TRANSPIRASI TUMBUHAN: PROSES, FAKTOR DAN KEPENTINGAN - BIOLOGI - 2025

The transpirasi tumbuhan dan tinggalan organisma tumbuhan adalah proses kehilangan air dalam bentuk gas yang berlaku melalui stomata, yang adalah struktur khusus yang terletak di bilah daun.

Peluh dikaitkan dengan pelbagai proses fisiologi pada tumbuhan, yang terus menyerap dan kehilangan air. Melalui mekanisme homeostatik ini, sebahagian besar penyejatan air berlaku, kerana karbon dioksida atmosfera yang diperlukan untuk proses fotosintesis diserap.

Stomata Zebrina spp. (Sumber: AioftheStorm melalui Wikimedia Commons)

Rata-rata, daun dapat bertukar hingga 100% kandungan airnya dengan alam sekitar pada hari yang panas, kering dan cerah. Begitu juga, pengiraan yang dibuat oleh beberapa pengarang memungkinkan untuk menganggarkan bahawa, semasa hidup tumbuhan, ia dapat kehilangan jisim yang setara dengan lebih dari 100 kali berat segar melalui daun kerana keringat.

Banyak ahli fisiologi tumbuhan dan ahli ekofisiologi berdedikasi untuk "mengukur" kadar transpirasi tumbuhan, kerana ini dapat memberi mereka maklumat mengenai keadaan fisiologisnya dan bahkan beberapa keadaan persekitaran yang menjadi tanaman berterusan.

Di mana dan mengapa peluh berlaku?

Keringat didefinisikan sebagai kehilangan air dalam bentuk wap dan merupakan proses yang terjadi terutama melalui daun, walaupun dapat juga terjadi, tetapi pada tahap yang lebih rendah, melalui "bukaan" kecil (lentikel) di kulit kayu batang dan dahan.

Ia berlaku berkat adanya kecerunan tekanan wap antara permukaan daun dan udara, sehingga disimpulkan bahawa ia terjadi disebabkan oleh peningkatan tekanan wap air dalam daun.

Dengan cara ini, ia menjadi lebih besar daripada wap yang mengelilingi bilah daun, yang boleh menyebabkannya meresap dari zon yang lebih pekat ke yang kurang pekat.

Stomata

Stomata dalam epidermis teratai. Viascos

Proses ini mungkin berlaku kerana adanya struktur yang "mengganggu" kelangsungan permukaan daun (epidermis) dan dikenali sebagai stomata.

Stomata membolehkan pembebasan wap air dari daun dikawal, mengelakkan penyejatan dengan penyebaran langsung dari tisu epidermis, yang berlaku secara pasif dan tanpa jenis kawalan.

Stoma terdiri daripada dua sel "penjaga", yang berbentuk seperti "sosis" atau "buah pinggang", yang membentuk struktur berbentuk pori, penutupan atau pembukaannya dikendalikan oleh rangsangan hormon dan persekitaran yang berbeza:

- Boleh dikatakan, dalam keadaan gelap, dengan defisit air dalaman dan pada suhu yang melampau, stomata tetap tertutup, "berusaha" untuk mengelakkan kehilangan air yang besar melalui peluh.

- Kehadiran cahaya matahari, ketersediaan air yang banyak (luaran dan dalaman) dan suhu "optimum" mendorong pembukaan stomatal dan peningkatan kadar pernafasan.

Apabila sel guar dipenuhi dengan air, mereka menjadi keruh, menyebabkan pori stomatal terbuka; Ini adalah kebalikan dari apa yang berlaku apabila air tidak mencukupi, iaitu ketika stomata tetap ditutup.

Proses peluh

Skema proses transpirasi di kilang (Sumber: Laurel Jules melalui Wikimedia Commons)

Setelah menjelaskan konsep stomata, maka proses peluh, terjadi seperti berikut:

1- Air yang diangkut di xilem tumbuhan vaskular meresap ke arah tisu daun, terutamanya ke arah sel mesofil.

2- Air yang dikatakan dapat menguap akibat suhu tinggi dan penyinaran solar; Wap air yang dihasilkan kekal di ruang udara khas yang terdapat di mesofil (ia "pekat").

3- Wap air ini bergerak melalui penyebaran ke udara ketika stomata terbuka, baik sebagai tindak balas terhadap beberapa fitohormon (bahan yang mengatur pertumbuhan tumbuhan), keadaan persekitaran, dll.

Pembukaan stoma menyiratkan pertukaran wap air dari kilang ke atmosfera, tetapi pada masa yang sama ia membenarkan penyebaran karbon dioksida dari udara ke arah tisu daun, suatu proses yang berlaku terutamanya disebabkan oleh kecerunan kepekatan.

Faktor yang mempengaruhi peluh

Terdapat banyak faktor yang mempengaruhi transpirasi, walaupun kepentingannya relatif terhadap jenis tanaman yang dipertimbangkan.

Pengaruh kelajuan angin pada kadar transpirasi (Sumber: DGmann)

Faktor luaran

Dari sudut pandang lingkungan, keringat sangat bergantung pada radiasi dan suhu matahari, serta ketersediaan air di dalam tanah, defisit tekanan wap udara, kecepatan angin, dll.

Pengaruh kelajuan angin pada kadar transpirasi (Sumber: DGmann)

Bagi sesetengah tumbuhan, kepekatan karbon dioksida luaran (CO2) juga merupakan elemen utama dalam mengatur peluh (pembukaan stomatal). Beberapa teks menunjukkan bahawa apabila tahap CO2 dalaman menurun dengan ketara, sel pengawal membenarkan pembukaan pori stomatal untuk memudahkan masuknya gas tersebut.

Kesan suhu pada kadar pernafasan (Sumber: DGmann)

Faktor dalaman

Dalam konteks anatomi, kadar pernafasan berbeza-beza bergantung pada ciri luaran permukaan daun (serta luas permukaan daun). Di kebanyakan tumbuhan vaskular, daun biasanya ditutup dengan "lapisan lilin" yang secara kolektif dikenali sebagai kutikula.

Pengaruh kawasan daun pada kadar transpirasi (Sumber: DGmann melalui Wikimedia Commons)

Kutikula adalah struktur yang sangat hidrofobik (yang mengusir air), jadi ia mencegah peluh dengan penyejatan sederhana dari parenkim daun ke permukaan dan dengan demikian mencegah penyahgaraman total sel-sel tisu daun.

Kehadiran atau ketiadaan kutikula "cekap" dalam pengekalan wap air menjadikan kadar pernafasan tumbuhan vaskular. Selain itu, kapasiti penyerapan air dari akar juga boleh menjadi faktor penyekat peluh.

Asid abscisic (ABA) adalah fitohormon yang berkaitan dengan peluh: ia mendorong penutupan stomatal dengan menghalang beberapa enzim yang diperlukan agar air memasuki sel pengawal stomata, mencegah pembukaannya.

Biasanya ia adalah bahan yang dihasilkan untuk "berkomunikasi" kepada tanaman bahawa terdapat kekurangan air dari tisu akar.

Kepentingan

Homeostasis termal

Air adalah salah satu sumber semula jadi yang paling penting untuk semua organisma hidup, jadi tanaman tidak terkecuali. Oleh itu, semua proses yang berkaitan dengan pertukaran air antara kilang dan persekitaran yang mengelilinginya sangat penting untuk kelangsungan hidupnya.

Dari sudut homeostasis termal, peluh sangat penting untuk menghilangkan haba yang dihasilkan oleh sinaran suria. Penyebaran ini berlaku berkat kenyataan bahawa molekul air yang melarikan diri ke atmosfer dalam bentuk wap air mempunyai sejumlah besar tenaga, yang memutuskan ikatan yang "menahan" mereka dalam bentuk cecair.

Pelepasan molekul air "meninggalkan" jisim molekul yang mempunyai tenaga lebih sedikit daripada molekul yang hilang, yang mendorong penyejukan "badan" air yang tersisa dan, oleh itu, dari keseluruhan tumbuhan.

Pengangkutan air oleh tekanan hidrostatik negatif

Apabila kadar transpirasi pada daun sangat tinggi, lajur air di xilem, yang merupakan sebahagian daripada sistem vaskular banyak tumbuh-tumbuhan, naik dengan cepat dari akar, mendorong penyerapan akar air dan sebatian dan nutrien lain di lantai.

Oleh itu, air bergerak dari tanah ke atmosfer di dalam tanaman berkat tekanan hidrostatik negatif yang diberikan oleh daun semasa transpirasi, yang berlaku berkat sifat kohesif air, yang mengekalkan ketegangan tinggi sepanjang panjang lajur air di xilem.

Dengan kata lain, penyejatan air dan pembebasannya melalui transpirasi memberikan sebahagian besar tenaga yang diperlukan untuk pergerakan air ke atas, berkat adanya potensi kecerunan air antara bilah daun dan atmosfera.

Fotosintesis

Oleh kerana peluh bukan hanya mengenai kehilangan air dalam bentuk wap, tetapi juga melibatkan kemasukan karbon dioksida ke dalam tisu daun, proses ini juga sangat penting untuk fotosintesis, kerana CO2 sangat penting untuk sintesis bahan makanan.

Rujukan

1. Azcón-Bieto, J., & Talón, M. (2000). Asas fisiologi tumbuhan (No. 581.1). McGraw-Hill Interamericana.
2. Ensiklopedia Britannica Inc. (2014). Ensiklopedia Britannica. Diakses pada 5 Januari 2020, dari www.britannica.com/science/transpiration
3. Taiz, L., & Zeiger, E. (2002). Fisiologi tumbuhan.
4. Taiz, L., Zeiger, E., Møller, IM, & Murphy, A. (2015). Fisiologi dan perkembangan tumbuhan.
5. Turtenwald, K. (2018). Ilmu Pengetahuan. Diakses pada 8 Januari 2020, dari www.sciencing.com