TRANSPIRASI

 BAB I
PENDAHULUAN
    Transpirasi ( Bahasa Inggris; transpiration ) adalah hilangnya uap air dari permukaan tumbuhan. Proses transpirasi ini berlangsung selama tumbuhan atau tanaman masih dapat hidup.
    Peneliti di Utah State University berhasil menghitung berapa banyak jumlah air yang hilang melalui transpirasi pada tanaman jagung mulai dari berkecambah sampai panen.Jumlah air yang hilang melalui transpirasi pada tanaman jagung adalah setara dengan total 450 mm curah hujan, atau untuk menghasilkan 1 kg berat kering tanaman jagung dibutuhkan 225 kg air yang hilang melalui transpirasi.
      Dalam penelitian tahun 1974, Hanks menemukan bahwa air sebanyak 600 kg ditranspirasikan untuk menghasilkan 1 kg jagung kering yang dihasilkan.
    Mengapa begitu banyak air yang hilang ke atmosfer melalui tanaman untuk menghasilkan 1 kg berat kering pada tumbuhan? Hal ini disebabkan karena bahan yang terkandung dalam tanaman  sebagian besar adalah senyawa kerangka karbon, dimana karbon tersebut berasal dari udara dalam bentuk karbondioksida ( CO2 ), tumbuhan menyerap CO2 tersebut melalui stomata. Jika tumbuhan ingin menyerap lebih banyak CO2, maka stomata harus dibuka lebar. Konsekwensinya jika stomata membuka lebar maka akan semakin banyak tumbuhan kehilangan air, karena baik CO2 maupun uap air bergerak melalui stomata yang sama.Penyebab lainnya yaitu karena pada siang hari tumbuhan menerima radiasi , sebagian dari radiasi matahari ini akan diserap tumbuhan. Jika serapan energi matahari ini tidak diimbangi dengan usaha untuk membebaskan energi tersebut, maka suhu tumbuhan akan meningkat. Peningkatan suhu  yang berlebihan akan sangat mengganggu metabolisme tumbuhan, transpirasi merupakan proses yang banyak membutuhkan energi dalam tahap penguapan dari molekul-molekul air.
    Secara alamiah tumbuhan mengalami kehilangan air melalui penguapan. Proses kehilangan air pada proses ini disebut transpirasi. Pada transpirasi, hal yang penting adalah difusi uap air dari udara yang lembab didalam daun ke udara kering di luar daun. Kehilangan air dari daun umumnya melibatkan kekuatan untuk menarik air kedalam daun dari berkas pembuluh yaitu pergerakan air dari sistem pembuluh dari akar kepucuk , dan bahkan dari tanah ke akar.
    Organ tumbuhan yang paling utama dalam melaksanakan proses ini adalah pada daun, karena pada daunlah kita jumpai stomata yang paling banyak. Maka dari itu  akan lebih berfokus  pada bahasan kita pada transpirasi ini yaitu stomata. Karena transpirasi pada tumbuhan sebagian besar berlangsung melalui stomata, sedang melalui kutikula daun dalam jumlah sedikit.
    Berdasarkan uraian diatas, maka timbul pertanyaan :
Bagaimana proses transpirasi terjadi ? Faktor-faktor apa saja yang mempengaruhinya ? Serta bagaimana cara membuka dan menutupnya stomata ?

















BAB II
PEMBAHASAN
A.    Pengertian Transpirasi
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 kehilangan tersebut sangat kecil dibandingkan dengan yang hilang melalui stomata. Oleh sebab itu dalam perhitungan besarnya jumlah air yang hilang dari jaringan tanaman umumnya di fokuskan pada air yang hilang melalui stomata. Ada dua hal mengapa begitu banyak air yang hilang ke atmosfer melalui tanaman untuk menghasilkan 1 kg  berat kering tumbuhan;
a.    Bahan yang terkandung dalam tanaman sebagian besar adalah senyawa kerangka karbon, dimana karbon tersebut berasal dari udara dalam bentuk karbondioksida ( CO2). Tumbuhan menyerap CO2 tersebut melalui stomata. Jika tumbuhan ingin menyerap lebih banyak CO2 maka stomata harus dibuka lebar. Konsekwensinya jika stomata membuka lebar maka akan semakin banyak tumbuhan kehilangan air, karena baik CO2 maupun uap air bergerak melalui stomata yang sama.
b.    Pada siang hari tumbuhan menerima radiasi matahari, sebagian dari radiasi matahari ini akan diserap tumbuhan. Jika serapan energi matahari ini  bdiimbangi dengan usaha untuk membebaskan energi tersebut, maka suhu tumbuhan akan meningkat. Peningkatan suhu yang berlebihan akan sangat mengganggu metabolisme tumbuhan.Transpirasi merupakan proses yang membutuhkan banyak energi dalam tahap penguapan dari molekul-molekul air . Untuk menguapkan 1 g air dibutuhkan energi lebih dari 580 kalori.
Air diserap kedalam 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 dibagian atas. Sebagian besar ion bergerak melalui simplas dari  epidermis akar ke xilem, dan kemudian keatas melalui arus transportasi. Transpirasi pada tumbuhan yang sehat sekalipun tidak dapat dihindarkan dan jika berlebihan akan sangat merugikan karena tumbuhan akan menjadi layu bahkan mati.
Sebagian besar transpirasi berlansung melalui stomata sedang melalui kutikula daun dalam jumlah yang lebih sedikit. Transpirasi terjadi pada saat tumbuhan membuka stomatanya untuk mengambil karbondioksida dari udara untuk berfotosintesis. Lebih dari  20 % air yang diambil oleh akar dikeluarkan ke udara sebagai uap air. Sebagian besar uap air yang  transpirasi oleh tumbuhan tingkat tinggi berasal dari daun selain dari batang, bunga dan buah. Manfaat transpirasi untuk membantu penyerapan mineral dari tanah dan menghilangkan panas pada daun.
Proses transpirasi ini selain mengakibatkan penarikan air mumi, 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 transirasi , 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 kelangsungan hidup tanaman dapat terus terjamin.


B.    Faktor-faktor Yang Mempengaruhi Transpirasi
Faktor-faktor yang mempengaruhi laju transpirasi adalah faktor internal dan faktor eksternal.Faktor internal antara lain : Besar kecilnya daun, tebal tipisnya daun, berlapis lilin atau tidaknya permukaan daun, banyak sedikitnya bulu pada permukaan daun, banyak sedikitnya stomata, bentuk dan letak stomata.
 Faktor-faktor lingkungan ( eksternal ) yang mempengaruhi laju transpirasi adalah :
1.    Cahaya Matahari
Cahaya menyebabkan membukanya stoma dan gelap menyebabkan menutupnya stoma, jadi banyak sinar mempercepat transpirasi. Laju transpirasi tanaman lebih cepat terjadi ditempat yang terang yang terkena cahaya matahari. Hal ini terutama karena cahaya merangsang pembukaan stomata pada siang hari, sehingga transpirasi bisa berjalan dengan lancar. Cahaya juga mempercepat transpirasi oleh pemanasan daun.

2.    Suhu (temperatur)
Meningkatnya suhu pada siang hari , biasanya menyebabkan kelembaban relatif udara menjadi semakin rendah, sehingga akan menyebabkan perbedaan tekanan uap air dalam rongga daun dengan di udara menjadi semakin besar dan laju transpirasi meningkat. Tanaman terjadi lebih cepat pada suhu yang lebih tinggi karena air menguap lebih cepat karena suhu meningkat.
3.    Kelembaban Udara
Kelembaban udara sangat berpengaruh terhadap laju transpirasi. Kelembaban menunjukkan banyak sedikitnya uap air biasanya dinyatakan dengan kelembaban relatif. Makin besar tekanan uap air di udara, maka akan semakin lambat laju transpirasi. Sebaliknya apabila sedikit tekanan uap air di udara maka laju transpirasinya akan semakin cepat. Tingkat difusi meningkat setiap substansi sebagai perbedaan dalam konsentrasi zat di dua daerah increases. Ketika udara sekitarnya kering, difusi air dari daun berlangsung lebih cepat.

4.    Angin
Angin adalah suatu perpindahan masa udara dari suatu tempat ke tempat lain. Dalam perpindahan masa udara ini, angin akan membawa masa uap air yang berada disekitar tumbuhan, sehingga dapat menurunkan tekanan uap air di sekitar daun dan dapat mengakibatkan meningkatnya laju transpirasi.
Apabila angin bertiup terlalu kencang, dapat mengakibatkan keluaran uap air melebihi kemampuan daun untuk menggantinya dengan air yang berasal dari tanah, sehingga lama kelamaan daun akan mengalami kekurangan air. Ketika tidak ada angin , udara sekitar daun menjadi semakin lembab sehingga mengurangi laju transpirasi. Ketika angin hadir, udara lembab dibawa pergi dan digantikan oleh udara kering.

5.    Keadaan Air di dalam Tanah
Laju transpirasi sangat bergantung pada ketersediaan air didalam  tanah, karena setiap air yang hilang dalam proses transpirasi harus dapat segera diganti kembali, yang pada dasarnya berasal dari dalam tanah. Berkurangnya air didalam tanah akan menyebebabkan berkurangnya pengaliran air kedaun dan hal ini akan menghambat laju transpasi. Tanaman tidak bisa terus terjadi cepat jika kehilangan air yang tidak dibuat oleh pengganti dari tanah. Bila penyerapan air oleh akar gagal mengikuti laju transpirsi , kehilangan turgor terjadi dan tutup stomata.ini segera mengurangi laju transpirasi.
    Ketika tanaman berada didalam kondisi gelap ataupun malam dari, maka laju transpirasi akan berkurang dibandingkan apabila tanaman terpapar cahaya. Hal tersebut dapat terjadi karena pembukaan stomata distimulasi oleh cahaya, transpirasi untuk meningkat. Begitupun dengan perubahan temperatur, semakin tinggi temperatur, maka transpirasi akan semakin besar. Ketika temperatur naik sebesar 100C, transpirasi akan meningkat sebesar tiga kali transpirasi semula. Konsentrasi uap air di udara juga memicu  terjadinya transpirasi. Apabila terdapat perbedaan konsentrasi uap air yang cukup signifikan dalam hal ini udara luar lebih kering, maka uap air tersebut akan berdifusi dari stomata daun menuju ke udara sekitar yang memiliki konsentrasi uap air relatif
Rendah. Hal sebaliknya dapat berlangsung apabila konsentrasi uap air lebih tinggi pada udara bebas.
Udara yang berada disekitar daun akan meningkat kelembabannya apabila tidak ada angin yang berhembus, hal tersebut menyebabkan penurunan laju transpirasi. Ketika angin berhembus, udara lembab akan bergeser dan digantikan oleh udara yang lebih kering.
Jika kehilangan air melalui transpirasi tidak dapat segera digantikan oleh ketersediaan air didalam tanah, maka dapat dipastikan tumbuhan akan mengurangi laju transpirasinya. Sewaktu akar tumbuhan menyerap air dari tanah dan gagal untuk memenuhi kebutuhan transpirasi yang cenderung cepat, stomata kemudian akan menutup karena sel penjaga kehilangan tekanan turgor. Tanaman dapat mengalami kelayuan apabila tekanan turgor yang berkurang tersebut terjadi dalam jangka waktu yang dukup lama.Perbedaan tipe tanaman memegang peranan penting dalam cepatnya laju transpirasi. Setiap jenis tanaman memiliki tipe maupun jumlah stomata yang berbeda untuk setiap luasan daun.Selain itu, lingkungan hidup juga berpengaruh. Tanaman xerofit akan lebih memiliki laju transpirasi yang lebih kecil, dibandingkan dengan tumbuhan dengan habitat lain.

C.    Mekanisme Transpirasi Melalui Daun
Mekanisme transpirasi akan mudah dipahami kalau kita mengenal juga anatomi daun tumbuhan. Transpirasi dimulai dengan penguapan air oleh sel-sel mesofil ke rongga antar sel yang ada didalam daun. Dalam hal ini rongga antar sel jaringan bunga karang merupakan rongga yang besar, sehingga dapat menampung uap ai dalam jumlah banyak. Penguapan air ke rongga antar sel akan terus berlangsung selama rongga antar sel belum jenuh dengan uap air. Sel-sel yang menguapkan airnya ke rongga antar sel, tentu akan mengalami kekurangn 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 dan seterusnya. Uap air yang terkumpul dalam rongga antar sel akan tetap berada dalam rongga antar sel tersebut, selama stomata pada epidermis daun tidak membuka. Apabila stomata membuka,akan ada penghubung  rongga antar sel dengan atmosfer kalau tekanan uap air diatmosfer lebih rendah dari rongga antar sel maka uap air dari rongga antar sel akan keluar ke atmosfer dan prosesnya disebut transpirasi. Jadi syarat utama untuk berlangsungnya transpirasi adalah adanya penguapan air didalam daun dan terbukanya stomata.
D.    Pelepasan Panas Pada Transpirasi
Daun yang  menyerap sejumlah besar energi radiasi yang nantinya akan dilepaskan kembali kelingkungannya. Apabila energi ini tidak dilepaskan kembali kelingkungannya, maka energi tersebut akan diubah menjadi energi panas dan menaikkan suhu daun. Karena transpirasi merupakan proses yang mengkonsumsi energi, seringkali dianggap bahwa penguapan air dalam transpirasi ini merupakan pelepasan panas yang diserap oleh daun tersebut. Beberapa faktor yang mempengaruhi proses pemindahan panas pada tumbuhan yaitu radiasi neto positif dan negatif ( radiasi neto negatif jika daun meradiasikan lebih banyak energi kelingkungannya, dan radiasi positif jika daun menerima atau menyerap lebih banyak energi dari lingkungannya ),konveksi negatif dan konveksi positif ( konveksi negatif jika panas pindah dari daun ke udara, dan konveksi positif jika panas pindah dari udara ke daun ), kadar konsumsi panas negatif dan positif ( kadar konsumsi panas negatif jika air di uapkan dari daun , dan kadar konsumsi panas positif jika air mengembun pada permukaan daun ), penyimpanan negatif dan positif ( penyimpanan negatif jika suhu daun turun dan penyimpanan positif jika suhu daun naik ), dan metabolisme seperti fotosintesis atau respirasi.

E.    Fungsi Transpirasi Tumbuhan
Beberapa jenis tumbuhan dapat hidup tanpa melakukan respirasi,tetapi jika transpirasi berlangsung pada tumbuhan akan memberikan beberapa keuntungan bagi tumbuhan tersebut  yaitu : mempercepat laju pengangkutan unsur hara melalui pembuluh xilem, menjaga turgiditas sel tumbuhan agar tetap pada kondisi optimal, dan sebagai salah satu cara untuk menjaga stabilitas  daun. Pengangkutan unsur hara tetap dapat berlangsung jika transpirasi tidak terjadi. Akan tetapi, laju pengangkutan terbukti akan berlangsung lebih cepat jika traspirasi berlangsung secara optimum. Transpirasi jelas merupakan suatu proses pendinginan, pada siang hari radiasi matahari yang diserap daun akan meningkatkan suhu daun. Jika transpirasi berlagsung maka peningkatan suhu daun ini dapat dihindari. Transpirasi itu suatu akibat yang tidak dapat dielakkan. Luasnya permukaan daun yang ada di udara itu suatu kondisi yang menyebabkan penguapan harus terjadi. Pada tanaman , transpirasi itu pada hakekatnya suatu penguapan air baru yang membawa garam-garam mineral dari tanah. Transpirasi juga bermanfaat didalam hubungan penggunaan sinar matahari. Kenaikan temperatur yang membahayakan dapat dicegah karena sebagian dari sinar matahari yang memancar itu digunakan untuk penguapan air.


F.    Mekanisme Kerja Stomata ( Membuka dan Menutupnya Stomata )
Masing-masing stomata diapit oleh sepasang sel penjaga, yang berbentuk seperti ginjal pada tumbuhan dikotil dan berbentuk seperti helter pada tumbuhan monokotil. Stomata akan membuka jika tekanan turgor kedua sel penjaga meningkat dan akan menutup apabila tekanan turgornya rendah. Peningkatan tekanan turgor sel penjaga disebabkan oleh masuknya air ke dalam el penjaga tersebut. Pada saat turgor sel penutup tinggi, maka dinding sel penutup yang berhadapan pada celah stomata akan tertarik kebelakang, sehingga celah menjadi terbuka. Naiknya turgor ini disebabkan adanya air yang mengalir dari sel tetangga masuk ke sel penutup, sehingga sel tetangga mengalami kekurangan air dan selnya sedikit mengkerut dan akan menarik sel penutup kebelakang. Sebaliknya, pada waktui tekanan turgor turun, yang disebabkan oleh kembalinya air dari sel penutup ke sel tetangganya, sel tetanggaa akan mengembang dan mendorong sel penutup ke depan sehingga akhirnya stoma tertutup. Seorang ahli fisiologi yang berasal dari Jepang yang bernama M. Fujiono menyatakan bahwa sel penutup stomata yang sedang terbuka dalam cahaya, mengandung banyak ion K+ dalam konsentrasi yang tinggi dibanding dengan stomata yang tertutup dalam gelap. Pada saat stomata membuka akan terjadi akumulasi ion kalium   ( K+ ) pada sel penjaga. Ion Kalium ini berasal dari sel tetangganya. Korelasi positif antara peningkatan konsentrasi ion kalium dengan pembukaan stomata secara konsisten ditemukan pada semua spesies yang telah diteliti. Untuk menjaga netralitas muatan listrik, maka masuknya ion kalium harus dibarengi dengan masuknya suatu anion. Asam-asam organik disentesis dalam sel penjaga sebagai tanggapan terhadap faktor-faktor yang menyebabkan stomata membuka. Asam organik yang disintesis umumnya adalah asam malat.
Perubahan tekanan turgor yang menyebabkan pembukaan dan penutupan stomata terutama disebabkan oleh pengambilan dan kehilangan ion kalium ( K+ ) secara reversibel oleh penjaga. Stomata membuka ketika sel-sel penjaga secara aktif mengakumulasi K+ dari sel-sel epidermal sekitarnya. Pengambilan zat terlarut ini menyebabkan potensial air didalam sel penjaga menjadi lebih negatif.Kondisi ini memungkinkan air mengalir kedalam sel secara osmosis sehingga sel menjadi membengkak. Sebagian besar  K+ dan air disimpan didalam vacuola, dengan demikian tonoplas juga memainkan peranan penting. Peningkatan muatan positif sel akibat masuknya K+ diturunkan dengan pengambilan ion klorida ( Cl- ) melalui pemompaan ion hidrogen yang dibebaskan pada saat asam organik keluar dari sel, serta melelui muatan negatif asam organik setelah kehilangan ion hidrogennya. Penutupan stomata disebabkan oleh keluarnya K+ dari sel penjaga, yang menyebabkan kehilangan air secara osmotik.
Jumlah air yang dilepaskan juga mempengaruhi laju transpirasi tergantung seberapa banyak air pada akar tanaman yang telah diserap, dan hal ini juga tergantung pada kondisi lingkungan seperti sinar matahari, kelembaban, angin dan suhu. Sebuah tanaman  tidak boleh dicangkokan di bawah sinar matahari penuh karena mungkin kehilangan air terlalu banyak dan layu sebelum akar rusak dapat pasokan air  cukup. Perubahan pemanasan dari air menjadi uap, dan kemudian keluar melalui stomata. Transpirasi membantu mendinginkan dalam daun karena uap keluar telah menyerap panas, derajat pembukaan stomata dan permintaan menguapkan suasana sekitar daun. Jumlah air yang hilang oleh tanaman tergantung pada ukuran, bersama dengan sekitar intensitas cahaya, suhu, kelembaban dan kecepatan angin ( semua yang mempengaruhi permintaan menguapkan ). Tanah, air bersih dan suhu tanah dapat mempengaruhi permukaan stomata, dan dengan demikian tingkat transpirasi.




Beberapa faktor lingkungan yang dapat mempengaruhi proses membuka dan menutupnya stomata yaitu :
1.    Karbondioksida ( CO2 )
Tekanan parsial CO2 yang rendah dalam daun akan menyebabkan pH sel menjadi tinggi. Pada pH yang tinggi ( 6-7  ) akan merangsang penguraian pati menjadi gula, sehingga stomata terbuka.
2.    Cahaya
Dengan adanya cahaya maka fotosintesis akan berjalan, sehingga CO2 dalam daun akan berkurang dan stomata terbuka.
3.    Water stress
Apabila tumbuhan menderita kekurangan air, maka potensial air pada daun akan turun, termasuk sel penutupnya sehingga stomata akan tertutup.
4.    Suhu
Naiknya suhu akan meningkatkan laju transpirasi sehingga kadar CO2 dalam daun meningkat, pH akan turun dan stomata tertutup.
5.    Angin
Angin berpengaruh terhadap membuka dan menutupnya stomata secara tidak langsung.Dalam keadaan angin bertiup kncang , 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

Kesimpulan
1.    Transpirasi merupakan proses keluarnya atau hilangnya air dari tubuh tumbuhan dapat berbentuk gas keudara disekitar tumbuhan melalui stomata
2.    Transpirasi penting bagi tumbuhan, karena berperan dalam hal membantu meningkatkan laju angkutan air dan garam mineral , mengatur suhu tubuh dengan cara melepaskan panas dari tubuh dan mengatur turgor optimum dalam sel.
3.    Faktor-faktor yang mempengaruhi laju transpirasi yaitu radiasi cahaya, suhu, kelembaban, angin dan keadaan air tanah.
4.    Daun akan menyerap sejumlah besar energi radiasi yang nantinya akan dilepaskan kembali ke lingkungannya. Energi tersebut akan diubah menjadi energi panas dan akan menaikkan suhu daun
5.    Faktor lingkungan yang mempengaruhi membuka dan menutupnya stomata yaitu Karbondioksida ( CO2 ), Cahaya, Water Stress, Suhu, dan angin.

















DAFTAR PUSTAKA

Lakitan Benyamin, 2010. Dasar-Dasar Fisiologi Tumbuhan. PT. Raja Grafini             Persada: Jakarta
Salisburi, Frank B, 1985. Plant Physiology. Utah State University Wadsworth
    Publishing Company : Belmot California
Sasmithamihardja, D. 1996. Fisiologi Tumbuhan. FMIPA ITB : Bandung
Jr. William H. Outlaw. Transpiration Rate. An Important Factor Controlling the Sucrose Content Of the Guard Cell Apoplast of Broad Bean. Departement of Biological Science : Florida State University