Transpirasi Pada Tanaman

Transpirasi dapat diartikan sebagai proses kehilangan air dalam bentuk uap dari jaringan tumbuhan melalui stomata. Kemungkinan kehilangan air dari jaringan tanaman melalui bagian tanaman yang lain dapat saja terjadi, tetapi porsi kehilangna tersebut sangat kecil dibanding dengan yang hilang melalui stomata

Sebagian besar dari air, sekitar 99 persen, yang masuk kedalam tumbuhan meninggalkan daun dan batang sebagai uap air. Proses tersebut dinamakan transpirasi. Sebagian besar dari jaringan yang terdapat dalam daun secara langsung terlibat dalam transpirasi. Pada waktu transpirasi, air menguap dari permukaan sel palisade dan mesofil bunga karang ke dalam ruang antar sel. Dari ruang tersebut uap air berdifusi melalui stomata ke udara. Air yang hilang dari dinding sel basah ini diisi air dan protoplas. Persediaan air dari protoplas, pada gilirannya, biasanya diperoleh dari gerakan air dari sel-sel sekitarnya, dan akhirnya tulang daun, yang merupakan bagian dari sistem pembuluh yang meluas ke tempat persediaan air dalam tanah

Sebatang tumbuhan yang tumbuh di tanah dapat dibayangkan sebagai dua buah sistem percabangan, satu di bawah dan satu lagi di atas permukaan tanah. Kedua sistem ini dihubungkan oleh sebuah sumbu utama yang sebagian besar terdapat di atas tanah. Sistem yang ada dalam tanah terdiri atas akar yang bercabang-cabang menempati hemisfer tanah yang besar. Akar-akar terkecil terutama yang menempati bagian luar hemisfer tersebut. Karena sumbu yang menghubungkan akar dan daun memungkinkan air mengalir dengan tahanan wajar, maka tidak dapat dielakkan lagi bahwa air akan mengalir sepanjang gradasi tekanan air yang membentang dari tanah ke udara dalam tubuh tumbuhan. Oleh karena itu seluruh tumbuhan dapat dibandingkan dengan sumbu lampu, yang menyerap air dari tanah melalui akar, mengalirkannya melalui batang dan kemudian menguapkannya ke udara dari daun-daun. Aliran air ini dikenal dengan istilah alur transpirasi, merupakan konsekuensi struktur tumbuhan dalam hubungannya dengan lingkungan (Loveless, 1991).

Air sangat diperlukan oleh sebagian besar tumbuhan darat untuk pertumbuhan dan metabolismenya, sebagian besar air yang di serap oleh akar tidak di simpan dalam tumbuhan atau digunakan dalam berbagai proses metabolisme, tetapi hilang ke udara melalui evaporasi. Proses evaporasi dari tumbuhan diberi nama khusus, yaitu transpirasi , tetapi janganlah diartikan bahwa transpirasi secara mendasar berbeda dengan evaporasi dari permukaan benda-benda tidak hidup. Meskipun transpirasi terjadi pada setiap bagian tumbuhan (biarpun hanya sedikit), pada umumnya kehilangan terbesar berlangsung melalui daun-daun

Kita kenal transpirasi melalui kutikula, stoma dan melalui lentisel. Sebenarnya seluruh bagian tanaman itu mengadakan transpirasi, akan tetapi biasanya yang kita bicarakan hanyalah transpirasi lewat daun, karena hilangnya molekul-molekul air dari tubuh tanaman itu sebagian besar adalah lewat daun. Hal ini disebabkan karena luasnya permukaan daun dan juga karena daun-daun itu lebih kena udara dari pada bagian-bagian lain dari suatu tanaman. Mengenai penguapan yang terjadi di daun kita kenal penguapan melalui kutikula dan penguapan melalui stoma

Dikenal ada dua jenis transpirasi, yaitu transpirasi stomata dan transpirasi kutikula. Sebagian dari air terlepas melalui stomata, kehilangan air melalui kutikula hanya mencapai 5 sampai 10 persen dari jumlah air yang ditranspirasikan di daerah beriklim sedang

Dalam bukunya, Loveless (1991) 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 melaui 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 athmosfer di luar. Sehingga dalam kondisi normal evaporasi membuat ruang-ruang itu selali jenuh uap air. Asalkan stomata terbuka, difusi uap air ke athmosfer pasti terjadi kecuali bila atmosfer itu sendiri sama-sama lembap.

KONDISI YANG MEMPENGARUHI LAJU TRANSPIRASI

Dalam bukunya Loveless (1991) menuliskan, oleh karena transpirasi melibatkan difusi uap air dari ruang-ruang antar sel ke udara melalui stomata, maka laju transpirasi akan bergantung pada:

1. Tahanan jalur yang dilalui terhadap molekul-molekul uap air yang berdifusi, dan

2. Perbedaan konsentrasi antara uap air di dalam dan di luar daun, yaitu ketajaman gradasi difusi.

Bila stomata terbuka dan karena itu tahanan minimal, laju transpirasi dipengaruhi oleh sembarang faktor yang mempengaruhi ketajaman gradasi difusi antara ruang antarsel dan athmosfer. Bila stomata terbuka, laju transpirasi bergantung kepada perbedaan antara tekanan uap udara jenuh di dalam daun dan tekanan uap udara di luar daun. Bila faktor-faktor lain sama, semakin rendah tekanan uap dalam udara luar semakin cepat transpirasi terjadi

FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI TRANSPIRASI

A. Faktor Dalam yang Mempengaruhi Transpirasi

Kegiatan transpirasi terpengruh oleh banyak faktor baik faktor-faktor dalam ataupun faktor-faktor luar, yang terhitung sebagai faktor-faktor dalam adalah:

• 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

Hal-hal ini semua mempengaruhi kegiatan transpirasi

B. Faktor Luar yang Mempengaruhi Transpirasi

Kegiatan transpirasi terpengaruh oleh banyak faktor, baik faktor –faktor dalam maupun faktor-faktor luar. Yang terhitung sebagai faktor-faktor dalam ialah besar-kecilnya daun, tebal-tipisnya daun, berlapiskan lilin atau tidaknya permukaan daun, banyak-sedikitnya bulu pada permukaan daun, banyak-sedikitnya stoma, bentuk dan lokasi stomata ; hal-hal ini semua mempengaruhi kegiatan transpirasi. Disamping itu kita kenal faktor-faktor luar seperti radiasi, temperatur, kebasahan udara, tekanan udara, angin, keadaan air dalam tanah

1. Sinar matahari

Seperti yang telah dibicarakan didepan, maka sinar menyebabkan membukanya stoma dan gelap menyebabkan tertutupnya stoma, jadi banyak sinar berarti juga mempergiat transpirasi. Karena sinar itu juga mengandung panas (terutama sinar infra-merah), maka banyak sinar berarti juga menambah panas, dengan demikian menaikkan tempratur. Kenaikan tempratur sampai pada suatu batas yang tertentu menyebabkan melebarnya stoma dan dengan demikian memperbesar transpirasi

Kita merumuskan bahwa suhu daun dan sekitarnya adalah sama. Pada kenyataannya daun-daun yang terkena cahaya matahari langsung mempunyai suhu beberapa derajat lebih tinggi daripada udara disekitarnya, dan karena itu cahaya mempegaruhi transpirasi bukan hanya melalui pengendalian pembukaan dan penutupan stomata tetapi juga melalui efek sekunder terhadap suhu daun

Tjitrosomo (1990) merumuskan bahwa cahaya mempengaruhi laju transpirasi melalui dua cara sebagai berikut :

a. Sehelai daun yang dikenai cahaya matahari secara langsung akan mengabsorbsi energi radiasi. Hanya sebagian kecil dari energi tersebut yang digunakan dalam fotosintesis. Pemanasan tersebut meningkatkan transpirasi, karena suhu daun biasanya merupakan faktor terpenting yang mempengaruhi laju proses tersebut. Fakta yang menunjukkan bahwa daun yang kena cahaya matahari mempunyai laju suhu yang lebih tinggi daipada suhu udara memungkinkan laju transpirasi yang cepat, bahkan dalam udara yang jenuh.

b. Cahaya tidak usah selalu berbentuk cahaya langsung, dapat pula mempengaruhi transpirasi melalui pengaruhnya terhadap buka-tutupnya stomata.

2. Temperatur

Merupakan faktor lingkungan yang terpenting yang mempengaruhi transpirasi daun yang ada dalam keadaan turgor. Suhu daun di dalam naungan kurang lebih sama dengan suhu udara, tetapi daun yang kena sinar matahari mempunyai suhu 10o -20o F lebih tinggi daripada suhu udara

Pengaruh tempratur terhadap transpirasi daun dapat pula ditinjau dari sudut lain, yaitu didalam hubungannya dengan tekanan uap air di dalam daun dan tekanan uap air di luar daun. Kenaikan tempratur menambah tekanan uap di dalam daun. Kenaikan tempratur itu sudah barang tentu juga menambah tekanan uap di luar daun, akan tetapi berhubung udara di luar daun itu tidak di dalam ruang yang terbatas, maka tekanan uap tiada akan setinggi tekanan uap yang terkurung didalam daun. Akibat dari pada perbedaan tekanan ini, maka uap air akan mudah berdifusi dari dalam daun ke udara bebas

3. Kebasahan udara (Kelembaban udara)

Pada hari cerah udara tidak banyak mengandung uap air. Di dalam keadaan yang demikian itu, tekanan uap di dalam daun jauh lebih lebih tinggi dari pada tekanan uap di luar daun, atau dengan kata lain, ruang di dalam daun itu lebih kenyang akan uap air daripada udara di luar daun, jadi molekul-molekul air berdifusi dari konsentrasi tinggi (di dalam daun) ke konsentrasi yang rendah (di luar daun. Kesimpulannya ialah, udara yang basah menghambat transpirasi, sedang udara kering melancarkan transpirasi

Pada kondisi alamiah, udara selalu mengandung uap air, biasanya dengan konsentrasi antara 1 sampai 3 persen. Sebagian dari molekul air tersebut bergerak ke dalam daun melalui stomata dengan proses kebalika transpirasi. Laju gerak masuknya molekul uap air tersebut berbanding dengan konsentrasi uap air udara, yaitu kelembaban. Gerakan uap air dari udara ke dalam daun akan menurunkan laju neto dari air yang hilang. Dengan demikian, seandainya faktor lain itu sama, transpirasi akan menurun dengan meningkatnya kelembaban udara

4. Angin

Pada umumnya angin yang sedang, menambah kegiatan transpirasi. Karena angin membawa pindah uap air yang bertimbun-timbun dekat stoma. Dengan demikian, maka uap yang masih ada di dalam daun kemudian mendapat kesempatan untuk difusi ke luar. Angin mempunyai pengaruh ganda yang cenderung saling bertentangan terhadap laju transpirasi. Secara singkat dapat disimpulkan bahwa angin cenderung untuk meningkatkan laju transpirasi, baik di dalam naungan atau cahaya, melalui penyapuan uap air. Akan tetapi, di bawah sinar matahari, pengaruh angin terhadap penurunan suhu daun, dengan demikian terhadap penurunan laju transpirasi, cenderung lebih penting daripada pengaruhnya terhadap penyingkiran uap air

Dalam udara yang sangat tenang suatu lapisan tipis udara jenuh terbentuk di sekitar permukaan daun yang lebih aktif bertranspirasi. Jika udara secara keseluruhan tidak jenuh, maka akan terdapat gradasi konsentrasi uap air dari lapisan udara jenuh tersebut ke udara yang semakin jauh semakin tidak jenuh. Dalam kondisi seperti itu transpirasi terhenti karena lapisan udara jenuh bertindak sebagai penghambat difusi uap air ke udara di sekitar permukaan daun. Oleh karena itu, dalam udara yang tenang terdapat dua tahanan yang harus ditanggulangi uap air untuk berdifusi dari ruang-ruang antar sel ke udara luar. Yang pertama adalah tahanan yang harus dilalui pada lubang-lubang stomata, dan yang kedua adalah tahanan yang ada dalam lapisan udara jenuh yang berdampingan dengan permukaan daun. Oleh karena itu dalam udara yang bergerak, besarnya lubang stomata mempunyai pengaruh lebih besar terhadap transpirasi daripada dalam udara tenang. Namun, pengaruh angin sebenarnya lebih kompleks daripada uraian tadi karena kecendrungannya untuk meningkatkan laju transpirasi sampai tahap tertentu dikacaukan oleh kecendrungan untuk mendinginkan daun-daun sehingga mengurangi laju transpirasi. Tetapi efek angin secara keseluruhan adalah selalu meningkatkan transpirasi

5. Keadaan air dalam tanah

Air di dalam tanah ialah satu-satunya suber yang pokok, dari mana akar-akar tanaman mendapatkan air yang dibutuhkannya. Absorpsi air lewat bagian-bagian lain yang ada di atas tanah seperti batang dan daun juga ada, akan tetapi pemasukan air lewat bagian-bagian itu tiada seberapa kalau dibanding dengan penyerapan air melalui akar

Tersedianya air dalam tanah adalah faktor lingkungan lain yang mempengaruhi laju transpirasi. Bila kondisi air tanah sedemikian sehingga penyediaan air ke sel-sel mesofil terhambat, penurunan laju transpirasi akan segera tampak

Laju transpirasi dapat dipengaruhi oleh kandungan air tanah dan laju absorbsi air dari akar. Pada siang hari, biasanya air ditranspirasikan dengan laju yang lebih cepat daripada penyerapannya dari tanah. Hal tersebut menimbulkan defisit air dalam daun. Pada malam hari akan terjadi kondisi yang sebaliknya, karena suhu udara dan suhu daun lebih rendah. Jika kandungan air tanah menurun, sebagai akibat penyerapan oleh akar, gerakan air melalui tanah ke dalam akar menjadi lebih lambat

MEKANISME TRANSPIRASI

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

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. 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 kapilari, 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.

Referensi bacaan:

Dwijoseputro, D. 1980. Pengantar Fisiologi Tumbuhan. Penerbit PT Gramedia : Jakarta

Lakitan, B. 1993. Dasar-dasar Fisiologi Tumbuhan. PT Raja Grafindo Persada : Jakarta

Loveless, A.R. 1991. Prinsip-prinsip Biologi Tumbuhan untuk Daerah Tropik 1. Penerbit PT Gramedia Pustaka Utama : Jakarta

Tjitrosomo, S.S. 1990. Botani Umum 2. Penerbit Angkasa : Bandung

x