Tranpirasi Pada Tumbuhan

Pengertian Tranpirasi 

Transpirasi adalah proses pengeluaran air oleh tumbuhan dalam bentuk uap air ke atmosfer. Banyaknya air yang ditranspirasikan oleh tumbuhan merupakan kejadian yang khas, meskipun perbedaan terjadi antara satu spesies dengan spesies lain. Dalam bukunya, juga menyatakan ada dua tipe transpirasi yaitu :

1) Transpirasi Kutikula.

Adalah evaporasi air yang tejadi secara langsung melalui kutikula epidermis. Kutikula daun secara relatif tidak tembus air, dan pada sebagian besar jenis tumbuhan transpirasi kutikula hanya sebesar 10 persen atau kurang dari jumlah air yang hilang melalui daun-daun. Oleh karena itu, sebagian besar air yang hilang terjadi melalui stomata.

2) Transpirasi Stomata

Sel-sel mesofil daun tidak tersusun rapat, tetapi diantara sel-sel tersebut terdapat ruang-ruang udara yang dikelilingi oleh dinding-dinding sel mesofil yang jenuh air. Air menguap dari dinding-dinding basah ini ke ruang-ruang antar sel, dan uap air kemudian berdifusi melalui stomata dari ruang-ruang antar sel ke atmosfer di luar. Sehingga dalam kondisi normal evaporasi membuat ruang-ruang itu selalu jenuh uap air. Asalkan stomata terbuka, difusi uap air ke atmosfer pasti terjadi kecuali bila atmosfer itu sendiri sama-sama lembap.
Selanjutnya juga disebutkan proses transpirasi merupakan proses pelepasan molekul-molekul air dari daun melalui stomata yang disebabkan oleh terjadinya pemanasan permukaan daun oleh cahaya matahari. Sebagian dari energy cahaya matahari akan diserap oleh tumbuhan, terutama membantu reaksi terang pada proses fotosintesis. Namun sebagian energi cahaya matahari jika tidak dilepaskan justru akan meningkatkan suhu tumbuhan, terutama pada bagian daun yang umumnya berstruktur tipis.

Hal ini tentunya akan membahayakan bagi keberlangsungan proses metabolismenya bahkan dapat merusak komponen-komponen penyusunnya dan enzim yang relative sensitif. Maka untuk menetralisir suhu yang berlebihan, daun melakukan mekanisme pelepasan molekul-molekul air ke udara melalui stomata. Energi cahaya matahari yang diterima daun sebagian akan dipakai untuk meningkatkan energi kinetik molekul-molekul air, sehingga molekul air tersebut bisa lepas ke udara bersama energi panas tersebut (dibutuhkan 580 kalori untuk menguapkan 1 gram air) sedangkan air yang masih tertinggal masih relatif dingin. Transpirasi juga merupakan mekanisme control keseimbangan daan stabilitas cairan tubuh. Stabilitas cairan tubuh terjaga apabila volum penyerapan air sebanding dengan volum kebutuhan air untuk mempertahankan turgiditas jaringan (tekanan hidrostatik) dan air untuk mendukung metabolisme serta stabilisasi suhu jaringannya. Bila transpirasi berlebihan yang tidak seimbang dengan aliran air yang masuk, maka jaringan akan kehilangan turgiditasnya. Tumbuhan menjadi layu atau bahkan mengering dan mati. Selain itu peranan transpirasi dalam tumbuhan untuk menurunkan suhu atau mendinginkan daun. Daun yang tidak melakukan transpirasi akan lebih panas beberapa derajat. Perubahan suhu dari daun menunjukan adanya pertukaran energi dari daun dan lingkungannya. Dari 100 % jumlah air yang diserap oleh tumbuhan hanya 1% yang digunakan untuk metabolisme tumbuhan, sedangkan 99 % ditranspirasikan.

Mekanisme Transpirasi

Transpirasi dimulai dengan penguapan oleh sel-sel mesofil ke rongga antar sel yang ada di dalam daun. Dalam hal ini rongga antar sel jaringan bunga karang merupakan rongga yang besar, sehingga dapat menampung uap air dalam jumlah banyak. Penguapan air ke rongga antar sel akan berlangsung selama rongga antar sel belum jenuh dengan uap air. Sel-sel yang menguapkan airnya ke rongga 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 begitu seterusnya. Uap air yang terkumpul dalam rongga antar sel akan tetap berada dalam rongga tersebut selama stomata pada epidermis daun tidak membuka. Kalau pun ada uap air yang keluar menembus epidermis dan kutikula jumlahnya hanya sedikit. Agar transpirasi dapat berjalan maka stomata harus membuka. Apabila stomata membuka, maka akan ada penghubung antara rongga antar sel dengan atmosfir. Kalau tekanan uap air di atmosfir lebih rendah dari rongga antar sel, uap air dari rongga antar sel akan keluar ke atmosfir. Jadi, syarat utama berlangsungnya transpirasi adalah penguapan air di dalam daun dan terbukanya stomata.

Secara alamiah tumbuhan mengalami kehilangan air melalui penguapan. Proses kehilangan air pada tumbuhan ini disebut transpirasi. Pada transpirasi, hal yang penting adalah difusi uap air dari udara yang lembab di dalam daun ke udara kering di luar daun. Kehilangan air dari daun umumnya melibatkan kekuatan untuk menarik air ke dalam daun dari berkas pembuluh yaitu pergerakan air dari sistem pembuluh dari akar ke pucuk, dan bahkan dari tanah ke akar. Ada banyak langkah dimana perpindahan air dan banyak faktor yang mempengaruhi pergerakannya. Daun tersusun atas sel-sel epidermis atas, jaringan mesofil yang terdiri atas jaringan palisade dan jaringan bunga karang dengan ikatan pembuluh diantara sel epidermis bawah dengan stomata. Transpirasi dimulai dengan penguapan air oleh sel-sel mesofil ke rongga antar sel yang ada dalam daun. Dalam hal ini rongga antar sel jaringan bunga karang merupakan rongga yang besar, sehingga dapat menampung uap air dalam jumlah yang banyak. Penguapan air ke rongga antar sel akan terus berlangsung selama rongga antar sel belum jenuh dengan uap air. Sel-sel yang menguapkan airnya kerongga antar sel tentu akan mengalami kekurangan air sehingga potensial airnya menurun. Kekurangan air ini akan diisi oleh air yang berasal dari xylem tulang daun yang selanjutnya tulang daun akan menerima air dari batang dan batang menerima dari akar. Uap air yang terkumpul dalam rongga antar sel akan tetap berada dalam rongga antar sel tersebut selama stomata pada epidermis daun tidak membuka. Kalaupun ada uap air yang keluar menembus epidermis dan kutikula, jumlahnya hanya sedikit dan dapat diabaikan. Agar transpirasi dapat berjalan, maka stomata pada epidermis tadi harus membuka. Apabila stomata membuka, maka akan ada penghubung antara rongga antar sel dengan atmosfer. Stomata tumbuhan pada umumnya membuka pada saat matahari terbit dan menutup saat hari gelap sehingga memungkinkan masuknya CO2 yang diperlukan untuk fotosintesis pada siang hari. Umumnya, proses pembukaan memerlukan waktu 1 jam dan penutupan berlangsung secara bertahap sepanjang sore. Stomata menutup lebih cepat jika tumbuhan ditempatkan dalam gelap secara tiba-tiba.

Terbukanya stomata pada siang hari tidak terhambat jika tumbuhan itu berada dalam udara tanpa karbon dioksida, yaitu keadaan fotosintesis tidak dapat terlaksana. Kalau tekanan uap air di atmosfer lebih rendah dari rongga antar sel, uap air dari rongga antar sel akan keluar ke atmosfer dan prosesnya disebut transpirasi.
  
Skema mekanisme membukanya stomata

Cahaya fotosintesis dalam sel-sel mesophyl berkurangnya CO2 dalam ruang antar sel menaikan pH dalam sel penutup perubahan enzimatik menjadi gula menaikkan kadar gula menaikkan tekanan osmotic dari getah sel menaikkan turgor stomata membuka. Air diserap ke dalam akar secara osmosis melalui rambut akar, sebagian besar bergerak menurut gradien potensial air melalui xilem. Air dalam pembuluh xilem mengalami tekanan besar karena molekul air polar menyatu dalam kolom berlanjut akibat dari penguapan yang berlangsung di bagian atas. Sebagian besar ion bergerak melalui simplas dari epidermis akar ke xilem, dan kemudian ke atas melalui arus transportasi.Laju transpirasi dipengaruhi oleh ukuran tumbuhan, kadar CO2, cahaya, suhu, aliran udara, kelembaban, dan tersedianya air tanah. Faktor-faktor ini mempengaruhi perilaku stoma yang membuka dan menutupnya dikontrol oleh perubahan tekanan turgor sel penjaga yang berkorelasi dengan kadar ion kalium (K+) di dalamnya. Selama stoma terbuka, terjadi pertukaran gas antara daun dengan atmosfer dan air akan hilang ke dalam atmosfer.

Stomata

Stomata merupakan alat istimewa pada tumbuhan, yang merupakan modifikasi beberapa sel epidermis daun, baik epidermis permukaan atas maupun bawah daun. Struktur stomata sangat bervariasi pada antar tumbuhan, terutama bila dibandingkan untuk antar tumbuhan yang lingkungan hidupnya cukup kontras. Melalui stoma tumbuhan menunjukkan kemampuan adaptifnya terhadap perubahan dan stress dari lingkungannya. Tumbuhan darat banyak mengeluarkan air melalui stomata, terutama pada siang hari yang terik. Melalui alat yang sama, tumbuhan juga melepaskan gas-gas seperti CO2 dan O2, terutama pada siang hari, kecuali pada tumbuhan gurun. Sebaliknya, melalui stomata tumbuhan juga menyerap CO2 dan O2.

Secara fisiologis, tumbuhan mampu mengatur tingkat konduktivitas stomata, dengan cara mengatur tingkat buka – tutupnya stomata. Secara struktural, adaptasi stoma ditunjukkan dari segi bentuk, ukuran, dan sebaran atau rasio antara permukaan atas dan bawah daun. Pada tumbuhan air, umumnya daunnya tipis dan lebar, dengan stomata lebih banyak dibentuk pada epidermis atas daun. Sebaliknya, pada tumbuhan darat umumnya, jumlah stomata lebih banyak pada epidermis bawah daun. Pada tumbuhan daerah kering (xerofit), selain stomata kecil-kecil dan lebih banyak dibentuk di ermukaan bawah daun, banyak yang diikuti dengan penebalan kutikula untuk membantu menahan laju kehilangan air melalui transpirasi (stomatal dan kutikuler). Pada tumbuhan gurun yang mengalami stress oleh air dan suhu yang panas, struktur stomatanya bahkan melekuk ke dalam hingga menjadi tersembunyi (kriptomer atau sunken). Pada beberapa tumbuhan darat (bukan gurun) yang juga memiliki stomata tipe Sunken, antara lain adalah Nereum oleander dan Pinus merkusii

Untuk mengukur laju transpirasi tersebut dapat digunakan potometer. Sebagian besar transpirasi berlangsung melalui stomata sedang melalui kutikula daun dalam jumlah yang lebih sedikit. Transpirasi terjadi pada saat tumbuhan membuka stomatanya untuk mengambil karbon dioksida dari udara untuk berfotosintesis. Penyerapan air dari dalam tanah ke bagian atas tumbuhan memiliki arti bahwa tanaman tersebut harus melawan gaya gravitasi bumi yang selalu mengakibatkan benda jatuh ke bawah. Akan tetapi, tanaman berhasil melakukan hal itu. Kuncinya ialah tanaman-tanaman ini menggunakan tekanan akar, tenaga kapilaritas, dan juga tarikan transpirasi. Namun pada tanaman-tanaman yang sangat tinggi, yang berperan paling penting adalah tarikan transpirasi. Dalam proses ini, ketika air menguap dari sel mesofil, maka cairan dalam sel mesofil akan menjadi semakin jenuh. Sel-sel ini akan menarik air melalu osmosis dari sel-sel yang berada lebih dalam di daun. Sel-sel ini pada akhirnya akan menarik air yang diperlukan dari jaringan xylem yang merupakan kolom berkelanjutan dari akar ke daun. Oleh karena itu, air kemudian dapat terus dibawa dari akar ke daun melawan arah gaya gravitasi, sehingga proses ini terus menerus berlanjut.

Proses penguapan air dari sel mesofil daun biasa kita sebut dengan proses transpirasi. Oleh itu, pengambilan air dengan cara ini biasa kita sebut dengan proses tarikan transpirasi dan selama akar terus menerus menyerap air dari dalam tanah dan transpirasi terus terjadi, air akan terus dapat diangkut ke bagian atas sebuah tanaman Proses transpirasi ini selain mengakibatkan penarikan air melawan gaya gravitasi bumi, juga dapat mendinginkan tanaman yang terus menerus berada di bawah sinar matahari. Mereka tidak akan mudah mati karena terbakar oleh teriknya panas matahari karena melalui proses transpirasi, terjadi penguapan air dan penguapan akan membantu menurunkan suhu tanaman. Selain itu, melalui proses transpirasi, tanaman juga akan terus mendapatkan air yang cukup untuk melakukan fotosintesis agar keberlangsungan hidup tanaman dapat terus terjamin.

Kegunaan Transpirasi

Proses transpirasi pada tumbuhan dapat membawa keuntungan bagi proses kehidupanya. Diantaranya beberapa keuntungan itu adalah:

·

      Menjaga stabilitas suhu tubuh. Karbon dioksida yang masuk melalui stomata yang terbuka saat transpirasi dapat dimanfaatkan dalam proses memasak makanan dan pembentukan energi. Bila glukosa hasil oleh fotosintesis sudah terbentuk maka tumbuhan akan mendapatkan energi secara otomatis suhu tubuhnya akan stabil.

·          

      Memungkinkan percepatan laju pengangkutan unsur hara melalui pembuluh xilem. pembuluh kayu atau xilem bersumber dari akar yang mengangkut cairan menuju kedaun. Cairan tersebut adalah  unsur hara yang mendapat tekanan besar ketika proses transpirasi berlangsung pada daun. Hal ini serta membuat pekerjaan pembuluh xilem menjadi cepat.

·          

      Menjaga tranport pasif atau turgiditas sel agar tetap pada kondisi optimal. Turgiditas sel ini akan menyebabkan sel tumbuhan akan memiliki bentuk yang tetap. Dalam turgiditas sel terjadi transport pasif yaitu pemindahan ion,molekul dan senyawa yang sangat diperlukan tumbuhan dalam proses difusi dan osmosis. Kadar ion kalium dapat dipertahankan saat transpirasi berlangsung.

Tweet