BIOLOGI PERTANIAN II

Transkripsi

1 BIOLOGI PERTANIAN II SISTEM TRANSPORTASI PADA TUMBUHAN Diajukan untuk memenuhi salah satu tugas mata kuliah Biologi Pertanian II. Disusun oleh : Nama : Kiki Fatmawati Nim : Semester/kelas : 2/ Agroteknologi B JURUSAN AGROTEKNOLOGI FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS ISLAM NEGRI SUNAN GUNUNG DJATI BANDUNG 2014

2 KATA PENGANTAR Assalamualaikum Wr. Wb. Alhamdulillah, puji syukur kami ucapkan terutama kepada Allah SWT yang telah memberi karunia yang tiada henti kepada kami untuk menyelesaikan makalah ini. Tak lupa untuk dosen Biologi Pertanian 2 yang telah mengarahkan kami dalam menyusun makalah. Juga bagi semua pihak yang telah membantu secara langsung ataupun tidak, terimakasih atas partisipasinya. Dan itu semua tiada arti bila tidak ada kerja keras dari pribadi kami. Semoga makalah kami dapat menjadi referensi, inspirasi dan bahan renungan bagi semua kalangan. Bandung, April 2014 Penulis, i

3 DAFTAR ISI BAB I... 1 PENDAHULUAN... 1 A. Latar Belakang... 1 B. Rumusan Masalah... 4 C. Tujuan... 4 BAB II... 5 TINJAUAN PUSTAKA... 5 BAB III... 7 PEMBAHASAN... 7 A. Pengertian Transpor Tumbuhan dan Mekanisme... 7 B. Pengangkutan Air dan Garam-garam Mineral oleh Tumbuhan C. Pengangkutan Hasil Fotosintesis dan Pengeluaran Zat oleh Tumbuhan D. Cara Pengeluaran Zat oleh Tumbuhan BAB IV PENUTUP A. Kesimpulan DAFTAR PUSTAKA ii

4 BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Transpor pada tingkat seluler bergantung pada permeabilitas selektif membran. Protein transpor tertentu memungkinkan sel tumbuhan mempertahankan lingkungan internalnya yang berbeda dari lingkungan sekitarnya. Pompa proton berperan penting dalam transpor melewati membran tumbuhan. Potensial membran dan gradien H + yang dihasilkan oleh pompa proton dimanfaatkan untuk menggerakkan transpor berbagai zat terlarut. Perbedaan potensial air menggerakkan transpor air pada sel tumbuhan. Zat terlarut menurunkan potensial air, sementara tekanan meningkatkan potensial air. Air mengalir melalui osmosis dari suatu kompartemen dengan potensial air yang lebih tinggi ke kompartemen dengan potensial air yang lebih rendah. Akuaporin, saluran spesifik untuk mengangkut air pada membran kemungkinan bisa membantu mengatur laju osmosis. Sebuah sel yang membengkak menyesuaikan potensial air lingkungan sekitarnya ketika dinding sel itu memberikan tekanan yang melawan kecenderungan sel untuk mengambil air karena potensial zat terlarutnya. Sel-sel tumbuhan yang bervakuola memiliki tiga kompartemen utama. Membran plasma mengatur transpor antara sitosol dan larutan dinding, sementara tonoplas mengatur transpor antara sitosol dan vakuola. Sistem Transportasi pada Tumbuhan 1

5 Simplas dan apoplas berfungsi dalam transpor di dalam jarigan dan organ. Simplas adalah rangkaian sitosol yang dihubungkan oleh plasmodesmata. Apoplas adalah rangkaian dinding sel. Aliran massal (bulk flow) berfungsi dalam transpor jarak jauh. Transpor getah xilem dan getah floem disebabkan oleh perbedaan tekanan pada ujung yang berlawanan pada pembuluh, yaitu pada pembuluh xilem dan pembuluh tapis. a. Penyerapan Air dan Mineral oleh Akar Rambut akar, mikorhiza, dan luas permukaan sel-sel kortikal yang sangat besar meningkatkan penyerapan air dan mineral. Rambut akar adalah jalur terpenting dalam penyerapan di dekat ujung akar, akan tetapi mikorhiza, yaitu asosiasi simbiotik fungi dan akar, bertanggung jawab atas sebagian besar penyerapan oleh keseluruhan sistem akar. Saat larutan tanah memasuki akar, maka luas permukaan membran sel korteks yang begitu besar meningkatkan pengambilan air dan mineral tertentu ke dalam sel. Endodermis berfungsi sebagai penjaga gerbang yang selektif antara korteks akar dan jaringan pembuluh. Air dapat menembus korteks melalui simplas atau apoplas, akan tetapi mineral yang mencapai mesoderm melalui apoplas akhirnya harus melewati membran selektif pada sel-sel endodermal. Pita Kaspari yang berlilin pada dinding endodermal menghambat transfer apoplas mineral dari korteks ke stele. b. Tanspor Getah Xilem Naiknya getah xilem sebagian besar tergantung pada transpirasi dan sifat-sifat fisik air. Kehilangan uap air (transpirasi) akan menurunkan potensial air pada daun dengan cara menghasilkan suatu tekanan negatif (tegangan). Potensial air yang rendah ini akan menarik air dari xilem. Kohesi dan adhesi air merambatkan gaya tarik ke seluruh sistem hingga menuju ke akar. Getah xilem naik melalui aliran massal yang digerakkan Sistem Transportasi pada Tumbuhan 2

6 oleh tenaga surya. Pergerakan cairan xilem melawan gravitasi dipertahankan melalui transpirasi. c. Kontrol Transpirasi Sel-sel penjaga bertindak sebagai penengah pada kompromi antara fotosintesis dan transpirasi. Stomata mendukung fotosintesis dengan cara memudahkan pertukaran CO 2 dan O 2 antara daun dan atmosfir, akan tetapi pori ini juga menjadi jalan utama hilangnya air melalui transpirasi pada tumbuhan. Perubahan turgor dalam sel penjaga berguna untuk mengatur ukuran pembukaan stomata, yang dipengaruhi oleh transport K + dan air ke dalam dan keluar sel. Xerofit memiliki adaptasi yang mengurangi transpirasi. Letak stomata yang terlindung di dalam perlekukan daun dan struktur adaptasi lainnya memungkinkan tumbuhan tertentu bertahan hidup di dalam lingkungan kering. d. Translokasi Getah Floem Floem mentranslokasikan getahnya dari sumber gula ke sugar sink. Daun dewasa adalah sumber utama, meskipun organ penyimpanan seperti umbi dapat berfungsi sebagai sumber selama musim tertentu. Ujung akar dan tunas yang sedang berkembang adalah contoh sugar sink. Pengisian dan pembongkaran floem bergantung pada transpor aktif sukrosa. Sukrosa diangkut bersama dengan H +, yang berdifusi menuruni suatu gradien yang dibentuk oleh pompa proton. Aliran tekanan adalah mekanisme translokasi pada angiospermae. Pengisian gula pada ujung sumber suatu pembuluh tapis dan pembongkaran pada ujung pembuangan merupakan upaya untuk mempertahankan suatu perbedaan tekanan yang menjaga agar getah dapat mengalir melalui pembuluh tersebut. Sistem Transportasi pada Tumbuhan 3

7 B. Rumusan Masalah 1. Apa yang dimaksud sistem transportasi tumbuhan dan mekanisme nya? 2. Bagaimana pengangkutan air dan garam-garam mineral oleh tumbuhan? 3. Bagaimana pengangkutan hasil fotosintesis dan pengeluaran zat oleh tumbuhan? 4. Bagaimana cara pengeluaran zat oleh tumbuhan? C. Tujuan Tujuan dibuatnya makalah ini yaitu : 1. Mengetahui apa yang dimaksud dengan sistem transportasi tumbuhan dan mekanismenya. 2. Mengetahui bagaimana pengangkutan air dan garam-garam mineral oleh tumbuhan. 3. Mengetahui bagaimana pengangkutan hasil fotosintesis garam mineral dan pengeluaran zat oleh tumbuhan. 4. Mengetahui cara pengeluaran zat oleh tumbuhan. Sistem Transportasi pada Tumbuhan 4

8 BAB II TINJAUAN PUSTAKA Transportasi tumbuhan adalah proses pengambilan dan pengeluaran zat-zat keseluruh bagian tubuh tumbuhan, pada tumbuhan tingkat rendah, penyerapan air dan zat hara terlarut didalamnya dilakukan melalui seluruh bagian tubuh. Pada tumbuhan tingkat tinggi proses pengangkutan dilakukan pembuluh pengangkut yang terdiri dari xilem dan floem (Teddy, 2009). Sebagian besar unsur hara dibutuhkan tanaman, diserap dari larutan tanah melalui akar, kecuali karbon dan oksigen yang diserap dari udara oleh daun. Penyerapan unsur hara secara umum lebih lambat dibandingkan dengan penyerapan air oleh akar tanaman (Lakitan, 1999). Dalam kehidupan sehari-hari terjadi banyak hal yang berkaitan dengan tumbuhan dan air. Misalnya transpirasi,kohesi air,dan pengaruh potensial air. Ketiga hal tersebut saling berkaitan antara satu dengan yang lainnya dalam proses pengangkutan air dari dalam tanah menuju ke daun. Pengangkutan air ini dilakukan oleh bagian tumbuhan,baik akar,batang maupun daun. Pengangkutan air ini selalu dikaitkan dengan akar dan jarang dikaitkan dengan batang ataupun daun. Pada kenyataannya daun dan batang juga memiliki pengaruh yang cukup signifikan dalam penyerapan air (Salisbury, 1995:30). Saat daun mengalami transpirasi,air dalam daun berkurang dan daun berusaha menyerap air dari batang,kemudian batang memperoleh air dari akar. Untuk membuktikan bahwa daun dan batang mengadakan usaha untuk menyerap air,maka dilakukan percobaan mengenai daya isap daun dan kapilaritas batang. Daya isap daun ini memiliki kecepatan Sistem Transportasi pada Tumbuhan 5

9 untuk melakukan penyerapan terhadap air,kecepatan ini bergantung pada kekentalan zat cair,jumlah daun,dan tingkat penyinaran (Salisbury, 1995:30). Dalam bahasan mengenai kecepatan absorbsi (penyerapan) air telah dibahas mengenai jumlah daun dan tingkat penyinaran,akan tetapi jarang dibahas absorbsi yang berkaitan dengan kekentalan zat cair. Dalam laporan ini akan dibahas mengenai kecepatan absorbsi air yang berkaitan dengan tingkat kekentalan zat cair (Schlegel, 1999). Bunga pacar air berasal dari Asia Selatan dan Asia Tenggara. Namun tanaman ini diperkenalkan di Amerika pada abad ke-19. Tanaman ini ada yang memiliki bunga berwarna putih, merah, ungu, atau merah jambu. Bentuk bunga ini menyerupai bunga anggrek yang kecil. Tanaman ini tidak dapat hidup di lingkungan yang kering (Schlegel, 1999). Sistem Transportasi pada Tumbuhan 6

10 BAB III PEMBAHASAN A. Pengertian Transpor Tumbuhan dan Mekanisme Transportasi tumbuhan adalah proses pengambilan dan pengeluaran zat-zat ke seluruh bagian tubuh tumbuhan. Tumbuhan memerlukan air dan mineral. Air dan mineral ini diserap dari dalam tanah menggunakan akar. Pengambilan zat-zat ini dilakukan secara difusi dan osmosis. Difusi merupakan perpindahan molekul atau ion dari daerah berkonsentrasi tinggi ke daerah berkonsentrasi rendah. Sedangkan osmosis adalah perpindahan air dari larutan berkonsentrasi rendah ke larutan berkonsentrasi tinggi melalui selaput semi permeable. Osmosis berkaitan dengan beberapa keadaan sel tumbuhan. Berdasarkan jalur yang ditempuh air dan garam mineral yang masuk ke akar, pengangkutan air dan garam mineral dibedakan menjadi simplas dan apoplas. Simplasa dalah bergeraknya air dan mineral lewat jalur dalam sel, yaitu sitoplasma sel dengan jalan menembus membran plasma. Sedangkan apoplas adalah bergeraknya air lewat jalur luar sel atau lewat dinding-dinding sel. 1. Imbibisi : merupakan penyusupan atau peresapan air ke dalam ruangan antar dinding sel, sehingga dinding selnya akan mengembang. Misal masuknya air pada biji saat berkecambah dan biji kacang yang direndam dalam air beberapa jam. 2. Diffusi : gerak menyebarnya molekul dari daerah konsentrasi tinggi (hipertonik) ke konsentrasi rendah (hipotonik). Misal pengambilan O 2 dan pengeluaran CO 2 saat pernafasan, penyebaran setetes tinta dalam air. Difusi merupakan perpindahan zat-zat atau molekul-molekul dari daerah konsentrasi tinggi (hipertonik) ke konsentrasi rendah Sistem Transportasi pada Tumbuhan 7

11 (hipotonik). Misal pengambilan O2 dan pengeluaran CO2 saat pernafasan, penyebaran setetes tinta dalam air. CO2, O2, H2O Difusi CO2,O2 dan H2O Difusi dapat berlangsung dalam sel-sel hidup, termasuk pada sel tumbuhan. Telah diketahui bahwa isi sel hidup adalah protoplasma yang merupakan satu larutan. Tubuh tumbuhan dibangun oleh sel-sel tumbuhan yang setiap selnya memiliki dinding sel dari selulosa. Dinding tersebut umumnya bersifat permeabel sehingga dapat dilewati air dan zat-zat telarut di dalamnya. Difusi yang tergantung pada suatu mekanisme transpor khusus dari membran seperti enzim permease disebut difusi terbantu, misalnya difusi ADP ke dalam dan difusi ATP ke luar dari mitokondria. Gerakan partikel dari tempat dengan potensial kimia lebih tinggi ke tempat dengan potensial kimia lebih rendah karena energi kinetiknya sendiri sampai terjadi keseimbangan dinamis. Faktor yang mempengaruhi difusi : 1. Suhu, semakin tinggi suhu, maka difusi makin cepat 2. BM, semakin besar, maka difusi semakin lambat 3. Kelarutan dalam medium, semakin besar maka difusi semakin cepat 4. Beda potensial kimia, semakin besar maka difusi makin cepat 3. Osmosis : proses perpindahan air dari daerah yang berkonsentrasi rendah (hipotonik) ke daerah yang berkonsentrasi tinggi (hipertonik) melalui membran semipermiabel. Membran semipermiabel adalah selaput pemisah yang hanya bisa ditembus oleh air dan zat tertentu yang larut di dalamnya. Keadaan tegang yang timbul antara dinding sel dengan dinding isi sel karena menyerap air disebut turgor, sedang tekanan yang Sistem Transportasi pada Tumbuhan 8

12 ditimbulkan disebut tekanan turgor. Untuk sel tumbuhan bersifat selektif semipermiabel. Setiap sel hidup merupakan sistem osmotik. Jika sel ditempatkan dalam larutan yang lebih pekat (hipertonik) terhadap cairan sel, air dalam sel akan terhisap keluar sehingga menyebabkan sel mengkerut. Osmosis adalah kasus khusus dari transpor pasif, dimana molekul air berdifusi melewati membran yang bersifat selektif permeabel. Dalam sistem osmosis, dikenal larutan hipertonik (larutan yang mempunyai konsentrasi terlarut tinggi), larutan hipotonik (larutan dengan konsentrasi terlarut rendah), dan larutan isotonik (dua larutan yang mempunyai konsentrasi terlarut sama). Jika terdapat dua larutan yang tidak sama konsentrasinya, maka molekul air melewati membran sampai kedua larutan seimbang. Dalam proses osmosis, pada larutan hipertonik, sebagian besar molekul air terikat (tertarik) ke molekul gula (terlarut), sehingga hanya sedikit molekul air yang bebas dan bisa melewati membran. Sedangkan pada larutan hipotonik, memiliki lebih banyak molekul air yang bebas (tidak terikat oleh molekul terlarut), sehingga lebih banyak molekul air yang melewati membran. Oleh sebab itu, dalam osmosis aliran netto molekul air adalah dari larutan hipotonik ke hipertonik. Proses osmosis juga terjadi pada sel hidup di alam. Perubahan bentuk sel terjadi jika terdapat pada larutan yang berbeda. Sel yang terletak pada larutan isotonik, maka volumenya akan konstan. Dalam hal ini, sel akan mendapat dan kehilangan air yang sama. Banyak hewan-hewan laut, seperti bintang laut (Echinodermata) dan kepiting (Arthropoda) cairan selnya bersifat isotonik dengan lingkungannya. Jika sel terdapat pada larutan yang hipotonik, maka sel tersebut akan mendapatkan banyak air, sehingga bisa menyebabkan lisis (pada sel hewan), atau turgiditas tinggi (pada sel tumbuhan). Sistem Transportasi pada Tumbuhan 9

13 Sebaliknya, jika sel berada pada larutan hipertonik, maka sel banyak kehilangan molekul air, sehingga sel menjadi kecil dan dapat menyebabkan kematian. Pada hewan, untuk bisa bertahan dalam lingkungan yang hipo- atau hipertonik, maka diperlukan pengaturan keseimbangan air, yaitu dalam proses osmoregulasi 4. Transpor aktif : Transpor aktif merupakan pengangkutan zat-zat menembus membran impermeabel dan melawan gradien konsentrasi, dengan bantuan energi dari ATP dan protein kotranspor Transpor aktif adalah pengangkutan zat dengan bantuan energi. Sumber energi yang digunakan berasal dari ATP dan ADP. Contoh, pengangkutan glukosa dalam tubuh. Glukosa tidak dapat menembus membran sel sebelum diaktifkan oleh ATP atau ADP. Dengan mengubah glukosa menjadi glukosa fosfat. Untuk membentuk glukosa fosfat diperlukan energi pengaktifan yang tersimpan dalam ATP. ATP ADP + P + Energi Glukosa + P + Energi Glukosafosfat Pengangkutan lintas membran dengan menggunakan energi ATP, melibatkan pertukaran ion Na+ dan K+ (pompa ion) serta protein kontraspor yang akan mengangkut ion Na+ bersama melekul lain seperti asam amino dan gula. Arahnya dari daerah berkonsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah. Misal perpindahan air dari korteks ke stele. 5. Difusi fasilitatif :. Difusi fasilitasi adalah pengangkutan molekul atau ion-ion menembus membrane sepanjang gradien konsentrasi oleh sistem pembawa tanpa bantuan ATP. Sistem Transportasi pada Tumbuhan 10

14 B. Pengangkutan Air dan Garam-garam Mineral oleh Tumbuhan Tumbuhan membutuhkan air sepanjang hidupnya. Setelah diserap akar, air digunakan dalam semua reaksi kimia, mengangkut zat hara, membangun turgor, dan akhirnya keluar dari daun sebagai uap atau air. Tumbuhan mempunyai sistem pengangkutan air dan garam mineral yang diperoleh dari tanah agar air tetap tersedia. Pada tumbuhan tingkat tinggi terdapat dua macam cara pengangkutan air dan garam mineral yang diperoleh dari tanah, yaitu ekstravaskular dan intravaskular. Pengangkutan ekstravaskular adalah pengangkutan di luar berkas pembuluh. Pengangkutan ini bergerak dari permukaan akar menuju ke bagian-bagian yang letaknya lebih dalam dan menuju ke berkas pembuluh. Sementara itu, pengangkutan intravaskular adalah pengangkutan melalui berkas pembuluh dari akar menuju bagian atas tumbuhan. 1. Proses Pengangkutan Ekstravaskular Pada pengangkutan ini, air akan masuk melalui sel epidermis akar kemudian bergerak di antara sel-sel korteks. Air harus melewati sitoplasma sel-sel endodermis untuk memasuki silinder pusat (stele). Setelah sampai di stele, air akan bergerak bebas di antara sel-sel. Cara transportasi dalam pengangkutan air dan mineral secara ekstravaskular ada dua macam, yaitu apoplas dan simplas. Sistem Transportasi pada Tumbuhan 11

15 Pengangkutan ekstravaskular Pengangkutan ekstravaskular secara simplas (a) dan apoplas (b) Transportasi apoplas adalah menyusupnya air tanah secara difusi bebas atau transpor pasif melalui semua bagian tidak hidup dari tumbuhan, misalnya dinding sel dan ruang-ruang antarsel. Transportasi apoplas tidak dapat terjadi saat melewati endodermis Sistem Transportasi pada Tumbuhan 12

16 sebab dalam sel-sel endodermis terdapat pita kaspari yang menghalangi air masuk ke dalam xilem. Pita kaspari ini terbentuk dari zat suberin (gabus) dan lignin. Oleh karena itu,apoplas dapat terjadi di semua bagian kecuali endodermis. Air yang menuju endodermis ditranspor secara simplas melalui sel peresap. Kebalikan dari transportasi apoplas adalah transportasi simplas. Transportasi simplas yaitu bergeraknya air tanah dan zat terlarut melalui bagian hidup dari sel tumbuhan. Pada sistem simplas ini perpindahan terjadi secara osmosis dan transpor aktif melalui plasmodesmata. Transportasi simplas dimulai dari sel-sel rambut akar ke sel-sel parenkim korteks yang berlapis-lapis, sel-sel endodermis, sel-sel perisikel, dan akhirnya ke berkas pembuluh kayu atau xilem. Pengangkutan mineral melalui transpor aktif. Mineral mampu masuk ke dalam akar karena melawan gradien konsentrasi, yaitu dari daerah berkonsentrasi rendah ke daerah berkonsentrasi tinggi. Pengangkutan air dan garam mineral di luar berkas pembuluh pengangkut. Pengangkutan ini berjalan dari sel ke sel dan biasanya dengan arah horisontal. Pengangkutan air dengan arah horizontal, mulai dari epidermis bulu-bulu akar, kemudian masuk ke lapisan korteks, lalu ke endodermis dan sampai ke berkas pembuluh angkut dalam air. Skema pengangkutan air dan garam mineral diluar berkas pembuluh pengangkut yaitu : Bulu akar- epidermis-korteks-endodermis-xylem. Pada saat air dan mineral melalui jaringan-jaringan tersebut, ada dua kemungkinan jalan yang dilalui, pertama, air dan mineral akan melalui ruang antar sel dalam setiap jaringan. Pengangkutan semacam ini disebut Apoplast. Kedua, air dan Sistem Transportasi pada Tumbuhan 13

17 mineral bergerak melalui jalur dalam sel yaitu sitoplasma. Air akan masuk ke dalam sel dan berpindah dari satu sel ke sel yang lain disebut Simplast. Pengangkutan secara Simplast dapat masuk ke stele melalui sel penerus pada endodermis, sedangkan pengangkutan secara apoplast tidak dapat sampai ke stele karena terhalang oleh sel U endodermis. Pengangkutan ekstravaskluler dibedakan menjadi beberapa bagian yaitu: a. Transportasi/ lintasan apoplas : menyusupnya air tanah secara bebas atau transpor pasif melalui semua bagian tak hidup dari tumbuhan (dinding sel dan ruang antar sel). b. transportasi/ lintasan simplas : bergeraknya air dan garam mineral melalui bagian hidup dari sel tumbuhan (sitoplasma dan vakoula). 2. Proses Pengangkutan Intravaskular Pengangkutan intravaskular adalah pengangkutan melalui berkas pembuluh (xilem) dari akar menuju bagian atas tumbuhan. Pengangkutan air dan mineral dimulai dari xilem akar ke xilem batang menuju xilem tangkai daun dan ke xilem tulang daun. Pada tulang daun terdapat ikatan pembuluh. Air dari xilem tulang daun ini masuk ke selsel bunga karang pada mesofil. Setelah mencapai sel-sel bunga karang, air dan garamgaram mineral disimpan untuk digunakan dalam proses fotosintesis dan transportasi. Transportasi pada trakea lebih cepat daripada transportasi pada trakeida. Sistem Transportasi pada Tumbuhan 14

18 Gambar 2.15 Pengangkutan air dan garam mineral secara intravaskuler Pengangkutan intravaskuler adalah proses pengangkutan zat yang terjadi di dalam pembuluh angkut, yaitu dalam xilem dan floem. Proses pengangkutan dalam pembuluh angkut terjadi secara vertikal. Air dan mineral dalam tanah masuk melalui buluh akar epidermis korteks endodermis perisikel dan akhirnya masuk ke xilem. Di dalam pembulu xilem air dam mineral di bawah naik ke seluruh tubuh termasuk ke daun. Air dan garam mineral akan diangkut ke daun melalui pembuluh kayu (xylem). Komponen utama penyusun xylem adalah elemen pembuluh (trakea) dan trakeid. Trakea dan trakeid merupakan sel-sel yang mati karena tidak mempunyai sitoplasma dan hanya mempunyai dinding sel. Sel trakea terdiri atas tabung yang berdinding tabal dan membentuk suatu pembuluh. Sel trakeid merupakan sel dasar penyusun xylem, yang terdiri dari sel memanjang dan Sistem Transportasi pada Tumbuhan 15

19 berdinding keras karena mengandung lignin. Pada beberapa tempat dinding sel trakeid terdapat bagian-bagian yang tidak menebal yang disebut noktah. Selain trakea dan trakeid xylem juga mengandung sel parenkim (parenkim kayu) yang merupakan sel hidup dan berfungsi untuk menyimpan bahan makanan. Xylem juga mengandung serabut kayu yang berfungsi sebagai penguat (penyokong) Yang menyebabkan air di dalam xilem dapat bergerak ke atas melawan gravitasi adalah : Daya kapilaritas : Pembuluh xylem yang terdapat pada tumbuhan dianggap sebagai pipa kapiler. Air akan naik melalui pembuluh kayu sebagai akibat dari gaya adhesi antara dinding pembuluh kayu dengan molekul air. Daya tekan akar : Epidermis akan menyerap air dari dalam tanah secara terusmenerus mengakibatkan kadar air dan tekanan turgor akar meningkat. Peningkatan kadar air pada ujung akar menyebabkan perbedaan konsentrasi antara sel pada ujung akar dan sel sel yang berada di atasnya. Hal ini menyebabkan air akan berpindah dari sel - sel yang berada diatasnya, dan akhirnya air terdorong ke jaringan xilem yang berada diatasnya. Tekanan akar pada setiap tumbuhan berbeda-beda. Besarnya tekanan akar dipengaruhi besar kecil dan tinggi rendahnya tumbuhan (0,7-2,0 atm). Bukti adanya tekanan akar adalah pada batang yang dipotong, maka air tampak menggenang dipermukaan tunggaknya. Daya isap daun : Disebabkan adanya penguapan (transpirasi) air dari daun yang besarnya berbanding lurus dengan luas bidang penguapan (intensitas penguapan). Dengan demikian konsentrasi sel yang berada di daun cenderung lebih tinggi di bandingkan dengan konsentrasi sel pada bagian tubuh yang lain. Perbedaan konsentrasi ini akan mendorong perpindahan air dari sel-sel yang berada dibawahnya Sistem Transportasi pada Tumbuhan 16

20 naik ke sel-sel daun. Jadi adanya penguapan melalui daun menyebabkan aliran air dari bawah ke atas. Kemampuan inilah yamg di sebut daya isap daun. Pengaruh sel-sel yang hidup : Perjalanan air dari akar hingga ke daun di bantu oleh sel-sel hidup yang ada di sekitar xilem, yaitu sel sel parenkim kayu dan sel-sel jari empulur. Ada beberapa jenis tumbuhan yang tidak mempunyai trakea sehingga trakeida merupakan satu-satunya saluran pengangkutan air tanah. Tumbuhan yang tidak mempunyai trakea misalnya pada tumbuhan paku dan tumbuhan berbiji terbuka. Pengangkutan air dan mineral dari bawah ke atas tubuh tumbuhan oleh xilem mengikuti beberapa teori sebagai berikut. 1. Teori vital Teori vital menyatakan bahwa perjalanan air dari akar menuju daun dapat terlaksana karena adanya sel-sel hidup, misalnya sel-sel parenkim dan jari-jari empulur di sekitar xilem. 2. Teori Dixon Joly Teori Dixon Joly menyatakan bahwa naiknya air ke atas karena tarikan dari atas, yaitu ketika daun melakukan transpirasi. Air selalu bergerak dari daerah basah ke daerah kering. 3. Teori tekanan akar Teori tekanan akar menyatakan bahwa air dan mineral naik ke atas karena adanya tekanan akar. Tekanan akar ini terjadi karena perbedaan konsentrasi air dalam air tanah dengan cairan pada saluran xilem. Tekanan akar paling tinggi terjadi pada malam hari dan dapat menyebabkan merembesnya tetes-tetes air dari daun tumbuhan (gutasi). Sistem Transportasi pada Tumbuhan 17

21 Gutasi adalah proses pelepasan air dari jaringan daun dalam bentuk cair. Gutasi terjadi melalui lubang-lubang pengeluaran yang terdapat pada bagian tepi daun sebagai bagian dari proses pengeluaran kelebihan air sebagai sisa metabolisme, khususnya pada saat pengeluaran dengan cara transpirasi (penguapan) tidak efektif, misalnya pada malam hari. Gutasi dapat diamati pada pagi hari dan dapat disalahartikan sebagai embun. Ia terlihat sebagai tetes-tetes air di tepi daun yang tersusun teratur, sesuai dengan lokasi lubang pengeluaran. Pada dasarnya, pengangkutan air dan mineral dari tanah ke dalam tumbuhan melibatkan tiga proses yaitu.proses osmosis, proses difusi, dan proses transpor aktif. Dari uraian di atas dapat disimpulkan bahwa pengangkutan air dan mineral dari dalam tanah ke tubuh tumbuhan melalui lintasan tertentu.air yang diangkut xilem digunakan untuk fotosintesis dan sebagian mengalami transpirasi. Laju transpirasi dipengaruhi oleh keadaan lingkungan, misalnya kelembapan, suhu, cahaya, angin, dan kandungan air tanah. Sistem Transportasi pada Tumbuhan 18

22 Kelembapan berpengaruh terhadap laju transpirasi. Jika kelembapan udara lingkungan di sekitar tumbuhan tinggi maka difusi air dalam ruang udara pada tumbuhan akan berlangsung lambat. Sebaliknya, jika kelembapan di sekitar tumbuhan rendah, difusi air dalam ruang udara pada tumbuhan berlangsung cepat. Jika suhu lingkungan semakin tinggi maka laju transpirasi juga semakin cepat. Demikian juga jika intensitas cahaya meningkat maka transpirasi tumbuhan meningkat. Angin cenderung meningkatkan laju transpirasi karena angin dapat menyapu uap air yang terkumpul di dekat permukaan. Sementara itu, kandungan air tanah juga dapat mempengaruhi laju transpirasi. Jika kandungan air tanah cukup banyak sehingga potensial air tanah lebih tinggi daripada di dalam sel-sel tumbuhan maka aliran air di dalam pembuluh kayu dan laju transpirasi meningkat. Selain pengangkutan air dan mineral dari tanah, pada tumbuhan juga terjadi pengangkutan hasil-hasil fotosintesis. Zat makanan hasil fotosintesis ditimbun sementara pada daun. Namun, banyak tumbuhan yang mempunyai organ penyimpanan misalnya umbi akar. Selanjutnya, zat makanan ini mengalami pengangkutan ke bagian bagian tumbuhan lain melalui pembuluh tapis (floem). Jadi, pembuluh tapis berfungsi mengangkut hasil fotosintesis secara dua arah, yaitu dari daun ke tempat penyimpanan makanan cadangan dan ke bagian bagian yang aktif tumbuh. C. Pengangkutan Hasil Fotosintesis dan Pengeluaran Zat oleh Tumbuhan Proses pengangkutan bahan makanan dalam tumbuhan dikenal dengan translokasi. Translokasi merupakan pemindahan hasil fotosintesis dari daun atau organ tempat penyimpanannya ke bagian lain tumbuhan yang memerlukannya. Jaringan pembuluh yang Sistem Transportasi pada Tumbuhan 19

23 bertugas mengedarkan hasil fotosintesis ke seluruh bagian tumbuhan adalah floem (pembuluh tapis). Jaringan floem mengangkut gula sukrosa dan juga asam amino dari organ-organ tumbuhan yang berwarna hijau, terutama daun, ke bagian-bagian lain dalam tumbuhan. Berbeda dari xylem, floem memiliki sel-sel yang bernama sel tapis (sieve tube sel), dan transportasi gula sukrosa dan asam amino dapat dilakukan melalui difusi dan juga transport aktif dari sel ke sel dalam floem. Oleh karena itu, makanan-makanan ini dapat menjangkau organ-organ tanaman dalam waktu yang sangat singkat agar mereka bisa melakukan respirasi dan berkembang. Salah satu jaringan pengangkut pada tumbuhan adalah pembuluh tapis (floem). Pada prinsipnya floem merupakan jaringan parenkim. Floem tersusun atas beberapa tipe sel yang berbeda yaitu pembuluh tapis, sel pengiring, parenkim, serabut, dan sklerenkim. Floem merupakan bagian dari kulit kayu. Unsur penyusun pembuluh floem terdiri atas dua bentuk, yaitu: sel tapis (sieve plate) berupa sel tunggal dan bentuknya memanjang dan buluh tapis (sieve tubes) yang serupa dengan pipa. Dengan bentuk seperti ini, pembuluh tapis dapat menyalurkan gula, asam amino serta hasil fotosintesis lainnya dari daun ke seluruh bagian tumbuhan. Pada tumbuhan tertentu terdapat serabut floem atau serat yang mengandung lignin. Serabut-serabut ini dapat digunakan sebagai tali dan tekstil, misalnya rami (Boehmeria nivea), linen (Linum usitatissimum), dan jute (Corchorus capsularis). Dalam floem terjadi translokasi fotosintat. Translokasi adalah perpindahan bahan terlarut yang dapat terjadi di seluruh bagian tumbuhan. Zat terlarut yang paling banyak dalam getah floem adalah gula, terutama sukrosa. Selain itu, di dalam getah floem juga mengandung mineral, asam amino,dan hormon, berbeda Sistem Transportasi pada Tumbuhan 20

24 dengan pengangkutan pada pembuluh xilem yang berjalan satu arah dari akar ke daun, pengangkutan pada pembuluh floem dapat berlangsung kesegala arah, yaitu dari sumber gula (tempat penyimpanan hasil fotosintesis) ke organ lain tumbuhan yang memerlukannya. Satu pembuluh tapis dalam sebuah berkas pembuluh bisa membawa cairan floem dalam satu arah sementara cairan di dalam pipa lain dalam berkas yang sama dapat mengalir dengan arah yang berlainan. Untuk masing masing pembuluh tapis, arah transport hanya bergantung pada lokasi sumber gula dan tempat penyimpanan makanan yang dihubungkan oleh pipa tersebut. Untuk membuktikan adanya pengangkutan hasil fotosintesis melewati phloem dapat dilihat dari pada proses pencangkokan. Batang yang telah kehilangan kulit (phloem) mengalami hambatan pengangkutan akibat terjadinya timbunan makanan yang dapat memacu munculnya akar apabila bagian batang yang terkelupas kulitnya tertutup tanah yang selalu basah. Tumbuhan tidak hanya mengambil atau menyerap zat kembali ke lingkungannya yang disebut pengeluaran atau eliminasi. Zat yang dikeluarkan oleh tumbuhan dapat melalui 3 kelompok, yaitu sebagai berikut: a. Zat yang dikeluarkan sama dengan ketika diserap, misalnya air yang dikeluarkan pada peristiwa penguapan dan penetesan air (Gutasi) melalui sel gutatoda b. Zat yang dikeluarkan sebagai hasil fotosintesis, misalnya madu yang dikeluarkan oleh kelenjar madu. c. Zat yang dikeluarkan sebagai hasil proses pembongkaran, misalnya oksigen dan air dari proses fotosintesis. D. Cara Pengeluaran Zat oleh Tumbuhan Sistem Transportasi pada Tumbuhan 21

25 1. Transpirasi adalah proses hilangnya air dalam bentuk uap air dari jaringan hidup tanaman yang terletak di atas permukaan tanah melewati stomata, lubang kutikula, dan lentisel. Mekanisme Transpirasi 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. Faktor-faktor yang dapat mempengaruhi transpirasi A. Faktor dalam Besar kecilnya daun Tebal tipisnya daun Berlapiskan lilin atau tidaknya permukaan daun Banyak sedikitnya bulu di permukaan daun Banyak sedikitnya stomata Bentuk dan lokasi stomata B. Faktor luar Sinar matahari Temperatur Kelembapan udara Angin Keadaan air di dalam tanah Sistem Transportasi pada Tumbuhan 22

26 2. Gutasi adalah pengeluaran air dalam bentuk tetes-tetes melalui celah-celah tepi atau ujung-ujung tulang tepi daun yang di sebut hidatoda atau gutatoda atau emisarium. Terjadi pada suhu rendah dan kelembapan tinggi sekitar pukul sampai pagi hari. Di alami pada tumbuhan famili Poaceae (padi,jagung,rumput,dll). Mekanisme gutasi Pengeluaran air melalui proses gutasi terjadi akibat adanya tekanan positif akar. Meskipun ketika laju transpirasi rendah, akar terus menyerap air dan mineral sehingga air yang masuk ke jaringan lebih banyak daripada yang dilepaskan keluar. Kondisi yang tidak mendukung terjadinya tekanan akar seperti suhu dingin dan tanah yang kering menghambat terjadinya gutasi. Kekurangan mineral juga diketahui memengaruhi proses gutasi Bila transpirasi terjadi pada stomata, maka gutasi terjadi pada struktur khusus bernama hidatoda.hidatoda seringkali disebut sebagai stomata air.hidatoda terletak di ujung dan sepanjang tepi daun. Oleh karena itulah, titik-titik air akan terlihat di ujung dan tepi daun. Gutasi biasanya terjadi pada malam hari, namun terjadi juga pada pagi hari. Laju gutasi paling tinggi ditemukan pada tumbuhan Colocasia nymphefolia. Gutasi paling banyak terjadi pada tumbuhan air, herba, dan rumput-rumputan. Gutasi tidak memiliki pengaruh yang signifikan terhadap kelangsungan hidup tumbuhan. Namun kadangkala, gutasi diketahui dapat menyebabkan luka pada daun. Hal ini diakibatkan oleh penumpukan garam yang terjadi bila titik-titik air di tepi daun telah menguap. Kondisi tersebut membuat patogen seperti bakteri dan fungi dapat menyerang jaringan daun. Sistem Transportasi pada Tumbuhan 23

27 3. Perdarahan adalah pengeluaran air cairan dari tubuh tumbuhan berupa getah yang disebabkan karena luka atau hal-hal lain yang tidak wajar. Misalnya pada penyerapan pohon karet dan pohon aren Sistem Transportasi pada Tumbuhan 24

28 BAB IV PENUTUP A. Kesimpulan 1. Transportasi tumbuhan adalah proses pengambilan dan pengeluaran zat-zat keseluruh bagian tubuh tumbuhan, pada tumbuhan tingkat rendah, penyerapan air dan zat hara terlarut didalamnya dilakukan melalui seluruh bagian tubuh. Pada tumbuhan tingkat tinggi proses pengangkutan dilakukan pembuluh pengangkut yang terdiri dari xilem dan floem 2. Proses pengangkutan air dan garam mineral ada 2 yaitu pengangkutan ekstravaskular dan pengangkutan intravaskular 3. Cara pengeluaran zat oleh tumbuhan ada 3 yaitu transpirasi, gutasi dan pendarahan 4. Tumbuhan tidak hanya mengambil atau menyerap zat kembali ke lingkungannya yang disebut pengeluaran atau eliminasi Sistem Transportasi pada Tumbuhan 25

29 DAFTAR PUSTAKA Andriance, G.W. and F.R. Brison Propagation of Horticultura Plant. Mc Graw. Hill Book Coy. London. 298 p. Ashari, S Hortikultura. Universitas Indonesia. Jakarta. 99 hal. th Brady, N.C The Nature and Properties of Soil ed. The Mac Millan Co. New York. De Boodt, M. and D. Verdonck The Properties of Substrates In Horticulture. Acta Horticultural. 26: Effendi, S Bercocok Tanam Jagung. CV. Yasaguna. Jakarta. Gaur, A.C Improving Soil Fertility Through Organic Recycling. Project Field No. 15. FAO of United Nations. Rome.85 p. Kusnayadi. H Hand Out Fisiologi Tumbuhan. Fakultas Pertanian. Universitas Samawa. Sumbawa Besar. Lakitan, B., Dasar-dasar Fisiologi Tumbuhan. Rajawali Press, Jakarta. Santoso, H.B Pupuk Kompos. Kanisius. Yogyakarta. 28 hal. Salisbury, F.B. dan C.W.Ross, fisiologi Tumbuhan Jilid satu.diterjemahkan Oleh : D.R.Lukman dan Sumaryono. ITB-Press, Bandung. Anonim, Difusi dan osmosis. www. iloveblue. com / bali_gaul_funky / artikel_bali / detail / 193. htm. Diakses tanggal 21 April 2014 Anonim imbibisi pada tanaman. diakses pada tanggal 21 April 2014 Sistem Transportasi pada Tumbuhan 26