I. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Air merupakan salah satu senyawa kimia yang terdapat di alam secara berlimpah-limpah. Namun, ketersediaan air yang memenuhi syarat bagi keperluan manusia relatif sedikit, karena dibatasi oleh berbagai faktor. Air tawar selalu mengalami siklus hidrologi. Pergantian total (replacement) air sungai berlangsung sekitar 18-20 tahun, sedangkan pergantian uap air yang terdapat di atmosfer berlangsung sekitar 12 hari dan pergantian air tanah dalam (deep groundwater) membutuhkan waktu ratusan tahun (Miller, 1992).
Ciri khas negara tropis yaitu banyak kehilangan air akibat adanya proses evaporasi dan transpirasi. Proses tersebut dapat mempercepat terjadinya kekeringan dan penyusutan debit sungai pada musim kering. Oleh para pakar hidologi, kehilangan air akibat evaporasi biasanya dilihat dari dua sisi. Pertama, evaporasi dari permukaan air, yaitu penguapan air langsung dari danau, sungai dan badan air lainnya. Kedua, kehilangan air melalui vegetasi oleh proses-proses intersepsi dan transpirasi (Mulyani,2006).
Tumbuhan mengambil bahan makanan berupa air dan garam mineral yang terlarut didalamnya serta O2 dan CO2 dari lingkungannya. Pengambilan dan pengangkutan bahan-bahan makanan terjadi melalui proses difusi, osmosis, dan transpor aktif. Pengambilan air dan garam mineral dilakukan oleh akar terutama pada bagian bulu akar dan daerah pemanjangan pada akar. Pengambilan O2 dan CO2 terutama melalui mulut daun (stomata). Pengangkutan air dan zat terlarut dilakukan melalui pembuluh kayu (xilem) untuk dibawa ke tempat yang melakukan fotosintesis, tepatnya pada bagian jaringan tiang/jaringan palisade. Hasil fotosintesis diangkut melalui pembuluh tapis (floem) ke bagian tumbuhan yang memerlukan (seluruh organ tumbuhan). Sistem transpor melalui pembuluh pengangkut disebut sistem intravaskular, sedangkan sistem transpor yang terjadi di luar berkas pembuluh, yaitu transpor yang berjalan dari sel ke sel dan terjadi secara horizontal, disebut sistem ekstravaskular (Hidayat, 1995).
Keseimbangan air pada perairan ditunjukkan oleh hubungan dasar hidrologi. Siklus hidrologi pada dasarnya merupakan perputaran dari proses pergerakkan air. Proses ini termasuk pergerakkan air dari atmosfer, aliran ke dalam, penyimpanan sementara pada tanah, dan aliran ke luar persediaan air yang utama, yaitu lautan. Siklus ini mengandung tiga fase prinsipil yaitu presipitasi, evaporasi, aliran permukaan dan air tanah. Masing-masing fase melibatkan transpor, penyimpanan sementara, dan perubahan dalam wujud fisik dari air (Wetzel, 1970).
1.2. Tujuan
Praktikum ini bertujuan untuk mengetahui :
1. Untuk mengetahui proses besarnya evaporasi dan transpirasi.
2. Untuk mengetahui besarnya transpirasi harian tanaman kangkung air (Ipomea reaptans)
3. Untuk mengetahui perbandingan evaporasi dan transpirasi tanaman Kangkung Air (Ipomea reaptans)
II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1.Tanaman Kangkung Air (Ipomea aquatica)
Tanaman kangkung berasal dari India, yang kemudian menyebar ke Malaysia, Birma, Indonesia, Cina Selatan, Australia, dan Afrika. Di Cina, sayuran ini dikenal sebagai weng cai. Di negara Eropa, kangkung biasa disebut swamp cabbage, water convovulus, atau water spinach. Kangkung termasuk suku Convolvulaceae atau keluarga kangkung-kangkungan. Merupakan tanaman yang tumbuh cepat dan memberikan hasil dalam waktu 4-6 minggu sejak dari benih. Terna semusim dengan panjang 30-50 cm ini merambat pada lumpur dan tempat-tempat yang basah seperti tepi kali, rawa-rawa, atau terapung di atas air. Biasa ditemukan di dataran rendah hingga 1.000 m di atas permukaan laut.
Tanaman bernama Latin Ipomoea reptans ini terdiri dan dua varietas, yakni kangkung darat yang disebut kangkung cina dan kangkung air yang tumbuh secara alami di sawah, rawa, atau parit. Perbedaan antara kangkung darat dan kangkung air terletak pada warna bunga. Kangkung air berbunga putih kemerah-merahan, sedangkan kangkung darat bunga putih bersih. Perbedaan lainnya pada bentuk daun dan batang. Kangkung air berbatang dan berdaun lebih besar daripada kangkung darat. Warna batangnya juga bebeda. Kangkung air berbatang hijau, sedangkan kangkung darat putih kehijau-hijauan. Lainnya, kebiasaan berbiji. Kangkung darat lebih banyak bijinya daripada kangkung air itu sebabnya kangkung darat diperbanyak lewat biji, sedangkan kangkung air dengan stek pucuk batang.
 |
Gambar 1. Kangkung Air (Ipomea aquatica)
2.2.Evaporasi
Evaporasi merupakan penguapan air dari permukaan air, tanah dan bentuk permukaan bukan vegetasi lainnya oleh proses fisik. Evaporasi dari permukaan air sebagai proses penguapan, sungai dan badan air lainnya. Evaporasi merupakan peristiwa perubahan air menjadi uap air yang bergerak dari permukaan tanah ke udara (Hillel, 1983). Evaporasi merupakan peristiwa perubahan air menjadi uap air yang bergerak dari permukaan tanah ke udara. Perubahan wujud ini memerlukan energi sebesar 585 kalori untuk setiap gram air (Hillel, 1983).
Gambar 2. Proses Evaporasi
2.3.Transpirasi
Transpirasi adalah proses hilangnya air dalam bentuk uap air dari jaringan hidup tanaman yang terletak di atas permukaan tanah melewati stomata, lubang kutikula, dan lentisel. 80% air yang ditranspirasikan berjalan melewati lubang stomata, paling besar peranannya dalam transpirasi. Menurut Mayong (2009) adapun peranan transpirasi adalah :
• Pengangkutan air ke daun dan difusi air antar sel
• Penyerapan dan pengangkutan air, hara
• Pengangkutan asimilat
• Membuang kelebihan air
• Pengaturan bukaan stomata
• Mempertahankan suhu daun
Transpirasi pada tumbuhan pasti terjadi dan tidak dapat dihindarkan. lebih lanjut jika berlebihan akan sangat merugikan karena tumbuhan akan menjadi layu bahkan mati. Sebagian besar transpirasi berlangsung melalui stomata dan kultikula daun dalam jumlah yang lebih sedikit. Transpirasi terjadi pada saat tumbuhan membuka stomatanya untuk mengambil karbondioksida di udara untuk berfotosintesis. Lebih dari 20% air yang diambil akar dikeluarkan ke udara sebagai uap air. Sebagian besar uap air yang ditranpirasi oleh tumbuhan tingkat tinggi berasal dari daun selain dari batang, bunga dan buah. Transpirasi menimbulkan arus yaitu translokasi air dan ion organik terlarut dari akar ke daun melalui xylem (Mayong, 2009).
Berapa pun tingginya batang pohon, air dari dalam tanah tetap dapat mencapai bagian tertinggi dari pohon tersebut. Bertalian dengan kenyataan tersebut maka tenaga untuk pengangkutan air bersumber pada tiga faktor, yaitu tekanan akar, daya kapilaritas xilem, dan daya isap daun.
a) Tekanan Akar
Di dalam akar, jaringan-jaringan yang dilalui air yang diserap oleh bulu-bulu akar adalah epidermis, korteks, endodermis, dan xylem. Perjalanan air dari dalam tananh menembus lapisan epidermis dan korteks berlangsung secara osmosis.
Masuknya air ke pembuluh xylem disebabkan adanya daya yang sangat besar dari akar yang disebut tekanan akar. Faktor tekanan akar sangat menentukan proses pemasukan air ke dalam pembuluh xylem. Besarnya pengaruh tekanan akar dapat kita lihat pada peristiwa penyadapan karet dan mengalirnya air gula aren atau air gula kelapa dari tandan bunga setelah dipotong.
b) Daya Kapilaritas Xilem
Pembuluh xylem pada tubuh tanaman merupakan kumpulan pipa-pipa kapiler sehingga air naik di dalamnya sebagaiakibat gauya adhesi antara dinding xylem dengan molekul-molekul air. Adanya sifat adhesi pada pembuluh xylem menyebabkan air cenderung menempel dan merambat ke atas. Jadi, semakin sempit pembuluhnya maka semakin tinggi air itu naik.
c) Daya Isap Daun
Hal ini terjadi karena setiap saat daun mengeluarkan air dlam bentuk uap melalui stomata. Keluarnya air dari sel mengakibatkan kepekatan air sel bertambah besar bila dibandingkan dengan cairan sel-sel yang ada di bawahnya. Adanya perbedaan kepekatan ini menyebabkan sel-sel menarik air dari sel-sel tetangganya. Proses ini berlaku dari sel ke sel sampai xylem. Oleh karena itu, di ujung xylem pada akar timbul suatu daya isap yang menyebabkan penarikan air ke atas sampai pada tulang-tulang daun. Hal ini berlangsung terus-menerus sehingga terjadilah aliran air dari akar sampai ke daun. Aliran air yang disebabkan oleh peristiwa penguapan pada daun inilah yang biasanya disebut daya isap daun (Sosrodarsono, 1987).
Transpirasi dipengaruhi oleh :
Faktor luar, meliputi :
- kelembaban udara : semakin tinggi kelembaban udara maka transpirasi semakin lambat. Pada saat udara lembab transpirasi akan terganggu, sehingga tumbuhan akan melakukan gutasi
- suhu udara : semakin tinggi suhu maka transpirasi semakin cepat.
- intensitas cahaya : semakin banyak intensitas cahaya maka transpirasi semakin giat.
- kecepatan angin : semakin kencang angin maka transpirasi semakin cepat.
- kandungan air tanah
Faktor dalam, meliputi :
- ukuran (luas) daun
- tebal tipisnya daun
- ada tidaknya lapisan lilin pada permukaan daun
- jumlah stomata
- jumlah bulu akar (trikoma)
Jadi semakin cepat laju transpirasi berarti semakin cepat pengangkutan air dan zat hara terlarut, demikian pula sebaliknya. Alat untuk mengukur besarnya laju transpirasi melalui daun disebut fotometer atau transpirometer.
Gambar 3. Proses Transpirasi
2.4. Evapotranspirasi
 |
Gambar 4. Proses Evapotranspirasi
(http//www.acehPedia.com. Evaporation jpg)
Air yang ada di laut, di daratan, di sungai, di tanaman, dan sebagainya. kemudian akan menguap ke angkasa (atmosfer) dan kemudian akan menjadi awan. Pada keadaan jenuh uap air (awan) itu akan menjadi bintik-bintik air yang selanjutnya akan turun (precipitation) dalam bentuk hujan, salju, es. Ketika air dipanaskan oleh sinar matahari, permukaan molekul-molekul air memiliki cukup energi untuk melepaskan ikatan molekul air tersebut dan kemudian terlepas dan mengembang sebagai uap air yang tidak terlihat di atmosfir. Sekitar 95.000 mil kubik air menguap ke angkasa setiap tahunnya. Hampir 80.000 mil kubik menguapnya dari lautan. Hanya 15.000 mil kubik berasal dari daratan, danau, sungai, dan lahan yang basah, dan yang paling penting juga berasal dari tranpirasi oleh daun tanaman yang hidup. Proses semuanya itu disebut Evapotranspirasi.
Gambar 5. Proses Evapotranspirasi
III. MATERI DAN METODE
3.1. Materi Praktikum
3.1.1. Alat
Alat yang digunakan adalah ember plastik, timbangan, dan penggaris.
3.1.2. Bahan
Bahan yang digunakan adalah air dan tanaman Kangkung Air (Ipomea reaptans) 0%, 25 %, 50%, 75 %dan 100%.
3.2. Metode Praktikum
Air disiapkan dalam lima buah ember plastik. Air dalam ember di ukur volume atau ketinggian air sebelum perlakuan. Satu ember sampel air diisi penuh dengan tanaman air, sehingga semua permukaan air tertutup rapat tanaman air. Kelima ember sampel selanjutnya ditaruh di bawah terik sinar matahari langsung. Kelima ember sampel setiap hari diamati pengurangan volume air atau ketinggian air yang terjadi.
3.3. Waktu dan Tempat
Praktikum ini dilakukan di Laboratorium Jurusan Perikanan dan Kelautan. Waktu praktikum yaitu hari Minggu sampai Kamis tanggal 8 April 2011 sampai dengan 14 April 2011.
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1.Hasil
Tabel 1. Evaporasi dan Transpirasi
| Percobaan | Biomassa Tumbuhan | Laju Pengurangan Massa Air selama 5 hari (%) |
| I | 0% | 1,5 % |
| II | 25% | 2 % |
| III | 50% | 2 % |
| IV | 75% | 3 % |
| V | 100% | 3 % |
4.2. Pembahasan
Pada percobaan yang dilakukan untuk evaporasi dan transpirasi didapatkan hasil pengurangan massa air yang berbeda antara 0%, 25%, 50%, 75% dan 100%. Pengurangan massa air dengan biomassa 0% adalah 1,5%; pada biomassa 25% adalah 2%; pada biomassa 50% adalah 2,%; biomassa 75% adalah 3,%; dan pada biomassa 100% pengurangan massa airnya adalah 3%.
Grafik 1. Perbandingan Evaporasi dan Transpirasi dengan Biomasa yang Berbeda.
Berdasarkan hasil yang didapat pada percobaan evaporasi dan transpirasi, dapat dibandingkan jumlah kehilangan airnya. Terlihat bahwa pada transpirasi terjadi penurunan yang cukup signifikan. Walaupun pada kedua percobaan tersebut sama-sama mengalami penurunan jumlah air, tetapi pada transpirasi lebih besar jumlah kehilangan airnya. Hal ini dapat terjadi karena, laju transpirasi dipengaruhi oleh ukuran tumbuhan, kadar co2, cahaya, suhu, aliran udara, kelembaban, dan tersedianya air tanah. Faktor-faktor ini mempengaruhi perilaku stoma yang membuka dan menutupnya dikontrol oleh perubahan tekanan turgor sel penjaga yang berkorelasi dengan kadar ion kalium (k+) di dalamnya. Selama stoma terbuka, terjadi pertukaran gas antara daun dengan atmosfer dan air akan hilang ke dalam atmosfer. Untuk mengukur laju transpirasi tersebut dapat digunakan patometer.
Evaporasi merupakan peristiwa perubahan air menjadi uap air yang bergerak dari permukaan tanah ke udara. Namun evaporasi juga dapat disebut penguapan yang berarti proses perubahan molekul dalam keadaan cair (contohnya air) dengan spontan menjadi gas (contohnya uap air). Proses ini adalah kebalikan dari kondensasi. Umumnya penguapan dapat dilihat dari lenyapnya cairan secara berangsur-angsur ketika terpapar pada gas dengan volume signifikan. Dua unsur utama berlangsungnya evaporasi adalah energi (radiasi) matahari dan ketersediaan air.
Menurut Linsley (1982), perubahan evaporasi akan mempengaruhi perubahan kandungan air atau neraca air suatu daerah aliran sungai, dan evaporasi ini merupakan faktor kehilangan air dalam neraca air. Oleh karena itu perlu analisis evaporasi dalam rangka menjaga keseimbangan neraca air. Faktor yang mempengaruhi evaporasi antara lain :
1. Panas, diperlukan untuk berlangsungnya perubahan bentuk dari zat cair ke gas dan secara alamiah matahari menjadi sumber energi panas. Energi panas dari matahari akan menguapkan air yang ada di permukaan bumi. Besar kecilnya sumber energi panas yang dipancarkan akan berpengaruh terhadap besarnya penguapan yang terjadi.
2. Suhu udara, makin tinggi susu udara diatas permukaan bidang penguapan, semakin mudah terjadi perubahan bentuk dari zat cair menjadi gas. Dengan demikian laju evaporasi menjadi lebih besar terutama didaerah tropis dibandingkan daerah beriklim sedang. Perbedaan laju evaporasi yang sama juga dijumpai didaerah tropis pada musim kering dan musim basah.
3. Kapasitas kadar air dalam udara, besarnya kadar air di dalam udara disuatu tempat ditentukan oleh tekanan uap air yang ada di tempat tersebut. Proses evaporasi tergantung pada defisit tekanan uap air jenuh yang merupakan beda keadaan antara tekanan uap air jenuh pada permukaan bidang penguapan dan tekanan uap air nyata di udara.
4. Ketika proses penguapan berlangsung, udara diatas permukaan bidang penguapan secara bertahap menjadi lembab, sampai pada tahap ketika udara menjadi jenuh dan tidak mampu menampung uap air lagi. Pada tahap ini, udara jenuh diatas permukaan bidang penguapan tersebut akan berpindah ketempat lain akibat beda tekanan dan kerapatan udara. Dengan demikian proses penguapan air dari bidang penguapan tersebut akan berlangsung secara terus menerus karena adanya pergantian udara lembab oleh udara yang lebih kering.
5. Sifat alamiah bidang permukaan penguapan akan mempengaruhi proses evaporasi melalui perubahan pola perilaku angin. Pada bidang permukaan yang kasar, evaporasi akan lebih besar dari pada permukaan penguapan yang tanpa gelombang karena adanya gesekan antara permukaan dan angin.
Faktor-faktor diatas terbukti dalam praktikum kali ini dimana air yang dimasukkan ke ember setiap harinya berkurang hingga hari ke-tiga. Dari tabel hasil pengamatan data ini dapat dilihat bahwa baik evaporasi maupun transpirasi setiap harinya terjadi penurunan jumlah. Nilai yang didapat menurun setiap hari, penurunan yang paling terlihat pada hari kedua dan ketiga, baik evaporasi maupun transpirasi. Terdapat hampir sejumlah nilai menurun pada hari kedua dan ketiga untuk transpirasi, penurunan ini cukup drastis. Sama halnya untuk hari keempat, namun untuk hari kelima tidak terlalu banyak jumlah penurunan walau jumlah air nol. Hal ini dikarenakan, secara alamiah tumbuhan mengalami kehilangan air melalui penguapan. Proses kehilangan air pada tumbuhan ini disebut transpirasi. Air dari tanah diserap tanaman melewati stomata, lubang kutikula, dan lentisel. Air sebesar 80% ditranspirasikan berjalan melewati lubang stomata.
Air yang di jemur dibawah sinar matahari mengalami perubahan dari zat cair menjadi gas karena energi panas dari matahari. Sedangkan pada hari keempat percobaan diperoleh data bahwa air mengalami peningkatan jumlah dari hari sebelumnya. Peningkatan jumlah air ini disebabkan oleh faktor alam yaitu karena adanya tambahan dari air hujan, sehingga airnya bertambah.
Hal yang penting dalam transpirasi adalah difusi uap air dari udara yang lembab di dalam daun ke udara kering di luar daun. Kehilangan air dari daun umumnya melibatkan kekuatan untuk menarik air ke dalam daun dari berkas pembuluh yaitu pergerakan air dari sistem pembuluh dari akar ke pucuk, dan bahkan dari tanah ke akar. Ada banyak langkah dimana perpindahan air dan banyak faktor yang mempengaruhi pergerakannya.
Berdasarkan hasil praktikum yang diberi tanaman Kangkung Air (Ipomea aquatica) setiap harinya berkurang dan habis pada hari terakhir. Berkurangnya air disebabkan karena Kangkung Air (Ipomea aquatica) memiliki daun yang dapat menampung sinar matahari. Kangkung Air (Ipomea aquatica) memerlukan bantuan sinar matahari untuk menghisap air dengan akarnya, melewati batangnya yang lemas dan menampung banyak air kemudian menguapkannya melalui proses evaporasi. Selain bentuk daun Kangkung Air (Ipomea aquatica) yang bulat, permukaan daun vegetasi yang lebih kasar akan meningkatkan besarnya transpirasi karena dengan struktur permukaan yang kasar dapat menciptakan kondisi yang kondusif terhadap aliran udara yang tidak beraturan sehingga dapat mempercepat proses penguapan yang terjadi di permukaan daun vegetasi (asdak, 2007).
V. KESIMPULAN
5.1. Kesimpulan
Berdasarkan hasil pengamatan, perhitungan dan pembahasan yang dilakukan pada praktikum kali ini maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :1) Pada proses transpirasi terjadi penurunan yang cukup signifikan, walaupun pada kedua percobaan tersebut sama-sama mengalami penurunan jumlah air, tetapi pada transpirasi lebih besar jumlah kehilangan airnya dari pada proses evaporasi.
2) Faktor yang mempengaruhi evaporasi antara lain : Panas, suhu udara, kapasitas kadar air dalam udara, proses penguapan yang berlangsung, sifat alamiah bidang permukaan penguapan akan mempengaruhi proses evaporasi melalui perubahan pola perilaku angin.
3) Sedangkan besarnya uap air yang ditranspirasikan dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain: Faktor dari dalam tumbuhan (jumlah daun, luas daun, dan jumlah stomata), Faktor luar (suhu, cahaya, kelembaban, dan angin).
5.2. Saran
Ketika proses pengamatan evaporasi dan transpirasi media pengamatan jangan sampai terkena air hujan. Hal tersebut berpengaruh pada perhitungan volume air permukaan.
