LAPORAN PRAKTIKUM BIOLOGI TRANSPIRASI TUMBUHAN

Kelompok : 7 Kelas : B14 DEPARTEMEN BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2010 PENDAHULUAN Pengertian Transpirasi Tumbuhan daratan yang muda hanya dapat bertahan hidup pada situasi yang lembab, dan lebih lanjut membutuhkan sebuah pipa menyuplai irigasi air melalui xilem yang disuplai oleh sistem pengumpul yang efisien yaitu akar. disebut dengan transpirasi (miring). Arus dari pengaliran air (getah tumbuhan) sepanjang tanaman sebagai respon terhadap transpirasi disebut aliran transpirasi (Milburn 1979). Lebih dari 90% air yang masuk ke tanaman diteruskan dan dievaporasikan terutama kedalam ruang udara daun diteruskan ke stomata dan keluar atmosfer. Proses hilangnya uap air dari dalam daun ke atmosfer disebut transpirasi. Aparat stomata, yang sering menempati 1% atau lebih dari area permukaan daun, mengatur transpirasi dan perubahan gas. Sel penjaga membatasi masing-masing stomata yang mempunyai dinding elastis secara relatif dan mikrofibril yang menyesuaikan secara radial. Bagian dari dinding yang berdekatan ke rongga sangat tebal dibanding sisa-sisa dinding. Ketebalan ini mengizinkan masing-masing stomata untuk membuka dan menutup dengan mengubah turgor dari sel penjaga. Stomata menutup ketika tekanan turgor rendah dan membuka ketika tekanan turgor tinggi. Perubahan tekanan turgor pada sel penjaga, yang beisi kloroplas, mengambil tempat terbuka untuk mengubah intensitas cahaya, konsentrasi karbondioksida, dan konsentrasi air. Kelembapan memainkan peran sebaliknya, tetapi berperan langsunng dalam tingkat transpirasi. Kelembapan yang tinggi mengurangi transpirasi, dan kelembapan yang rendah mempercepat transpirasi (Stern 2006). Mekanisme Transpirasi Pada malam hari, ketika transpirasi sangat rendah atau bahkan nol, sel-sel akar masih tetap menggunakan energi untuk memompa ion-ion mineral kedalam xilem. Dorongan getah xilem ke arah atas ini disebut akar. Tekanan akar menyebabkan gutasi yaitu tetesan butiran air pada ujung-ujung helai daun. Pada sebagian besar tumbuhan, tekanan akar bukanlah mekanisme utama yang mendorong naiknya getah xilem. Setinggi-tingginya tekanan akar hanya dapat emaksa air naik keatas beberapa meter saja, dan banyak tumbuhan, termasuk beberapa pohon yang paling tinggi tidak dapat menghasilkan tekanan akar sama sekali. Penarikan getah xilem : mekanisme transpirasi – kohesi – tegangan Pada mekanisme transport kita akan melihat bahwa transpirasi akan menyediakan tarikannya, dan kohesi air akibat pengikatan hidrogen akan memberikan tarikan keatas disepanjang seluruh xilem hingga akar. Tarikan Transpirasi Stomata akan menghasilkan maze yang tersusun dari ruang-ruang udara integral yang akan memaparkan sel-sel mesofil pada karbondioksida yang dibutuhkan sel-sel tersebut unutk fotosintesis. Udara didalam ruangan ini dipekatkan dengan uap air karena udara tersebut mengalami kontak dengan dinding yang lembab. Pada sebagian besar hari, udara diluar daun lebih kering, artinya udara memiliki konsentrasi air lebih rendah daripada udara dibagian dalam daun. Dengan demikian, udara yang berdifusi menuruni gradien konsentrasinya, keluar dari daun melalui stomata . Transpirasi diubah menjadi gaya tarik, mekanismenya bergantung pada dihasilkannya suatu tekanan negatif (tegangan) pada daun tersebut akibat fisik air yang unik. Penguapan dari lapisan tipis air yang melapisi sel-sel mesofil tersebut akan menggantikan uap air yang hilang dari ruang-ruang udara melalui transpirasi. Seiring dengan menguapnya air, lapisan tipis air yang tersisa dan masuk kedalam pori-pori dinding sel, ditarik akibat adhesi ke dinding-dinding yang hidrofilik. Pada waktu yang bersamaan, gaya-gaya kohesif didalam air akan melawan terjadinya kenaikan luas permukaan lapisan tipis tersebut (pengaruh tegangan permukaan). Kombinasi kedua gaya yang berkerja pada air adhesi ke dinding dan tegangan permukaan menyebabkan luas permukaan lapisan tipis air membentuk miniskus, atau bebtuk cekung. Dalam artian, air itu ditarik oleh gaya adhesif dan kohesif. Dengan demikian, lapisan tipis air pada permukaan sel-sel daun memiliki tekanan negatif, yaitu satu tekanan yang lebih kecil daripada tekanan atmosfer. Kohesi dan Adhesi Air Tarikan transpirasi pada cairan xilem dihantarkan secara menyeluruh dari daun hingga keujung akar dan bahkan kedalam larutan tanah. Kohesi air akibat pengikatan hydrogen memungkinkan penarikan suatu kolom getah dari bagian atas tanpa memisahkan air. Molekul air yang keluar yang dari xilem pada daun akan menarik molekul air disebelahnya, dan tarikan ini diteruskan, molekul demi molekul menuju kebawah sampai ke seluruh kolom air pada xilem. Adhesi molekul air yang kuat (kembali melalui ikatan hidrogen) ke dinding hidrofilik sel-sel xilem juga membantu melawan gravitasi. Tarikan keatas pada getah yang kohesif akan menimbulkan tegangan didalam xilem. Tekanan akan menyebabkan pembuluh elastis membekas, akan tetapi tegangan akan menarik dinding pembuluh kedalam. Tarikan transpirasi akan menempatkan xilem berada dibawah tegangan disepanjang saluran tersebut sampai keujung akar, bahkan pada pohon yang paling tinggi. Tegangan ini akan menurunkan potensial air pada xilem akar hingga mencapai keadaan dimana air mengalir secara pasif dari tanah, melewati korteks akar, dan masuk kedalam stele (Campbell 2002). Tujuan Praktikum bertujuan untuk mengukur laju transpirasi pada dua jenis tumbuhan yang berbeda struktur dan mengamati jumlah stomata bagian atas dan bagian bawah. Hasil Pengamatan Tabel 1 Mengamati laju transpirasi Waktu (menit) Tumbuhan A (Hijau) Tumbuhan B (Ungu) Kontrol ml ml ml ml 0 7,2 - 7,4 - 7 15 7,2 0 7,4 0 7 30 7,0 0,2 7,2 0,2 7 45 6,6 0,4 7,2 0 7 60 6,4 0,2 7,0 0,2 7 Rata-rata air menguap (ml) - 0,2 - 0,1 - Luas Daun - 1559,61 cm2 - 1799,55 cm2 - Laju Transpirasi - 1,28x10-4 ml/ cm2/jam - 5,56x10-5 ml/ cm2/jam - Perhitungan : 1. Tumbuhan A (Hijau) a) Luas Daun (ld) Diketahui : bobot daun (bd) = 1,3 gr bobot kertas (bk) = 0,5 gr luas kertas (lk) = 599,85 cm2 Ditanyakan : Luas daun (ld) …….? Jawab : ld = lk x (bd/bk) = 599,85 cm2 x (1,3 gr/0,5 gr) = 1559,61 cm2 b) Laju Transpirasi Laju Transpirasi = Rata-rata air menguap/ Luas daun = 0,2 ml / 1559,61 cm2 = 1,28x10-4 ml/ cm2/jam 2. Tumbuhan B (Ungu) a) Luas Daun (ld) Diketahui : bobot daun (bd) = 1,8 gr bobot kertas (bk) = 0,6 gr luas kertas (lk) = 599,85 cm2 Ditanyakan : Luas daun (ld) …….? Jawab : ld = lk x (bd/bk) = 599,85 cm2 x (1,8 gr/0,6 gr) = 1799,55 cm2 b) Laju Transpirasi Laju Transpirasi = Rata-rata air menguap/ Luas daun = 0,1 ml / 1799,55 cm2 = 5,56x10-5 ml/ cm2/jam Tabel 2 Mengamati jumlah stomata Stomata Σ pada Abaksial (Bawah) Σ pada Adaksial (Atas) Tumbuhan A (Hijau) 206 86 Tumbuhan B (Ungu) 117 41 Perhitungan : 1. Tumbuhan A (Hijau) Perbesaran (10x10) = 1mm Luas permukaan bidang = Лr2 = 3,14 x (1)2 = 3,14 Kerapatan stomata pada abaksial = Σ stomata / luas bidang pandang = 206/3,14 = 65,61 Kerapatan stomata pada adaksial = Σ stomata / luas bidang pandang = 86/3,14 = 27,38 2. Tumbuhan B (Ungu) Perbesaran (10x10) = 1mm Luas permukaan bidang = Лr2 = 3,14 x (1)2 = 3,14 Kerapatan stomata pada abaksial = Σ stomata / luas bidang pandang = 117/3,14 = 37,26 Kerapatan stomata pada adaksial = Σ stomata / luas bidang pandang = 41/3,14 = 13,057 Pembahasan Tumbuhan A memiliki laju transpirasi lebih cepat dibanding dengan tumbuhan B. Hal ini disebabkan tumbuhan A (Hijau) memiliki jumlah stomata yang lebih banyak daripada tumbuhan B (Ungu), baik pada bagian abaksial maupun bagian adaksialnya, meskipun luas daun pada tumbuhan A lebih kecil daripada tumbuhan B dan tumbuhan A juga memiliki bobot daun lebih ringan daripada bobot daun tumbuhan B. Pada percobaan perhitungan jumlah stomata, pada bagian abaksial (bawah) baik pada tumbuhan A maupun tumbuhan B ditemukan jumlah stomata yang lebih banyak daripada bagian adaksialnya (atas). Hal ini dikarenakan pada bagian abaksial (bawah) tidak terkena cahaya matahari secara langsung sehingga tidak banyak stomata yang rusak akibat penyinaran yang terlalu kuat. Selain itu, pada bagian abaksial (bawah), lapisan kutikula yang melapisi epidermis lebih tipis atau bahkan tidak dilapisi oleh kutikula, sehingga tidak ada atau hanya sedikit penghalang untuk berlangsungnya proses transpirasi melalui stomata. Pada bagian adaksial (atas), sinar matahari akan langsung mengenai lapisan permukaan daun dan akan merusak stomata jika penyinaran terlallu kuat. Selain hal tersebut, lapisan kutikula yang tebal pada bagian adaksial yang menutupi stomata dan menghalangi terjadinya proses transpirasi. Hal ini pula yang mengakibatkan kerapatan stomata pada bagian abaksial lebih besar dari kerapatan stomata pada bagian adaksial. Pada percobaan, karena jumlah stomata pada tumbuhan A lebih banyak dibanding tumbuhan B berarti kerapatan stomata pada tumbuhan A juga lebih besar daripada tumbuhan B. Dari percobaan, diketahui faktor yang mempengaruhi laju transpirasi antara lain adalah luas daun dan jumlah stomata. Berdasarkan teori, semakin luas daun, laju transpirasi seharusnya semakin cepat. Namun pada percobaan kelompok kami, laju transpirasi tumbuhan B lebih lambat meskipun luas daunnya lebih besar dibanding tumbuhan A. Hal ini disebabkan adanya faktor lain yaitu jumlah stomata. Jumlah stomata tumbuhan A lebih banyak, sehingga laju transpirasinya lebih cepat. Selain itu, kesalahan dapat terjadi pada saat pemilihan daun yang tidak serupa sehingga menghasilkan data bobot dan luas daun yang berbeda dengan tumbuhan yang diukur laju transpirasinya. Kesimpulan Secara umum laju transpirasi tumbuhan A (Hijau) lebih tinggi daripada tumbuhan B (Ungu). Dari percobaan dapat kita simpulkan bahwa jumlah stomata bagian abaksial (bawah) lebih banyak dibanding dengan bagian adaksial (atas). DAFTAR PUSTAKA Campbel, N. A.,dkk. 2002. Biologi Edisi kelima-Jilid 2. Jakarta: Erlangga. John, Milburn. 1979. Water Flow in Plants. New York: Longman Group Limited. Kingsles, Stern. 2006. Introductory Plant Biology, Tenth Edition. New York : The Mcbraw-Hill. Jawab Pertanyaan 1. - Air menguap dari dalam daun keluar (ke atmosfer) melalui stomata karena adanya gradian konsentrasi uap air antara di dalam dan di luar daun. - Fungsi gelas ukur yang tidak berisi tumbuhan adalah sebagai kontrol atau pembanding dalam perhitungan kecepatan laju transpirasi atau penguapan air denagn dan tanpa perantara tumbuhan. 2. Laju Transpirasi Tumbuhan Hijau = Rata-rata air menguap/ Luas daun = 0,2 ml / 1559,61 cm2 = 1,28x10-4 ml/ cm2/jam Laju Transpirasi Tumbuhan Ungu = Rata-rata air menguap/ Luas daun = 0,1 ml / 1799,55 cm2 = 5,56x10-5 ml/ cm2/jam 3. Tumbuhan yang paling banyak menguapkan air adalah tumbuhan A (Hijau) karena memiliki jumlah stomata lebih banyak daripada tumbuhan B, baik pada bagian abaksial maupun adaksial dan memiliki kerapatan stomata yang lebih tinggi sehingga penguapan lebih cepat. 4. Faktor-faktor yang mempengaruhi laju transpirasi pada percobaan ini adalah luas daun, jumlah stomata, dan itensitas cahaya matahari.