis biasanya pada waktu siang hari. Kerapatan stomata biasanya dikategorikan kerapatan rendah, sedang dan tinggi. Kerapatan rendah (< 300/๐๐
2), kerapatan sedang (300 โ 500/๐๐
2) dan kerapatan tinggi (> 500/๐๐
2) hal ini diungkapkan oleh Agusta (2017).
Ukuran Stomata
Stomata merupakan lubang yang terdapat pada permukaan adaksial/abaksial daun dimana dikelilingi oleh dua sel penutup. Ukuran stomata pada tumbuhan yang terletak pada daun juga berbeda-beda. Ukuran stomata yang terletak pada daun biasanya juga dipengaruhi oleh banyaknya daun pada tumbuhan. Apabila ukuran stomata pada daun kecil maka jumlah stomata pada daun banyak dan apabila ukuran stomata pada daun besar maka jumlah stomata pada daun sedikit (Utami, 2018)
Menurut Mashud (2007), ukuran dan jumlah stomata pada setiap spesies itu berbeda hal ini dipengaruhi juga oleh lingkungan dan fungsi stomata pada tumbuhan itu sendiri. Jumlah dan ukuran pada stomata ini dipengaruhi oleh genotip dan lingkungan tempat tumbuhnya. Sel-sel penutup yang terdapat disekeliling stomata berguna mengendalikan buka dan tutupnya stomata.
Menutupnya stomata berguna untuk pencegahan kehilangan air pada saat persediaan air dilingkungan terbatas dan juga membatasi diambilnya CO
2untuk fotosintesis. Stomata pada tanaman terbuka pada saat siang hari dan menutup saat malam hari.
Proses terbuka dan tertutupnya stomata terpengaruh oleh tekanan turgor pada sel penutup stomata. Membesar dan mengecilnya ukuran bukaan sel penjaga diakibatkan oleh berubah-ubahnya tekanan turgor di sel penjaga. Keragaman jumlah pada stomata dan epidermis dapat dilihat melalui indeks stomata pada tanaman. Indeks stomata sendiri yaitu perbandingan jumlah stomata dengan jumlah total epidermis lalu ditambah stomata, yang dimana tiap satu stoma dihitung sebagai satu sel. Indeks stomata menyatakan tingkat kerapatan stomata.
Tingkat kerapatan stomata sendiri dipengaruhi faktor lingkungan seperti:
8
ketersediaan air pada lingkungan, intensitas cahaya yang diterima, kondisi temperatur, dan konsentrasi CO
2.
Peran Stomata dalam Identifikasi Jenis Pohon
Menurut Fahn (1991) dalam Mustika (2018) melalui tipe stomata yang terdapat dari berbagai macam jenis pohon dapat membantu dalam pengelompokkan antar satu tumbuhan dengan yang lainnya yang digunakan dalam penentuan taksonomi tumbuhan secara ilmiah. Bahkan menurut Hidayat dalam Mustika (2018) pola yang terbentuk dari sel penjaga dan sel tetangga pada tanaman sendiri sudah dapat dipakai dalam klasifikasi taksonomi.
Peran Stomata Sebagai Penghasil Oksigen
Stomata pada tumbuhan berperan untuk mengatur pertukaran gas pada tumbuhan. Pembukaan dan penutupan celah stomata sendiri dipengaruhi oleh tekanan turgor sel penjaga disekitarnya dimana fungsi utamanya untuk mempertahakan air dan keseimbangan karbon dioksida pada tumbuhan (Suyitno, 2004). Dalam proses fotosintesis sendiri dimana kerapatan stomata sangat dipengaruhi oleh keadaan lingkungannya seperti intensitas cahaya, suhu dan kadar CO
2maka stomata yang berfungsi sebagai tempat pertukaran udara ini juga mengalami perubahan seperti ukuran yang berubah atau pun tingkat kerapatan stomatanya yang berubah. Hal ini berpengaruh pada hasil oksigen yang dihasilkan oleh suatu tumbuhan. Jika kerapatan stomata tinggi biasanya ukuran stomata pada tumbuhan tersebut kecil maka oksigen yang keluar melalui stomata juga terpengaruh (Mulyani dalam Khoiroh, 2014).
Peran Stomata sebagai Penyerap Polutan
Tumbuhan juga berperan penting dalam menyerap polutan yang ada
diudara. Ruang Terbuka Hijau (RTH) yang sangat penting perannya bagi sistem
perkotaan. Menurut Nazrullah (1997), kondisi stomata pada tumbuhan berperan
penting dalam menyerap polutan. Dimana kondisi stomata sendiri sangat
dipengaruhi oleh lingkungannya seperti intensitas cahaya dan suhu disekitar
tempat tumbuh tumbuhan tersebut. Menurut Mutaqin dkk (2006) polutan yang
9
terdapat disekitar tumbuhan dapat masuk ke dalam tumbuhan melalui stomata itu
sendiri dan akan terakumulasi. Namun jika polutan yang masuk dalam jumlah
yang besar maka dapat merusak sel stomata pada tumbuhan itu sendiri. Sel
stomata tersebut akan merangsang produksi stomata untuk jumlah yang lebih
banyak lagi agar proses fotosintesis pada tumbuhan berjalan dengan normal hal ini
merupakan adaptasi dari tumbuhan itu sendiri.
10
METODE PENELITIAN
Tempat dan Waktu
Penelitian ini dilakukan di Kampus Universitas Sumatera Utara Medan pada bulan Januari sampai Mei 2021. Adapun pohon yang diambil sebagai bahan penelitian terletak di dalam kampus USU, Padang Bulan. Kegiatan karakterisasi stomata dilakukan di Laboratorium Penyakit Tanaman, Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara.
Alat dan Bahan Penelitian
Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah mikroskop binokuler, gunting, kaca objek, kaca penutup, cawan petri, kamera digital, selotip, kutek bening dan kertas label. Adapun bahan yang digunakan dalam penelitian ini yaitu, KOH 20%, alkohol 70%, gliserin, safranin 1%, dan air ledeng/aqua dan daun vegetasi pepohonan yang terdapat pada kawasan kampus Universitas Sumatera Utara, adaptor Optilab, aplikasi Image Raster Optilab.
Prosedur Penelitian
Sampel yang digunakan adalah pepohonan yang terdapat di lingkungan kampus Universitas Sumatera Utara. Sebanyak 83 sampel daun dari 121 jenis pohon yang berbeda digunakan untuk penelitian ini. Pemakaian 83 sampel dari 121 sampel yang ada dikarenakan kondisi sampel yang sulit untuk didapatkan/
pohon terlalu tinggi dan dikarenakan adanya beberapa daun yang terlalu berbulu sehingga tidak mencapai hasil pengamatan. Jumlah daun yang diambil pada setiap pohon sebanyak 3-5 lembar. Kriteria daun yang digunakan sebagai sampel merupakan daun dengan kondisi baik, tidak berpenyakit atau pun bolong dan daun mulus dari pohon. Untuk mendapatkan karakter stomata digunakan 2 metode yaitu metode replika dan metode kutek.
a) Metode Replika
Pada metode replika, sampel yang telah diambil dari pohon selanjutnya
dibersihkan menggunakan tisu kering, dipotong daun sebesar 1 cm x 1 cm dan
11
dimasukkan cairan alkohol 70% kedalam botol sampel dan direndam daun kurang lebih 24 jam. Selanjutnya sampel tersebut kembali diberi cairan KOH 20%
kedalam botol sampel selama kurang lebih 2x 24 jam. Setelah kegiatan tersebut, sampel selanjutnya dicuci dengan menggunakan air ledeng kemudian dilanjutkan dengan pencucian menggunakan cairan gliserin. Setelah proses tersebut, sampel kemudian ditetesi dengan menggunakan larutan safranin dan dicuci kembali menggunakan air ledeng. Setelah selesai, sampel selanjutnya diamati dibawah kaca objek dan dicatat hasilnya.
Untuk pengamatan pada mikroskop, sampel daun yang telah disiapkan terlebih dahulu ditempelkan pada pada kaca preparat, lalu diratakan dan diberi label dengan keterangan dari jenis tanaman. Untuk pengamatan jumlah stomata perbidang pandang dilakukan dengan menggunakan mikroskop pada pembesaran 10X sedangkan untuk pengamatan karakteristik stomata menggunakan pembesaran 40X.
Penghitungan untuk stomata dilakukan dengan pembagian bidang pandang. Untuk Jumlah yang diperoleh merupakan angka ยฑ. Data yang telah diperoleh lalu dikelompokkan/klasifikasikan dalam kategori : sedikit (1 - 50), cukup banyak (51-100), banyak (101-200), sangat banyak (201- >300), dan tak terhingga (301->700). Data distribusi stomata dapat dilihat dengan distribusi sejajar dan distribusi tersebar. (Haryanti, 2010).
b) Metode Kutek
Metode kutek dilakukan dengan membersihkan permukaan bawah daun
dengan ditiup atau dengan menggunakan tisu untuk menghilangkan debu dan
kotoran. Selanjutnya daun yang telah dibersihkan, dipotong dengan ukuran
1x1cm. Daun selanjutnya diolesi dengan kutek dan dibiarkan selama 10 menit,
sampai kering. Olesan yang sudah kering selanjutnya direkatkan pada perekat dan
kemudian diratakan. Daun tersebut kemudian dikerik hingga terlihat
epidermisnya. Potongan daun yang telah terlihat epidermisnya selanjutnya
dilatakkan pada kaca preparat diratakan dan diberi label dengan keterangan jenis
tanaman. Pengamatan jumlah stomata perbidang pandang menggunakan
mikroskop pada pembesaran 40X (Fauziah, 2019).
12
Analisis Data
Untuk mendapatkan karakter stomata 83 jenis pohon di Kampus USU.
Pengamatan tipe stomata, serta perhitungan kepadatan, panjang dan lebar stomata.
Tipe stomata
Dalam melakukan pengamatan Tipe Stomata dapat dilakukan dengan hasil gambar yang sudah didapatkan menggunakan aplikasi Images Raster Optilab.
Untuk menentukan Tipe Stomata pada tumbuhan menurut Fahn (1999) dalam Haryanti (2010) dapat diamati berdasarkan susunan sel epidermis tumbuhan tersebut yang berdekatan dengan sel tetangganya. Tipe stomata pada tumbuhan dibedakan menjadi 5 (lima) yaitu, anomositik jika sel penutup pada tumbuhan dikelilingi oleh beberapa sel tertentu yang tidak berbeda dengan epidermis yang lainnya baik dalam bentuk dan ukuran; anisositik jika ketika sel penutup pada tumbuhan dikelilingi oleh 3 sel tetangga dimana ukurannya tidak sama.
Tipe parasitik yaitu jika sel penjaga pada tumbuhan bergabung dengan satu atau lebih sel tetangga dimananya sumbu membujurnya sejajar dengan sumbu sel tetangga dan aperture, diasitik jika sel penutup dikelilingi oleh dua sel tetangga dengan dinding sel yang membentuk sudut siku-siku terhadap sumbu membujur stoma sedangkan aktinositik yaitu jika sel penutup dikelilingi oleh sel tetangga yang menyebar dalam radius.
Kepadatan Stomata
Kepadatan stomata dihitung sebagai hasil bagi jumlah stomata terhadap satuan luas pandangan mata di bawah mikroskop. Kepadatan stomata ini sendiri dapat dihitung berdasarkan oleh rumus (Lestari, 2006) yaitu:
๐พ๐๐๐๐๐๐ก๐๐ ๐๐ก๐๐๐๐ก๐ = ๐๐ก๐๐๐๐ก๐
๐ฟ๐ข๐๐ ๐ต๐๐๐๐๐ ๐๐๐๐๐๐๐
Pengukuran Panjang Stomata dan lebar stomata
Metode pengukuran panjang stomata menggunakan Image Raster Optilab.
Dengan cara pengukuran manual pada gambar stomata yang telah didapatkan.
13
Ukuran panjang stomata diklasifikasikan berdasarkan pada penelitian Juairiah (2014) yaitu: Ukuran kurang panjang (<20 ยตm), panjang (20-25 ยตm), dan sangat panjang (> 25 ยตm).
Pengukuran lebar stomata sendiri juga menggunakan Image Raster Optilab dengan cara pengukuran manual pada gambar stomata yang telah didapatkan. lalu dibagi menjadi kategori ukuran kurang lebar (<19,42 ยตm), ukuran lebar (19,42 โ 38,84 ยตm), ukuran sangat lebar (>38,84 ยตm) Metchalfe dan Chalk dalam Fahn (1991). Pengamatan ukuran digunakan perbesaran mikroskop 10X sedangkan untuk pengamatan tipe stomata digunakan perbesaran 40X. Setelah diperoleh data tipe stomata, data diklasifikasikan dan kemudian data dimasukkan ke dalam tabel hasil pengamatan.
Cara Pengukuran Panjang dan Lebar Sel Stomata
Untuk melakukan pengukuran panjang dan lebar stomata, dilakukan pengukuran pada bagian panjang sel stomata dan bagian lebar sel stomata. Pada Gambar 2, a merupakan panjang sel stomata dan b merupakan lebar sel stomata.
Gambar 2. Pengukuran Panjang dan Lebar Stomata (Berita Biologi, 2017)
14
HASIL DAN PEMBAHASAN
Sebaran Jenis Stomata pada Berbagai Jenis Pepohonan di Kawasan Kampus Universitas Sumatera Utara
Menurut Woelaningsih dalam Metcalfe dan Chalk (1957), terdapat 6 jenis stomata yang ditemukan pada tumbuhan yaitu tipe parasitik, aktinositik, anomositik, anisositik, diasitik dan siklositik dengan ciri khas yang berbeda.
Namun demikian, hasil identifikasi terhadap 83 jenis pohon di kampus USU hanya menemukan 4 (empat) tipe stomata yaitu parasitik, anomositik, anisositik dan diasitik (Tabel 1).
Tabel 1. Tipe Stomata dan Ukuran Stomata pada 83 Jenis Pohon di Kampus USU
Nama Latin Tipe
Stomata
Panjang Stomata Lebar Stomata (๐๐) Kategori (๐๐) Kategori Acacia mangium Parasitik 14,42 Kurang Panjang 9,53 Kurang Lebar Ficus ampelas 18,71 Kurang Panjang 12,14 Kurang Lebar Pterocarpus indicus 27,35 Sangat Panjang 9,05 Kurang Lebar Elaeocarpus grandifloras 24,73 Panjang 15,06 Kurang Lebar Garcinia atroviridis 21,28 Panjang 10,87 Kurang Lebar Dialium indum 14,83 Kurang Panjang 7,74 Kurang Lebar Garcinia dulcis 19,88 Kurang Panjang 26,70 Lebar Shorea laevis 5,43 Kurang Panjang 3,72 Kurang Lebar
Cerbera manghas 20,56 Panjang 8,50 Kurang Lebar
Alocasia macrorrhiza 26,58 Sangat Panjang 14,01 Kurang Lebar
Premna corymbosa 17,25 Kurang Panjang 12,10 Kurang Lebar
Antidesma bunius 32,04 Sangat Panjang 17,42 Kurang Lebar
Stelechocarpus burahol 7,68 Kurang Panjang 5,89 Kurang Lebar
Magnolia alba 16,21 Kurang Panjang 11,46 Kurang Lebar
Artocarpus integer 17,06 Kurang Panjang 14,07 Kurang Lebar
Theobroma cacao 12,74 Kurang Panjang 9,70 Kurang Lebar
Erythrina cristagalli 20,15 Panjang 12,22 Kurang Lebar
Agathis dammara 28,35 Sangat Panjang 16,50 Kurang Lebar
Lansium domesticum 16,37 Kurang Panjang 8,54 Kurang Lebar
Ficus racemose 14,92 Kurang Panjang 13,14 Kurang Lebar
Delonix regia 19,37 Kurang Panjang 8,16 Kurang Lebar
15
Nama Latin Tipe
Stomata
Panjang Stomata Lebar Stomata (๐๐) Kategori (๐๐) Kategori Peltophorum pterocarpum 17,28 Kurang Panjang 7,95 Kurang Lebar Bouea macrophylla 14,78 Kurang Panjang 14,94 Kurang Lebar Polyalthia longifolia 14,34 Kurang Panjang 6,20 Kurang Lebar Syzygium cumini 17,74 Kurang Panjang 9,90 Kurang Lebar Syzygium aqueum 15,72 Kurang Panjang 8,70 Kurang Lebar Psidium guajava 14,32 Kurang Panjang 5,76 Kurang Lebar Psidium guajava Red. Malaysia 15,94 Kurang Panjang 7,66 Kurang Lebar Syzygium malaccense 14,41 Kurang Panjang 6,78 Kurang Lebar Plumeria alba 25,15 Sangat Panjang 16,03 Kurang Lebar Hevea brasiliensis 12,34 Kurang Panjang 5,52 Kurang Lebar Ficus elastica 19,34 Kurang Panjang 12,35 Kurang Lebar
Cinnamomum verum 22,12 Panjang 11,61 Kurang Lebar
Spathodea campanulata 19,64 Kurang Panjang 12,31 Kurang Lebar Aleurites moluccana 16,28 Kurang Panjang 9,54 Kurang Lebar Cinnamomum burmannii 17,43 Kurang Panjang 11,11 Kurang Lebar Sterculia foetida 18,05 Kurang Panjang 8,48 Kurang Lebar
Ficus lyrata 13,43 Kurang Panjang 9,72 Kurang Lebar
Filicium decipiens 10,92 Kurang Panjang 4,98 Kurang Lebar Mangifera odorata 7,32 Kurang Panjang 6,46 Kurang Lebar
Ficus hispida 12,96 Kurang Panjang 6,12 Kurang Lebar
Mangifera foetida 6,21 Kurang Panjang 4,15 Kurang Lebar Swietenia macrophylla 11,54 Kurang Panjang 7,81 Kurang Lebar Swietenia microphylla 7,88 Kurang Panjang 5,41 Kurang Lebar Mangifera indica 7,01 Kurang Panjang 4,09 Kurang Lebar Garcinia mangostana 28,32 Sangat Panjang 37,62 Lebar
Morinda citrifolia 26,77 Sangat Panjang 10,47 Kurang Lebar
Instia bijuga 12,36 Kurang Panjang 8,66 Kurang Lebar
Melia azedarach 17,20 Kurang Panjang 6,18 Kurang Lebar Cynometra cauliflora 14,45 Kurang Panjang 8,16 Kurang Lebar Artocarpus heterophyllus 18,65 Kurang Panjang 11,87 Kurang Lebar
Calophyllum inophyllum 24,11 Panjang 32,67 Lebar
Ficus variegata 18,21 Kurang Panjang 15,79 Kurang Lebar
Leucaena leucocephala 18,01 Kurang Panjang 9,92 Kurang Lebar
16
Nama Latin Tipe
Stomata
Panjang Stomata Lebar Stomata (๐๐) Kategori (๐๐) Kategori Syzygium paniculatum 8,36 Kurang Panjang 4,68 Kurang Lebar Hura crepitans 17,63 Kurang Panjang 8,57 Kurang Lebar Flacourtia rukam 8,79 Kurang Panjang 4,22 Kurang Lebar Adenanthera pavonina 18,88 Kurang Panjang 10,94 Kurang Lebar Syzygium polyanthum 19,68 Kurang Panjang 13,72 Kurang Lebar
Salix babylonica 32,02 Sangat Panjang 37,59 Lebar
Manilkara zapota 9,78 Kurang Panjang 4,19 Kurang Lebar Shorea macrophylla 14,49 Kurang Panjang 6,59 Kurang Lebar
Annona muricata 23,41 Panjang 10,73 Kurang Lebar
Annona montana 28,01 Sangat Panjang 16,95 Kurang Lebar Handroanthus chrysotrichus 19,27 Kurang Panjang 14,71 Kurang Lebar Tamarindus indica 18,48 Kurang Panjang 12,59 Kurang Lebar
Baccaurea macrocarpa 20,71 Panjang 9,72 Kurang Lebar
Eucalyptus globulus 16,76 Kurang Panjang 10,22 Kurang Lebar Persea Americana 17,42 Kurang Panjang 13,67 Kurang Lebar Anacardium occidentale 10,92 Kurang Panjang 6,85 Kurang Lebar Ficus microcarpa 27,41 Sangat Panjang 22,72 Lebar
Terminalia mantaly 23,76 Panjang 11,77 Kurang Lebar
Ficus benjamina 20,02 Panjang 12,97 Kurang Lebar
Mimusops elengi 23,59 Panjang 11,03 Kurang Lebar
Terminalia cattapa 16,47 Kurang Panjang 5,27 Kurang Lebar Lagerstroemia speciose Anomositik 13,16 Kurang Panjang 9,39 Kurang Lebar Aquilaria malaccensis 18,27 Kurang Panjang 13,38 Kurang Lebar
Ceiba petandra 20,48 Panjang 8,55 Kurang Lebar
Moringa oleifera 21,22 Panjang 6,35 Kurang Lebar
Artocarpus altilis 19,01 Kurang Panjang 7,35 Kurang Lebar Schleichera oleosa Anisotitik 15,04 Kurang Panjang 4,30 Kurang Lebar Gnetum gnemon Diasitik 16,51 Kurang Panjang 10,77 Kurang Lebar
Keterangan: Kurang panjang (<20 ยตm); Panjang (20-25 ยตm); dan Sangat panjang (> 25 ยตm);Kurang lebar (<19,42 ยตm); Lebar (19,42-38,84 ยตm); dan Sangat Lebar (>39 ยตm)