Amina Ixora Zapota: Ekologi Tumbuhan

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Air adalah zat atau materi atau unsur yang penting bagi semua bentuk kehidupan yang diketahui sampai saat ini di bumi, tetapi tidak di planet lain Air menutupi hampir 71% permukaan bumi. Terdapat 1,4 triliun kilometer kubik (330 juta mil³) tersedia di bumi. Air sebagian besar terdapat di laut (air asin) dan pada lapisan-lapisan es (di kutub dan puncak-puncak gunung), akan tetapi juga dapat hadir sebagai awan, hujan, sungai, muka air tawar, danau, uap air, dan lautan es. Air dalam obyek-obyek tersebut bergerak mengikuti suatu siklus air, yaitu: melalui penguapan, hujan, dan aliran air di atas permukaan tanah (runoff, meliputi mata air, sungai, muara) menuju laut. Air bersih penting bagi kehidupan manusia. Di banyak tempat di dunia terjadi kekurangan persediaan air. Selain di bumi, sejumlah besar air juga diperkirakan terdapat pada kutub utara dan selatan planet Mars, serta pada bulan-bulan Europa dan Enceladus. Air dapat berwujud padatan (es), cairan (air) dan gas (uap air). Air merupakan satu-satunya zat yang secara alami terdapat di permukaan bumi dalam ketiga wujudnya tersebut. Pengelolaan sumber daya air yang kurang baik dapat menyebakan kekurangan air, monopolisasi serta privatisasi dan bahkan menyulut konflik.

Pentingnya Air Gagi Tumbuhan

Bagi tumbuhan air adalah penting karna dapat langsung mempengatuhi hidupnya.bahkan ai rsebai bagian dari faktor iklim yang sangat berpengaruh pertumbuhan dan perubahan struktur dan organ tubuh.

Struktur tumbuhan.Air merupakan bagian terbesar pembentuk jaringan dari semua mahluk hidup.Antara 40 % sanpai 60 % dari berat segar dari pohon terdiri dari air,dan bagi tumbuhan herba jumlahnya mungkin atau mencapai 80 %.Cairan yang mengisi sel akan mampu menjaga substansi itu untuk berada dalam keadaan yang tepat untuk berfungsinya metabolisme.

Sebagai penunjang ,tumbuhan memerlukan air untuk penunjang jaringan-jaringan yang tidak berkayu.Apabila dari sel-sel dari jaringan ini mempunyai cukup air,maka sel-sel ini akan berada dalam keadaan kukuh.Tekanan yang diciptakan oleh air di dalam sel disebut tekanan turgor dan sel akan menjadi mengembang,dan apabila jumlah air tidak memadai maka tekanan turgor berkurang dan isi sel akan mengkerut dan terjadi plasmolisis.

Alat angkut,tumbuhan memanfaatkan air sebagai alat untuk mengangkut materi disekitar tubuhnya.Nutrisi masuk melalui akar dan bergerak ke bagian tumbuhan lainnya sebagai substansi yang terlarut dalam air.Demikian juga karbohidrat yang terbentuk di daun akan ditransportasikan ke jaringan-jaringan lainnya yang tidak berfotosintesis dengan cara yang sama.

Pendingin,kehilangan air tumbuhan oleh transpirasinya akan mendinginkan rubuhnya dan menjaga dari pemanasan yang berlebihan .

1.2 Rumusan Masalah

Sesuai dengan judul makalah kami yaitu Tentang Air ,sehingga dalam rumusan masah yang dapat kami ambil adalah :

· Pengertian Air

· Siklus air (water cycle)

· Kebutuhan air untuk tanama

· Mekanisme Pergerakan Air Dalam Tumbuhan

· Peranan Air bagi Tumbuhan

· Adaptasi tumbuhan terhadap kondisi ekstrim

· Akibat Kekurangan dan Kelebihan Air

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Pengertian Air

Air merupakan sumber kehidupan yang tidak dapat tergantikan oleh apa pun juga. Tanpa air seluruh organisme tidak akan dapat hidup. Bagi tumbuhan, air mempunyai peranan yang penting karena dapat melarutkan dan membawa makanan yang diperlukan bagi tumbuhan dari dalam tanah. Adanya air tergantung dari curah hujan dan curah hujan sangat tergantung dari iklim di daerah yang bersangkutan.

Air menutupi sekitar 70% permukaan bumi, dengan jumlah sekitar 1.368 juta km3. Air terdapat dalam berbagai bentuk, misalnya uap air, es, cairan dan salju. Air tawar terutama terdapat di danau, sungai, air tanah (ground water) dan gunung es (glacier). Semua badan air di daratan dihubungkan dengan laut dan atmosfer melalui siklus hidrologi yang berlangsung secara kontinu (Effendi, 2003).

A. Sifat-sifat kimia dan fisika

Model ruang-terisi menggambarkan struktur molekul air.

Air adalah substansi kimia dengan rumus kimia H₂O: satu molekul air tersusun atas dua atom hidrogen yang terikat secara kovalen pada satu atom oksigen. Air bersifat tidak berwarna, tidak berasa dan tidak berbau pada kondisi standar, yaitu pada tekanan 100 kPa (1 bar) and temperatur 273,15 K (0 °C). Zat kimia ini merupakan suatu pelarut yang penting, yang memiliki kemampuan untuk melarutkan banyak zat kimia lainnya, seperti garam-garam, gula, asam, beberapa jenis gas dan banyak macam molekul organik.

Keadaan air yang berbentuk cair merupakan suatu keadaan yang tidak umum dalam kondisi normal, terlebih lagi dengan memperhatikan hubungan antara hidrida-hidrida lain yang mirip dalam kolom oksigen pada tabel periodik, yang mengisyaratkan bahwa air seharusnya berbentuk gas, sebagaimana hidrogen sulfida. Dengan memperhatikan tabel periodik, terlihat bahwa unsur-unsur yang mengelilingi oksigen adalah nitrogen, flor, dan fosfor, sulfur dan klor. Semua elemen-elemen ini apabila berikatan dengan hidrogen akan menghasilkan gas pada temperatur dan tekanan normal. Alasan mengapa hidrogen berikatan dengan oksigen membentuk fasa berkeadaan cair, adalah karena oksigen lebih bersifat elektronegatif ketimbang elemen-elemen lain tersebut (kecuali flor). Tarikan atom oksigen pada elektron-elektron ikatan jauh lebih kuat dari pada yang dilakukan oleh atom hidrogen, meninggalkan jumlah muatan positif pada kedua atom hidrogen, dan jumlah muatan negatif pada atom oksigen. Adanya muatan pada tiap-tiap atom tersebut membuat molekul air memiliki sejumlah momen dipol. Gaya tarik-menarik listrik antar molekul-molekul air akibat adanya dipol ini membuat masing-masing molekul saling berdekatan, membuatnya sulit untuk dipisahkan dan yang pada akhirnya menaikkan titik didih air. Gaya tarik-menarik ini disebut sebagai ikatan hidrogen.

Air sering disebut sebagai pelarut universal karena air melarutkan banyak zat kimia. Air berada dalam kesetimbangan dinamis antara fase cair dan padat di bawah tekanan dan temperatur standar. Dalam bentuk ion, air dapat dideskripsikan sebagai sebuah ion hidrogen (H⁺) yang berasosiasi (berikatan) dengan sebuah ion hidroksida (OH^-).

B. Sifat Air

Menurut Benyamin Lakitan (2001) dan Hefni Effendi (2003) air memiliki karakteristik yang khas yang tidak dimiliki oleh senyawa kimia yang lain, yaitu.

· Berbentuk cair pada suhu ruang. Semakin besar ukuran molekul suatu senyawa maka pada suhu ruang senyawa tersebut akan cenderung berbentuk cair. Sebaliknya jika ukurannya kecil maka akan cenderung berbentuk gas.`Air yang berat molekulnya sebesar 18 gr/mol berbentuk cair dalam suhu ruang karena adanya ikatan hidrogen yang antara molekul-molekul air, sehingga tiap molekul air akan tidak mudah terlepas dan berubah bentuk menjadi gas.

· Perubahan suhu air berlangsung lambat sehingga air memiliki sifat sebagai penyimpan panas yang baik. Sifat ini memungkinkan air tidak menjadi panas ataupun dingin dalam seketika. Perubahan suhu yang lambat ini mencegah terjadinya stress pada makhluk hidup akibat perubahan suhu yang mendadak dan juga memelihara suhu bumi agar sesuai dengan makhuk hidup.

· Panas laten vaporisasi dan fusi yang tinggi. Panas laten vaporisasi adalah energi yang dibutuhkan untuk menguapkan 1 gr pada suhu 20oC. Sedangkan panas laten fusi adalah energi yang dibutuhkan untuk mencairkan 1 gr es pada suhu 0oC. Besarnya energi panas laten vaporisasi adalah 586 cal dan untuk panas laten fusi adalah 80 cal. Tingginya energi yang diperlukan untuk menguapkan air ini penting artinya bagi tumbuhan dalam upaya menjaga stabilitas suhu daun melalui proses transpirasi.

· Viskositas (hambatan untuk pengaliran) rendah. Karena ikatan-ikatan hidrogen harus diputus agar air dapat mengalir, maka ada anggapan bahwa viskositas air akan tinggi. Tapi pada kenyataannya tidaklah demikian, karena pada air dalam keadaan cair, setiap ikatan hidrogen dimiliki bersama-sama oleh dua molekul air lainnya, sehingga ikatan hidrogennya menjadi lemah dan mudah terputus. Inilah yang menyebabkan viskositas air rendah. Viskositas air yang rendah ini menyebabkan air menjadi pelarut yang baik, sifat ini memungkinkan unsur hara terlarut dapat diangkut ke seluruh jaringan tubuh makhluk hidup dan mampu mengangkut bahan-bahan toksik yang masuk dan mengeluarkannya ke luar tubuh.

· Adanya gaya adhesi dan kohesi. Air bersifat polar sehingga gaya tarik menarik antara molekul air dengan molekul lainnya (misalnya dengan protein dan polisakarida penyusun dinding sel) akan mudah terjadi. Adhesi merupakan daya tarik menarik antara molekul air yang berbeda. Kohesi adalah daya tarik menarik antara molekul yang sama. Adanya kohesi dan adhesi ini menyebabkan air dapat diangkut ke seluruh tubuh tumbuhan melalui jaringan xilem. Selain itu juga menyebabkan adanya tegangan permukaan yang tinggi, ini memungkinkan air mampu membasahi suatu bahan secara baik.

· Air merupakan satu-satunya senyawa yang meregang ketika membeku. Ini berarti es memiliki kerapatan atau densitas (massa/volume) yang lebih rendah dibandingkan air. Dengan demikian es akan mengapung di atas air. Sifat ini mengakibatkan air permukaan yang berada di daerah beriklim dingin hanya membeku dipermukaan saja sehingga organisme akuatik masih bisa bertahan hidup.

C. Elektrolisis air

Molekul air dapat diuraikan menjadi unsur-unsur asalnya dengan mengalirinya arus listrik. Proses ini disebut elektrolisis air. Pada katoda, dua molekul air bereaksi dengan menangkap dua elektron, tereduksi menjadi gas H₂ dan ion hidrokida (OH^-). Sementara itu pada anoda, dua molekul air lain terurai menjadi gas oksigen (O₂), melepaskan 4 ion H⁺ serta mengalirkan elektron ke katoda. Ion H⁺ dan OH^- mengalami netralisasi sehingga terbentuk kembali beberapa molekul air. Reaksi keseluruhan yang setara dari elektrolisis air dapat dituliskan sebagai berikut.

$\mbox{ }2H_{2}O(l) \rightarrow 2H_{2}(g) + O_{2}(g)\,$

Gas hidrogen dan oksigen yang dihasilkan dari reaksi ini membentuk gelembung pada elektroda dan dapat Dikumpulkan. Prinsip ini kemudian dimanfaatkan untuk menghasilkan hidrogen dan hidrogen peroksida (H₂O₂) yang dapat digunakan sebagai bahan bakar kendaraan hidrogen.

D. Kelarutan (solvasi) Air

Air adalah pelarut yang kuat, melarutkan banyak jenis zat kimia. Zat-zat yang bercampur dan larut dengan baik dalam air (misalnya garam-garam) disebut sebagai zat-zat "hidrofilik" (pencinta air), dan zat-zat yang tidak mudah tercampur dengan air (misalnya lemak dan minyak), disebut sebagai zat-zat "hidrofobik" (takut-air). Kelarutan suatu zat dalam air ditentukan oleh dapat tidaknya zat tersebut menandingi kekuatan gaya tarik-menarik listrik (gaya intermolekul dipol-dipol) antara molekul-molekul air. Jika suatu zat tidak mampu menandingi gaya tarik-menarik antar molekul air, molekul-molekul zat tersebut tidak larut dan akan mengendap dalam air.

E. Kohesi dan adesi Pada Air

Air menempel pada sesamanya (kohesi) karena air bersifat polar. Air memiliki sejumlah muatan parsial negatif (σ-) dekat atom oksigen akibat pasangan elektron yang (hampir) tidak digunakan bersama, dan sejumlah muatan parsial positif (σ+) dekat atom oksigen. Dalam air hal ini terjadi karena atom oksigen bersifat lebih elektronegatif dibandingkan atom hidrogen—yang berarti, ia (atom oksigen) memiliki lebih "kekuatan tarik" pada elektron-elektron yang dimiliki bersama dalam molekul, menarik elektron-elektron lebih dekat ke arahnya (juga berarti menarik muatan negatif elektron-elektron tersebut) dan membuat daerah di sekitar atom oksigen bermuatan lebih negatif ketimbang daerah-daerah di sekitar kedua atom hidrogen.Air memiliki pula sifat adesi yang tinggi disebabkan oleh sifat alami ke-polar-annya.

F. Jenis-jenis air

Secara umum air yang terdapat di bumi ini digolongkan ke dalam dua jenis, yaitu:

1. Air tanah (ground water), adalah air yang terdapat di bawah permukaan tanah dan tidak dapat dilihat secara langsung. Air tanah ditemukan pada lapisan akifer yaitu lapisan yang bersifat porous (mampu menahan air) dan permeable (mampu memindahkan air). Pergerakan air tanah sangat lambat, kecepatan arus berkisar antara 10-10-10-3 m/detik sehingga waktu tinggal air (residence time) berlangsung lama. Air tanah ini dibagi menjadi dua jenis yaitu air tanah preatis dan air tanah artesis. Air tanah preatis adalah air tanah yang letaknya tidak jauh dari permukaan tanah serta berada di atas lapisan kedap air/impermeable. Sedangkan air tanah artesis merupakan air tanah yang letaknya sangat jauh di dalam tanah serta berada di antara dua lapisan kedap air.

2. Air permukaan (surface water), adalah air yang terdapat di atas permukaan bumi dan tidak terinfiltrasi ke dalam bumi. Contoh air permukaan seperti laut, sungai, danau, kali, rawa, empang, dan lain sebagainya. Air permukaan dapat dibedakan menjadi dua jenis yaitu perairan tergenang (lentik) dan perairan mengalir (lotik). Perairan tergenang meliputi danau, waduk, kolam dan rawa. Pada umumnya perairan lentik ini dicirikan dengan arus yang lambat (0,001-0,01 m/detik) sehingga waktu tinggal air (residence time) dapat berlangsung lama. Perairan mengalir salah satunya adalah sungai, sungai dicirikan oleh arus yang searah dan relatif kencang dengan kecepatan arus berkisar antara 0,1-1,0 m/detik.

G. Sumber air

Secara umum ada beberapa sumber air yang dapat kita gunakan secara langsung atau melalui pengolahan sederhana terlebih dahulu yaitu antara lain :

1. Air dari PDAM. Air dari PDAM adalah termasuk air yang bisa dikonsumsi secara langsung untuk kebutuhan sehari-hari: masak, mandi, mencuci; air PDAM yang akan diminum harus direbus dahulu. Namun air PDAM ini kadang belum tersedia diberbagai tempat.

2. Air hujan. Air hujan adalah air murni yang berasal dari sublimasi uap air di udara yang ketika turun melarutkan benda-benda diudara yang dapat mengotori dan mencemari air hujan seperti: gas (O2, CO2, N2, dll), jasat renik, debu, kotoran burung, dll. Air hujan yang berasal dari cucuran talang/genteng rumah di tampung dalam bak penampungan. Untuk mengindari bahan-bahan pengotor dan pencemar yang berasal dari talang/genteng dan udara caranya adalah waktu awal penampungan air hujan 15 menit setelah hujan turun. Di bawah talang diberi saringan dari ijuk/kerikil/pasir. Dan sebelum diminum air harus dimasak dahulu.

3. Mata air. Di daerah pegunungan atau perbukitan sering terdapat mata air. Air mata air berasal dari air hujan yang masuk meresap kedalam tanah dan muncul keluar tanah kembali karena kondisi batuan geologis didalam tanah. Kondisi geologis mempengaruhi kualitas air mata air, pada umumnya kualitasnya baik dan bisa digunakan untuk keperluan sehari-hari, tetapi harus dimasak sebelum diminum.

4. Air tanah. Air tanah berasal dari air hujan yang meresap dan tertahan di dalam bumi. Air tanah dapat dibagi menjadi air tanah dangkal dan air tanah dalam. Bagaimana mendapatkan air tanah caranya adalah dengan mengebor atau menggali.

5. Air permukaan. Air permukaan seperti air sungai, air rawa, air danau, air irigasi, air laut dan sebagainya adalah merupakan sumber air yang dapat dipakai sebagai bahan air bersih dan air minum tetapi perlu pengolahan. Air permukaan sifatnya sangat mudah terkotori dan tercemar oleh bahan pengotor dan pencemar yang mengapung, melayang, mengendap dan melarut di air permukaan. Karena sifatnya yang demikian maka sebelum diminum air permukaan perlu diolah terlebih dahulu sampai benar-benar aman dan memenuhi syarat sebagai air bersih atau air minum.

2.2 Siklus air (water cycle)

Karakteristik air dalam proses siklusnya secara fisik memperlihatkan berbagai fase, mulai dari bentuk uap air di udara sampai air dalam tanah. Secara meteorologis, air merupakan unsur pokok paling penting dalam atmosfer bumi. Air terdapat sampai pada ketinggian 12.000 hingga 14.000 meter. Bila seluruh uap air berkondensasi (atau mengembun) menjadi cairan, maka seluruh permukaan bumi akan tertutup dengan curah hujan kira-kira sebanyak 2,5 cm. Air terdapat di atmosfer dalam tiga bentuk yaitu dalam bentuk uap yang tak kasat mata, dalam bentuk butir cairan dan hablur es. Kedua bentuk yang terakhir merupakan curahan yang kelihatan, yakni hujan, hujan es, dan salju.

Siklus air adalah mekanisme transformasi (pergerakan) air yang selalu terjadi setiap saat. Dalam proses transformasi biasanya desertai dengan perubahan wujud, sifat dan mutu ataupun air tetap dalam kondisi awal (Tersiawan, 2005). Secara garis besar transformasi itu dapat berupa evaporasi, transpirasi, kondensasi, presipitasi dan perkolasi.

Ketika terjadi hujan, airnya akan turun ke permukaan bumi. Air ini sebagian akan mengalir ke permukaan bumi menuju ke daerah yang lebih rendah dan bermuara di laut atau di danau. Sebagian lagi akan terserap oleh bumi dan mengalir di dalam tanah atau tersimpan di dalam tanah sebagai air tanah.

Siklus air ini digerakkan oleh matahari. Panas yang dipancarkan oleh matahari akan membuat air laut, air permukaan dan daratan menguap, bahkan air dari makhluk hidup pun ikut mengalaminya (evaporasi dan transpirasi). Ketika uap air mendingin dan menjadi mampat terbentuklah awan yang kemudian digerakkan oleh angin.

Angin ini akan membawa gumpalan-gumpalan awan ke daerah yang memiliki tekanan temperatur yang lebih rendah. Jika awan yang dibawa oleh angin ini melalui daerah pegunungan, maka gerakannya akan terhalang dan didorong untuk naik lebih tinggi lagi. Karena temperatur akan semakin rendah apabila semakin tinggi dari permukaan laut, maka awan yang mengandung uap air tadi mencapai titik embunnya dan terbentuklah butiran-butiran air yang kemudian jatuh kembali ke bumi sebagai air hujan (presipitasi).

Air hujan ini akan mengalir lagi di permukaan bumi, ke daerah yang lebih rendah, dan sebagian diserap oleh bumi (perkolasi). Kemudian terus menuju ke laut atau ke danau dan apabila terkena sinar matahari akan menguap ke udara dan membentuk awan. Awan akan berkumpul dan kemudian dibawa oleh angin dan mengembun dan berubah menjadi hujan. Begitulah seterusnya siklus dari air yang berulang secara bergantian.

2.3 Kebutuhan air untuk tanaman

Kebutuhan air suatu tanaman dapat didefinisikan sebagai “jumlah air yang diperlukan untuk memenuhi kehilangan air melalui evapotranspirasi (ET-tanaman) tanaman yang sehat, tumbuh pada sebidang lahan yang luas dengan kondisi tanah yang tidak mempunyai kendala (kendala lengas tanah dan kesuburan tanah) dan mencapai potensi produksi penuh pada kondisi lingkungan tumbuh tertentu”. Untuk menghitung ET-t anaman direkomendasikan suatu prosedur tiga tahap, yaitu:

1. Pengaruh iklim terhadap kebutuhan air tanaman diberikan oleh ETo (evapotranspirasi tanaman referensi), yaitu “laju evapotranspirasi dari permukaan berumput luas setinggi 8-15 cm, rumput hijau yang tingginya seragam, tumbuh aktif, secara lengkap menaungi permukaan tanah dan tidak kekurangan air”. Empat metode yang dapat digunakan adalah Blaney-Criddle, Radiasi, Penman dan Evaporasi Panci, dimodifikasi untuk menghitung ETo dengan menggunakan data iklim harian selama periode 10 atau 30 hari.

2. Pengaruh karakteristik tanaman terhadap kebutuhan air tanaman diberikan oleh koefisien tanaman (kc) yang menyatakan hubungan antara ETo dan ET tanaman (ETtanaman = kc . ETo). Nilai-nilai kc beragam dengan jenis tanaman, fase pertumbuhan tanaman, musim pertumbuhan, dan kondisi cuaca yang ada.

3. Pengaruh kondisi lokal dan praktek pertanian terhadap kebutuhan air tanaman, termasuk variasi lokal cuaca, tinggi tempat, ukuran petak lahan, adveksi angin, ketersediaan lengas lahan, salinitas, metode irigasi dan kultivasi tanaman.

· Kebutuhan air (Water requirement)

Kebutuhan air di sini adalah suatu gambaran besarnya kebutuhan air untuk keperluan tumbuhnya tanaman sampai tanaman (padi) itu siap panen. Kebutuhan air ini harus dipertimbangkan terhadap jenis tanaman, keadaan medan tanah, sifat-sifat tanah, cara pemberian air, pengolahan tanah, iklim, waktu tanam (pola tanaman), kandungan air tanah, efisiensi irigasi, curah hujan efektif, koefisien tanaman bulanan, pemakaian air konsumtif, perkolasi, kebutuhan air untuk tanaman, dan kebutuhan air di sawah.

· Ketersediaan air (Water availability)

Ketersediaan air adalah berapa besar cadangan air yang tersedia untuk keperluan irigasi. Ketersediaan air ini biasanya terdapat pada air permukaan seperti sungai, danau, dan rawa-rawa, serta sumber air di bawah permukaan tanah. Pada prinsipnya perhitungan ketersediaan air ini bersumber dari banyaknya curah hujan, atau dengan perkataan lain hujan yang jatuh pada daerah tangkapan hujan (catchment area/ watershed) sebagian akan hilang menjadi evapotranspirasi, sebagian lagi menjadi limpasan langsung (direct run off), sebagian yang lain akan masuk sebagai infiltrasi. Infiltrasi ini akan menjenuhkan tanah atas (top soil), kemudian menjadi perkolasi ke ground water yang akan keluar menjadi base flow Di samping data meteorologi, dibutuhkan pula data cahaya permukaan (exposed surface), dan data kelembaban tanah (soil moisture). Untuk rumus run off adalah Run off = base flow + direct run off.

· Evapotranspirasi.

Evapotranspirasi adalah penguapan total baik dari permukaan air, daratan, maupun dari tumbuh-tumbuhan. Banyak faktor yang mempengaruhi evapotranspirasi ini antara lain: suhu udara, kembaban udara, kecepatan angin, tekanan udara, sinar matahari, ketinggian lokasi proyek, dan lain sebagainya. Di dalam perencanaan irigasi, penilaian jumlah air yang dibutuhkan untuk suatu areal tidak memisahkan antara evaporasi dan transpirasi. Istilah yang digunakan adalah ET, dan merupakan kombinasi antara evaporasi dan transpirasi. Oleh karena air yang digunakan oleh tanaman untuk proses metabolisme hanya sedikit atau kurang dari 1%, nilai tersebut diabaikan (Sudjarwadi, 1990). Evapotranspirasi atau ET merupakan penguapan total dari permukaan air, permukaan tanah, dan dari tumbuh-tumbuhan. Untuk menentukan besarnya kebutuhan air bagi tanaman secara teliti pada umumnya terbentur pada kesukaran untuk mendapatkan hasil pengukuran yang teliti di lapangan. Metode perhitungan untuk menentukan kebutuhan air bagi tanaman yang berdasarkan rumus-rumus pendekatan seringkali dipakai. Rumus-rumus pendekatan umumnya berupa rumus-rumus empiris yang dikembangkan berdasarkan kondisi yang ada di lapangan. Rumus-rumus tersebut antara lain: Blaney Criddle, Hergreaves, Penman, Penman Modifikasi, Penman Mounteith, Radiasi, Panci Evaporasi, Thornthwaite, Wickman, IRRI, Lowry Johnson, Christiansen, dan lain-lainnya. Di dalam kajian ini, penulis mencoba membahas mengenai perbandingan pemakaian rumus Blaney Criddle, Hargreaves, dan Penman Modifikasi terhadap luas daerah irigasi yang dapat diairi dari ketiga metode tersebut.

· Presipitasi

Dalam meteorologi, presipitasi (juga dikenal sebagai satu kelas dalam hidrometeor, yang merupakan fenomena atmosferik) adalah setiap produk dari kondensasi uap air di atmosfer. Ia terjadi ketika atmosfer (yang merupakan suatu larutan gas raksasa) menjadi jenuh dan air kemudian terkondensasi dan keluar dari larutan tersebut (terpresipitasi). Udara menjadi jenuh melalui dua proses, pendinginan atau penambahan uap air. Presipitasi yang mencapai permukaan bumi dapat menjadi beberapa bentuk, termasuk diantaranya hujan, hujan beku, hujan rintik, salju, sleet, and hujan es. Virga adalah presipitasi yang pada mulanya jatuh ke bumi tetapi menguap sebelum mencapai permukaannya. Presipitasi adalah salah satu komponen utama dalam siklus air, dan merupakan sumber utama air tawar di planet ini.Diperkirakan sekitar 505,000 km³ air jatuh sebagai presipitasi setiap tahunnya, 398,000 km³ diantaranya jatuh di larutan. Bila didasarkan pada luasan permukaan bumi, presipitasi tahunan global adalah sekitar 1 m, dan presipitasi tahunan rata-rata di atas lautan sekitar 1.1 m.

2.4 Mekanisme Pergerakan Air Dalam Tumbuhan

Tumbuhan umumnya mengisap atau menyerap air tanah oleh sistem akarnya,meskipun pada beberapa tumbuhan sederhana seperti lumut kerak dan lumut daun mampu menyerap air dari sekitarnya secara langsung.Air memasuki akar melalui bulu-bulu akar yang sangat halus yang beradasekitar 60 mm di bawah tudung akar.Sistem bulu-buluakar ini memperluas permukaan aktifyang mampu menyerap air dan secara terus menerus diperbaharui sesuai dengan pertumbuhan akar menembus tanah.

Akar mendapatkan air melalui dua ptoses utama :

Osmosis,yaitu pergerakan air dari yang berkonsentrasi rendah (air dalam tanah) ke yang berkonsentrasi tinggi (cairan sel) melalui membran semipermeable (membran sel dari rambut akar).Merupakan proses yang pasif dan sangat berperan sekali dalam penyerapan air oleh tumbuhan.
Penyerapan aktif,air dapat diserap berlawanan dengan tekanan osmotik.Proses ini masih belum benar-benar dipahami,yang jelas pasti memerlukan sejumlah enegi untuk proses ini.

Pergerakan air dalam tumbuhan

Dalam tumbuhan paku-pakuan dan juga dalam spermatophyta air bergerak dalam tumbuhan melalui jaringan khusus yang disebut dengan jaringan xylem,yang strukturnya sangat berbeda-beda tergantung pada pengelompokannya,yang secara umum bersamaan dengan bentuk tabung.Air didorong naik bersamaan sebagian akibat daya kapiler(sebagai fenomena frsrk bahwa air atau cairan akan naik melalui tabung kafiler menentang gaya gravitasi bumi),tetapi sebagian besar naik akibat perbedaan tekanan antara daun dengan akar yang akan menghasilkan aliran yang terus menerus melalui tumbuhan.Dalam tumbuhan yang tidak mempunyai jaringan xylem air diangkut ke seluruh tubuh aleh proses osmosis.

Air Meninggalkan Tumbuhan

Umunyan ari akan masuk ke tanah dan tumbuhan akan hilang melalui proses penguapan,dan harga 2 % air yang diserap oleh akar dipakai membentuk lebih banyak materi tumbuhan.Pada prinsnya air akan meninggalkan tumbuhan melalui tiga cara yaitu :

Trnspirasi,yaitu bagian yang paling utama dari kehilangan air ini.Dalam daun air akan diuapkan dari dinding sel ke ruang antar sel.Dari sini didifusikan ke luar ke udara melalui lubamg kecil di daun yang disebut stomata atau mulut daun,Stomata ini akan terbuka pada siang hari dan menutup pada malam hari.Fungsi utamanya adalah memberi kemungkinan untuk terjadinya pertukaran gas antara tumbuhan dengan udara.
Penguapan kutikula,sebagian air mungkin menguap melalui kutikula dari daun atau tangkai.Dan hanya sebagiankecil air hilang dengan cara ini,umumnya kurang dari 10 % dari toral kehilangan air.
Gutasi,di daerah yang sangat lembab kehilangan air akibat penguapan adalah terlalu sulit .Untuk tumbuahan yang hidup pada habitat ini mempunyai lubang pada ujung dari sistem xylem dari daun sebagai adaptasr morfologi dan fisiologi.Lubang ini dengan hidatoda yang memungkinkan air menetes langsung keluar dari daun.

2.5 Peranan Air bagi Tumbuhan

Menurut Rai (1998), air memiliki beberapa peranan penting bagi tumbuhan yaitu antara lain :

1. Struktur Tumbuhan. Air merupakan bagian terbesar pembentukan jaringan dari semua makhluk hidup. Antara 40% sampai 60% dari berat segar pohon tersusun atas air. Cairan yang mengisi sel memiliki peran dalam menjaga substansi tetap dalam keadaan yang tepat untuk menjalankan fungsi metabolisme.

2. Sebagai Penunjang. Tumbuhan memerlukan air untuk menunjang jaringan-jaringan yang tidak berkayu. Apabila sel-sel jaringan tersebut memiliki cukup air, maka sel-sel tersebut akan berada dalam keadaan kokoh. Air yang ada dalam sel tumbuhan tersebut nantinya akan menghasilkan suatu tekanan yang disebut tekanan turgor. Dengan adanya tekanan turgor tersebut akan menyebabkan sel mengembang dan apabila jumlah air tidak memadai akan menyebabkan terjadinya proses plasmolisis.

3. Alat Angkut. Air di perlukan oleh tumbuhan sebagai alat untuk mengangkut materi dan nutrisi di sekitar tubuhnya, dan menyalurkan materi dan nutrisi tersebut ke bagian tumbuhan lainnya sebagai substansi yang terlarut dalam air.

4. Pendinginan. Tumbuhan akan mengalami proses transpirasi, akibat dari proses transpirasi tersebut akan menyebabkan tumbuhan kehilangan air. Hilangnya sebagian air dari tumbuhan akan mendinginkan tubuh tumbuhan tersebut dan menjaga tumbuhan dari pemanasan yang berlebihan sehingga suhu tanaman menjadi konstan.

5. Pelarut dan medium reaksi biokimia

6. Memberikan turgor bagi sel (penting untuk pembelahan sel dan pembesaran sel)

7. Bahan baku fotosintesis

2.6 Adaptasi tumbuhan terhadap kondisi ekstrim

Kekeringan merupakan situasi yang sering di alami oleh tumbuhan. Suhu yang tinggi bisa juga memberikan pengaruh terhadap kekurangan air bagi tumbuhan. Bila musim kering itu bersifat periodik dan merupakan karakteristik daerah tersebut, maka tumbuhan yang ada disekitarnya akan memperlihatkan penyesuaian dirinya. Berbagai cara penyesuaian terhadap lingkungannya tergantung pada tumbuhan tersebut.

Warning mengelompokkan dunia tumbuhan berdasarkan toleransinya terhadap air, yaitu antara lain :

1. Hidrofit, merupakan kelompok tumbuhan yang hidup dalam air atau pada tanah yang tergenang secara permanen.

2. Halofita, merupakan kelompok tumbuhan yang tumbuh pada lingkungan berkadar garam tinggi.

Xerofita, kelompok tumbuhan yang teradaptasi untuk hidup di daerah kering.

4. Mesofita, kelompok tumbuhan yang bertoleransi pada kondisi air tanah yang tidak terlalu ekstrim.

2.7 Akibat Kekurangan dan Kelebihan Air

Di lingkungan daratan dengan situasi kelebihan air maka tanah menjadi jenuh air,permasalahan utama pada situasi seperti ini adalah tidak adanya udara dalm tanah sehingga akar-akar tumbuhan tidak bisa bernafas dan juga sering menjadi asam.

Jika jumlah air tanah tidak memadai untuk keperluan tumbuhan maka sel menjadi lembek,dan stomata menutup untuk mengurangi kehilangan air berkelanjutan.Kondisi air tanah seperti ini dikenal dengan titik kelayuan,dan sel-sel tumbuhan mulai untuk terjadinya plasmolisis yang biasanya berjalan berkepanjangan.Dan apabila situasi kekurangan air ini terus menerus,maka tumbuhan akan mati.Umumnya tumbuhan yang berada di daerah kering ini berada dalam keadaan setengah dehidrasi pada siang hari yang akan diimbangi dengan penyimpanan dalam keseimbangan airnya pada malam hari.

Usaha-usaha untuk mengatasi kekuranga air atau mengurangi k3butuhan akan air :

1. Memperbaiki keadaan lingkungan,melalui :

· Menambah jumlah air dengan irigasi atau mengadakan penahanan terhadap buangan air.

· Mengurangi kecepatan evapotranspirasi ;

1.Pengadaan mulse,menghambat penguapan dari tanah dengan menutupnya dengan daun.

2. Menahan kecepatan angin dengan pohon pelindung

3. Melakukan penjarangan dan menyiangi daun dan bagian tumbuhan lainnya.

4. Menbuang tumbuhan gulma dan memberikan cairan lilin pada daun

2. Menaikkan daya tahan tumbuhan terhadap kekeringan,melalui

· Memilih jenis tumbuhan yang tahan kering

· Penyilangan dengan tumbuhan tahan kering

· Memberi stimulasi tahan kering dengan cara manjaga kadar N sekecil mungkin tapi mencukupi,Mengatur pengairan dengan jarak yang semakin lama dengan maksud akar-akar menembus jauh ke dalam tanah dan supaya terjadi perubahab protoplasma yang dapat menaikkan daya tahan terhadap kekeringan.

BAB III

KESIMPULAN

Air merupakan faktor lingkungan yang penting ,semua organisme hidup akan kehadiran air ini.perlu di pahami bahwa jumlah air di sistem bumi kita.yang terbatas dan dapat berubah-ubah sitkulasinya.pengeringan bumi sulit terjadi akibat adanya siklus melalui hujan,aliran air ransirasi,dan evaporasi langsung secara terus menerus. Air menutupi sekitar 70% permukaan bumi, dengan jumlah sekitar 1.368 juta km3. Air terdapat dalam berbagai bentuk, misalnya uap air, es, cairan dan salju. Air tawar terutama terdapat di danau, sungai, air tanah (ground water) dan gunung es (glacier). Semua badan air di daratan dihubungkan dengan laut dan atmosfer melalui siklus hidrologi yang berlangsung secara kontinu (Effendi, 2003).

Kebutuhan air ini harus dipertimbangkan terhadap jenis tanaman, keadaan medan tanah, sifat-sifat tanah, cara pemberian air, pengolahan tanah, iklim, waktu tanam (pola tanaman), kandungan air tanah, efisiensi irigasi, curah hujan efektif, koefisien tanaman bulanan, pemakaian air konsumtif, perkolasi, kebutuhan air untuk tanaman, dan kebutuhan air di sawah.

Tumbuhan dalam pertumbuhannya memerlukan pergerakan air yang mengangkut sejumlah nutrisi dari tanah.Tetapi laju pergerakan air yang tergantung pada beberapa hal,yang paling penting adalah laju kehilangan air dari tumbuhan melalui proses penguapan yang erat kaitannya dengan suhu,udara,dan keasaman tanah. Dalam tumbuhan paku-pakuan dan juga dalam spermatophyta air bergerak dalam tumbuhan melalui jaringan khusus yang disebut dengan jaringan xylem,yang strukturnya sangat berbeda-beda tergantung pada pengelompokannya,yang secara umum bersamaan dengan bentuk tabung.Air didorong naik bersamaan sebagian akibat daya kapiler(sebagai fenomena frsrk bahwa air atau cairan akan naik melalui tabung kafiler menentang gaya gravitasi bumi),tetapi sebagian besar naik akibat perbedaan tekanan antara daun dengan akar yang akan menghasilkan aliran yang terus menerus melalui tumbuhan.Dalam tumbuhan yang tidak mempunyai jaringan xylem air diangkut ke seluruh tubuh aleh proses osmosis. Umunyan ari akan masuk ke tanah dan tumbuhan akan hilang melalui proses penguapan,dan harga 2 % air yang diserap oleh akar dipakai membentuk lebih banyak materi tumbuhan.Pada prinsnya air akan meninggalkan tumbuhan melalui tiga cara yaitu :Trnspirasi, Penguapan kutikula,dan Gutasi.

DAFTAR PUSTAKA

A.J.McNaughton-Larry L.Wolf.1990.Ekologi Umum Edisi Kedua.Yogyakarta:Gajah Mada University Press.

Chris Witcombe, Water in Art, H2O - The Mystery, Art, and Science of Water, art.html, 21.03.2007 13:32:20

Heddy,Suwasono.Kurniati,Metty.1994.Prinsip-Prinsip Dasar Ekologi : Suatu Bahasan Tentang Kaidah Ekologi dan Penerapannya.Jakarta : PT Raja Grafindo Persada.

Marq de Villiers (2003, revised edition). Water: The Fate of Our Most Precious Resource.

Purtasih,M.Pd.2010.Diktat Ekologi Tumbuhan.

"http://acehpedia.org/Air_dan_Tanaman"Kategori: Lingkungan

Amina Ixora Zapota

Jumat, 09 Maret 2012

Ekologi Tumbuhan - Tanah