BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar belakang
Transpirasi sangat ditentukan oleh
membukanya stomata. Stomata penting kalau air dari sel penutup keluar ke sel-sel
sekitarnya. Perubahan-perubahan nilai potensial osmotik di dalam sel penutup
disebabkan oleh perubahan kimia yang terjadi di dalam sel penutup tersebut,
yang selanjutnya akan mengubah potensial airnya. Sehubungan dengan terjadinya
perubahan kimia ini, beberapa teori telah ditemukan.
Stomata membuka jika tekanan turgor sel
penutup tinggi, dan menutup jika tekanan turgor sel penutup rendah. Ketika air dari sel tetangga memasuki sel
penutup, sel penutup akan memiliki tekanan turgor yang tinggi. Sementara itu,
sel tetangga yang telah kehilangan air akan mengerut, sehingga menarik sel
pennutup kebelakang, maka stomata terbuka. Sebaliknya, ketika air meninggalkan
sel penutup dan menuju ke dalam sel tetangga, maka tekanan turgor di dalam sel
penutup akan menurun (rendah). Sementara itu, sel tetangga yang mengakumulasi
lebih banyak air akan menggelembung, sehingga mendorong sel penutup ke depan,
maka stomata tertutup.
Menutupnya
stoma akan menurunkan jumlah CO2 yang masuk ke dalam daun sehingga akan
mengurangi laju fotosintesis. Pada dasarnya proses membuka dan menutupnya
stomata bertujuan untuk menjaga keseimbangan antara kehilangan air melalui
transpirasi dengan pembentukan gula melalui fotosintesis.
B.
Rumusan masalah
1.
Jelaskan yang dimaksud dengan transpirasi?
2.
Apa peran transpirasi bagi tumbuhan?
3.
Bagaimana mekanisme transpirasi dan membuka menutupnya
stomata pada tumbuhan?
4.
Bagaimana yang dimaksud dengan gutasi?
5.
Bagaimana yang dimaksud dengan evaporasi?
C.
Tujuan masalah
1. Untuk mengetahui tentang transpirasi pada
tumbuhan
2. Untuk mengetahui peran transpirasi pada
tumbuhan
3. Untuk mengetahui mekanisme transpirasi dan membuka
menutupnya stomata pada tumbuhan
4. Untuk mengetahui tentang gutasi
5. Untuk mengetahui tentang evaporasi
BAB II
PEMBAHASAN
A.
Transpirasi
1.
Pengertian Transpirasi
Transpirasi adalah
proses pengeluaran air oleh tumbuhan dalam bentuk uap air ke atmosfer.
Banyaknya air yang ditranspirasikan oleh tumbuhan merupakan kejadian yang khas,
meskipun perbedaan terjadi antara satu spesies dengan spesies lain. Berdasarkan
atas sarana yang digunakan untuk melaksanakan proses transpirasi dibedakan atas
: transpirasi stomata, transpirasi kutikula dan transpirasi lentisel.
Transpirasi stomata adalah sel-sel mesofil daun yamg
tidak tersusun rapat, tetapi diantara sel-sel tersebut terdapat ruang-ruang
udara yang dikelilingi oleh dinding sel mesofil yang jenuh air. Air menguap
dari dinding-dinging basah ini ke ruang-ruang antar sel ke atmosfer di luar.
Sehingga kondisi normal evaporasi membuat ruang-ruang ini selalu jrnuh uap air,
asalkan stomta terbuka, difusi uap air ke atmosfer pasti terjadi kecuali bila
atmosfer itu sendiri sama-sama lembab . transpirasi kutikula adalah evaporasi
air yang terjadi secara langsung melalui kutikula epidermis, kutikula daun
secara relatif tidak tembus air, hanya 10% yamg hilang. Transpirasi lentisel
yaitu pada daerah kulit kayu yang berisi sel-sel uap air yang hilang melalui
jaringan ini adalah 0,1%.
Selanjutnya juga disebutkan proses transpirasi merupakan
proses pelepasan molekul-molekul air dari daun melalui stomata yang disebabkan
oleh terjadinya pemanasan permukaan daun oleh cahaya matahari. Sebagian dari
energy cahaya matahari akan diserap oleh tumbuhan, terutama membantu reaksi
terang pada proses fotosintesis. Namun sebagian energi cahaya matahari jika
tidak dilepaskan justru akan meningkatkan suhu tumbuhan, terutama pada bagian
daun yang umumnya berstruktur tipis.
Hal ini tentunya akan
membahayakan bagi keberlangsungan proses metabolismenya bahkan dapat merusak
komponen-komponen penyusunnya dan enzim yang relative sensitif. Maka untuk
menetralisir suhu yang berlebihan, daun melakukan mekanisme pelepasan
molekul-molekul air ke udara melalui stomata. Energi cahaya matahari yang
diterima daun sebagian akan dipakai untuk meningkatkan energi kinetik molekul-molekul
air, sehingga molekul air tersebut bisa lepas ke udara bersama energi panas
tersebut (dibutuhkan 580 kalori untuk menguapkan 1 gram air) sedangkan air yang
masih tertinggal masih relatif dingin.
Sehubungan dengan
transpirasi, organ tumbuhan yang paling utama dalam melaksanakan proses ini ini
adalah daun. Karena pada daunlah kita jumpai stomata paling banyak. Kalau kita
bandingkan transpirasi stomata ini dengan transpirasi melalui sarana lain, maka
melalui stomata paling banyak dilakukan, oleh karena itu bahasan difokuskan
pada transpirasi pada stomata.
Laju tarnspirasi
ditentukan oleh dua hal, yakni : perbedaan kerapatan uap air (vapor pressure)
antar rongga substomatal dengan udara bebas disekitar tumbuhan dan daya hantar
stomata. Berdasarkan ini, laju transpirasi dapat dihitung sebagai berikut
E= gs x VPD
Dimana E = laju
transpirasi, gs= daya hantar stomata, dan VPD = perbedaan kerapatan uap air
antar rongga substomatal dan udara bebas disekitar tanaman.
Dari uraian diatas dapat
disimpulkan bahwa faktor-faktor yang mempengaruhi laju transpirasi adalah :
1.
Faktor- faktor internal yang mempengaruhi membuka menutup
stomata
2.
Kelembaban udara sekitar tanaman
3.
Suhu udara
4.
Suhu daun tanaman
Angin dapat juga mempengaruhi laju transpirasi. Angin
dapat memacu laju transpirasi jika udara yamg bergerak melewati permukaan daun
tersebut lebih kering (kelembapan
misalnya lebih rendah) dari udara disekitar tumbuhan tersebut.
2.
Fungsi transpirasi bagi tumbuhan
Kelihatannya transpirasi tidak mempunyai keuntungan atau
fungsi
Transpirasi
memberikan manfaat sebagai penunjang pengangkutan mineral - mineral,
mempertahankan turgiditas optimum dan menghilangkan sejumlah besar panas dari
daun. Mineral yang diserap ke dalam akar bergerak ke atas tumbuhan dengan cara
tertentu dalam arus transpirasi, yaitu aliran air melalui xylem akibat
transpirasi.
Transpirasi yang
terjadi membantu penyerapan mineral dari tanah dan pengangkutannya dalam
tumbuhan. Sebagai contoh hasil penelitian menunjukan Kalsium dan Boron di
jaringan tampak sangat peka terhadap laju transpirasi. Tumbuhan yang ditanam
dalam rumah kaca yang mempunyai kelembaban tinggi dan udara yang kaya CO2
(membuat stomata cendrung tertutup) dapat menampakan kekahatan (kekurangan)
kalsium pada jaringan tertentu.
Sebaliknya
transpirasi yang terlalu cepat dapat menyebabkan meningkatnya beberapa unsur
tertentu, mencapai jumlah kadar yang meracuni. Selain itu peranan transpirasi
dalam tumbuhan untuk menurunkan suhu atau mendinginkan daun. Daun yang tidak
melakukan transpirasi akan lebih panas beberapa derajat. Perubahan suhu
dari daun menunjukan
adanya pertukaran energi dari daun dan lingkungannya.
3.
Mekanisme transpirasi
Transpirasi dimulai dengan penguapan oleh sel-sel mesofil
ke rongga antar sel yang ada di dalam daun. Dalam hal ini rongga antar sel
jaringan bunga karang merupakan rongga yang besar, sehingga dapat menampung uap
air dalam jumlah banyak. Penguapan air ke rongga antar sel akan berlangsung
selama rongga antar sel belum jenuh dengan uap air. Sel-sel yang menguapkan
airnya ke rongga antar sel tentu akan mengalami kekurangan air sehingga
potensial airnya menurun
Kekurangan ini akan diisi
oleh air yang berasal dari xilem tulang daun yang selanjutnya tulang daun akan
menerima air dari batang dan batang menerima dari akar begitu seterusnya. Uap
air yang terkumpul dalam rongga antar sel akan tetap berada dalam rongga
tersebut selama stomata pada epidermis daun tidak membuka. Kalau pun ada uap
air yang keluar menembus epidermis dan kutikula jumlahnya hanya sedikit.
Agar transpirasi dapat
berjalan maka stomata harus membuka. Apabila stomata membuka, maka akan ada
penghubung antara rongga antar sel dengan atmosfir. Kalau tekanan uap air di
atmosfir lebih rendah dari rongga antar sel, uap air dari rongga antar sel akan
keluar ke atmosfir. Jadi, syarat utama berlangsungnya transpirasi adalah
penguapan air di dalam daun dan terbukanya stomata.
B.
Gutasi
1.
Pengertian gutasi
Gutasi adalah proses pengerluaran air oleh tumbuhan.
Gutasi biasanya terjadi pada permukaan daun dimana air di keluarkan oleh
jaringan tumbuhan melalui hidatoda. Gutasi lebih jarang terjadi dibandingkan
transpirasi. Karena untuk dapat terjadi gutasi, tumbuhan harus mengelami
kondisi tertentu yang menjadi faktor penyebab gutasi.
2.
Faktor penyebab gutasi pada tumbuhan
Faktor yang menyebabkan gutasi pada tumbuhan antara lain
adalah:
1.
Penyerapan air oleh akar secara terus-menerus atau akar
mengalami
tekanan positif
2. Laju tranpirasi yang rendah
3. Kelembaban udara yang tinggi
Gutasi pada tumbuhan dapat diamati dengan munculnya
tetes-tetes air di tepi daun. Gutasi biasanya terjadi pada malam hari, namun
ada yang terjadi pada siang hari. Karena itu tetes-tetes air hasil gutasi yang
biasanya dapat di temui pada pagi hari sering disalah artikan sebagai embun.
Padahal sebenarnya bukan embun yang menempel di daun tapi adalah hasil dari
proses gutasi. Prose gutasi pada tumbuhan terjadi jika akar mendapat tekanan
positif. Tekanan postif pada akar terjadi jika lingkungan tumbuh akar mendapat
suplay air yang sangat banyak sehingga akar dapat menyerap air secara
berlebihan. Kelebihan air tersebut seharusnya di lepaskan melalui transpirasi.
Namun jika transpirasi tidak terjadi, karena beberapa faktor seperti kelembaban
udara yang tinggi, maka kelebihan air pada sel-sel tumbuhan dilepaskan dengan
cara gutasi.
Dari keterangan di atas maka dapat di tebak bahwa
proses gutasi pada tumbuhan berbanding
lurus dengan kemampuan dan laju penyerapan air oleh akar. Semakin banyak
air yang diserap oleh akar, semakin besar kemungkinan tumbuhan dalam melakukan
gutasi. Semakin rendah laju penyerapan air oleh akar, maka proses gutasi pada
tumbuhan sangat mungkin tidak akan terjadi. Karena itu tumbuhan yang paling
banyak mengalami gutasi adalah tumbuhan yang hidup di air.
Air yang dihasilkan dari proses gutasi bukanlah
air murni, seperti air yang dihasilkan dari proses respirasi. Air gutasi
mengandung senyawa-senyawa terlarut dan garam-garam mineral. Karena itu
terkadang proses gutasi dapat menyebabkan luka pada daun akibat dari penumpukan
garam-garam mineral. Luka pada daun ini pada akhirnya akan menyebabkan
kerusakan pada jaringan daun itu sendiri terutama karena serangan patogen
seperti bakteri dan fungi.
Gutasi dapat diamati sebagai titik-titik air di
tepi daun.Gutasi adalah proses pelepasan air dalam bentuk cair dari jaringan
daun. Istilah gutasi pertama kali dipakai oleh Burgerstein
Gutasi terjadi saat kondisi tanah sesuai sehingga
penyerapan air tinggi namun laju penguapan/ transpirasi rendah maupun ketika
penguapan air sulit terjadi karena tingginya kelembaban udara. Proses gutasi
terjadi pada struktur daun mirip stomata yang bernama hidatoda. Gutasi dapat
diamati dengan munculnya tetes-tetes air di tepi daun yang tersusun teratur.
Tingkat terjadinya gutasi sangat rendah
dibandingkan dengan transpirasi. Gutasi juga lebih jarang diobservasi daripada
transpirasi.Titik-titik air di tepi daun yang terjadi akibat gutasi di pagi
hari sering disalahartikan sebagai embun.
C. Evaporasi
1.
Pengertian Evaporasi
Evaporasi adalah proses dimana air dalam bentuk cair
dikonversi menjadi uap air dan dipindahkan dari permukaan penguapan. Air dapat
terevaporasi dari berbagai permukaan seperti danau, sungai, tanah dan vegetasi
hijau.
Energi dibutuhkan untuk merubah bentuk molekul air dari
fase cair ke fase uap. Radiasi matahari langsung dan faktor lingkungan yang
mempengaruhi suhu udara merupakan sumber energi. Gaya penggerak untuk
memindahkan uap air dari permukaan penguapan adalah perbedaan tekanan antara
uap air di permukaan penguapan dan
tekanan udara atmosfir. Selama berlangsung proses, udara sekitar menjadi jenuh
secara perlahan dan selanjutnya proses akan melambat dan kemungkinan akan
berhenti jika udara basah dan dipindahkan ke atmosfir. Pergantian udara jenuh
dengan udara kering sangat tergantung pada kecepatan angin. Oleh karena itu,
radiasi surya, temperatur udara, kelembaban udara dan kecepatan angin merupakan
parameter iklim yang dipertimbangkan dan penentuan proses evaporasi.
Jika permukaan penguapan adalah permukaan tanah, maka
tingkat penutupan tanaman pelindung dan jumlah air tersedia pada permukaan
penguapan juga menjadi faktor yang mempengaruhi proses evaporasi. Kejadian
hujan, irigasi dan gerakan vertikal air dalam tanah dari muka air tanah dangkal
merupakan sumber pembasahan permukaan tanah. Jika tanah dapat menyuplai air
dengan cepat yang memenuhi kebutuhan evaporasi, maka evaporasi dari tanah
ditentukan hanya oleh kondisi meteorologi. Akan tetapi, bila interval antara
hujan dan irigasi cukup lama dan kemampuan tanah mengalirkan lengas ke dekat
permukaan tanah kecil, maka kandungan air di lapisan topsoil menurun dan
menyebabkan permukaan tanah menjadi kering. Pada lingkungan dimana air
terbatas, maka jumlah air tersedia menjadi faktor pembatas. Berkurangnya suplai
air ke permukaan tanah menyebabkan evaporasi menurun drastis. Proses ini
mungkin akan terjadi dalam beberapa hari.
2.
Faktor yang mempengaruhi evaporasi
Proses perubahan bentuk dari air
menjadi uap air terjadi baik pada evaporasi. Penguapan dipengaruhi oleh kondisi
klimatologi, yang meliputi : radiasi matahari, temperatur udara, kelembaban
udara, dan kecepatan angin.
1. Radiasi Matahari
Pada setiap perubahan bentuk zat; dari es menjadi air (pencairan), dari zat
cair menjadi gas (penguapan) dan dari es lengsung menjadi uap air (penyubliman)
diperlukan panas laten (laten heat). Panas laten untuk penguapan berasal
dari radiasi matahari dan tanah. Radiasi matahari merupakan sumber utama panas
dan mempengaruhi jumlah evaporasi di atas permukaan bumi, yang tergantung letak
pada garis lintang dan musim.
Radiasi matahari di suatu lokasi bervariasi sepanjang tahun, yang
tergantung pada letak lokasi (garis lintang) dan deklinasi matahari. Pada bulan
Desember kedudukan matahari berada paling jauh di selatan, sementara pada bulan
Juni kedudukan matahari berada paling jauh di utara. Daerah yang berada di
belahan bumi selatan menerima radiasi maksimum matahari pada bulan Desember,
sementara radiasi terkecil pada bulan Juni, begitu pula sebaliknya. Radiasi
matahari yang sampai ke permukaan bumi juga dipengaruhi oleh penutupan awan.
Penutupan oleh awan dinyatakan dalam persentase dari lama penyinaran matahari
nyata terhadap lama penyinaran matahari yang mungkin terjadi.
2. Temperatur
Temperatur udara pada permukaan evaporasi sangat berpengaruh terhadap
evaporasi. Semakin tinggi temperatur semakin besar kemampuan udara untuk
menyerap uap air. Selain itu semakin tinggi temperatur, energi kinetik molekul
air meningkat sehingga molekul air semakin banyak yang berpindah ke lapis udara
di atasnya dalam bentuk uap air. Oleh karena itu di daerah beriklim tropis
jumlah evaporasi lebih tinggi, di banding dengan daerah di kutub (daerah
beriklim dingin).
3. Kelembaban
Udara
Pada saat terjadi penguapan, tekanan udara pada lapisan udara tepat di atas
permukaan air lebih rendah di banding tekanan pada permukaan air. Perbedaan
tekanan tersebut menyebabkan terjadinya penguapan. Pada waktu penguapan
terjadi, uap air bergabung dengan udara di atas permukaan air, sehingga udara
mengandung uap air.
Udara lembab merupakan campuran dari udara kering dan uap air. Apabila
jumlah uap air yang masuk ke udara semakin banyak, tekanan uapnya juga semakin
tinggi. Akibatnya perbedaan tekanan uap semakin kecil, yang menyebabkan
berkurangnya laju penguapan. Apabila udara di atas permukaan air sudah jenuh uap
air tekanan udara telah mencapai tekanan uap jenuh, di mana pada saat itu
penguapan terhenti. Kelembaban udara dinyatakan dengan kelembaban relatif.
4. Kecepatan Angin
Penguapan yang terjadi menyebabkan udara di atas permukaan evaporasi
menjadi lebih lembab, sampai akhirnya udara menjadi jenuh terhadap uap air dan
proses evaporasi terhenti. Agar proses penguapan dapat berjalan terus lapisan
udara yang telah jenuh tersebut harus diganti dengan udara kering. Penggantian
tersebut dapat terjadi apabila ada angin. Oleh karena itu kecepatan angin
merupakan faktor penting dalam evaporasi. Di daerah terbuka dan banyak angin,
penguapan akan lebih besar daripada di daerah yang terlindung dan udara diam.
D.
Stomata
1.
Penegertian Stomata
Stomata berasal dari bahasa Yunani yaitu stoma yang
berarti lubang atau porus, jadi stomata adalah lubang-lubang kecil berbentuk
lonjong yang dikelilingi oleh dua sel epidermis khusus yang disebut sel penutup
(guard cell), dimana sel penutup tersebut adalah sel-sel epidermis yang
telah mengalami kejadian perubahan bentuk dan fungsi yang dapat mengatur
besarnya lubang-lubang yang ada diantaranya. Stomata adalah struktur epidermis
yang dibentuk oleh dua sel penjaga atau guard cells yang terletak pada
pori-pori tanaman. Permukaan epidermis lainnya terdiri atas lapisan lilin yang
tidak dapat ditembus. Hal ini menjadikan stomata memiliki peran yang penting
dalam mengatur keluar masuknya gas (seperti CO2 dan O2), hormon (seperti ABA)
dan air dari dan ke dalam tanaman. Peran tersebut memiliki dampak pada
produktivitas dan ketahanan tanaman terhadap cekaman kekeringan atau banjir.
Selain itu, stomata juga merupakan pintu masuk bagi bakteri patogen, sehingga
mereka berpengaruh pada ketahanan terhadap cekaman biotik. Stoma (jamak:
stomata) berfungsi sebagai organ respirasi. Stomata mengambil CO2 dari udara
untuk dijadikan bahan fotosintesis. Kemudian stomata akan mengeluarkan O2
sebagai hasil fotosintesis. Stoma mengambil CO2 dari udara dan mengeluarkan O2,
sedangkan hidung mengambil O2 dan mengeluarkan CO2. Kadang stomata terletak di
permukaan bawah daun, tapi sering di kedua permukaan, walaupun lebih banyak
terdapat di bagian bawah. Selain stomata, tumbuhan tingkat tinggi juga bernafas
melalui lentisel yang terletak pada batang.
2.
Mekanisme membuka dan menutupnya stomata
Mekanisme membuka dan menutupnya
stomata akibat tekanan Turgor. Tekanan turgor adalah tekanan dinding sel,
banyak sedikitnya isi sel berhubungan dengan besar kecilnya tekanan pada
dinding sel. Semakin banyak isi sel, semakin besar tekanan dinding sel. Tekanan
turgor terbesar terjadi pada pukul 04.00-08.00. Stomata akan membuka jika kedua
sel penjaga meningkat. Peningkatan tekanan turgor sel penjaga disebabkan oleh
masuknya air ke dalam sel penjaga tersebut. Pergerakan air dari satu sel ke sel
lainnya akan selalu dari sel yang mempunyai potensi air lebih tinggi ke sel ke
potensi air lebih rendah. Tinggi rendahnya potensi air sel akan tergantung pada
jumlah bahan yang terlarut (solute) di dalam cairan sel tersebut. Semakin
banyak bahan yang terlarut maka potensi osmotik sel akan semakin rendah. Dengan
demikian, jika tekanan turgor sel tersebut tetap, maka secara keseluruhan
potensi air sel akan menurun. Untuk memacu agar air masuk ke sel penjaga, maka
jumlah bahan yang terlarut di dalam sel tersebut harus ditingkatkan.
Pada saat stomata membuka akan terjadi akumulasi ion
kalium (K+) pada sel penjaga. Ion kalium ini berasal dari sel tetangganya.
Cahaya sangat berperan merangsang masuknya ion kalium ke sel penjaga dan jika
tumbuhan ditempatkan dalam gelap, maka ion kalium akan kembali keluar sel
penjaga. Ketika ion kalium masuk ke dalam sel penjaga, sejumlah yang sama ion
hidrogen keluar, dimana ion hidrogen tersebut berasal dari asam-asam organik
yang disintesis ke dalam sel penjaga sebagai suatu kemungkinan faktor penyebab
terbukanya stomata. Asam organik yang disintesis umumnya adalah asam malat
dimana ion-ion hidrogen terkandung di dalamnya. Asam malat adalah hasil yang
paling umum didapati pada keadaan normal. Karena ion hidrogen diperoleh dari
asam organik, pH di sel penjaga akan turun (akan menjadi semakin asam), jika H+
tidak ditukar dengan K+ yang masuk. Stomata tumbuhan pada umumnya membuka pada
saat matahari terbit dan menutup saat hari gelap sehingga memungkinkan masuknya
CO2 yang diperlukan untuk fotosintesis pada siang hari. Umumnya, proses
pembukaan memerlukan waktu 1 jam dan penutupan berlangsung secara bertahap
sepanjang sore. Stomata menutup lebih cepat jika tumbuhan ditempatkan dalam
gelap secara tiba-tiba.
Pada
beberapa tumbuhan misalnya kelompok tumbuhan CAM stomata membuka pada malam
hari sedangkan pada siang hari stomata menutup. Pompa proton merupakan adaptasi
untuk mengurangi proses penguapan tumbuhan yang hidup di daerah kering. Pada
malam hari CO2 masuk ke dalam tanaman dan disimpan dalam bentuk
senyawa C4. Selanjutnya senyawa C4
akan membebaskan CO2 pada siang hari sehingga dapat digunakan untuk
fotosintesis.
1.
Pengaruh Fotosintesis
Adanya klorofil pada sel penjaga mengakibatkan sel
penjaga dapat melangsungkan proses fotosintesis yang menghasilkan glukosa dan
mengurangi konsentrasi CO2. Glukosa larut dalam air sehingga air
dari jaringan di sekitar sel penjaga akan masuk ke dalam sel penjaga
yangmengakibatkan tekanan turgor sel penjaga naik sehingga stoma akan membuka.
Pengamatan mikroskopis terhadap permukaan daun
menunjukkan bahwa cahaya mempengaruhi pembukaan stomata. Pada saat redup atau
tidak ada cahaya umumnya stomata tumbuhan menutup. Ketika intensitas cahaya
meningkat stomata membuka hingga mencapai nilai maksimum. Mekanisme membuka dan
menutupnya stomata dikontrol oleh sel penjaga.
Dibawah iluminasi, konsentrasi solut dalam vakuola
sel penjaga meningkat. Pertama, pati yang terdapat pada kloroplas sel penjaga
diubah menjadi asam malat. Kedua, pompa proton pada membran plasma sel penjaga
diaktifkan. Pompa proton tersebut menggerakkan ion H+, beberapa diantaranya
berasal dari asam malat, melintasi membran plasma. Asam malat kehilangan ion H+
membentuk ion malat. Hal ini menaikkan gradien listrik dan gradien pH lintas
membran plasma. Ion K+ mengalir ke dalam sel tersebut melalui suatu saluran
sebagai respon terhadap perbedaan muatan, sedangkan ion Clberasosiasi dengan
ion H+ mengalir ke dalam sel tersebut melalui saluran lainnya dalam merespon
perbedaan konsentrasi ion H+. Akumulasi ion malat, K+, dan Cl- menaikkan
tekanan osmotik sehingga air tertarik ke dalam sel penjaga. Signal yang
mengaktifkan enzim yang membentuk malat dan mengaktifkan pompa proton di dalam
membran plasma mencakup cahaya merah dan cahaya biru.
Menutupnya stomata akan menurunkan jumlah CO2
yang masuk ke dalam daun sehingga akan mengurangi laju fotosintesis. Pada
dasarnya proses membuka dan menutupnya stomata bertujuan untuk menjaga
keseimbangan antara kehilangan air melalui transpirasi dengan pembentukan gula
melalui fotosintesis.
Namun pada Tanaman CAM membuka stomatanya malam
hari, pada malam hari terjadi respirasi tidak sempurna dan KH diubah menjadi
asam malat, dari respirasi tersebut CO2 tidak dilepaskan, tetap
diikat, pH tetap tinggi (7), pati dalam sel penjaga dihidrolisis menjadi gula,
Ψs nya menurun, terjadi endoosmosis, Ψp sel penjaga naik, turgor, dinding sel
penjaga tertekan ke arah luar, stomata membuka.
2. Perubahan Pati Menjadi Gula
Pada
sel penutup terjadi akumulasi gula dan hal ini terjadi pada siang hari.
Terakumulasinya gula ini pada siang hari telah menyebabkan potensial
osmotik/potensial air sel penutup menjadi rendah, sehingga air dapat masuk ke
sel penutup dari sel tetangganya, turgornya naik dan stomata terbuka. Pada
malam hari gula ini hilang dari sel penutup yang menyebabkan potensial air sel
penutup menjadi tinggi, sehingga air keluar dari sel penutup, turgornya turun
dan stomata menutup. Timbul dan hilangnya gula ini dari sel penutup kemudian
diketahui disebabkan terjadinya perubahan gula menjadi pati dan sebaliknya.
Perubahan pati menjadi gula ini dipengaruhi oleh enzim fosforilase yang
mereaksinya.
Enzim
fosforilase ini dapat berfungsi mempengaruhi reaski yang bolak-balik, yaitu
mempengaruhi pengubahan pati menjadi gula dan gula menjadi pati. Pada saat pati
diubah menjadi glukosa, berarti terjadi perubahan dari zat tidak larut menjadi
zat yang mudah larut dan berarti pula telah terjadi perubahan jumlah partikel
di dalam sel penutup, sehingga sel penutup dapat menarik air dari sel-sel
sekitarnya (sel tetangga), turgornya naik dan stomata terbuka. Sebaliknya
apabila glukosa diubah menjadi pati, akan terjadi pengenceran di dalam sel
penutup, sehingga air dari sel penutup akan mengalir ke sel-sel sekitarnya.,
turgornya menurun dan stomata tertutup.
Aktivitas enzim fosforilase bergantung pada pH di
dalam sel tersebut. Pati diubah menjadi glukosa oleh enzim ini pada pH 6-7. Hal
ini dimungkinkan oleh adanya proses fotosintesis yang banyak pengikat CO2,
sehingga pH dalm sel menjadi agak tinggi. Pada malam hari karena tidak ada
fotosintesis, CO2 yang ada dalam seakan bereaksi dengan air menghasilkan asam
karbonat yang selanjtnya akan terurai menjadi H+ dan HCO3-. Terkumpulnya
proton dalam sel akan menyebabkan kondisi dalam sel menjadi lebih asam dan
pHnya rendah menjadi sekitar 4-5. Pada pH 4-5 aktivitas enzim fosforilase
mengubah glukosa menjadi pati kembali.
Skema mekanisme membukanya stomata :
3.
Faktor yang mempengaruhi
membuka dan menutupnya stomata
a. Intensitas cahaya matahari
Cahaya matahari merangsang sel penutup menyerap ion
K+ dan air,sehingga stomata membuka pada pagi hari. Konsentrasi CO2
yang rendah di dalam daun juga menyebabkan stomata membuka dan juga dengan adanya cahaya maka
fotosintesis akan berjalan, sehingga CO2 dalam daun akan berkurang dan stomata
terbuka.
b. Konsentrasi CO2
tekanan parsial CO2 yang rendah dalam daun akan
menyebabkan pH sel menjadi tinggi. Pada pH yang tnggi 6-7 akan merangsang
penguraian pati menjadi gula, sehingga stomata terbuka.
c. Air (H2O)
Apabila tumbuhan mengalami kekurangan air, maka
potensial air pada daun akan turun, termasuk sel penutupmya sehingga stomata
akan tertutup.
d. Suhu
Naiknya suhu akan meningkatkan laju respirasi
sehingga kadar CO2 dalam daun meningkat, pH akan turun dan stomata tertutup.
e. Angin
Angin berpengaruh terhadap membuka dan menutupnya
stomata secara tidak langsung. Dalam keadaaan angin yang bertiup kencang
pengeluaran air melalui transpirasi seringkali melebihi kemampuan tumbuhan
untuk menggantinya. Akibatnya daun dapat mengalami kekurangan air sehingga
turgornya turun dan stomata akan tertutup.
BAB III
PENUTUP
A. Kesimpulan
1. Gutasi adalah proses pelepasan air dalam
bentuk cair dari jaringan daun
2. Transpirasi dapat diartikan sebagai proses
kehilangan air dalam bentuk uap dari jaringan tumbuhan melalui stomata,
kutikula atau lentisel.
3. Manfaat transpirasi adalah pengankutan
mineral, mempertahankan turgiditas optimum, dan menurunkan suhu daun.
4. Evaporasi merupakan proses penguapan air yang
berasal dari permukaan bentangan air atau dari bahan padat yang mengandung air
5. Gutasi adalah proses
pengerluaran air oleh tumbuhan. Gutasi biasanya terjadi pada permukaan daun
dimana air di keluarkan oleh jaringan tumbuhan melalui hidatoda
DAFTAR PUSTAKA
Benyamin Lakitan, Dasar-Dasar Fisiologi Tumbuhan, Jakarta
: PT Raja Grafindo Persada, 1993
Cambell, Biologi, Jakarta : Penerbit Erlangga,
2006.
