Air merupakan faktor lingkungan yang penting,
semua organisme hidup memerlukan kehadiran air ini. Perlu dipahami bahwa jumlah
air di sistem bumi kita ini adalah terbatas dan dapat berubah-ubah akibat
proses sirkulasinya. Pengeringan bumi sulit untuk terjadi akibat adanya siklus
melalui hujan, aliran air, transpirasi dan evaporasi yang berlangsung secara
terus menerus. Bagi tumbuhan air adalah penting karena dapat langsung
mempengaruhi kehidupannya. Bahkan air sebagai bagian dari faktor iklim yang sangat
berpengaruh terhadap pertumbuhan dan perubahan struktur dan organ tumbuhan.
Untuk lebih rinci perhatikan peranan air bagi tumbuhan di bawah ini :
a) Struktur Tumbuhan. Air merupakan bagian
terbesar pembentuk jaringan dari semua makhluk hidup (tak terkecuali tumbuhan).
Antara 40% sampai 60% dari berat segar pohon terdiri dari air, dan bagi
tumbuhan herba jumlahnya mungkin akan mencapai 90%. Cairan yang mengisi sel
akan mampu menjaga substansi itu untuk berada dalam keadaan yang tepat untuk
berfungsi metabolisma.
b) Sebagai Penunjang. Tumbuhan memerlukan air
untuk penunjang jaringan-jaringan yang tidak berkayu. Apabila sel-sel jaringan
ini mempunyai cukup air maka sel-sel ini akan berada dalam keadaan kukuh.
Tekanan yang diciptakan oleh kehadiran air dalam sel disebut tekanan turgor dan
sel akan menjadi mengembang, dan apabila jumlah air tidak memadai maka tekanan
turgor berkurang dan isi sel akan mengerut dan terjadilah plasmolisis.
c) Alat Angkut. Tumbuhan memanfaatkan air
sebagai alat untuk mengangkut materi disekitar tubuhnya. Nutrisi masuk melalaui
akar dan bergerak ke bagian tumbuhan lainnya sebagai substansi yang terlarut
dalam air. Demikian juga karbohidrat yang dibentuk di daun diangkut ke
jaringan-jaringan lainnya yang tidak berfotosintesis dengan cara yang sama.
d) Pendingin. Kehilangan air dari tumbuhan
oleh transpirasi akan mendinginkan tubuhnya dan menjaga dari pemanasan yang
berlebihan.
1. Masuknya Air dalam Tumbuhan Tumbuhan
umumnya menyerap/ mengisap air tanah oleh sistem akarnya, meskipun pada
brebeapa tumbuhan sederhana seperti lumut kerak dan lumut daun mampu menyerap
air dari sekitarnya secara langsung. Air memasuki akar melalui bulu-bulu akar
yang sangat halus yang berada seitar 6 mm setelah tudung akar. Sistem bulu akar
ini memperluas permukaan aktif yang mampu menyerap air, dan secara terus
menerus diperbaharui sesuai dengan pertumbuhan akar menembus tanah.
2. Pergerakan Air dalam Tumbuhan Dalam
tumbuhan paku-pakuan dan juga dalam spermatofita air bergerak melalui jaringan
khusus yang disebut xylem, yang strukturnya sangat berbeda-beda tergantung pada
pengelompokannya, yang secara umum bersamaan dengan bentuk tabung. Air didorong
naik sebagian akibat daya kapiler, tetapi sebagian besar bergerak anik akibat
perbedaan terkanan antar daun dengan akar yang akan menghasilkan aliran yang
terus-menerus melalui tumbuhan. Dalam tumbuhan yang tidak mempunyai jaringan
xylem air diangkut ke seluruh tubuh oleh proses osmosis.
3. Bagaimana air meninggalkan tumbuhan Umumnya
air yang masuk ke tanah dan tumbuhan akan hilang melalui proses penguapan, dan
hanya 2% air yang diserap oleh akar akan dipakai membentuk lebih banyak materi
tumbuhan. Pada prinsipnya air akan meninggalkan tumbuhan melalui tiga cara:
a) Transpiransi, yaitu bagian yang paling
utama dari kehilangan air ini. Dalam daun air akan diuapkan dari dinding sel ke
ruang antar sel. Dari sini didifusikan ke luar ke udara melalui lubang kecil di
daun yang disebut stomata/ mulut daun. Mulut-mulut daun ini akan terbuka pada
siang hari dan menutup pada malam hari. Fungsi utamanya adalah memberi
kemungkinana untuk erjadinya pertukaran gas antara tumbuhan dengan udara.
b) Penguapan Kutikula, sebagaian air mungkin
menguap melalui kutikula dari daun atau tngkai. Dan hanya sebagian kecil air
hilang dengna cara ini, umumnya kurang dari 10% dari total kehilangan air.
c) Gutasi, di daerah yang lembab kehilangan
air akibat penguapan adalah terlalu sulit. Untuk tumbuhan yang hidup pada
habitat ini mempunyai lubang pada ujung dari xylem dari daun sebagai adaptasi
morfologi dan fisiologi. Lubang ini dikenal dengan hidatoda, yang memungkinkan
air menetes langsung keluar dari daun.
4. Laju Kehilangan Air Jumlah air yang
diperlukan oleh tumbuhan dan konsekuensinya daya toleransi terhadap lingkungan
adalah ditentukan utamanya oleh laju kehilangan air, yang harganya tidak saja
dipengaruhi oleh kondisi lingkungan tetapi juga oleh keadaan tumbuhan itu
sendiri.
1) Kondisi Lingkungan Faktor-faktor lingkungan seperti suhu,
kelembaban udara, dan angin kesemuanya berpesan terhadap laju penguapan dan
mempengaruhi jumlah air yang hilang dari tumbuhan.
2) Ukuran dan Struktur Tumbuhan
a) Ukuran Tumbuhan, umumnya tumbuhan yang
besar memerlukan lebih banyak air daripada tumbuhan kecil pohon Quercus
misalnya menguapkan 675 L air, sedangkan jagung hanya menguapkan 2,5 L air
selama musim panas di daerah temperata.
b) Ukuran Daun, umumnya di daerah lembab yang
mempunyai laju penguapan rendah daun-daun menjadi besar untuk mendukung
transpirasi, sedangkan daun-daun tumbuhan di daerah kering berukuran kecil-kecil
untuk mengurangi penguapan.
c) Jumlah dan Ukuran Stomata, kerapatan dan
ukuran stomata sangat berlainan untuk setiap jenis tumbuhan. Transpirasi pada
dasarnya akan lebih efisien pada daun dengan ukuran stomata kecil tapi banyak
jumlahnya daripada daun dengan stomata besar tapi sedikit jumlahnya. Tumbuhan
yang teradaptasi untuk hidup di daerah kering biasanya mempunyai stomata dengan
jumlah sedikit, bahkan pada daerah kering ini stomata tumbuhan terbuka pada
malam hari dan tertutup pada siang hari dengan tujuan mengurangi kehilangan air
akibat transpirasi.
5. Kekurangan dan Kelebihan Air Di lingkungan daratan dengan
situasi kelebihan air maka tanah menjadi jenuh air, permasalahan utama pada
situasi seperti ini adalah tidak adanya udara dalam tanah sehingga perakaran
tumbuhan tidak bisa bernafas dan juga tanah sering menjadi asam. Jika jumlah
air tidak memadai untuk keperluan tumbuhan maka sel menjadi lembek, dan stomata
menutup untuk mengurangi kehilangan air berkelanjutan. Kondisi air tanah
seperti ini dikenal dengan titik kelayuan, dan sel-sel tumbuhan mulai untuk
terjadinya plasmolisis yang biasanya berjalan berkepanjangan. Dan apabila
situasi kekurangan air ini menerus maka tumbuhan akan mati. Umumnya tumbuhan
yang berada di daerah kering ini berada dalam keadaan setengah dehidrasi pada
siang hari yang diimbangi dengan penyimpanan dalam keseimbangan airnya pada
malam hari.
6. Efisiensi Transpirasi Jenis tumbuhan yang berbeda memerlukan
jumlah air yang berbeda pula untuk pertumbuhannya. Perbandingan antara
produktivitas bersih dengan air yang ditranspirasikan merupakan efisiensi
transpirasi dari tumbuhan. Biasanya dinyatakan sebagai berat air yang
ditranspirasikan dalam gram untuk menghasilkan 1 gram berat organik kering.
Misalnya, efisiensi transpirasi dari gandum adalah 507, tentang 408, dan
tanaman di daerah kering 250.
7. Adaptasi Tumbuhan terhadap Kondisi ekstrim Kekeringan
merupakan situasi yang sering dialami oleh tumbuhan, meskipun dipahami bahwa
hujan bukanlah satusatunya faktor yang dapat menimbulkan. Suhu yang tinggi bisa
juga memberikan pengaruh kekurangan air ini. Bila musim kering itu bersifat
periodik dan merupakan karakteristika daerah, maka tumbuhan yang berada di
daerah akan memperlihatkan penyesuaian dirinya, berbagai cara penyesuaian ini
tergantung pada tumbuhan itu. Umumnya memperlihatkan reduksi dari daun dan
dahan, memperpendek siklus hidup atau biji matang pada atau dekat permukaan,
rambut akar bertambah banyak, sel kutikula menbal, dinding sel mengandung lebih
banyk ikatan kipid, jaringan polisade berkembang lebih baik tetapi sebaliknya
dengan bungakarang, sel dan ruang antar sel mengecil tetapi jaringan lignin
membesar. Kecepatan fotosintesis, tekanan osmosa dan permeabilitas protoplasma
meninggi dan diikuti dengan penurunan viskositas protoplasma, akibatnya
perbandingan tepung dan gula menjadi besar, sehingga secara total tumbuhan menjadi
tahan terhadap kelayuan.
Berbagai usaha untuk mengatasi kekurangan air atau mengurangi
kebutuhan air bagi tumbuhan:
1) Memperbaiki keadaan lingkungan
a) menambah jumlah, air dengan irigasi atau
mengadakan penahanan terhadap bungaan ari.
b) mengurangi kecepatan evapotranspirasi,
dengan cara:
• pengadaan mulsa, menghambat penguapan dari tanah dengan
menutupnya oleh dedaunan, ranting, dan lain-lain.
• menahan kecepatan angin dengan pohon pelindung
• melakukan penjarangan
• menyiangi daun dan bagian tumbuhan lainnya
• membuang tumbuhan gulma
• memberi cairan lilin pada daun
2) Menaikkan daya tahan tumbuhan terhadap kekeringan
a) Memilih jenis tumbuhan yang tahan
kekeringan
b) Penyilangan dengan tumbuhan tahan kering
c) Pemberi stimulasi tahan kekeringan
d) menjaga kadar N sekecil mungkin tapi
memadai
e) mengatur pengairan dengan jarak yang
semakin lama, dengan maksud sistem perakaran menembus dengan jauh ke dalam
tanah dan supaya terjadi perubahan protoplasma yang dapat menaikkan daya tahan
terhadap kekeringan.
8. Pengelompokan Tumbuhan berdasarkan Kadar Air Tanah Berdasarkan
toleransinya terhadap air, terdapat empat kelompok besar, yaitu:
1) Hidrofita, kelopok tumbuhan yang hidupu
dalam air atau pada tanah yang tergenag secara permanen.
2) Halofita, kelompok tumbuhan yang
terkhususkan tumbuh pada lingkungan berkadar garam tinggi (kekeringan
fisiologi).
3) Xerofita, kelompok tumbuhan yang teradaptasi
untuk hidup di daerah kering.
4) Mesofita, kelompok tumbuhan yang
bertoleransi pada kondisi tanah yang moderat (tidak dalam keadaan ekstrim).
5) Hidrofita, Hidrofita merupakan kelompok
tumbuhan yang hdiup sebagian atau seluruhnya di dalam air atau habitat yang
basah. Jadi dalam hal ini keadaan air berada dalam kondisi berlebihan, dan
tumbuhan yang hidup mempunyai karakteristika yang khusus, seperti terdapatnya
jaringan lakuner terutama pada daun dan akar yang berperan dalam memenuhi
kebutuhan akan udara sebagai adaptasi terhadap kekurangan oksigen. Berdasarkan
karakteristiknya dikenal 5 subkelompok hidrofita, yaitu:
a) Hidrofita Tengelam dan Tertanam pada
Substrat Mempunyai epidermis yang tidak berkutikula, daun dan cabang akar
tereduksi dalam ukuran dan ketebalan. Berkembang biak biasanya secara
vegetatif. Contoh: Vallisneria dan Elodea.
b) Hidrofita Terapung Mampu berkembang biak
secara cepat sehingga dalam waktu yang singkat dapat menutupi seluruh permukaan
perairan. Bila terjadi reproduksi seksual maka penyerbukan terjadi pada atau di
atas permukaan. Contoh: Lemna, Eichornia, dan Salvia.
c) Hidrofita Terapung dengan akar tertanam
dalam substrat Mempunyai batang, akar dan tuber yang panjang. Daun sering
tertutup oleh lapisan lilin. Contoh: Nymphaea dan Victoria
d) Hidrofita Menjulang, akar tertanam dalam
substrat Akar cepat tumbuh dalam lumpur, daun memperlihatkan variasi yang
berbeda, baik bentuk maupun struktur, antara yang mencuat ke udara dengan yang
terendam dalam air. Contoh: Acorus dan Typha
e) Hidrofita Melayang Merupakan fitoplankton,
mampu menyerap nutrisi langsung dari air. Contoh: Oscillatoria dan Spirogyra
6) Halofita Tumbuhan yang hidup dalam kadar garam yang tinggi,
mempunyai mekanisme untuk menerima garam yang masuk dalam tubuhnya. Halofita
harus mampu mengatasi masalah kekeringan fisiologi. Tingginya konsentrasi garam
dalam tanah mungkin menghambat peneyrapan air secara osmosis. Pada rawa pantai
halofita berada dalam kekeringan saat surut, dan pengaruh kekurngan air dapat
diimbangi dengan penyimpanaan aiar dalam tubuhnya sehingga bentuk halofita ini
sering memperlihatkan sifat sukulen. Contoh : Acanthus ilicifolius, dan berbagai
tumbuhan di rawa bakau.
7) Xerofita Merupakan tumbuan yang teradaptasi untuk daerah
kering, sangat sedikit jumlahnya dan lebih terkhususkan jika dibandingkan
dengan kelompok lainnya. Xerofita ini dapat dikelompokkan dalam dua subkelompok
besar, yaitu kelompok yang menghindar terhadap kekeringan (xerofita tidak
muirni), dan kelompok yang memikul atau menahan situasi kering (xerofita asli).
8) Penghindar terhadap kekeringan, mencegah kekeringan dengan
jalan melakukan adaptasi dalam siklus hidup, morfologi, dan fisiologi.
9) Epemeral, Merupakan umumnya tumbuhan di padang pasir, dengan
siklus hidup dan tumbuhan mulai dari biji sampai fasa reproduksi dalam beberapa
minggu selama jumlah air memadai/ mencukupi. Biasanya biji dilapisi zat
pelindung dan tahan terhadap kekeringan yang akan terlarut pada musim hujan
sebelum berkecambah.
10) Sukulenta, Merupakan tumbuhan perenial, menghindar dari
kekeringan dengan menyimpan sejumlah air dalam jaringannya dan mereduksi
kehilangan air. Air dapat disimpan mungkin di daun seperti pada Agave, di
tangkai/ dahan pada Cactaceae dan Euphorbiaceae, atau di batang pada Bombacaceae.
Pada semua sukulenta bentuk morfologinya ini mempunyai kemampuan untk
mengurangi kehilangan air dari tumbuhan akibat transpirasi stomata dan ruang
antar sel sangat sedikit, daun tereduksi dalam ukuran lapisan kutikula yang
tebal.
11) Freatofita, Sering dikenal dengan tumbuhan penyedot air, karena laju transpirasinya yang tinggi dan mampu menghindar dari kekeringan karena kemampuannya mencari dan mendapatkan air. Strateginya tidak untuk menjaga air tetapi akar yang sangat panjang yang mampu mencapai lapisan freatik yang dalam dari air tanah, menyerapnya dengan tekanan osmotik yang tinggi dari akarnya.
11) Freatofita, Sering dikenal dengan tumbuhan penyedot air, karena laju transpirasinya yang tinggi dan mampu menghindar dari kekeringan karena kemampuannya mencari dan mendapatkan air. Strateginya tidak untuk menjaga air tetapi akar yang sangat panjang yang mampu mencapai lapisan freatik yang dalam dari air tanah, menyerapnya dengan tekanan osmotik yang tinggi dari akarnya.
12) Tahan Kekeringan, Merupakan xerofita sejati, dan biasanya
berupa semak yang memperoleh air dari tanah yang relatif kering. Caranya dengan
mengadakan tekanan defisit yang cukup tinggi dalam sel-sel daun dan akar.
Biasanya juga mengurangi transpirasi dengan membentuk dau
Tidak ada komentar:
Posting Komentar