POTENSIAL AIR I.
Tanggal Praktikum : 10 Februari 2014
II.
Pendauluan
Proses fisiologi yang berlangsung pada tumbuhan banyak berkaitan dengan air atau bahan-bahan (senyawa atau ion) yang terlarut didalam air. Air Air merupakan suatu molekul yang sederh sederhan ana, a, terd terdir irii dari dari 1 atom atom oksi oksige gen n (O) (O) dan dan 2 atom atom hidr hidrog ogen en (), (), sehin sehingg ggaa berat berat molekulnya hanya 1! g"mol. #umbuhan banyak mengandung air di dalam sel-selnya. al ini yang menyebabkan suhu tumbuhan relatif stabil walaupun menerima atau kehilangan energi. $ntuk dapat diserap oleh tanaman, molekul-molekul air harus berada pada permukaan akar. %ari permukaan akar ini air (bersama bahan-bahan yang terlarut) diangkut menu&u pembuluh 'ilem. intasan pergerakan air dari permukaan akar menu&u pembuluh 'ilem ini disebut lintasan radial pergerakan air. !Lakitan" 2010# Air merupakan sumber kehidupan, tanpa air tidak ada makhluk yang dapat hidup. egitu &uga tanaman, salah satu unsur terbesar tanaman adalah air yaitu berkisar antara *+ untuk tanaman muda, sampai kurang dari 1+ untuk padi-padian yang menua sedangkan tanaman tanaman yang mengandun mengandung g minyak , kandungan kandungan airnya airnya sangat sedikit. sedikit. Penyiraman Penyiraman harus dilakukan dilakukan teratur agar tidak kekurangan kekurangan.. ika tidak disiram, tanaman tanaman akan mati kekeringan kekeringan.. Air merupakan bahan untuk fotosintesis, tetapi hanya +,1 dari total air yang digunakan untuk fotosintesis. !$a%ke&" 1''2# Pertumbuhan &uga bergantung pada pengambilan air, dan banyak hal dalam hubungan air tumbuh tumbuhan an bergan bergantun tung g pada pada interak interaksi si antara antara sel dengan dengan lingku lingkunga ngan. n. anyak anyak aktii aktiitas tas tumbuhan ditentukan oleh sifat air dan bahan yang larut dalam air. a ir. #umbuhan #umbuhan bertumbuh bila mereka menyerap air, sehingga sel nya melar. /tomata dipermukaan daun membuka ketika air masuk ke dalam sel pen&aga dan menutup bila air keluar dari sel tersebut . !Sali&bur(" 1'')#
Air yang digunakan untuk transpirasi tanaman sebanyak ** , dan yang digunakan untuk hidrasi 1 , termasuk untuk memelihara dan menyebabkan pertumbuhan yang lebih baik. /elama pertumbuhan tanaman tana man membutuhkan se¨ah air yang tepat. Air merupakan reagen yang penting penting dalam proses-proses proses-proses fotosintesis fotosintesis dan dalam proses-proses proses-proses hidrolik. %i samping itu &uga merupakan pelarut dari garam-garam, gas-gas dan material-material yang bergerak ke dalam tumbuh tumbuhan, melalui dinding sel dan åan esensial untuk men&amin adanya turgiditas, pertumbuhan sel, stabilitas bentuk daun, proses membuk dan menutupnya stomata, kelangsungan gerak struktur tumbuh-tumbuhan. !*%id+,&e-utr,"1'/#
0ekurangan air akan mengganggu aktifitas fisiologis maupun morfologis, sehingga mengakibatkan
terhentinya
pertumbuhan.
%efisiensi
air
yang
terusmenerus
akan
menyebabkan perubahan irreersibel (tidak dapat balik) dan pada gilirannya tanaman akan mati. !$a%ke&" 1''2# Potensial kimia air merupakan konsep yang sangat penting dalam fisiologi tumbuhan. Pada tahun 1*+, alph O /latyer di 3anberra, Australia dan /terling A #aylor di $tah /tate $niersity, Amerika /erikat mengusulkan agar potensial kimi air digunakan sebagai dasar untuk menyatakan sifat air dalam sistem tumbuhan-tanah-udara. 4enurut mereka, potensial air (5)6 merupakan suatu sistem atau bagian sistem yang mengandung air, atau dapat mengandung air, setara dengan potensial kimia air dalam sistem atau bagian sistem tersebut dibandingkan dengan potensial kimia air murni, pada tekanan atmosfer dan pada suhu sama. Para ahli fisiologi tumbuhan sudah se&ak lama memakai satuan tekanan untuk membahas pergerakan air, termasuk difusi. Penggunaan satuan energi untuk potensial air &uga masih absah, tapi sebagian besar ahli fisiologi tumbuhan dan ahli ilmu tanah kini menggunakan batasan potensial air seperti berikut7 Potensial air (5) adalah potensial kimia air dalam suatu sistem atau bagian sistem, dinyatakan dalam satuan tekanan dan dibandingkan dengan potensial kimia air murni (juga dalam satuan tekanan), pada tekanan atmosfer, dan pada suhu serta ketinggian yang sama; dan potensial kimia air murni itu di tentukan sama dengan nol. atasan ini dapat dinyatakan dengan hubungan berikut !Sali&bur(" 1'')# 7 8 9 ( :w ; :w< w) dengan 7 8 9 Potensial air :w 9 Potensial kimia air dalam sistem :w< 9 Potensial kimia air murni pada tekanan atmosfer, dan pada suhu yang sama w
dengan sistem tersebut 9 =olume molar parsial dari ari ( 1! >m? mol-1)
Potensial kimia adalah energi bebas per mol substansi di dalam suatu sistem kimia. %alam hal hubungan air dan tanaman, potensial kimia dari air sering dinyatakan dengan istilah @potensial air. /ela&utnya, bila potensial kimia dapat dinyatakan sebagai ukuran energi dari suatu substansi yang akan bereaksi atau bergerak, maka potensial air merupakan ukuran dari energi yang tersedia di dalam air untuk bereaksi atau bergerak. %engan kata lain, potensial air merupakan tingkat kemampuan molekul-molekul air untuk melakukan difusi. !a(u" Tri " 2014# 0omponen potensial air ada dua7 potensial tekanan, timbul karena adanya tambahan
tekanan dan sama dengan tekanan nyata di bagian sistem tertentuB dan potensial osmotik (disebut &uga potensial linarut), yang ter&adi karena adanya unsur terlarut. 0arena potensial
tekanan merupakan tekanan nyata, untuk mudahnya kita sebut tekanan. ambang untuk potensial osmotik atau potensial linarut adalah 8s. !Sali&bur(" 1'')# %idalam suatu sel, potensial air memiliki komponen, yaitu potensial tekanan dan potensial osmosis. Potensial tekanan dapat menambah atau mengurangi potensial air. /edangkan potensial osmosis menun&ukkan status larutan didalam sel tersebut. %engan memasukkan suatu åan tumbuhan kedalam seri larutan yang telah diketahui potensial airnya, maka potensial air åan tumbuhan tersebut dapat diketahui. !a(u" Tri " 2014#
(Cabrarmely.2+1+) Potensial air bukan sa&a men&adi penentu akhir dari proses pergerakan air se>ara difusi, tapi &uga men&adi penentu tak langsung perpindahan massa air yang ter&adi karena adanya gradien tekana, sedangkan gradien tekanan timbul akibat pergerakan se>ara difusi. Pada metode olume-åan sampel åan yang diinginkan dimasukkan ke dalam seri larutan dengan ragam konsentrasi yang diketahui (biasanya sukrosa, sorbitol, manitol, atau lebih baik lagi polietilen glikol). inarut terbaik untuk pengukuran sem>am ini adalah yang tidak mudah melintasi membran atau yang tidak merusak åan. Tujuannya adalah untuk mendapatkan larutan yang tidak mengubah volume jaringan , artinya tidak ada air yang masuk atau yang hilang. Dni menandakan bahwa åan dan larutan suddah se&ak semula berada dalam kesetimbanganB potensial air åan sudah dan masih sama dengan potensial air larutan. !Sali&bur(" 1'')# %alam beberapa praktek, ada beberapa >ara untuk mengetahui perubahan olume.
/alah satu >aranya adalah dengan mengukur olume åan sebelum åan itu dimasukkan ke dalam larutan (biasanya digunakan &uga olume baku), dan kemudian mengukur olume (atau hanya mengukur pan&angnya) setelah beberapa waktu lamanya yang diperkirakan >ukup untuk berlangsungnya pertukaran air. Perubahan olume ini dapat dira&ahkan sebagai fungsi dari konsentrasi larutan, yang menun&ukkan penambahan olume pada larutan yang en>er dan pengurangan olume pada larutan yang lebih pekat. Pada pera&ahan demikian, titik tempat kura olume menyilang garis nol menun&ukkan larutan yang mempunyai potensial air sama dengan potensial-air-åan pada awal per>obaan. !Sali&bur(" 1'')#
III. Tu+uan 4engukur potensial air dalam åan tumbuhan I.
Alat dan aan
N
aan
, 1.
Alat pengebor gabus dengan
$bi &alar
2. ?.
diameter +, ; +,! >m Pisau " >utter ta&am otol bermulut besar dengan
0entang arutan sukrosa dengan konsentrasi
kapasitas 1++ ml " gelas kimia
7 +,+ 4, +,2 4, +,E 4, +,6 4, +,
E. 6. .
Alat
4istar dengan ukuran mm abel
4, +,! 4, 1 4. Alumunium foil
3ara er+a
Pilihlah ubu &alar" kentang yang >ukup besar dan buatlah silinder pada kedua bahan tersebut dengan menggunakan penggebor gabus. uatlah silindersilinder tadi sama pan&ang yaitu E >m, masing-masing E buah.
/impanlah masing-masing empat buah ubi &alar dan kentang dalam ?+ ml larutan sukrosa +,+ 4, +,2 4, +,E 4, +,6 4, +, 4, +,! 4, 1 4 dalam botol yang berkapasitas 1++ ml " gelas kimia. eker&alah dengan >epat untuk memperke>il ter&adinya penguapan air dari permukaan silinder.
#utup rapat botol" gelas kimia tadi dengan alumunium foil selama per>obaan dilakukan. /etelah dua &am keluarkan silinder-silinder tadi dan ukur kembali pan&angnya sampai mendekati +,6 mm.
itung rata-rata pan&ang silinder umbi (ubu &alar dan kentang) dari tiap konsentrasisukrosa yang digunakan. uatlah grafik dari data tadi dengan molaritas sebagai sumbu ' dan pan&ang silinder sebagai sumbu F.
%ari grafik yang diperoleh, tentukan pada konsentrasi berapa molar (4) silinder ubi &alar dan kentang tidak berubah pan&angnya.
I.
$a&il Pengam atan ENTAN5
5ambar
5ambar Se&uda di6elu-kan a7uade&t &elama 2 +am
Sebelum *i6elu-kan Pan+ang A%al 4 6m
0"0 8
0"2 8
,n&entra&i larutan &ukr,&a 0"4 8 0") 8
4 6m
/"' 6m
/" 6m
4 6m
4"1 6m
/"9 6m
0"9 8
0" 8
18
/" 6m
4 6m
4"1 6m
/" 6m
/" 6m
/"' 6m
4"1 6m
/" 6m
Rata;Rata Pan+ang
4 6m
4"1 6m
/"4 6m
/" 6m
4 6m
4"1 6m
/" 6m
/" 6m
4 6m
4"0) 6m
/"9 6m
/" 6m
/" 6m
4"1 6m
/"' 6m
4"1 6m /"9 6m /" 6m
4"1 6m
/"' 6m /" 6m
<I =ALAR 5ambar
5ambar Se&uda di6elu-kan a7uade&t &elama 2 +am
Sebelum *i6elu-kan Pan+ang A%al 4 6m
0"0 8
0"2 8
,n&entra&i larutan &ukr,&a 0"4 8 0") 8 0"9 8
0" 8
18
4 6m
4"1 6m
4 6m
4"0 6m
4 6m
4 6m
4"/ 6m
4 6m
4"4 6m
4"1 6m
4"0 6m
4 6m
4 6m
4"1 6m
4 6m
4"2 6m
4"2 6m
4"1 6m
4 6m
4 6m
4"/ 6m
4 6m Rata;Rata Pan+ang
4 6m
4"4 6m 4"2 6m
4 6m
4"2 6m
4 6m
4 6m
4"1 6m
4"1 6m
4"0
4 6m
4 6m
4"2 6m
II. e&im-ulan Potensial air adalah potensial kimia air dalam suatu system atau bagian system.
%inyatakan dalam satuan tekanan dan dibandingkan dengan potensial kimia air murni (&uga dalam satuan tekanan) pada tekanan atmosfer dan pada suhu serta ketinggian yang sama potensial murni ditentukan sama dengan nol.
Caktor-faktor penghasil gradient yaitu
konsentrasi atau aktifitas, suhu, tekanan, efek larutan terhadap potensial kimia pelarut, matriks. 4engukur metode air dengan metode olume åan, metode >hordate, metode tekanan uap. (awkes, 1**2) %idalam suatu sel, potensial air memiliki komponen, yaitu potensial tekanan dan potensial osmosis. Potensial tekanan dapat menambah atau mengurangi potensial air. /edangkan potensial osmosis menun&ukkan status larutan didalam sel tersebut. %engan memasukkan suatu åan tumbuhan kedalam seri larutan yang telah diketahui potensial airnya, maka potensial air åan tumbuhan tersebut dapat diketahui. (#ri Gahyu Agustina, 2+1E) /esuai hasil pengamatan potensial air pada kentang (Solanum tuberosum), yang direndam dalam larutan sukrosa yang memiliki konsentrasi yang berbeda-beda, mulai dari +,+ 4, +,2 4, +,E 4, +,6 4, +, 4, +,! 4, 1 4. asilnya, ada kentang yang mengalami peman&angan awal dari E >m sampai E,+6 >m dan E,1 >m pada konsentrasi +,2 4 dan +,! 4. Ada pula yang tetap tidak mengalami peman&angan yaitu pada konsentrasi +,+ 4 serta ada pula yang mengalami penyusutan dari pan&ang awal yaitu pada konsentrasi larutan sukrosa +,E 4 9 ?, >m, +,6 4 9, +, 4, 1 4 9 ?,! >m. 0entang yang mengalami peman&angan, berarti ada sebagian molekul air yang berpindah ke dalam potongan kentang selama kentang direndam di dalam air. %alam hal ini, konsentrasi air dalam pelarut (air murni) adalah 1++, sedangkan konsentrasi air dalam potongan kentang kurang dari 1++. Akibat perbedaan konsentrasi tersebut, molekul air berpindah dari Hat pelarut (air) ke dalam potongan kentang melalui suatu membran. Perpindahan molekul Hat dari konsentrasi rendah ke konsentrasi tinggi disebut osmosis. /edangkan kentang yang mengalami penyusutan karena akibat perbedaan konsentrasi tersebut molekul air dari potongan kentang berpindah ke larutan gula. /emakin besar konsentrasi larutan sukrosanya, maka kekurangan berat yang dialami oleh potongan kentang itu akan semakin besar dan >epat karena perbedaan konsentrasi Hat semakin besar. al tersebut mengakibatkan air semakin >epat berpindah dari konsentrasi rendah ke konsentrasi tinggi. /ehingga pan&ang silinder umbi kentang semakin berkurang. %alam proses osmosis, pada larutan hipertonik, sebagian besar molekul air terikat (tertarik) ke molekul gula (terlarut), sehingga hanya sedikit molekul air yang bebas dan bisa melewati membran.
/edangkan pada larutan hipotonik, memiliki lebih banyak molekul air yang bebas (tidak terikat oleh molekul terlarut), sehingga lebih banyak molekul air yang melewati membran. Oleh sebab itu, dalam osmosis aliran molekul air adalah dari larutan hipotonik ke hipertonik. egitupun dengan hasil pengamatan pada ubi &alar, pada konsentrasi larutan sukrosa +,2 4, +,E 4, 1 4, mengalami peman&angan (E,2! >m, E,1 >m, E,2 >m), sedangkan pada konsentrasi larutan sukrosa +,+ 4, ), 4, ),! 4 tetap tidak mengalami peman&angan maupun penyusutan. Pada konsentrasi larutan sukrosa +,6 4, ubi &alar mengalami penurunan pan&ang ?,! >m dari pan&ang awal E >m. /uatu tanaman &ika direndam dalam suatu larutan, maka potensial air dalam sel tanaman akan berubah tergantung pada konsentrasi larutan yang digunakan. Potensial air dalam sel tanaman akan menentukkan proses pertumbuhan dan perkembangan dari tanaman itu sendiri, karena selama proses hidupnya tanaman membutuhkan air yang >ukup banyak. III. Pertan(aan dan =a%aban Pertan(aan 1. Pada konsentrasi berapa molar (4) silinder ubi &alar" kentang tidak
berubah pan&angnyaI elaskan J 2. /amakah hasilnya antara ubi &alar dengan ubi kentangI ?. erdasarkan grafik, bagaimana pola konsentrasi molaritas terhadap pan&ang silinder ubi &alar"kentangI E. Apabila kentang di u&i dengan /hardako, apakah hasilnya akan sama dengan hasil u&i >oba pertamaI 6. 4engapa dalam mengambil larutan sukrosa dengan molaritsa berbeda harus menggunakan pipet yang berbedaI . Apa yang dapat anda simpulkan dari kedua per>obaan di atasI =a%aban 1. #idak berubah pan&annya yaitu pada kentang, konsentrasi 7 +,+ 4 sa&a. Pada ubi &alar konsentrasi 7 +,+ 4, +,6 4, +, 4, +,! 4. #idak berubahnya pan&ang kentang maupun ubi &alar dimungkinkan berarti
tidak ada aliran molekul air baik dari dalam maupun keluar åan kentang. 2. erbeda. ?. 4enggambarkan semakin besar konsentrasi larutan yang digunakan untuk merendam kentang, pan&ang awal lebih keil dibandingkan dengan pan&ang akhir. Dni membuktikan adanya aliran molekul air yang bergerak dari dalam åan kentang ke lingkungan yang menun&ukkan bahwa larutan perendam bersifat lebih hipertonis dibandingkan åan tumbuhan. /eharusnya larutan isotonis dapat diketahui dengan adanya kelompok
kentang yang tidak mengalami perubahan berat setelah perlakuan. al itu mengisyaratkan bahwa tidak ada aliran air baik dari dalam maupun keluar dari kentang. E. isa sa&a sama, tapi dalam u&i /hardako adanya perlakuan pemberian metilen blue, hal ini bisa sa&a men&adikan hasil yang berbeda &ika kentang yang di u&i dengan /hardako. 6. 0arena, &ika satu pipet digunakan untuk beberapa larutan sukrosa yang berbeda konsentrasinya, itu akan mempengaruhi penambahan konsentrasi pada tiap larutan sukrosa karena biasanya dalam pipet sering ada sisa setetes atau dua tetes larutan &ika digunakan untuk larutan sukrosa yang berbeda konsentrasi maka akan ter>ampur dan merubah konsentrasi awal larutan sukrosa. . erdasarkan dari hasil yang telah diperoleh, maka dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut 7 1) /uatu tanaman &ika direndam dalam suatu larutan, maka potensial air dalam sel tanaman tersebut akan berubah tergantung pada konsentrasi serta iskositas larutan yang digunakan. 2) Potensial air dalam sel suatu tanaman menentukan proses pertumbuhan dan perkembangan dari tanaman itu sendiri, karena selama proses hidupnya tanaman membutuhkan air yang >ukup banyak. ?) Air masuk ke dalam sel tanaman melalui proses difusi, yang mana proses difusi ini ter&adi karena perbedaan konsentrasi, yaitu konsentrasi di dalam sel lebih rendah di bandingkan konsentrasi di luar sel.
I>.
*a?tar Pu&taka %wid&oseputro.1*!?. Pengantar Fisiologi #umbuhan. akarta 7 P#. Kramedia. Cabrarmely.2+1+.#ersedia di7 Cabrarmely.blogspot.>om2C2+1?2C+2Clap-
fistum-mengukur-nilai-potensial.html.%iakses 2+1?"12766. awkes.1**2. Fisiologi ingkungan
pada7
Tumbuhan.Fogykarta7
*
4aret
Kad&ah
4ada
$niersity Press. akitan, enyamin.2+1+. !asar " !asar Fisiologi Tumbuhan.akarta7 P#.a&a Krafindo Persada. /alisbury, Crank.1**6. Fisiologi Tumbuhan #ilid $.andung 7 D#. Gahyu, #ri Agustina.2+1E. Penuntun Praktikum Fisiologi Tumbuhan.andung7 Pendidikan iologi $DL /K%.
