PENGANGKUTAN AIR DAN GARAM MINERAL

I.                  Perbedaan Akar Monokotil dan Dikotil Secara Susunan

            Akar adalah bagian tumbuhan yang berfungsi menyerap air dan mineral dari tanah. Pada umumnya, akar memiliki ciri-ciri sebagai berikut :

1. Tidak berbuku-buku sehingga tidak beruas-ruas dan tidak mendukung daun, sisik atau bagian lainnya.
2. warna tidak hijau, biasanya keputih-putihan atau kekuning-kuningan.
3. tumbuh terus pada ujungnya.
4. bentuk sering kali meruncing sehingga lebih mudah untuk menembus tanah.
5. tumbuh dengan arah ke pusat bumi (geotrop) atau menuju ke air (hidrotrop), meninggalkan arah datangnya cahaya.

A. Perbedaan anatomi akar monokotil dan dikotil

      Batas ujung akar dan kaliptra jelas, Perisikel terdiri dari beberapa lapis sel, Punya empulur yang luas sebagai pusat akar, Tidak ada kambiumnya, Jumlah lengan protoxilem banyak (lebih dari 12) dan Letak xilem dan floem berselang-seling

B. Akar dikotil (anatomi)

v  Batas ujung akar dan kaliptra tidak jelas

v  Perisikel terdiri dari 1 lapis sel

v  Tidak punya empulur / empulurnya sempit

v  Mempunyai kambium

v  Jumlah lengan xilem antara 2-6

v  Letak xilem di dalam dan floem di luar (dengan kambium sebagai pembatas)

C. Struktur Anatomi Akar Dikotil

      Secara umum struktur anatomi akar tersusun atas jaringan epidermis, sistem jaringan dasar berupa korteks, endodermis, dan empulur; serta sistem berkas pembuluh. Pada akar sistem berkas pembuluh terdiri atas xilem dan floem yang tersusun berselang-seling. Struktur anatomi akar tumbuhan monokotil dan dikotil berbeda. Secara morfologi, kayaknya antara dikotil dan monokotil tidak ada bedanya.

      Cuma, tanaman monokotil akarnya serabut dan tanaman dikotil akarnyatunggang.floem di luar (dengan kambium sebagai pembatas). Asal akar adalah dari akar lembaga (radix), pada dikotil, akar lembaga terus tumbuh sehingga membentuk akar tunggang, pada monokotil, akar lembaga mati, kemudian pada pangkal batang akan tumbuh akar-akar yang memiliki ukuran hampir sama sehingga membentuk akar serabut. Akar monokotil dan dikotil ujungnya dilindungi oleh tudung akar atau kaliptra, yang fungsinya melindungi ujung akar sewaktu menembus tanah, sel-sel kaliptra ada yang mengandung butir-butir amilum, dinamakan kolumela.

II.               Bagaimana Masuknya Air dan Garam-garam Mineral Dari Tanah Melalui Akar?

            Pengangkutan Zat pada Tumbuhan. Tumbuhan memerlukan berbagai macam zat untuk kelangsungan hidupnya. Zat-zat tersebut sebagian besar diambil dari lingkungan, misalnya mineral, air, karbon dioksida, dan oksigen. Tumbuhan tingkat tinggi mengambil oksigen dan karbon dioksida melalui daun. Air dan garam-garam mineral diserap oleh tumbuhan dari dalam tanah melalui rambut-rambut akar yang terdapat pada epidermis akar. Tumbuhan mengambil air, karbon dioksida, dan oksigen dengan cara difusi, osmosis, dan transpor aktif.

            Tumbuhan membutuhkan air sepanjang hidupnya. Setelah diserap akar, air digunakan dalam semua reaksi kimia, mengangkut zat hara, membangun turgor, dan akhirnya keluar dari daun sebagai uap atau air. Tumbuhan mempunyai sistem pengangkutan air dan garam mineral yang diperoleh dari tanah agar air tetap tersedia. Pada tumbuhan tingkat tinggi terdapat dua macam cara pengangkutan air dan garam mineral yang diperoleh dari tanah, yaitu ekstravaskular dan intravaskular.

            Pengangkutan ekstravaskular adalah pengangkutan di luar berkas pembuluh. Pengangkutan ini bergerak dari permukaan akar menuju ke bagian-bagian yang letaknya lebih dalam dan menuju ke berkas pembuluh. Sementara itu, pengangkutan intravaskular adalah pengangkutan melalui berkas pembuluh dari akar menuju bagian atas tumbuhan.

1. Proses Pengangkutan Ekstravaskular

            Pada pengangkutan ini, air akan masuk melalui sel epidermis akar kemudian bergerak di antara sel-sel korteks. Air harus melewati sitoplasma sel-sel endodermis untuk memasuki silinder pusat (stele). Setelah sampai di stele, air akan bergerak bebas di antara sel-sel. Cara transportasi dalam pengangkutan air dan mineral secara ekstravaskular ada dua macam, yaitu apoplas dan simplas.

2. Proses Pengangkutan Ekstravaskular

Gambar 2.14

Pengangkutan ekstravaskular secara simplas (a) dan apoplas (b)

            Transportasi apoplas adalah menyusupnya air tanah secara difusi bebas atau transpor pasif melalui semua bagian tidak hidup dari tumbuhan, misalnya dinding sel dan ruang-ruang antarsel. Transportasi apoplas tidak dapat terjadi saat melewati endodermis sebab dalam sel-sel endodermis terdapat pita kaspari yang menghalangi air masuk ke dalam xilem. Pita kaspari ini terbentuk dari zat suberin (gabus) dan lignin. Oleh karena itu,apoplas dapat terjadi di semua bagian kecuali endodermis. Air yang menuju endodermis ditranspor secara simplas melalui sel peresap. Kebalikan dari transportasi apoplas adalah transportasi simplas. Transportasi simplas yaitu bergeraknya air tanah dan zat terlarut melalui bagian hidup dari sel tumbuhan. Pada sistem simplas ini perpindahan terjadi secara osmosis dan transpor aktif melalui plasmodesmata. Transportasi simplas dimulai dari sel-sel rambut akar ke sel-sel parenkim korteks yang berlapis-lapis, sel-sel endodermis, sel-sel perisikel, dan akhirnya ke berkas pembuluh kayu atau xilem.

            Pengangkutan mineral melalui transpor aktif. Mineral mampu masuk ke dalam akar karena melawan gradien konsentrasi, yaitu dari daerah berkonsentrasi rendah ke daerah berkonsentrasi tinggi.

2. Proses Pengangkutan Intravaskular

            Pengangkutan intravaskular adalah pengangkutan melalui berkas pembuluh (xilem) dari akar menuju bagian atas tumbuhan. Pengangkutan air dan mineral dimulai dari xilem akar ke xilem batang menuju xilem tangkai daun dan ke xilem tulang daun. Pada tulang daun terdapat ikatan pembuluh. Air dari xilem tulang daun ini masuk ke sel-sel bunga karang pada mesofil. Setelah mencapai sel-sel bunga karang, air dan garam-garam mineral disimpan untuk digunakan dalam proses fotosintesis dan transportasi. Transportasi pada trakea lebih cepat daripada transportasi pada trakeida.

Gambar disamping adalah pengangkutan air dan garam mineral secara intravaskuler

            Ada beberapa jenis tumbuhan yang tidak mempunyai trakea sehingga trakeida merupakan satu-satunya saluran pengangkutan air tanah. Tumbuhan yang tidak mempunyai trakea misalnya pada tumbuhan paku dan tumbuhan berbiji terbuka. Pengangkutan air dan mineral dari bawah ke atas tubuh tumbuhan oleh xilem mengikuti beberapa teori sebagai berikut.

a. Teori vital

Teori vital menyatakan bahwa perjalanan air dari akar menuju daun dapat terlaksana karena adanya sel-sel hidup, misalnya sel-sel parenkim dan jari-jari empulur di sekitar xilem.

b. Teori Dixon Joly

Teori Dixon Joly menyatakan bahwa naiknya air ke atas karena tarikan dari atas, yaitu ketika daun melakukan transpirasi. Air selalu bergerak dari daerah basah ke daerah kering.

c. Teori tekanan akar

            Teori tekanan akar menyatakan bahwa air dan mineral naik ke atas karena adanya tekanan akar. Tekanan akar ini terjadi karena perbedaan konsentrasi air dalam air tanah dengan cairan pada saluran xilem. Tekanan akar paling tinggi terjadi pada malam hari dan dapat menyebabkan merembesnya tetes-tetes air dari daun tumbuhan (gutasi).

            Pada dasarnya, pengangkutan air dan mineral dari tanah ke dalam tumbuhan melibatkan tiga proses sebagai berikut:

a.Proses osmosis.

b.Proses difusi.

c.Proses transpor aktif.

            Dari uraian di atas dapat disimpulkan bahwa pengangkutan air dan mineral dari dalam tanah ke tubuh tumbuhan melalui lintasan tertentu.

            Air yang diangkut xilem digunakan untuk fotosintesis dan sebagian mengalami transpirasi. Laju transpirasi dipengaruhi oleh keadaan lingkungan, misalnya kelembapan, suhu, cahaya, angin, dan kandungan air tanah.

            Kelembapan berpengaruh terhadap laju transpirasi. Jika kelembapan udara lingkungan di sekitar tumbuhan tinggi maka difusi air dalam ruang udara pada tumbuhan akan berlangsung lambat. Sebaliknya, jika kelembapan di sekitar tumbuhan rendah, difusi air dalam ruang udara pada tumbuhan berlangsung cepat. Jika suhu lingkungan semakin tinggi maka laju transpirasi juga semakin cepat. Demikian juga jika intensitas cahaya meningkat maka transpirasi tumbuhan meningkat.

            Angin cenderung meningkatkan laju transpirasi karena angin dapat menyapu uap air yang terkumpul di dekat permukaan. Sementara itu, kandungan air tanah juga dapat mempengaruhi laju transpirasi. Jika kandungan air tanah cukup banyak sehingga potensial air tanah lebih tinggi daripada di dalam sel-sel tumbuhan maka aliran air di dalam pembuluh kayu dan laju transpirasi meningkat.

            Selain pengangkutan air dan mineral dari tanah, pada tumbuhan juga terjadi pengangkutan hasil-hasil fotosintesis. Zat makanan hasil fotosintesis ditimbun sementara pada daun. Namun, banyak tumbuhan yang mempunyai organ penyimpanan misalnya umbi akar.

            Selanjutnya, zat makanan ini mengalami pengangkutan ke bagian bagian tumbuhan lain melalui pembuluh tapis (floem). Jadi, pembuluh tapis berfungsi mengangkut hasil fotosintesis secara dua arah, yaitu dari daun ke tempat penyimpanan makanan cadangan dan ke bagian bagian yang aktif tumbuh.