EKOFISIOLOGI (2)
RESPIRASI ~ Merupakan proses oksidasi makanan dari sel-sel yang hidup, menghasilkan energi yang akan digunakan untuk proses asimilasi, penyerapan mineral serta proses lain yang mempergunakan energi. ~ Merupakan suatu proses yang komplek yang meliputi : - Penyerapan oksigen. - Perubahan karbohidrat. - Pelepasan tenaga. - Pembentukan senyawa intermediet (senyawa intermediet seperti asam-asam organik dengan berat molekul rendah Haung, 1980). - Pelepasan CO2 dan air. - Pengurangan berat tumbuhan.
Respirasi Merupakan Reaksi yang Berlawanan dg Fotosintesis • -
Respirasi O2 diserap dan CO2 dilepaskan. Terjadi siang malam. Cahaya tidak penting (Tenaga potensial menjadi tenaga kinetik /tenaga yang tersimpan di dalam obyek yang bergerak). - Tidak perlu khlorofil. - Terjadi secara eksotermis/reaksi kimia yang membebaskan energi ke lingkungan. Merupakan proses katabolisme (Katabolisme : Oksidasi substrat diiringi dengan terbentuknya energi).
• -
-
Fotosintesis O2 dilepaskan dan CO2 diserap. Terjadi bila ada cahaya. Tenaga cahaya menjadi tenaga potensial. Memerlukan khlorofil. Terjadi secara endotermis/reaksi kimia yang menyerap panas dari lingkungannya/efek energi pada reaksi). Merupakan proses anabolisme (Anabolisme : Sintesis protoplasma dan penggunaan energi).
Arti Respirasi Bagi Tumbuhan 1. 2. 3. 4. 5. 6.
Melepaskan tenaga dan mengaktifkan pembelahan sel. Menyebabkan pembentukan senyawa-senyawa lain. Merubah makanan tidak larut menjadi bentuk larut. Memelihara siklus karbon di alam. Merubah tenaga potensial menjadi bentuk yang dapat digunakan (tenaga kinetik). Hasil respirasi dimanfaatkan sebagai : - Mempertahankan proses respirasi (dalam protoplasma). - Pengangkutan material. - Protoplasma streaming (aliran protoplasma). - Energi elektrik.
Faktor-faktor yang Berpengaruh terhadap Respirasi 1.
2.
3. 4. 5.
Umur dan kondisi fisiologi dari jaringan. Ketersediaan substrat (sebuah molekul atas yang merupakan enzim bertindak). Hidrasi. Rangsangan karena luka. Zat-zat kimia.
1. Cahaya. 2. Kadar air dalam tanah. 3. Suhu udara dan dalam tanah. 4. Komposisi CO2 dan O2 di atmosfer. 5. Nutrisi/pemupukan.
Karakteristik ~ Aktifitas Respirasi terbesar : Kambium. Ujung akar. Ujung batang. Jaringan yang muda. ~ Aktifitas respirasi rendah Bagian dorman. Suhu rendah. Kadar air yang rendah.
Penyerapan Air -
-
Air diserap sebagian lewat akar sebagian lewat daun dan cabang-cabang. Tempat masuknya cairan atau air : a. Kutikula (lapisan seperti lilin yang menutup epidermis daun dan batang). b. Lentisel (daerah pada kulit kayu yang berisi sel-sel yang tersusun lepas yang dikenal sebagai alat komplementer). c. Kulit. d. Luka daun. Kebalikan penyerapan adalah pencucian (hara dari daun tercuci ke tanah baik pada konifer maupun deciduous).
Mekanisme Penyerapan Air : Aktif -
-
-
-
Biasa terjadi pada tanaman dengan transpirasi lambat. Akar berfungsi sebagai osmometer saat transpirasi lambat (osmometer adalah perangkat untuk mengukur kekuatan osmotik suatu larutan , koloid , atau senyawa). Garam-garam dalam xilem mempunyai tekanan osmose lebih rendah daripada tenaga tempat air dalam tanah. Tekanan osmosis adalah dorongan untuk terjadinya transpor molekul melalui selaput tipis karena adanya perbedaan kepekatan (konsentrasi) antara kedua larutan. Akibatnya terjadi gerakan air masuk ke dalam dan menghasilkan “tekanan akar”. Sering terjadi peristiwa gutasi dan eksudasi pada beberapa tanaman. Eksudasi : proses pengeluaran, pemancaran,
Mekanisme Penyerapan Air : Pasif -
-
-
-
-
Biasa terjadi pada tanaman dengan transpirasi cepat. Pada penyerapan ini sebagian besar air terserap oleh tanaman berkayu. Transpirasi dan tegangan dalam xilem meningkat. Terbentuk kelompok air dengan volume yang lebih besar. Gerakan air mendorong garam yang terakumulasi dalam akar dan menurunkan tekanan osmose. Akar menjadi pasif menyerap air lewat permukaan.
Transpirasi
Definisi: Hilangnya air dari tumbuh-tumbuhan dalam bentuk uap melalui stomata (lubang kecil pada epidermis). Tempat lain transpirasi : kutikula dan lentisel. Hilangnya air melalui transpirasi cukup besar, Contoh : Individu pohon: 200-400 L air sehari. 95% air yang digunakan tanaman hilang melalui transpirasi.
-
-
-
Transpirasi Kutikuler Kutikula merupakan lapisan seperti lilin yang menutup epidermis daun dan batang. Ketebalan bervariasi tergantung jenis tumbuhannya. Makin tebal kutikula makin sedikit air yang berkurang. 20% transpirasi melalui kutikula. Transpirasi Lentiler Lentisel adalah daerah pada kulit kayu yang berisi sel-sel yang tersusun lepas yang dikenal sebagai alat komplementer. Uap air yang hilang melalui jaringan ini 0,1% dari total transpirasi. Transpirasi Stomater Stomata adalah lubang kecil pada epidermis, membuka dan menutupnya stomata diatur oleh “guard cells” (guard cell : in plants, a specialized cell on the undersurface of leaves for controlling gas exchange and water loss). Hilangnya uap air lewat stomata 80-90% dari total transpirasi. Stomata kebanyakan ada di daun.
Mekanisme Transpirasi
Penguapan air dari dinding sel ke dalam ruang antar sel, air diserap melalui akar, dibawa ke bagian tumbuhan melalui gerakan air ke atas, menguap dari permukaan sel, mengumpul dalam ruang antar sel, menaikkan tekanan uap air. Difusi uap air dari ruang sel/antar sel ke udara, uap air berdifusi lewat stomata, kutikula dan lentisel ke dalam udara yang lebih kering karena di luar tekanan uap lebih rendah. Difusi adalah peristiwa mengalirnya/berpindahnya suatu zat dalam pelarut dari bagian berkonsentrasi tinggi ke bagian yang berkonsentrasi rendah. Uap air < daun < batang < akar. Penyerapan pasif.
Faktor-Faktor Mempengaruhi Transpirasi Faktor luar -
-
-
Angin. Cahaya. Kelembaban. Tekanan udara. Ketersediaan air.
Faktor dalam -
-
Kerapatan stomata. Bentuk khusus daun.
Gutasi -
-
-
-
Pada tanaman herba, tekanan akar ditunjukkan dengan eksudasi atau keluarnya tetesan air atau larutan dari sisi daun atau tepi daun. Jumlah tetesan bervariasi dengan kompisisi dari murni air saja sampai larutan yang mengandung bahan organik dan anorganik. Biasa terjadi pada bagian hydatoda (pembukaan stomata di epidermis berlokasi di dekat ujung “veins”/urat daun). Pada kawasan tropis gutasi terjadi pada malam hari.
Perbedaan Transpirasi dan Gutasi
Transpirasi
Gutasi
-
Biasanya terjadi siang hari. Air keluar dalam bentuk uap. Air yang ditranspirasikan murni. Melalui stomata, kutikula dan lentisel. Diatur oleh aktivitas stomata. Menurunkan suhu permukaan.
-
Malam hari. Air keluar bentuk cair. Mengandung garam dan gula terlarut. Melalui stomata dan hydatoda. Tidak ada hubungannya dengan penurunan suhu.
-
-
-
-
-
-
-
-
-
Transpirasi adalah Proses yang Menguntungkan
Membantu gerakan air ke atas dan penguapan air yang berlebih. Mencegah peningkatan tekanan turgor yang melebihi batas. Membantu penyerapan air dan pengangkutan mineral oleh akar. Memelihara suhu yang cocok bagi tanaman terutama daun-daun. Menyebabkan stomata membuka dan menutup.
Penggolongan Tumbuhan berdasarkan Besarnya Transpirasi (Coster) a. Tumbuhan dengan Penguapan Kuat : * 2.000 mm/th atau lebih. * Contoh : - Paraserianthes falcataria. - Crotalaria angyroides. - Leuceuna leucocephala. - Acacia villosa. - Bambusa spinosa, B. dendrocalamus. - Samanea saman. * Tipe vegetasi : Belukar.
Penggolongan Tumbuhan berdasarkan Besarnya Transpirasi (Coster) b. Tumbuhan dengan Penguapan Sedang : * 1.000 – 2.000 mm/th. * Contoh : - Tectona grandis. - Hevea braziliensis. - Imperata cylindrica. - Artocarpus integra. - Coffea robusta. * Tipe vegetasi : Hutan dataran rendah 1.200mm/th.
Penggolongan Tumbuhan berdasarkan Besarnya Transpirasi (Coster) c. Tumbuhan dengan Penguapan Kecil : * Di bawah 1.000 mm/th. * Contoh : - Thea sinensis. - Cocos nucifera. - Ficus elastica. - Agathis spp. - Casuarina equisetifolia. * Tipe vegetasi : Hutan pegunungan 860 mm/th.
Pohon Tahan Api dan yang Muncul setelah Kebakaran
Pinus merkusii (tusam) Tectona grandis (jati) Casuarina junghuhniana (cemara gunung) Eucalyptus alba (ampupu) Melaleuca cayuputhi (kayu putih) Schima wallichii (puspa) Butea monosperma (ploso) Phyllantus emblica (kemloko) Akibat kebakaran, maka timbullah hutan-hutan murni seperti misalnya hutan Pinus merkusii di Takengon Aceh, hutan Casuarina junghuhniana di Jawa Timur, Hutan Schima wallichii di Sumatera Selatan, Bangka dan Belitung.
Perbedaan Transpirasi dan Evaporasi
.
Transpirasi diatur oleh aktivitas “guard cells”. Luas permukaan transpirasi diatur oleh guard cells, sedangkan pada evaporasi stomata (guard cells) tidak terlibat. Transpirasi terjadi pada sel hidup saja. Transpirasi terjadi untuk mencegah kekeringan permukaan sel. Evaporasi menyebabkan mengeringnya permukaan (Evaporasi : Proses yang terjadi apabila jumlah molekul yang keluar dari permukaan lebih besar).
Translokasi - Pertumbuhan tinggi pohon tergantung pada pergerakan air, mineral dan komponen anorganik dari akar ke ujung batang dan sebaliknya pergerakan komponen organik dan karbohidrat dari daun ke akar. - Pada seedling translokasi yang terjadi sederhana. - Pada waktu udara panas air lebih banyak ditransport melalui akar dan batang ke mesofil daun. Aliran air dikontrol oleh transpirasi. - Komposisi xilem : garam mineral, substansi organik, komponen N digunakan untuk mereduksi bahan organik di bagian akar. - Komponen xilem mengangkut garam mineral dibuktikan dengan membuat sayatan gelang pada batang.
Translokasi
Unsur yang diekspor bergerak ke daun yang lebih muda dan ke titik tumbuh pada akar dan pucuk. Pembagian hara dari daun ke bagian lain terjadi melalui floem. Percobaan sayatan membuktikan bahwa terjadi akumulasi karbohidrat, N organik dan unsur mobil seperti P dan K. Mobilitas unsur dalam floem bervariasi tergantung jenis tanamannya. Kandungan bahan terlarut cairan floem terutama sukrosa. Glukosa dan fruktosa kadang tidak ada.
Sirkulasi mineral dalam pohon dan pengembalian ke dalam tanah melalui pencucian dan gugur daun
