Pentingnya air sebagai pelarut dalam
organisme hidup tampak amat jelas, misalnya pada proses osmosis. Dalam suatu
daun, volume sel dibatasi oleh dinding sel dan relative hanya sedikit
aliran air yang dapat diakomodasikan
oleh elastisitas dinding sel. Konsekuensi tekanan hidrostatis (tekanan turgor)
berkembang dalam vakuola menekan sitoplasma melawan permukaan dalam dinding sel
dan meningkatkan potensial air vakuola. Dengan naiknya tekanan turgor, sel-sel
yang berdekatan saling menekan, dengan hasil bahwa sehelai daun yang mulanya
dalam keadaan layu menjadi bertambah segar (turgid). Pada keadaan seimbang,
tekanan turgor menjadi atau mempunyai nilai maksimum dan disini air tidak
cenderung mengalir dari apoplast ke vakuola.
Dwijoseputro (1985), menjelaskan bahwa
pemasukan air dari dalam tanah ke dalam jaringan tanaman melalui sel-sel akar
secara difusi dan osmosis. Dengan masuknya air melalui sel akan tentulah akan terbawa ion-ion yang
terdapat di dalam tanah karena larutan tanah mengandung ion. Pertumbuhan juga bergantung pada pengambilan
air, dan banyak hal dalam hubungan air tumbuhan bergantung pada interaksi
antara sel dengan lingkungan. Tumbuhan memang merupakan sistem yang dinamis dan
sangat rumit, fungsi yang satu berinteraksi dengan fungsi yang lain. Dengan
kata lain, tumbuhan adalah sistem multidimensi.
Perbedaan konsentrasi sangat umum
terjadi pada sel hidup. Misalnya jika pada senyawa
organik
tertentu dalam sitosol masuk ke dalam sel dan dimetabolisme oleh mitokondria,
maka konsentrasi sitosol yang berada di dekat mitokondria harus dipertahankan
lebih rendah daripada
konsentrasi
sitosol yang berada di dekat organel lainnya. Hal ini penting diperhatikan
terutama
jika
membicarakan difusi air.
Di muka bumi ini, air merupakan bahan
yang paling kerap ditemui terutama dalam bentuk cair. Walau bagaimanapun,
terdapat juga kuantiti air yang besar yang wujud dalam bentuk gas (uap) di
atmosfer dan dalam bentuk pepejal. Molekul air boleh diuraikan kepada unsur
asas dengan mengalirkan arus elektrik melaluinya. Proses ini yang dikenali
sebagai elektrolisis menguraikan dua atom hidrogen menerima elektron dan
membentuk gas H2 pada katoda,
sementara empat ion OH- bergabung dan membentuk gas O2
(oksigen) pada anoda. Gas-gas ini membentuk buih dan boleh dikumpulkan air juga
merupakan bahan pelarut semesta. Ini
disebabkan
molekul air terdiri daripada dua atom hidrogen bergabung dengan satu atom
oksigen
pada
sudut 105 derajat antara keduanya.
Di dalam tanah, air berada di dalam
ruang pori diantara padatan tanah. Jika tanah dalam keadaan jenuh air, semua
ruang pori tanah terisi oleh air. Dalam keadaan ini jumlah air yang di simpan
di dalam tanah, jadi merupakan jumlah air maksimum disebut Kapasitas
Penyimpanan Air Maksimum. Selanjutnya, jika tanah dibiarkan mengalami
pengeringan, sebagian ruang pori akan terisi udara dan sebagian lainnya terisi
air. Dalam keadaan ini tanah dikatakan tidak jenuh.
Sel tumbuhan, prokariota, fungi, dan
sejumlah protista memiliki dinding. Apabila sel seperti ini berada dalam
larutan hipotonik ketika direndam dalam air hujan, misalnya dinding akan
membantu mempertahankan keseimbangan air sel tersebut. Seperti sel hewan, sel
tumbuhan ini membengkak ketika air masuk melalui osmosis. Akan tetapi,
dindingnya yang lentur akan mengembang hanya sampai pada ukuran tertentu
sebelum dinding ini mengerahkan tekanan balik pada sel yang melawan penyerapan
air lebih lanjut. Pada saat ini sel tersebut membengkak (sangat kaku) yang
merupakan keadaan yang sehat untuk sebagian besar sel tumbuhan. Tumbuhan yang
tidak berkayu, seperti sebagian besar tumbuhan rumahan, tergantung pada
dukungan mekanis dari sel yang dijaga untuk tetap bengkak oleh larutan
hipotonik sekelilingnya. Jika sel tumbuhan dan sekelilingnya isotonik, tidak
ada kecenderungan bagi air untuk masuk dan selnya menjadi lembek (lembut), yang
menyebabkan tumbuhan menjadi layu. Molekul-molekul air bersatu sebagai akibat
adanya ikatan hidrogen. Pada saat itu berada dalam wujud cair, ikatan
hidrogennya sangat rapuh, kekuatannya hanya sekitar seperduapuluh dari kekuatan
ikatan kovalen. Ikatan-ikatan tersebut terbentuk, terpisah, dan terbentuk
kembali dengan sangat cepat. Tiap ikatan hidrogen hanya mampu beberapa piko
detik, tetapi molekul-molekulnya secara terus-menerus membentuk ikatan baru
dengan pasangan penggantinya. Oleh karenanya, dalam waktu yang singkat,
sejumlah tertentu dari seluruh molekul air akan berikatan dengan molekul
tetangganya, membuat molekul air lebih teratur dibanding cairan lainnya. Secar
keseluruhan, ikatan hidrogen menyatukan substansi tersebut, suatu fenomena yang
disebut kohesi.
Pada tumbuhan, kohesi yang terjadi
karena adanya ikatan hidrogen berperan pada pengangkutan (transpor) air yang
melawan gravitasi. Air mencapai daun melalui pembuluh-pembuluh mikroskopik yang
menjulur ke atas dari akar. Air yang menguap dari daun digantikan oleh air dari
pembuluh dalam urat daun. Ikatan hidrogen menyebabkan molekul air yang keluar
dari urat daun dapat menarik molekul air yang berada lebih jauh dalam pembuluh,
dan tarikan ke depan tersebut akan terus ditransmisi sepanjang pembuluh sampai
ke akar. Adhesi, melekatnya satu zat pada zat lain, juga berperan. Adhesi air
pada dinding pembuluh membantu melawan gravitasi.
Hal yang berkaitan dengan kohesi adalah tegangan permukaan,
yaitu ukuran seberapa sulitnya permukaan suatu cairan diregang atau dipecahkan.
Air memiliki tegangan permukaan yang lebih besar dibandingkan sebagian besar
cairan lain. Tegangan permukaan air juga dapat membuat batu yang dilemparkan ke
danau terapung selama beberapa saat di permukaan danau.
Akar mengabsorbsi air dengan cara osmosis. Oleh karena itu
absorbsi air oleh tanaman mungkin dilakukan dengan mengendalikan potensial air
larutan dimana akar itu berada. Jika potencial osmotik larutan luar lebih
rendah dari potensial osmotik sel-sel akar, maka air dapat masuk dari larutan
luar ke dalam sistem akar. Dengan meningkatnya konsentrasi zat-zat terlarut
maka masuknya air ke dalam akar akan menjadi lebih lambat sampai arah
pergerakan air mungkin akan tebalik.
Potensial air suatu sistem menunjukkan
kemampuannya untuk melakukan kerja dibandingkan dengan kemampuan sejumlah murni
yang setara, pada tekanan atmosfer dan pada suhu yang sama. Potensial osmotik
larutan bernilai negatif, karena air pelarut dalam larutan itu melakukan kerja
kurang dari air murni. Kalau tekanan pada larutan meningkat, kemampuan larutan
untuk melakukan kerja (jadi, potensial-air larutan) juga meningkat.
Fungsi
Air secara keseluruhan adalah sebagai berikut:
• Penyusun tubuh tanaman (70%-90%)
• Pelarut dan medium reaksi biokimia
• Medium transpor senyawa
• Memberikan turgor bagi sel (penting
untuk pembelahan sel dan pembesaran sel)
• Bahan baku fotosintesis
• Menjaga suhu tanaman supaya konstan
Beberapa peranan yang menguntungkan
dari air dalam tanah adalah:
(1) sebagai pelarut dan pembawa ion-ion
hara dari rhizosfer ke dalam akar tanaman
(2)
sebagai agen pemicu pelapukan bahan induk, perkembangan tanah, dan differensi
horison
(3)
sebagai pelarut dan pemicu reaksi kimia dalam penyediaan hara, yaitu dari hara
yang tidak tersedia menjadi hara yang tersedia bagi akar tanaman
(4)
sebagai pembawa oksigen terlarut ke dalam tanah.
(5)
sebagai stabilisator temperatur tanah
(6)
mempermudah dalam pengolahan tanah
2.2.
Transportasi pada tumbuhan
Transportasi
tumbuhan adalah proses pengambilan dan pengangkutan zat-zat ke seluruh bagian
tubuh tumbuhan. Pada tumbuhan tingkat rendah (misal ganggang) penyerapan air
dan zat hara yang terlarut di dalamnya dilakukan melalui seluruh bagian tubuh.
Pada tumbuhan tingkat tinggi (misal spermatophyta) proses pengangkutan dilakukan
oleh pembuluh pengangkut yang terdiri dari pembuluh kayu ( xylem) dan pembuluh
tapis (floem).
Pada tumbuhan tingkat tinggi terdapat dua macam cara
pengangkutan air dan garam mineral yang diperoleh dari tanah yaitu secara
ekstravaskuler dan intravaskuler.
1. Transportasi
ektravaskuler
Transportasi
ektravaskuler merupakan pengangkutan air dan garam mineral di luar berkas
pembuluh pengangkut. Pengangkutan ini berjalan dari sel ke sel dan biasanya
dengan arah horisontal. Pengangkutan air dimulai dari epidermis bulu-bulu akar,
kemudian masuk ke lapisan korteks, lalu ke endodermis dan sampai ke berkas
pembuluh angkut. Pengangkutan ekstravaskluler dibedakan :
Ø transportasi/ lintasan apoplas :
menyusupnya air tanah secara bebas atau transpor pasif melalui semua bagian tak
hidup dari tumbuhan seperti dinding sel dan ruang antar sel. . Air melalui
jalur ini tidak dapat sampai ke xylem karena terhalang oleh bagian endodermis
yang memiliki penebalan dinding sel yang disebut pita kaspari. Untuk menembus
halangan ini, air harus dipompa agar dapat melalui sel-sel endodermis.
Pergerakan air tersebut akhirnya menjadi jalur simplas karena melalui sel-sel
peresap (sel-sel penerus).
Ø transportasi/ lintasan
simplas : bergeraknya air dan garam mineral menembus bagian hidup dari sel
tumbuhan seperti sitoplasma dan vakoula melalui plasmodesma. Pada jalur
simplas, air dapat mencapai xylem bahkan silinder pusat.
2. Transportasi
intravaskuler
Pengangkutan
intravaskuler adalah proses pengangkutan zat yang terjadi di dalam pembuluh
angkut, yaitu dalam xilem dan floem. Proses pengangkutan dalam pembuluh angkut
terjadi secara vertikal. Air dan garam mineral akan diangkut ke daun melalui
pembuluh kayu (xylem). Sedangkan pengangkutan hasil fotosintesis dari daun ke
seluruh bagian tumbuhan dilakukan oleh pembuluh tapis (floem) dan disebut pula
dengan istilah translokasi.
Jaringan pengangkut (vascular tissue) adalah salah
satu kelompok jaringanpermanen yang dimiliki tumbuhan hijau berpembuluh (Tracheophyta). Jaringan ini disebut juga pembuluh dan berfungsi utama sebagai saluran
utama transportasi zat-zat hara yang diperlukan dalam proses vital
tumbuhan.
Ada dua kelompok
jaringan pengangkut, berdasarkan arah aliran hara. Pembuluh kayu (xilem) mengangkut cairan dan zat hara
menuju daun. Sumbernya dapat berasal dari akar (yang utama) maupun dari bagian
lain tumbuhan. Pembuluh tapis (floem) mengangkut hasil fotosintesis (terutama gula sukrosa) dan zat-zat lain dari daun menuju
bagian-bagian tubuh tumbuhan yang lain.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar