PERANAN TRANSPIRASI 1. MENJAGA/PENGATURAN SUHU

PERANAN TRANSPIRASI

1. MENJAGA/PENGATURAN SUHU

ENERSI CAHAYA

1,3

kal menit^-1 cm^-2

FOTOSINTESIS (50%)

ENERGIPANAS (50%)

BILA MASSA DAUN = 0,02 g cm^-2 DENGAN PANAS JENIS = 0,879 kal

PENINGKATAN SUHU

0,65

0,02 X 0,879

= ± 37ºC MNT^-1

THERMAL DEATH POINT 50º- 60ºC

PENGUAPAN AIR 1 g MEMERLUKAN ENERGI 584 k 0,65 k MENGUAPKAN AIR 0,65/584 = 0,011g (cc)

PEMINDAHAN PANAS KE LINGKUNGAN O = Q + C + V + B + M

Q: RADIASI NETTO

- : DAUN MERADIASIKAN ENERGI >

+: DAUN MENERIMA RADIASI ENERGI >

C: KONVEKSI

- : PANAS BERGERAK DARI DAUN KE UDARA +: PANAS BERGERAK DARI UDARA KE DAUN

V: LAJU KONSUMSI PANAS

- : AIR DIUAPKAN DARI DAUN

+: AIR MENGEMBUN DI PERMUKAAN DAUN

B: PENYIMPANAN

- : SUHU DAUN TURUN +: SUHU DAUN NAIK M: PENYIMPANAN

METABOLISME DAN FAKTOR-FAKTOR LAIN (ENERGI PANAS YG DIHASILKAN/DISERAP METABOLISME)

NILAI B DAN M PADA UMUMNYA SANGAT KECIL SEHINGGA DAPAT DIABAIKAN SEHINGGA

O = Q + C + V

SELALU SEIMBANG

BILA SATU ATAU DUA FAKTOR POSITIF, YG LAIN NEGATIF

SUMBER RADIASI

MATAHARI, LAMPU DAN PANAS

2. MEMBANTU PROSES PENGATURAN AIR DAN HARA

PENGATURAN AIR

TRANSPIRASI → KANDUNGAN AIR DAUN TURUN → PO TURUN SEHINGGA AIR BERDIFUSI DARI BAGIAN LAIN KE DAUN → PENGATURAN TURGOR

PENGATURAN HARA

CONTOH: KANDUNGAN HARA BARLEY PADA MEDIA LARUTAN HOAGLAND

KONDISI TANAMAN KANDUNGAN

TERBUKA DIBAWAH SUNGKUP

CAHAYA

GELAP

K Ca Mg NO₃ PO₄ SO₄ H₂O

33 69

27

39

156 120

135

105

166 118

179

113

83 86

104

77

35 114

3

54

296 182

187

115

505 265

1090

435

DATA LAIN

• MUENSCHEL

KADAR ABU DI DAUN RELATIF LEBIH RENDAH DARIPADA AKAR

• BROYER & HOAGLAND

SUATU BARLEY MEMILIKI KECEPATAN TRASPIRASI 6x DARIPADA

BARLEY LAIN NAMUN KANDUNGAN K DAN Br DI DAUN DAN AKAR NS

 FAKTOR PENGATUR TRANSPIRASI

1. RADIASI MATAHARI

STOMATA DAN SUHU DAUN

2. KELEMBABAN UDARA

KELEMBABAN RELATIF (KR)

TEKANAN UAP AIR AKTUAL

TEKANAN UAP AIR JENUH X 100%

KR 30% 50% 60% 100%

mmHg 5,26 8,77 10,52 17,54 (t: 20°C)

3. SUHU

KARENA PERAN AIR, SUHU DAUN TIDAK BANYAK BERUBAH

SUHU DAUN NAIK DARI 20° MENJADI 30°C KR: 50% DAN KR RONGGA STOMATA 100%

T=20°C: TEK UAP R. STOMATA = 17,54 mmHg TEKANAN UAP ATMOSFER = 8,77 mmHg

T=30°C: TEK UAP R. STOMATA = 31,82 mmHg TEKANAN UAP ATMOSFER = 8,77 mmHg 8,77 mmHg

23,05 mmHg

4. ANGIN

ANGIN KENCANG, SUHU DAUN TURUN MAKA STOMATA MENUTUP

5. KONDISI TANAH



KETERSEDIAAN AIR

 SUHU

 AERASI

6. STOMATA

Ø STOMATA LEBIH DARI 1 µ Ø MOLEKUL AIR 0,000454 µ

DI PERMUKAAN ATAS DAN BAWAH DAUN

TUMBUHAN TERESTRIAL BAWAH >>>

TUMBUHAN AQUATIK ATAS >>>>

JUMLAH UAP AIR TRANSPIRASI 50X EVAPORASI

JUMLAH STOMATA

SPESIES ATAS BAWAH PANJANG LEBAR

Phaseolus vulgaris 4000 28100 7 µ 3 µ

Begonia coccinea 0 4000 21 µ 8 µ

Coleus blumei 0 14000 10 µ 5 µ

Zea mays 5200 6800 19 µ 5 µ

Helianthus annus 8500 15600 22 µ 8 µ

Ricinus communis 6400 17600 10 µ 5 µ

L. esculentum 1200 13000 13 µ 6 µ

PENGUAPAN MELALUI PORI TERGANTUNG:

1. KELILING PORI (SAYRE, 1926)

PENGUAPAN MELALUI PORI KECIL SEBANDING DENGAN KELILING PORI BUKAN DENGAN LUAS PORI

MAKIN KECIL LUBANG MAKIN BESAR UAP AIR HILANG PER SATUAN LUAS

RAND EFFECT (Σ KELILING)

SEPTUM Ø

UAP AIR HILANG (g)

LUAS RELATIF KELILING RELATIF

UAP AIR HILANG RELATIF

1 2,64 2,655 1,0 1,0 1,0

2 1,60 1,583 0,37 0,61 0,59

3 0,95 0,928 0,13 0,36 0,35

4 0,81 0,762 0,09 0,31 0,29

5 0,72 0,672 0,07 0,27 0,25

6 0,65 0,590 0,06 0,25 0,22

7 0,56 0,492 0,05 0,21 0,18

8 0,48 0,455 0,03 0,18 0,17

9 0,41 0,393 0,02 0,15 0,15

10 0,35 0,364 0,01 0,13 0,45

2. JARAK PORI

JARAK ANTAR PORI MAKIN DEKAT DIFUSI JUGA MAKIN RENDAH LAJU DIFUSI MAKSIMUM BILA JARAK PORI 20 X Ø (UTK Ø=0,3mm)

3. JUMLAH PORI

JUMLAH PORI PER SATUAN LUAS RENDAH DIFUSI JUGA RENDAH

difusi melalui pori berdiameter panjang

difusi melalui pori berdiameter sedang

difusi melalui pori berdiameter kecil

AIR BERUPA TETES KELUAR DARI BAGIAN TUBUH TUMBUHAN (HIDATODA)

BUKAN KARENA LUKA

TERJADI BILA SUHU TANAH >> SUHU ATM.

AIR NAIK MELALUI XILEM

SIMPLASTIK ATAU APOPLASTIK

AIR NAIK MELALUI DINDING SEL KE RUANG ANTAR SEL AKHIRNYA SAMPAI HIDATODA

TETES AIR BERUPA LARUTAN MENGANDUNG GULA, ASAM AMINO DAN GARAM MINERAL

Collocasia nymphaefolia

100 ml/daun/malam

DIFUSI UAP AIR DAN GAS

STOMATA MENUTUP ATAU MEMBUKA BERDASAR TURGOR SEL PENUTUP

Sel penjaga Sel epidermis Sel tambahan

Sitosol dan vakuole

pori Dinding menebal

STOMATA MEMBUKA/MENUTUP KARENA PERUBAHAN KIMIA SEL PENUTUP

PERUBAHAN PO DAN PA

BEBERAPA TEORI

1. FOTOSINTESIS SEL PENUTUP DIPERTANYAKAN KARENA

(TEORITIS) JUMLAH GLUKOSE TIDAK CUKUP UNTUK MENGUBAH TURGOR

2. TEORI KLASIK (SAYRE, 1923) PENGAMATAN

STOMATA MENUTUP KADAR PATI >>>>>

BILA MEMBUKA MENJADI <<<<< ATAU HILANG

PATI + Pi GLUKOSE-1-P

GLUKOSE + Pi

MALA M pH

4-5

SIANG pH 6-7

CO₂+H₂O H₂CO₃ H⁺ + HCO₃^-

3. TEORI KLASIK DIMODIFIKASI (LEVIT, 1937)

pH ASAM BUKAN KARENA H

₂

CO

₃

TETAPI OLEH AKUMULASI ASAM ORGANIK

SIANG ASAM ORGANIK DIROMBAK MAKA pH NAIK MALAM KRN CO

₂

TINGGI DIBENTUK ASAM ORGANIK (DIBANTU ENZIM KARBOSILASE) MAKA pH TURUN

4. ION K

⁺

• STOMATA MEMBUKA BILA ION K

⁺

TERAKUMULASI DI SEL PENUTUP SEHINGGA PA RENDAH MAKA AIR BERDIFUSI DARI SEL TETANGGA

• CAHAYA MENGAKIBATKAN ION K

⁺

DI SEL PENUTUP

DIPINDAHKAN KE TEMPAT GELAP (LAIN SEL) PADA LUMUT,

PAKU, CONIFER & MONOKOTIL; DIKOTIL PADA BERBAGAI

ORGAN

• PD BEBERAPA SPESIES ION Cl

^-

MENYERTAI ION K

⁺

(KOTRANSPOR) MASUK/KELUAR (RASCHKE &

HUMBLE, 1973)

• PADA SAAT ION K

⁺

MASUK, SEJUMLAH ION H

⁺

(SAMA) KELUAR (KONTRATRANSPOR) DARI SEL PENUTUP

H

⁺

BERASAL DARI ASAM ORGANIK YG DISINTESIS DLM SEL PENUTUP DIUBAH MENJADI ASAM MALAT

PROSES

PATI GULA PEP AS MALAT H

⁺

DARI ASAM MALAT KELUAR SEBAGAI

PENYEIMBANG K

⁺

YANG MASUK

CO₂

CAHAYA

FOTOSINTESIS DI SEL PENUTUP (PENGURANGAN CO₂)

pH SEL PENUTUP >>>

HCO3 >>>, DG PEP MEMBENTUK MALAT

ATP ASE MEMPENGARUHI PERTUKARAN H⁺/K⁺ MASUK KE SEL PENUTUP DIIKUTI

ANION

PENINGKATAN KONSENTRASI K⁺ & ANION DLM SEL PENUTUP

PENURUNAN PO DLM SEL PENUTUP STOMATA TERBUKA

SINTESIS ATP HIDROLISIS PATI

KONSENTRASI GULA SEL PENUTUP >>>

PEMOMPAAN K⁺ KE SEL PENUTUP

DIBANTU ATP ASE DIIKUTI

ANION

FAKTOR PENGATUR STOMATA MEMBUKA/MENUTUP 1. CO

₂

DAUN

TEKANAN PARSIAL CO

₂

RENDAH STOMATA MEMBUKA 2. CAHAYA

LAJU FOTOSINTESIS TINGGI BERAKIBAT CO

₂

DAUN RENDAH

3. KONDISI AIR

KADAR AIR DAUN BERHUBUNGAN DENGAN TURGOR SEL PENUTUP

4. SUHU

SUHU NAIK DIIKUTI KENAIKAN LAJU RESPIRASI SEHINGGA KADAR CO2 TINGGI, pH TURUN MAKA STOMATA MENUTUP 5. ANGIN

ANGIN BERPENGARUH MELALUI TRANSPIRASI

 POTENSIAL AIR TANAH

PA = PO + PT + PM

_POTE

NSIAL MATRIKS

PM SBG INDEKS TANAH MEMEGANG AIR PASIR : NILAI PM RENDAH

KLEI : NILAI PM TINGGI

 KAPASITAS LAPANGAN

 PERMUKAAN AIR TANAH

AIR BERGERAK DALAM TANAH SECARA ALIRAN MASSA YANG

DIKENDALIKAN OLEH PERBEDAAN TEKANAN

AIR UNTUK TUMBUHAN

AIR TERSEDIA UNTUK TUMBUHAN DITENTUKAN OLEH PA (BUKAN KADAR AIR)

KA KLEI: 30%

KA GELUH: 15%

NILAI PA MASING-MASING SAMA (- 0,25 MPa)

PADA AKAR TERDAPAT TEKANAN HIDROSTATIK POSITIF MENGHASILKAN TEKANAN AKAR < 0,1 MPa

LAJU TRANSPIRASI TINGGI BERAKIBAT TEKANAN AKAR = 0, SEDANG DI UJUNG TANAMAN TEKANAN HIDROSTATIK NEGATIF

SEBAGAI ENERGI ABSORPSI

udara

udara air

rambut akar

partikel tanah akar

ABSORPSI AIR OLEH RAMBUT AKAR RUANG UDARA

MENGEMBANG

 ABSORPSI AIR OLEH AKAR

AIR MELALUI RAMBUT AKAR

DARI EPIDERMIS MENUJU ENDODERMIS KEMUDIAN KE VASKULER

LAPISAN CASPARY

Rambut akar

Jalur seluler

Lapisan caspary

endodermis Jalur

apoplas

floem

Xilem

berdinding sel tebal

JALUR APOPLAS AIR BERGERAK MELALUI DINDING SEL DAN RUANG

ANTAR SEL

JALUR SELULER

• TRANS MEMBRAN AIR BERGERAK

MENEMBUS DINDING DAN MEMBRAN SEL

• SIMPLAS

AIR BERGERAK DARI SATU SEL KE SEL LAIN

MELALUI

PLASMODESMATA

sel rambut akar

LINTASAN SIMPLAS

lapisan caspary

tabung xilem

endodermis

LINTASAN APOPLAS

Sel 1 Sel 2

Sel 1 Sel 2

membran plasma dinding sel

plasmodesma

desmo tubul annulus retikulum

endoplasma dinding sel

membran plasma

plasmodesma

retikulum endoplasma desmotubul

annulus

UNSUR XILEM

TRAKHEID

UNSUR TABUNG MENYAMBUNG DG TRAKHEID / SESAMA

TABUNG

TABUNG YANG BERSAMBUNGAN

lubang

piringan perforasi

lubang

tabung terkavitasi/

emboli ujung tabung dg

lubang

lubang

piringan perforasi

ENERGI TRANSPORTASI AIR DARI AKAR KE

PUCUK TANAMAN

•TEKANAN AKAR

•GAYA KAPILER

•TEORI TEGANGAN KOHESI

•GRADIEN POTENSIAL ANTARA SEL-SEL DAUN

DG SEL-SEL BAGIAN BAWAH

Absorpsi air dari tanah

Gradien potensial air

Molekul air Rambut akar Partikel tanah Air

Kohesi dan adesi dalam xilem

Kohesi dengan ikatan air

Dinding sel Adesi

Sel-sel xilem

Transpirasi Atmosfer Molekul air Stoma

Sel-sel mesofil Cairan xilem

Ψ tanah = - 0,3 MPa Ψxilem akar = - 0,5 MPa Ψxilem batang = - 0,5 MPa Ψ daun (dinding sel) = - 1,0 MPa

Ψ daun (ruang udara) = - 7,0 MPa

Ψ udara luar = - 10 hingga -100 MPa

Interflow

Aliran

Permukaan

Infiltrasi

Permukaan Air Tanah

1 cm tanah terbentuk selama 15 – 200 tahun intersepsi

intersepsi presipitasipresipitasi

Interflow Ground water flow

Perkolasi

evapotranspirasi evapotranspirasi