“HUBUNGAN
TUMBUHAN DENGAN AIR”
Air merupakan faktor
lingkungan yang penting, semua organisme hidup memerlukan kehadiran air ini.
Perlu dipahami bahwa jumlah air di sistem bumi kita ini adalah terbatas dan
dapat berubah-ubah akibat proses sirkulasinya. Pengeringan bumi sulit untuk
terjadi akibat adanya siklus melalui hujan, aliran air, transpirasi dan
evaporasi yang berlangsung secara terus menerus.
Bagi tumbuhan air adalah
penting karena dapat langsung mempengaruhi kehidupannya. Bahkan air sebagai
bagian dari faktor iklim yang sangat berpengaruh terhadap pertumbuhan dan
perubahan struktur dan organ tumbuhan.
Untuk lebih rinci perhatikan
peranan air bagi tumbuhan di bawah ini :
a)
Struktur
Tumbuhan.
Air merupakan bagian terbesar pembentuk jaringan dari
semua makhluk hidup (tak terkecuali tumbuhan). Antara 40% sampai 60% dari berat
segar pohon terdiri dari air, dan bagi tumbuhan herba jumlahnya mungkin akan
mencapai 90%. Cairan yang mengisi sel akan mampu menjaga substansi itu untuk
berada dalam keadaan yang tepat untuk berfungsi metabolisma.
b)
Sebagai
Penunjang.
Tumbuhan memerlukan air untuk penunjang
jaringan-jaringan yang tidak berkayu. Apabila sel-sel jaringan ini mempunyai
cukup air maka sel-sel ini akan berada dalam keadaan kukuh. Tekanan yang
diciptakan oleh kehadiran air dalam sel disebut tekanan turgor dan sel akan
menjadi mengembang, dan apabila jumlah air tidak memadai maka tekanan turgor
berkurang dan isi sel akan mengerut dan terjadilah plasmolisis.
c)
Alat
Angkut.
Tumbuhan memanfaatkan air sebagai alat untuk
mengangkut materi disekitar tubuhnya. Nutrisi masuk melalaui akar dan bergerak
ke bagian tumbuhan lainnya sebagai substansi yang terlarut dalam air. Demikian
juga karbohidrat yang dibentuk di daun diangkut ke jaringan-jaringan lainnya
yang tidak berfotosintesis dengan cara yang sama.
d)
Pendingin.
Kehilangan air dari tumbuhan oleh transpirasi akan
mendinginkan tubuhnya dan menjaga dari pemanasan yang berlebihan.
1. Masuknya Air dalam Tumbuhan
Tumbuhan umumnya menyerap/ mengisap air tanah oleh sistem akarnya, meskipun
pada brebeapa tumbuhan sederhana seperti lumut kerak dan lumut daun mampu
menyerap air dari sekitarnya secara langsung. Air memasuki akar melalui
bulu-bulu akar yang sangat halus yang berada seitar 6 mm setelah tudung akar.
Sistem bulu akar ini memperluas permukaan aktif yang mampu menyerap air, dan
secara terus menerus diperbaharui sesuai dengan pertumbuhan akar menembus
tanah.
2. Pergerakan Air dalam
Tumbuhan Dalam tumbuhan paku-pakuan dan juga dalam spermatofita air bergerak
melalui jaringan khusus yang disebut xylem, yang strukturnya sangat
berbeda-beda tergantung pada pengelompokannya, yang secara umum bersamaan
dengan bentuk tabung. Air didorong naik sebagian akibat daya kapiler, tetapi sebagian
besar bergerak anik akibat perbedaan terkanan antar daun dengan akar yang akan
menghasilkan aliran yang terus-menerus melalui tumbuhan. Dalam tumbuhan yang
tidak mempunyai jaringan xylem air diangkut ke seluruh tubuh oleh proses
osmosis.
3. Bagaimana air meninggalkan
tumbuhan Umumnya air yang masuk ke tanah dan tumbuhan akan hilang melalui
proses penguapan, dan hanya 2% air yang diserap oleh akar akan dipakai
membentuk lebih banyak materi tumbuhan.
Pada prinsipnya air akan meninggalkan tumbuhan melalui
tiga cara:
a)
Transpiransi,
yaitu bagian
yang paling utama dari kehilangan air ini. Dalam daun air akan diuapkan dari
dinding sel ke ruang antar sel. Dari sini didifusikan ke luar ke udara melalui
lubang kecil di daun yang disebut stomata/ mulut daun. Mulut-mulut daun ini
akan terbuka pada siang hari dan menutup pada malam hari. Fungsi utamanya
adalah memberi kemungkinana untuk erjadinya pertukaran gas antara tumbuhan
dengan udara.
b)
Penguapan
Kutikula,
sebagaian air mungkin menguap melalui kutikula dari daun
atau tngkai. Dan hanya sebagian kecil air hilang dengna cara ini, umumnya
kurang dari 10% dari total kehilangan air.
c)
Gutasi,
di daerah yang lembab kehilangan air akibat penguapan
adalah terlalu sulit. Untuk tumbuhan yang hidup pada habitat ini mempunyai
lubang pada ujung dari xylem dari daun sebagai adaptasi morfologi dan
fisiologi. Lubang ini dikenal dengan hidatoda, yang memungkinkan air menetes
langsung keluar dari daun.
4. Laju Kehilangan Air Jumlah
air yang diperlukan oleh tumbuhan dan konsekuensinya daya toleransi terhadap
lingkungan adalah ditentukan utamanya oleh laju kehilangan air, yang harganya
tidak saja dipengaruhi oleh kondisi lingkungan tetapi juga oleh keadaan
tumbuhan itu sendiri.
- Kondisi Lingkungan Faktor-faktor lingkungan seperti suhu, kelembaban udara, dan angin kesemuanya berpesan terhadap laju penguapan dan mempengaruhi jumlah air yang hilang dari tumbuhan.
- Ukuran dan Struktur Tumbuhan
a) Ukuran Tumbuhan, umumnya
tumbuhan yang besar memerlukan lebih banyak air daripada tumbuhan kecil pohon
Quercus misalnya menguapkan 675 L air, sedangkan jagung hanya menguapkan 2,5 L
air selama musim panas di daerah temperata.
b) Ukuran Daun, umumnya di
daerah lembab yang mempunyai laju penguapan rendah daun-daun menjadi besar
untuk mendukung transpirasi, sedangkan daun-daun tumbuhan di daerah kering
berukuran kecil-kecil untuk mengurangi penguapan.
c) Jumlah dan Ukuran Stomata,
kerapatan dan ukuran stomata sangat berlainan untuk setiap jenis tumbuhan.
Transpirasi pada dasarnya akan lebih efisien pada daun dengan ukuran stomata
kecil tapi banyak jumlahnya daripada daun dengan stomata besar tapi sedikit
jumlahnya. Tumbuhan yang teradaptasi untuk hidup di daerah kering biasanya
mempunyai stomata dengan jumlah sedikit, bahkan pada daerah kering ini stomata
tumbuhan terbuka pada malam hari dan tertutup pada siang hari dengan tujuan
mengurangi kehilangan air akibat transpirasi.
5. Kekurangan dan Kelebihan Air Di lingkungan daratan
dengan situasi kelebihan air maka tanah menjadi jenuh air, permasalahan utama
pada situasi seperti ini adalah tidak adanya udara dalam tanah sehingga
perakaran tumbuhan tidak bisa bernafas dan juga tanah sering menjadi asam. Jika
jumlah air tidak memadai untuk keperluan tumbuhan maka sel menjadi lembek, dan
stomata menutup untuk mengurangi kehilangan air berkelanjutan. Kondisi air
tanah seperti ini dikenal dengan titik kelayuan, dan sel-sel tumbuhan mulai
untuk terjadinya plasmolisis yang biasanya berjalan berkepanjangan. Dan apabila
situasi kekurangan air ini menerus maka tumbuhan akan mati. Umumnya tumbuhan
yang berada di daerah kering ini berada dalam keadaan setengah dehidrasi pada
siang hari yang diimbangi dengan penyimpanan dalam keseimbangan airnya pada
malam hari.
6. Efisiensi Transpirasi Jenis tumbuhan yang berbeda memerlukan
jumlah air yang berbeda pula untuk pertumbuhannya. Perbandingan antara
produktivitas bersih dengan air yang ditranspirasikan merupakan efisiensi
transpirasi dari tumbuhan. Biasanya dinyatakan sebagai berat air yang
ditranspirasikan dalam gram untuk menghasilkan 1 gram berat organik kering.
Misalnya, efisiensi transpirasi dari gandum adalah 507, tentang 408, dan
tanaman di daerah kering 250.
7. Adaptasi Tumbuhan terhadap Kondisi ekstrim
Kekeringan merupakan situasi yang sering dialami oleh tumbuhan, meskipun
dipahami bahwa hujan bukanlah satusatunya faktor yang dapat menimbulkan. Suhu
yang tinggi bisa juga memberikan pengaruh kekurangan air ini. Bila musim kering
itu bersifat periodik dan merupakan karakteristika daerah, maka tumbuhan yang
berada di daerah akan memperlihatkan penyesuaian dirinya, berbagai cara
penyesuaian ini tergantung pada tumbuhan itu. Umumnya memperlihatkan reduksi
dari daun dan dahan, memperpendek siklus hidup atau biji matang pada atau dekat
permukaan, rambut akar bertambah banyak, sel kutikula menbal, dinding sel
mengandung lebih banyk ikatan kipid, jaringan polisade berkembang lebih baik
tetapi sebaliknya dengan bungakarang, sel dan ruang antar sel mengecil tetapi
jaringan lignin membesar. Kecepatan fotosintesis, tekanan osmosa dan
permeabilitas protoplasma meninggi dan diikuti dengan penurunan viskositas
protoplasma, akibatnya perbandingan tepung dan gula menjadi besar, sehingga
secara total tumbuhan menjadi tahan terhadap kelayuan.
Berbagai usaha untuk mengatasi kekurangan air atau
mengurangi kebutuhan air bagi tumbuhan:
1) Memperbaiki keadaan lingkungan
a) menambah jumlah, air dengan
irigasi atau mengadakan penahanan terhadap bungaan ari.
b) mengurangi kecepatan
evapotranspirasi, dengan cara:
• pengadaan mulsa, menghambat penguapan dari tanah
dengan menutupnya oleh dedaunan, ranting, dan lain-lain.
• menahan kecepatan angin dengan pohon pelindung
• melakukan penjarangan
• menyiangi daun dan bagian tumbuhan lainnya
• membuang tumbuhan gulma
• memberi cairan lilin pada daun
2) Menaikkan daya tahan tumbuhan terhadap kekeringan
a) Memilih jenis tumbuhan yang
tahan kekeringan
b) Penyilangan dengan tumbuhan
tahan kering
c) Pemberi stimulasi tahan
kekeringan
d) menjaga kadar N sekecil
mungkin tapi memadai
e) mengatur pengairan dengan
jarak yang semakin lama, dengan maksud sistem perakaran menembus dengan jauh ke
dalam tanah dan supaya terjadi perubahan protoplasma yang dapat menaikkan daya
tahan terhadap kekeringan.
8. Pengelompokan Tumbuhan berdasarkan Kadar Air Tanah
Berdasarkan toleransinya terhadap air, terdapat empat kelompok besar, yaitu:
1) Hidrofita, kelopok tumbuhan
yang hidupu dalam air atau pada tanah yang tergenag secara permanen.
2) Halofita, kelompok tumbuhan
yang terkhususkan tumbuh pada lingkungan berkadar garam tinggi (kekeringan
fisiologi).
3) Xerofita, kelompok tumbuhan
yang teradaptasi untuk hidup di daerah kering.
4) Mesofita, kelompok tumbuhan
yang bertoleransi pada kondisi tanah yang moderat (tidak dalam keadaan
ekstrim).
5) Hidrofita, Hidrofita
merupakan kelompok tumbuhan yang hdiup sebagian atau seluruhnya di dalam air
atau habitat yang basah. Jadi dalam hal ini keadaan air berada dalam kondisi
berlebihan, dan tumbuhan yang hidup mempunyai karakteristika yang khusus,
seperti terdapatnya jaringan lakuner terutama pada daun dan akar yang berperan
dalam memenuhi kebutuhan akan udara sebagai adaptasi terhadap kekurangan
oksigen. Berdasarkan karakteristiknya dikenal 5 subkelompok hidrofita, yaitu:
a) Hidrofita Tengelam dan
Tertanam pada Substrat Mempunyai epidermis yang tidak berkutikula, daun dan
cabang akar tereduksi dalam ukuran dan ketebalan. Berkembang biak biasanya
secara vegetatif. Contoh: Vallisneria dan Elodea.
b) Hidrofita Terapung Mampu
berkembang biak secara cepat sehingga dalam waktu yang singkat dapat menutupi
seluruh permukaan perairan. Bila terjadi reproduksi seksual maka penyerbukan
terjadi pada atau di atas permukaan. Contoh: Lemna, Eichornia, dan Salvia.
c) Hidrofita Terapung dengan
akar tertanam dalam substrat Mempunyai batang, akar dan tuber yang panjang.
Daun sering tertutup oleh lapisan lilin. Contoh: Nymphaea dan Victoria
d) Hidrofita Menjulang, akar
tertanam dalam substrat Akar cepat tumbuh dalam lumpur, daun memperlihatkan
variasi yang berbeda, baik bentuk maupun struktur, antara yang mencuat ke udara
dengan yang terendam dalam air. Contoh: Acorus dan Typha
e) Hidrofita Melayang
Merupakan fitoplankton, mampu menyerap nutrisi langsung dari air. Contoh:
Oscillatoria dan Spirogyra
6) Halofita Tumbuhan yang hidup dalam kadar garam yang
tinggi, mempunyai mekanisme untuk menerima garam yang masuk dalam tubuhnya.
Halofita harus mampu mengatasi masalah kekeringan fisiologi. Tingginya
konsentrasi garam dalam tanah mungkin menghambat peneyrapan air secara osmosis.
Pada rawa pantai halofita berada dalam kekeringan saat surut, dan pengaruh
kekurngan air dapat diimbangi dengan penyimpanaan aiar dalam tubuhnya sehingga
bentuk halofita ini sering memperlihatkan sifat sukulen. Contoh : Acanthus
ilicifolius, dan berbagai tumbuhan di rawa bakau.
7) Xerofita Merupakan tumbuan yang teradaptasi untuk
daerah kering, sangat sedikit jumlahnya dan lebih terkhususkan jika
dibandingkan dengan kelompok lainnya. Xerofita ini dapat dikelompokkan dalam
dua subkelompok besar, yaitu kelompok yang menghindar terhadap kekeringan
(xerofita tidak muirni), dan kelompok yang memikul atau menahan situasi kering
(xerofita asli).
8) Penghindar terhadap kekeringan, mencegah kekeringan
dengan jalan melakukan adaptasi dalam siklus hidup, morfologi, dan fisiologi.
9) Epemeral, Merupakan umumnya tumbuhan di padang
pasir, dengan siklus hidup dan tumbuhan mulai dari biji sampai fasa reproduksi
dalam beberapa minggu selama jumlah air memadai/ mencukupi. Biasanya biji
dilapisi zat pelindung dan tahan terhadap kekeringan yang akan terlarut pada
musim hujan sebelum berkecambah.
10) Sukulenta, Merupakan tumbuhan perenial, menghindar
dari kekeringan dengan menyimpan sejumlah air dalam jaringannya dan mereduksi
kehilangan air. Air dapat disimpan mungkin di daun seperti pada Agave, di
tangkai/ dahan pada Cactaceae dan Euphorbiaceae, atau di batang pada
Bombacaceae. Pada semua sukulenta bentuk morfologinya ini mempunyai kemampuan
untk mengurangi kehilangan air dari tumbuhan akibat transpirasi stomata dan
ruang antar sel sangat sedikit, daun tereduksi dalam ukuran lapisan kutikula
yang tebal.
11) Freatofita, Sering dikenal dengan tumbuhan
penyedot air, karena laju transpirasinya yang tinggi dan mampu menghindar dari
kekeringan karena kemampuannya mencari dan mendapatkan air. Strateginya tidak
untuk menjaga air tetapi akar yang sangat panjang yang mampu mencapai lapisan
freatik yang dalam dari air tanah, menyerapnya dengan tekanan osmotik yang
tinggi dari akarnya.
12) Tahan Kekeringan, Merupakan xerofita sejati, dan
biasanya berupa semak yang memperoleh air dari tanah yang relatif kering.
Caranya dengan mengadakan tekanan defisit yang cukup tinggi dalam sel-sel daun
dan akar. Biasanya juga mengurangi transpirasi dengan membentuk dau
Tidak ada komentar:
Posting Komentar