PENYERAPAN AIR OLEH AKAR TANAMAN

PENYERAPAN AIR OLEH AKAR TANAMAN Penyerapan air pada tumbuhan dilakukan dengan dua cara yaitu penyerapan air secara aktif dan penyerapan air secara pasif. Penyerapan air secara aktif dilakukan oleh sel hidup. Pada penyerapan ini sel memerlukan energi. Kemampuan penyerapan air ini dipengaruhi oleh kendungan O2. Apabila akar tanaman mendapat 02 yang cukup proses penyerapan air oleh akar akan berlangsung sangat lancar. Sebaliknya apabilla 02 sangat kurang, penyerapan air oleh akar akan sangat lambat atau tidak terjadi sama sekali. Teori ini didukung oleh beberapa bukti : a. Akar tanaman yang hidup pada tanah yang aerasinya buruk, bentuk akarnya menggulung. b. Apabila respirasi dihalangi dengan zat penghalang misalnya KCN, maka absorpsi air akan berkurang. c. Absorpsi air hanya dilakukan oleh sel yang hidup. Penyerapan air secara pasif terjadi sebagai akibat dari proses transpirasi . Semakin lancar transpirasi , semakin lancar pula absorpsi air oleh akar.

Transpor lateral air dalam akar : Ada dua jalur dalam akar untuk menyerap air dari tanah. Setiap jalur ini mempunyai keunggulan dan kelemahannya.   Jalur Apoplastik dapat terjadi kalau tidak ada hypodermis . Air bergerak menembus dinding sel dan rongga-rongga antar sel. Kalau air mengalir, zat terlarut ikut bergerak bersama aliran atau dengan cara difusi. Jalur ini sangat efisien. Jalur Symplastik, dapat eterjadi kalau ada hypodermis. Air bergerak menembus membran sel dan sel-sel hidup. Air bergerak secara osmosis, sehingga solutes dapat bergerak dari sel ke sel melalui plasmodesmata. Proses ini lebih lambat dibandingkan dengan jalur apoplastik.

Penyerapan air oleh akar tanaman Zone penyerapan air

Bulu-bulu akar, zone penyerapan air

Anatomi ujung akar: Dinding sel tipis Konduktivitas air lebih baik Jaringan pemb uluh tumbuh-kembang dengan baik

Penyerapan air oleh akar tanaman: Proses aktif Proses pasif Proses penyerapan air secara aktif: Penyerapan air berlangsung oleh adanya aktivitas fisiologis akar tanaman Apoplast: Suatu sistem kontinyu terdiri atas dinding sel, rongga sel (interplace) dan pembuluh xylem, kecuali protoplast, dianggap sebagai bagian yang mati . • Resistensi rendah dan transpor air lebih cepat . Symplast: Suatu sistem kontinyu terdiri atas protoplast, plasmodesma dan membran plasma, dianggap sebagai bagian yang hidup . • Air memasuki simplast dengan cara osmosis dan kemudian air diangkut melintasi sel ke sel.

Jalur APOPLASTIK dan Jalur SIMPLASTIK

Penyerapan air secara pasif: Penyerapan pasif didorong / dipacu oleh transpirasi pada daun

Transpirasi ini kira-kira mencapai 10% dari total penguapan air. Transpirasi merupakan penguapan air ke atmosfir melalui daun dan batang tumbuhan. Tanaman menyerap air tanah oleh sistem perakarannya; air ini berasal dari beragam kedalaman tanah. Misalnya, tanaman jagung mempunyai perakaran hingga kedalaman 2.5 meter, sedanghkan bebertapa tumbuhan iklim kering mampu menumbuhkan akarnya hingga kedalaman 20 meter. Tanaman memompa air dari tanah untuk mengangkut unsur hara menuju ke daun. Proses pemompaan air ini ditarik oleh penguapan air melalui "stomates", yang berada di permukaan bawah daun. Transpirasi ini kira-kira mencapai 10% dari total penguapan air.

Transpiration Sejumlah air dilepaskan oleh tumbuhan ke atmosfer melalui proses transpirasi. Untuk membantu proses fotosintesis, tumbuhan menyerap air dari tanah melalui akarnya. Tumbuhan menguapkan air ini ke atmosfir melalui permukaan daun dan batangnya. Sekitar 70 % dari total hujan dikembalikan ke atmosfer melalui proses evaporasi dan transpirasi.

TRANSPIRASI Power-- Transpiration pull : • Transpiration pull: kekuatan yang mendirong air bergerak ke atas sepanjang saluran pembuluh xylem ditentukan oleh gradien potential air karena adanya transpirasi. • Independent terhadap metabolisme akar • Sarana utama untuk penyerapan air . • Teruitama pada kondisi transpirasi intensif. • Tanaman dapat menyerap air secara aktif pada kondisi transpirari rendah atau tanpa transpirasi, sep[erti misalnya pada awal musim semi dan ketika daun masih belum mengembang.

Faktor yang mempengaruhi penyerapan air oleh akar: • Faktor Internal , derajat perkembangan, konduktivitas air dan respirasi akar • Faktor eksternal: faktor udara→ transpirasi → Penyerapan air (tidak langsung) . • Faktor Tanah secara langsung mempengartuhi penyerapan air oleh akar.

TRANSPIRASI DAN STOMATA DAUN Ukuran, jumlah dan distribusi stomata Stomata : pori untuk pertukaran gas (terutama CO2, O2 , uap air )

Mekanisme membuka dan menutupnya Stomata • Opening in daytime and closure at night resulted from the swelling by water absorption or shrinking by water loss in guard cells. • Kompleks Stomata • Guard cell , subsidiary cell dan rongga substomata.

Teori konversi Gula – Pati; Fosforilase pati (SPLase) sangat penting dalam proses membuka-menutupnya stomata. pH>5.0 aktivitas hydrolysis ↑, pH<4.6 aktivitas synthesis ↑

Teori Pompa Kalium atau Penyerapan Ion Anorganik: Perubahan K+ dan pH pada guard-cell dan sel sekitarnya selama membuka dan menutupnya stomata

Teori Pompa ion Kalium uptake theory

Stomata membuka dan menutup

(1) Cahaya: Membentuk guyla dan malate, akumulasi K+ dan Cl- Faktor yang mempengaruhi membuka-menutup stomata (1) Cahaya: Membentuk guyla dan malate, akumulasi K+ dan Cl- • Sekitar 2.5% cahaya matahari penuh • Peka terhadap sinar biru, UV-A receptor (reseptor sinar biru) • Banyak gen yang mengendalikan perilaku stomata

Faktor membuka-menutup Stomata: (2) CO2: Banyak CO2 , stomata membuka; Sedikit CO2 , stomata menutup karena acidification dan K+ keluar dari guard cell. (3) Lembab nisbi atmosfir : Lebih tinggi RH, membuka lebih besar. Lebih rendah RH, kehilangan air dari Guard cell. (4) Temperatur. Peningkatan suhu udara akan meningkatkan membukanya stomata. Suhu optimum 30oC, membuka lebih sedikit pada suhu >35oC (5) Kadar air dan kadar K daun Cukupnya air dan kalium, stomata membuka lebar. Terlalu banyak air menghambat membukanya stomata (6) Hormon tanaman ABA--- menutup, ABA merangsang peningkatan Ca2+ dalam cytosol, secara tidak langsung mengakibatkan aliran ke luar K+ , Cl- dari guard-cell dan menghambat masuknya K+ ke dalam guard cell. IAA , CTK mendorong membukanya stomata.

Model guard cell , melukiskan fungsi-fungsi saluran ion dalam signaling ABA dan menutupnya stomata. Bagian sebelah kanan menunjukkan saluran ion dan regulator yang memediasi menutupnya stomata yang dipacu oleh ABA . Sebelah kiri sel menunjukkan efek paralel dari peningkatan [Ca2+] sitoplasma yang dipacu oleh ABA dan akan menghambat mekanisme membukanya stomata

Kondisi internal tanaman dan Lingkungan yang mempengaruhi transpirasi

Transpor air dalam tumbuhan

Transpor air dalam tubuh tanaman: Dengan bantuan gaya kohesi dan adhesi , pohon yang tinggi dapat emengangkut air hingga setinggi lebih 100 meter.

Kekuatan / Daya Transpor air: • Root pressure in bottom, • Transpiration pull in top

Suhu tanah dan penyerapan air oleh akar tanaman Suhu rendah: viskositas air dan plasma meningkat; konduktivitas air menurun; respirasi menurun karena energi tidak cukup; pertumbuhan akar dan bulu akar menurun. Suhu terlalu tinggi: akar mudah membentuk gabus, konduktivitas air menurun.