LAPORAN PRAKTIKUM FISIOLOGI TUMBUHAN (TEKANAN AKAR)

TEKANAN AKAR

A.  Tujuan

Untuk mengamati adanya daya tekanan akar pada tumbuhan

B.  Landasan Teoritis

Masuk keluarnya cairan ke akar dan naik sepanjang xylem disebut tekanan akar. Cairan xylem mengalir keluar dari daerah potongan, aliran ini disebut dengan exudasi. Jika tanaman utuh yang tidak begitu tinggi dipelihara dalam keadaan atmosfir jenuh sehingga transpirasi daun kecil atau tidak sama sekali. Maka tekanan akar mendorong cairan xylem naik ke daun dan keluar melalui struktur khusus daun yang disebut hidatoda dan pengeluaran air ini disebut gutasi (Muliana, 2011).

Teori tekanan akar pada awalnya diperkirakan air naik kebagian atas tanaman karena adanya tekanan dari akar. Hal ini didasarkan pada fakta bahwa jika batang tanaman dipotong dan dihubungkan dengan selang monometer air raksa maka air didalam selang akan terdorong keatas oleh tekanan yang berasal dari akar, selain itu tekanan akar hanya teramati pada kondisi tanah yang berkecukupan air dan kelembaban udara relative tinggi, atau dengan kata lain pada saat laju transpirasi sangat rendah (Lakitan, 1993).

Air dan garam mineral diambil dari tumbuhan dari dalam tanah. Air dan mineral dari tanah masuk ke dalam tubuh tumbuhan melalui dua jalan, yaitu melalui rambut akar dan ujung akar. Cara transportasi air dan mineral di luar xilem (berkas pembuluh) ada 2 macam, yaitu simplas dan apoplas.

Transportasi simplas adalah bergeraknya air tanah dan zat terlarut melalui bagian hidup dari sel tumbuhan, misalnya sitoplasma dan vakuola dari satu sel ke sel lain. Pada sistem ini perpindahan terjadi secara osmosis dan transporaktif. Transportasi apoplas adalah menyusupnya air tanah secara difusi bebas atau transpor pasif melalui semua bagian tak hidup dari tumbuhan. Transportasi apoplas tidak dapat masuk ke xilem karena adanya pita kaspari pada endodermis. Apoplas dapat terjadi di semua bagian daun kecuali endodermis.

Di dalam xilem, air dan mineral yang mengendap di dalamnya akan bergerak ke atas dalam elemen pembuluh dan trakeid. Kemudian air dan mineral akan didistribusikan ke jaringan-jaringan yang membutuhkan, misalnya pada daun.

Potensi air di atmosfer umunya lebih rendah daripada potensi air dalam tanah. Perbedaan potensi air ini menimbulkan daya dorong terhadap translokasi air dari larutan tanah, melewati tanaman ke atmosfer. Penyerapan air berkaitan dengan metabolisme dan faktor lain yang berpengaruh pada metabolisme sebagai pengaruh tidak langsung. Rendahnya suhu, kurangnya oksigen dan senyawa toksik akan menekan penyerapan air, karena akan mengganggu metabolisme. Demikian halnya aliran air antara vakuola dan sitoplasma dikendalikan oleh perbedaan potensi air. Faktor yang mempengaruhi penyerapan air yaitu: faktor lingkungan seperti ketersediaan air, aerasi, konsentrasi larutan tanah, suhu dan faktor tanaman seperti laju transpirasi tanaman, sistem perakaran, metabolisme.

Tekanan akar adalah tekanan osmotik dalam sel dari system akar yang menyebabkan getah naik melalui batang tanaman ke daun. Tekanan akar dan daya kapilaritas masih terlalu lemah dalam upaya transport air melewati xylem ke bagian atas tanaman, terutama pada tanaman dengan ketinggian yang cukup (hampir mencapai 100 m). Tekanan akar maksimum yaitu 2 atm, yang artinya hanya mampu menaikkan air sampai ketinggian 21 m.

Pengangkutan zat pada tumbuhan dibedakan menjadi:

1.      Pengangkutan vaskuler (intravaskuler) adalah pengangkutan pengangkutan melalui berkas pembuluh angkut

2.      Pengangkutan vaskuler (extravaskuler) adalah pengangkutan air dan garam mineral diluar berkas pembuluh angkut. Pengangkutan ini berjalan dari sel ke sel dan biasanya dengan arah horizontal. Di dalam akar pengangkutan ini melalui :

Bulu akar è epidermis è korteks èendodermis è xylem.

C.  Alat dan Bahan

1.      Alat

a.    Manometer

b.    Pipa karet

c.    Jarum suntik / siring

d.   Statif

e.    Pisau / silet

2.      Bahan

a.    Pacar cina

b.    Vaseline

c.    Air

d.   Safranin

D.  Prosedur Kerja

1.      Menyiapkan alat dan bahan;

2.      Memotong batang tanaman pacar cina yang ada pada pot;

3.      Memasukan pipa karet pada batang tanaman pacar cina. Apabila pipa karet tidak pas dengan batang maka diberi vaseline secukupnya;

4.      Memasukkan air secukupnya ke dalam pipa karet yang sudah pada batang tanaman pacar cina;

5.      Memasukkan eosin pada manometer dengan menggunakan jarum suntik sampai eosin pada strip manometer bagian bawah;

6.      Memasukkan manometer yang sudah diisi eosin pada pipa karet;

7.      Memasang statif;

8.      Menghitung waktu.

E.  Hasil Pengamatan

No	Waktu	Perpindahan batas eosin	Besarnya pergerakan/ ml
1	5 menit	15 strip	0,15
2	10 menit	20 strip	0,20
3	15 menit	21 strip	0,21
4	20 menit	19 strip	0,20
Total			0,76
Rata-rata/menit			0,038

Keterangan: 1 strip= 0,01 ml

F.   Pembahasan

Pada praktikum ini digunakan tanaman pacar cina (Impatiens balsamia)  yang dijadikan sebagai tanaman sampel. Tanaman sampel dipotong bagian batangnya.  Pemotongan tanaman sampel ini bertujuan untuk membuktikan terjadinya tekanan akar serta besarnya kenaikan larutan (eosin) akibat dari tekanan akar.

Tekanan akar tidak dapat diamati jika kondisi lingkungannya kekurangan air atau pada saat transpirasi rendah. Pada saat ini yang berperan adalah daya hisap daun, jadi air bergerak karena terjadinya transpirasi. Kecepatan ekstraksi air dari suatu tanah merupakan fungsi dari konsentrasi akar, karena berkurangnya menurut kedalaman daerah akar.

Hubungan antara tekanan akar dan daya hisap daun adalah sangat erat karena faktor-faktor itu tidak dapat berdiri sendiri dalam memindahkan zat hara atau  air tanah menuju ke daun untuk difotosintesis.  Akar berperan dalam memperluas  bidang  penyerapan  tumbuhan  terhadap  air  dan  zat  hara.  Jika tumbuhan tidak mempunyai akar maka tumbuhan itu hanya dapat menyerap zat-zat yang diperlukannya dari sekitarnya saja.

Untuk mengetahui adanya tekanan  pada akar maka dapat dilakukan suatu pengamatan dengan menggunakan tanaman yang mempunyai batang transparan sehingga besarnya pergerakan air tanaman dan kenaikkan larutan dapat terlihat jelas.

Dari hasil percobaan yang telah dilakukan bisa di ketahui adanya tekanan akar yaitu tekanan yang terjadi  pada xilem sebagai hasil proses aktif. Dalam praktikum kali ini ternyata telah terjadi daya tekan akar yang pada percobaan di tandai dengan adanya kenaikan cairan eosin pada manometer. Besarnya tekanan akar pada setiap tumbuhan berbeda-beda tergantung dari besar kecilnya serta tinggi rendahnya batang. Hal tersebut dapat terlihat dari hasil percobaan kami yakni batang pacar air yang digunakan relatif kecil sehingga daya tekan akar yang dihasilkan pun kecil juga .

Hal ini menunjukan adanya hubungan antara daya gerak akar dengan pengangkuatan air. Pengangkutan air pada tumbuhan meliputi 2 cara yaitu pengangkutan air dan garam mineral diluar pembuluh xilem (ekstravaskuler) dan pengangkutan air melalui pembuluh xilem (intravaskuler).

1.      Transportasi ekstravaskuler

Proses pengangkutan ekstravaskuler sebagai berikut, air bergerak secara horizontal yaitu dari pemukaan akar menuju ke sel epidermis (rambut akar) kemudian bergerak diantara sel-sel korteks. Untuk sampai ke stele air harus melewati sitoplasma sel-sel endodermis.

2.      Transportasi Intravaskuler

Merupakan pengangkutan air dan garam mineral dari akar menuju bagian atas tumbuhan yaitu daun melalui xilem. Urutannya xilem akar, xilem batang, xilem tangkai daun, xilem tulang daun. Selanjutnya dari xilem tulang daun masuk ke sel-sel mesofil daun untuk di gunakan dalam fotosintesis. Proses transportasi air melalui xilem bersifat apoplastik karena sel-sel xilem bersifat sel mati.

Dalam hal pengangkutan air ini ada hubungan yang erat antara adhesi dan kohesi dengan teori kapilaritas. Kapilaritas disebabkan oleh interaksimolekul-molekul di dalam zat cair. Di dalam zat cair molekul-molekulnya dapat mengalami gaya adhesi dan kohesi. Adhesi adalah gaya tarik menarik antara molekul dengan molekul lain yang tidak sejenis. Menurut teori ini menyatakan bahwa pembuluh xilem dapat dipandang sebagai pembuluh kapiler, sehingga air dapat naik kedalamnya sebagai akibat dari adhesi antara dinding xilem dengan molekul-molekul air, hal ini jelas adanya hubungan antara pergerakan air melalui molekul yang berbeda. Sedangkan kohesi merupakan daya tarik menarik antara molekul yang sejenis. Teori kohesi ini dapat dikatakan sebagai sebagai teori benang air. Menurut teori ini air akan bergerak karena adanya untaian-untaian antar molekul air. Adanya molekul-molekul yang berderet-deret mulai dari dalam tanah terus bersambung-sambung di bulu akar hingga sampai di daun. Jika suatu molekul yang ada di daun meloncat ke udara (menguap) pada peristiwa transpirasi, maka proses transpirasi ini akan turut menarik ke atas molekul lain yang ada di bawahnya dalam rantai molekul.

G.   Kesimpulan

Berdasarkan hasil praktikum tersebut terbukti bahwa daya tekan akar pada tumbuhan memang terjadi. Hal ini di buktikan dengan memotong bagian atas tumbuhan dan hanya bagian batang sampai akar yang digunakan. Naiknya cairan pada manometer menjadi indikator bahwa akar sangat berperan dalam proses transpirasi air. Tekanan akar tidak dapat diamati jika kondisi lingkungannya kekurangan air atau pada saat transpirasi rendah. Pada saat ini yang berperan adalah daya isap daun, jadi air bergerak karena terjadinya transpirasi.

Adanya tekanan akar manyebabkan daya dorong air meningkat, hingga mencapai puncak tertinggi dari tanaman. Air yang keluar atau cairan yang keluar dari daerah pemotongan disebut exudat, dimana aliran air (cairan) ini disebut dengan eksudasi xilem.