Bagaimana Air sangat diperlukan pada Tanaman

Materi tentang Fungsi air bagi tanaman
1) Pengisi cairan tubuh tanaman.
2) Pelarut unsur hara yang terdapat di dalam tanah.
3) Membantu penyerapan unsur hara (makanan) dari dalam tanah oleh akar tanaman.
4) Mengangkut unsur hara ke seluruh organ tanaman.
5) Membantu memperlancar metabolisme terutama pada proses fotosintesis lalu mengangkut hasil fotosintesis dari daun ke seluruh bagian tanaman.
6) Melancarkan aerasi udara dan suplai oksigen dalam tanah.
 ( https://www.pertanianku.com/fungsi-air-bagi-tanaman/ )

Air merupakan unsur dalam alam yang sangat penting bagi seluruh kehidupan di dunia. Manusia tidak akan dapat bertahan hidup tanpa minum air dalam jangka waktu 3 hari. Selain manusia, hewan dan tumbuhan sangat memerlukan air untuk bertahan hidup. Air menjadi kandungan dalam kehidupan yang sangat penting karena seluruh kebutuhan hidup memerlukan air. Setiap proses yang dilakukan manusia, hewan dan tumbuhan memerlukan air.  Air memang disediakan dari alam, baikturun sebagai hujan, keluar dari mata air, mengalir disungai, atau perlu diambil dengan bantuan mesin bor. Pentingnya air bagi kehidupan membuat hampir semua makhluk hidup selalu mencari dan mencari air dimana berada.

Tanaman memerlukan air untuk bertahan hidup dan selalu berkembang menghasilkan pohon yang lebih tinggi, menghasilkan buah, daun dan biji dengan sempurna. Tanpa adanya air, pertumbuhan tanaman akan terhambat dan menjadi kerdil. Kandungan air yang ada di dalam tumbuhan sekitar 80 persen dari berat kerung tanaman. Itulah mengapa air menjadi komponen dalam tumbuhan yang tidak dapat abaikan. Bahkan apabila akar tidak dapat menemukan air dalam jangka waktu lama, tumuhan dan dapat mengering dan kemudian mati karena kekurangan air.

Sifat Air yang Bermanfaat Untuk Tanaman

Air memiliki beberapa karakteristik dan sifat khusus sehingga menjadi salah satu komponen penting dalam seluruh kehidupan salah satunya pada tumbuhan. Beberapa sifat air yang dapat dimanfaatka oleh tumbuhan diantaranya adalah :

1. Memiliki Gaya Kohesi

Air memiliki sifat dengan gaya kohesi yang mampu mneyerap air secara vertikal pada tumbuhan. Kohesi memiliki tiga konsep yakni adanya perbedaaan potensi air antara tana dan atmosfer sehingga menjadi tenaga pendorong, memiliki tenaga hidrasi dinding pembuluh xylem, sehingga mampu mempertahankan molekul air terhadap gravitasi, dan yang terakhir yakni gaya kohesi antara molekul air dapat membantu menjaga keutuhan kolom air dalam pembuluh xylem.

2. Memiliki Gaya Adhesi

Gaya adhesi  pada tumbuhan terjadi pada dinding xylem. Gaya adhesi pada tumbuhan mengakibatkan kapilaritas pada tumbuhan dan dapat menyebabkan naiknya cairan ke dalam tabung sempit tumbuhan.

3. Sifat Polaritas

Air memiliki sifat polaritas yang dapat memungkinkan air mengubah bentuknya setelah melewati xylem pada tumbuhan. Setelah melewati xylem, asir akan berubah menjadi bentuk tetesan karena sifat polaritas yang dimilikinya.

4. Sebagai Pelarut

Air dikenal sebagai yang sangat baik untuk tiga kelompok bhan biologis penting, yakni : bahan organik, ion ion bermuatan (K⁺, Ca2⁺, NO3) dan molekul kecil.

5. Menguap pada panas yang tinggi

Tumbuhan melakukan transpirasi pada dirinya sendiri untuk mengatur suhu pada tumbuhan. Transiprasi pada tumbuhan terjadi ketika air pada tumbuhan menguap ketika terjadi suhu tinggi pada tanaman.

Manfaat air Bagi Tumbuhan

Tumbuhan memerlukan air untuk melakukan beberapa kerja tumbuhan dan untuk berbagai proses yang dilakukan oleh tumbuhan. Salah satu manfaat air bagi tumbuhan yakni digunakan untuk melakukan fotosintes. Fotosintesis ini nantinya akan menghasilkan oksigen yang sangat dibutuhkan untuk berbagai kebutuhan makhluk hidup. Selain melakukan proses fotosintesis, air memiliki beberapa fungsi penting lain untuk kehidupan tumbuhan, diantaranya :

1. Sebagai komponen utama dalam proses fotosintesis dan trasnpirasi pada tumbuhan. Air menjadi sumber energi dalam proses fotosintesis. Banyaknya energi pada proses fotosintesis menyebabkan kebutuhan tumbuhan pada ir menjadi tinggi.
2. Air merupakan senyawa yang berfungsi dalam pembentukan protoplasma.
3. dapat bekerja sebagai pelarut zat hara dalam proses masuknya mineral dari tanah ke dalam tanaman serta mendistribusikannnya keseluruh bagian tumbuhan.
4. sebagai senyawa untuk proses reaksi metabolik tumbuhan.
5. Bekerja sebagai reaktan yang bekerja pada beberapa reaksi pada proses metabolisme.
6. Bekerja sebagai penghasil tenaga mekanik pada proses pembesaran dan pembelahan sel.
7. Menjaga turgiditas sel agar tetap terjaga.
8. Sebagai senyawa yang dapat mengatur mekanisme pergerakan untuk membuka dan menutup stomata pada tumbuhan.air dapat bekerja sebagai sistem hidrolik dan dapat menimbulkan turgor pada dinding sel karena memberikan tekanan pada sel tanaman.
9. Memperpanjang sel tumbuhan, dan sebagai bahan untuk berbagai kegiatan tumbuh dan berkembangnya tumbuhan.
10. Membantu proses respirasi tumbuhan.
11. Media pengangkut dan memindahkan hasil proses fotosintesis.
12. Mejadi media dalam proses berlangsungnya biokimia, karena air merupakan zat pelarut yang sangat baik dalam proses biokimia.
13. Mengatur suhu pada tumbuhan agar tetap stabil, karena air memiliki panas jeis yang tinggi dan dapat mengatur panas pada tumbuhan.

Hampir segala proses pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan memerlukan air. Segala detail kegiatan yang dilakukan oleh tumbuhan selalu ada peran air di dalamnya. Dapat diayangkan apabila air yang dibutuhkan oleh tumbuhan tidak tersuplai dengan baik.

Akibat kekurangan air bagi tumbuhan

Karena pentingnya senyawa air, maka antara air dan kehidupan terlebih bagi tumbuhan tidak dapat dipisahkan. Beberapa hal yang dapat ditimbulkan apabila tumbuhan kekurangan air yakni :

1. Tanaman dapat menjadi lemah apabila keurangan air. Pertumbuhan dapat terganggu karena kekurangan energi yang dibawa oleh air.
2. Tanaman akan menjadi layu dan tidak tega lagi, dikarenakan turgor pressure pada tumbuhan akan berkurang.
3. Mineral dari tanah tidak dapat naik ke dalam batang dan tidak dapat diserap oleh akar. Karena kekurangan air, maka akan menyebabkan juga tumbuhan kekurangan mineral yang dapat mengganggu pertumbuhan dan kesehatan tanaman
4. Kesehatan tumbuhan akan terganggu karena hasil fotosintesis tidak diangkut dengan baik ke seluruh bagian tumbuhan. Segingga dapat mengakibatkan penurunan keehatan pada akar dan tumbuhan.

Air merupakan kebutuhan penting dalam tumbuhan. Tumbuhan memerlukan air untuk untuk melakukan setiap prosesuntuk hidup, tumbuhdan berkembang.  Kekurangan air bagi tumbuhan dapat menyebabkan terganggunya proses pertumbuhan dan perkembangann tananman. Namu perlu diketahui bahwa setiap tumbuhan memerlukan kadar air yang berbeda. Ada tumbuhan yang memerlukan air dalam jumlah yang banyak, seperti tumbuhan air. Sedangkan ada juga tumbuhan yang hanya memerlukan sedikit air, dan apabila mendapatkan kandungan air yang terlalu banyak dapat menjadi busuk atau malah dapat merusak sel dalam tumbuhan tersebut. Oleh karena itu, tumbuhan dapat mengontrol sendiri kadar air yang diperlukan oleh dirinya sendiri untuk dapat bertahan hidup.

( https://manfaat.co.id/manfaat-air-bagi-tumbuhan )

Proses Pengangkutan Air pada Tumbuhan

Desember 17, 2014

Proses pengangkutan air dan mineral dari dalam tanah oleh tumbuhan berawal dari air di dalam tanah diserap oleh rambut akar. Air dan mineral dari tanah memasuki tumbuhan melalui epidermis akar, melintasi korteks akar, dan masuk ke dalam stele. Dari stele air dan mineral – mineral terlarut di dalam xilem (Champbell, 2008: 354). Air mengalir karena ada perbedaan kepekatan (konsentrasi) cairan di antara sel. Pemasukan air ke dalam akar sebagai gerakan horisontal, maka bagian – bagian akar yang dilewatinya adalah bulu akar, sel – sel korteks, sel – sel endodermis, sel – sel perisikel, dan akhirnya air itu sampai pada pembuluh kayu (xilem) (Dwidjoseputro, 1994: 84). Air tanah mempunyai kepekatan larutan yang lebih encer dibandingkan dengan cairan sel sehingga air tanah dapat masuk ke rambut akar. Air yang masuk ini mengakibatkan sel tumbuhan mengembang. Air didorong keluar dari satu sel ke sel berikutnya sampai ke pembuluh kayu. Selanjutnya, air diangkut oleh pembuluh kayu melalui batang sampai ke daun. Naiknya air ke daun dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain tekanan akar, kapilaritas batang, dan daya isap daun. Berikut ini akan dijabarkan mengenai ketiga faktor pengangkutan air dan mineral tumbuhan.

1) Tekanan akar.
Rambut akar mengambil air dari dalam tanah secara osmosis. Osmosis adalah gerakan air dari larutan yang kurang pekat ke larutan yang lebih pekat melalui selaput semipermeabel. Selaput semipermeabel adalah selaput yang hanya dapat dilalui oleh air. Rambut akar mengambil air secara osmosis karena dinding-dinding selnya bersifat semipermeabel dan cairan selnya lebih pekat daripada air tanah. Saat rambut akar menyerap air, cairan sel rambut akar akan menjadi lebih encer daripada cairan sel-sel yang terletak disebelah dalam rambut akar. Karena sel bagian dalam lebih pekat, maka sel bagian dalam akan menyerap air dari rambut akar. Dengan cara ini, air akan bergerak dari sel ke sel sampai pada pembuluh kayu. Pergerakan air secara osmosis dari sel ke sel pada akar menimbulkan suatu tekanan yang disebut tekanan akar. Tekanan akar akan mendorong air sehingga naik ke pembuluh kayu di batang. Tekanan akar tampak pada sebagian besar tumbuhan, tapi hal ini terjadi jika tanah cukup lembab, dan bila kelembaban udara tinggi artinya ketika transpirasi sedang sangat rendah. Tetesan air akan terlihat keluar dari bukaan (hidatoda) pada ujung atau tepi daun rerumputan atau daun arbei. Fenomena itu disebut gutasi. Jika tumbuhan ditempatkan pada kondisi atmosfer yang cukup kering, atau di tanah yang berkelembapan rendah atau sekaligus dalam kedua keadaan tersebut, maka tekanan akar tidak muncul sebab air dalam batangnya berada di bawah tegangan dan bukan di bawah tekanan (Salisbury, F. B. & C. W. Ross, 1995: 103).

2) Kapilaritas batang.
Air yang sudah sampai ke pembuluh kayu batang akan terus naik hingga ke daun. Naiknya air pada pembuluh kayu batang disebabkan oleh adanya kapilaritas batang. Kapilaritas merupakan interaksi antara permukaansinggung dari suatu bahan cair dan bahan padat, sehingga permukaan cair tersebut berubah bentuk, dari datar menjadi agak mengerut. Kapilaritas menyebabkan naiknya cairan ke dalam tabung yang sempit, yang terjadi karena zat cair tersebut membasahi dinding tabung (dengan adanya adesi) lalu tertarik ke atas. Hal itu terlihat jelas dari lengkungan meniskus di puncak kolom zat cair itu (Salisbury, F. B. & C. W. Ross, 1995: 104). Cara kerja kapilaritas ini seperti sumbu kompor yang direndam di dalam cairan (air atau minyak). Walaupun hanya bagian bawah sumbu yang terendam cairan, bagian atas sumbu dapat menjadi basah karena cairan merembes dari bagian bawah ke bagian atas. Kapilaritas pada pembuluh kayu ini dapat terjadi karena pembuluh kayu merupakan pembuluh yang sangat halus berupa pipa-pipa kapiler. Pembuluh xilem dapat kita pandang sebagai pembuluh kapiler, sehingga air naik di dalamnya sebagai akibat adanya adhesi antara dinding xilem dengan molekul-molekul air.

3) Daya isap daun.
Air di dalam daun dapat keluar melalui stomata. Keluarnya air tersebut melalui proses transpirasi (penguapan). Transpirasi menyebabkan cairan sel pada daun menjadi lebih pekat, sehingga sel daun menyerap air dari pembuluh kayu pada tulang daun. Air yang diambil dari pembuluh kayu daun akar digantikan oleh air dari pembuluh kayu batang. Air di pembuluh kayu batang akan digantikan oleh air dari pembuluh kayu akar. Seluruh proses tersebut akhirnya menimbulkan aliran air terus menerus dari akar sampai ke daun. Tenaga yang ditimbulkan dari proses transpirasi disebut daya isap daun.

 ( https://oktavianipratama.wordpress.com/2014/12/17/proses-pengangkutan-air-pada-tumbuhan/ )

Difusi adalah peristiwa mengalirnya/berpindahnya suatu zat dalam pelarut dari bagian berkonsentrasi tinggi ke bagian yang berkonsentrasi rendah. Contoh yang sederhana adalah pemberian gula pada cairan teh tawar. Lambat laun cairan menjadi manis. Contoh lain adalah uap air dari cerek yang berdifusi dalam udara.

Osmosis adalah perpindahan air melalui membran permeabel selektif dari bagian yang lebih encer ke bagian yang lebih pekat. Membran semipermeabel harus dapat ditembus oleh pelarut, tapi tidak oleh zat terlarut, yang mengakibatkan gradien tekanan sepanjang membran. Osmosis merupakan suatu fenomena alami, tapi dapat dihambat secara buatan dengan meningkatkan tekanan pada bagian dengan konsentrasi pekat menjadi melebihi bagian dengan konsentrasi yang lebih encer. Gaya per unit luas yang dibutuhkan untuk mencegah mengalirnya pelarut melalui membran permeabel selektif dan masuk ke larutan dengan konsentrasi yang lebih pekat sebanding dengan tekanan turgor. Tekanan osmotik merupakan sifat koligatif, yang berarti bahwa sifat ini bergantung pada konsentrasi zat terlarut, dan bukan pada sifat zat terlarut itu sendiri.

Osmosis adalah suatu topik yang penting dalam biologi karena fenomena ini dapat menjelaskan mengapa air dapat ditransportasikan ke dalam dan ke luar sel.

Osmosis terbalik adalah sebuah istilah teknologi yang berasal dari osmosis. Osmosis adalah sebuah fenomena alam dalm sel hidup di mana molekul “solvent” (biasanya air) akan mengalir dari daerah “solute” rendah ke daerah “solute” tinggi melalui sebuah membran “semipermeable”. Membran “semipermeable” ini menunjuk ke membran sel atau membran apa pun yang memiliki struktur yang mirip atau bagian dari membran sel. Gerakan dari “solvent” berlanjut sampai sebuah konsentrasi yang seimbang tercapai di kedua sisi membran.

Reverse osmosis adalah sebuah proses pemaksaan sebuah solvent dari sebuah daerah konsentrasi “solute” tinggi melalui sebuah membran ke sebuah daerah “solute” rendah dengan menggunakan sebuah tekanan melebihi tekanan osmotik. Dalam istilah lebih mudah, reverse osmosis adalah mendorong sebuah solusi melalui filter yang menangkap “solute” dari satu sisi dan membiarkan pendapatan “solvent” murni dari sisi satunya.

Proses ini telah digunakan untuk mengolah air laut untuk mendapatkan air tawar, sejak awal 1970-an.

• Imbibisi merupakan penyerapan air oleh imbiban

• Contoh: penyerapan air oleh benih

• Proses awal perkecambahan

• Benih akan membesar, kulit benih pecah, berkecambah

Ditandai oleh keluarnya radikula dari dalam benih

( https://agrica.wordpress.com/2009/01/03/difusi-osmosis-dan-imbibisi/ )

Osmosis adalah difusi air melaui selaput yang permeabel secara differensial dari suatu tempat berkonsentrasi tinggi ke tempat berkonsentrasi rendah. Tekanan yang terjadi karena difusi molekul air disebut tekanan osmosis. Makin besar terjadinya osmosis maka makin besar pula tekanan osmosisnya. Menurut Kimball (1983) bahwa proses osmosis akan berhenti jika kecepatan desakan keluar air seimbang dengan masuknya air yang disebabkan oleh perbedaan konsentrasi.

( http://dianafatihatul.blogspot.com/2013/02/osmosis-difusi-dan-imbibisi.html )

Tanaman yang kekurangan air akan menderita berbagai gejala. Gejala akibat kurang air bagi tumbuhan tersebut antara lain :

1. Pertumbuhan yang menurun
2. Daun yang kecil dan tidak berwarna semestinya
3. Tanaman menjadi mengecil
4. Warna tanaman akan cepat
5. Mengurangi pertumbuhan xylem atau mengurangi pertumbuhan jangka panjang

( https://dosenbiologi.com/tumbuhan/akibat-kurang-air-bagi-tumbuhan )

Hambatan Perluasan Daun Merupakan Tahap Awal Terhadap Cekaman Lingkungan

Pada prinsipnya, setiap tumbuhan memiliki kisaran tertentu terhadap faktor lingkungannya. Prinsip tersebut dinyatakan sebagai Hukum Toleransi Shelford, yang berbunyi “Setiap organisme mempunyai suatu minimum dan maksimum ekologis, yang merupakan batas bawah dan batas atas dari kisaran toleransi organisme itu terhadap kondisi faktor lingkungannya” (Dharmawan, 2005). Setiap makhluk hidup memiliki range of optimum atau kisaran optimum terhadap faktor lingkungan untuk pertumbuhannya. Kondisi di atas ataupun di bawah batas kisaran toleransi itu, makhluk hidup akan mengalami stress fisiologis. Pada kondisi stress fisiologis ini, populasi akan menurun. Apabila kondisi stress ini terus berlangsung dalam waktu yang lama dan telah mencapai batas toleransi kelulushidupan, maka organisme tersebut akan mati.
Stres (cekaman) biasanya didefinisikan sebagai faktor luar yang tidak menguntungkan yang berpengaruh buruk terhadap tanaman (Fallah, 2006). Campbell (2003), mendefinisikan cekaman sebagai kondisi lingkungan yang dapat memberi pengaruh buruk pada pertumbuhan, reproduksi, dan kelangsungan hidup tumbuhan. Cekaman lingkungan terhadap tanaman yang disebabkan karena kekeringan dapat menghambat pertumbuhan tanaman bahkan dapat menyebabkan tanaman menjadi mati.
Faktor air dalam fisiologi tanaman merupakan faktor utama yang sangat penting. Tanaman tidak akan dapat hidup tanpa air, karena air adalah matriks dari kehidupan, bahkan makhluk lain akan punah tanpa air. Kramer menjelaskan tentang betapa pentingnya air bagi tumbuh-tumbuhan; yakni air merupakan bagian dari protoplasma (85-90%) dari berat keseluruhan bagian hijau tumbuh-tumbuhan (jaringan yang sedang tumbuh) adalah air. Selanjutnya dikatakan bahwa air merupakan reagen yang penting dalam proses-proses fotosintesa dan dalam proses-proses hidrolik. Disamping itu juga merupakan pelarut dari garam-garam, gas-gas dan material-material yang bergerak kedalam tumbuh tumbuhan, melalui dinding sel dan jaringan esensial untuk menjamin adanya turgiditas, pertumbuhan sel, stabilitas bentuk daun, proses membuka dan menutupnya stomata, kelangsungan gerak struktur tumbuh-tumbuhan. Peran air yang sangat penting tersebut menimbulkan konsekuensi bahwa langsung atau tidak langsung kekurangan air pada tanaman akan mempengaruhi semua proses metaboliknya sehingga dapat menurunkan pertumbuhan tanaman (Sinaga, 2008).
Cekaman kekeringan pada tanaman disebabkan oleh kekurangan suplai air di daerah perakaran dan permintaan air yang berlebihan oleh daun dalam kondisi laju evapotranspirasi melebihi laju absorbsi air oleh akar tanaman. Serapan air oleh akar tanaman dipengaruhi oleh laju transpirasi, sistem perakaran, dan ketersediaan air tanah (Lakitan, 1996). Secara umum tanaman akan menunjukkan respon tertentu bila mengalami cekaman kekeringan. Cekaman kekeringan dapat dibagi ke dalam tiga kelompok yaitu cekaman ringan :jika potensial air daun menurun 0.1 Mpa atau kandungan air nisbi menurun 8 – 10 %, cekaman sedang: jika potensial air daun menurun 1.2 s/d 1.5 Mpa atau kandungan air nisbi menurun 10 – 20 %, cekaman berat: jika potensial air daun menurun >1.5 Mpa atau kandungan air nisbi menurun > 20%.
Kekurangan air akan mengganggu aktifitas fisiologis maupun morfologis, sehingga mengakibatkan terhentinya pertumbuhan. Defisiensi air yang terus menerus akan menyebabkan perubahan irreversibel (tidak dapat balik) dan pada gilirannya tanaman akan mati (Haryati, 2008). Respon tanaman terhadap stres air sangat ditentukan oleh tingkat stres yang dialami dan fase pertumbuhan tanaman saat mengalami cekaman. Respon tanaman yang mengalami cekaman kekeringan mencakup perubahan ditingkat seluler dan molekuler seperti perubahan pada pertumbuhan tanaman, volume sel menjadi lebih kecil, penurunan luas daun, daun menjadi tebal, adanya rambut pada daun, peningakatan ratio akar-tajuk, sensitivitas stomata, penurunan laju fotosintesis, perubahan metabolisme karbon dan nitrogen, perubahan produksi aktivitas enzim dan hormon, serta perubahan ekspresi (Sinaga, 2008).
Tumbuhan merespon kekurangan air dengan mengurangi laju transpirasi untuk penghematan air. Terjadinya kekurangan air pada daun akan menyebabkan sel-sel penjaga kehilangan turgornya. Suatu mekanisme kontrol tunggal yang memperlambat transpirasi dengan cara menutup stomata. Kekurangan air juga merangsang peningkatan sintesis dan pembebasan asam absisat dari sel-sel mesofil daun. Hormon ini membantu mempertahankan stomata tetap tertutup dengan cara bekerja pada membran sel penjaga. Daun juga merespon terhadap kekurangan air dengan cara lain. Karena pembesaran sel adalah suatu proses yang tergantung pada turgor, maka kekurangan air akan menghambat pertumbuhan daun muda. Respon ini meminimumkan kehilangan air melalui transpirasi dengan cara memperlambat peningkatan luas permukaan daun. Ketika daun dari kebanyakan rumput dan kebanyakan tumbuhan lain layu akibat kekurangan air, mereka akan menggulung menjadi suatu bentuk yang dapat mengurangi transpirasi dengan cara memaparkan sedikit saja permukaan daun ke matahari (Campbell, 2003). Kedalaman perakaran sangat berpengaruh terhadap jumlah air yang diserap. Pada umumnya tanaman dengan pengairan yang baik mempunyai sistem perakaran yang lebih panjang daripada tanaman yang tumbuh pada tempat yang kering. Rendahnya kadar air tanah akan menurunkan perpanjangan akar, kedalaman penetrasi dan diameter akar (Haryati, 2006).

( dian.fitria08.student.ipb.ac.id/2010/06/20/fisiologi-tumbuhan/ )