II. AIR
DAN PERANANNYA BAGI TANAMAN
“No water no living”, pepatah tersebut menunjukkan begitu
vitalnya peranan air bagi kehidupan mahluk hidup di alam raya ini. Begitu juga air sangat dibutuhkan bagi
kelangsungan hidup tanaman dan hal ini sudah sangat diketahui oleh nenek moyang
manusia sejak zaman peradaban budidaya tanaman ada. Seberapa jauh peranan air pertumbuhan tanaman
akan menjadi pokok bahasan dalam bab ini.
Air adalah komponen utama dalam tanaman hijau, yang
merupakan 70 – 90 % dari berat segar dari kebanyakan spesies tanaman tak
berkayu. Sebagian besar air dikandung
di dalam isi sel (85-90 %) yang berfungsi sebagai media yang baik untuk banyak
reaksi biokimia. Tetapi air juga
mempunyai peranan lain dalam fisiologi tanaman yang keadaannya cukup unik
sesuai dengan sifat kimia dan fisika
yang diperankannya.
Secara umum air mempunyai “universal function” yaitu berperan sebagai pelarut bahan, sebagai
alat transportasi bahan dan sebagai penyeimbang suhu tubuh tanaman. Serta
sebagai bahan baku utama dari reaksi fotosintesis. Disamping itu tanaman
mempunyai sifat fisik lain yaitu mampu mengatur kekuatan tegangan (tensil) dan
viskositas yang sangat penting dalam transportasi air dalam jarak yang panjang
dan dalam melarutkan bahan.
Air merupakan pelarut yang sangat baik untuk tiga
kelompok solute (bahan) biologis yang penting yaitu :
a.
Bahan
organik, dimana air dapat membentuk ikatan hidrogen termasuk asam amino,
karbohidrat serta protein yang berat molekulnya rendah, yang mengandung
hidroksil, amine atau gugus fungsional asam karboksilat dan protein berberat
molekul tinggi (sitoplasma).
b.
Ion-ion
bermuatan seperti ion-ion hara utama (K+, Ca2+, H2PO4-, NO3- dsb). Molekul air dengan sebagian muatannya yang
berorientasi terhadap sekitar ionnya sendiri untuk membesarkan, tetapi dengan
mudah larut sebagai ion hidratasi.
Dengan jalan yang sama molekul air menjadi terikat sebagai ikatan
bermuatan pada permukaan dinding sel tanaman, membran sel dan partikel tanah,
memberikan lapisan yang terikat kuat dengan air. Suatu molekul yang tebal
(Bernal, 1965).
c.
Molekul
kecil seperti gas di atmosfer (O2, N2) yang agaknya dapat pindah
mengisi lubang pada struktur yang agak terbuka dari air sebagai cairan (Crafts,
1968).
2.1 Konsep Air Tersedia
Dalam bahasan tentang air tanah, sering berhubungan
dengan kemampuan tanaman untuk mengabsorbsi air. Kaitan dengan hal tersebut
dikenal istilah Kapasitas Lapangan (Field Capacity) dan Titik Layu (Wilting Point). Selain itu juga dikenal istilah Kapasitas
Penyimpanan Air (KPA – Water Holding Capacity).
Kapasitas Penyimpanan Air merupakan jumlah air maksimum
yang dapat disimpan oleh suatu tanah.
Keadaaan ini dapat tercapai saat pemberian air pada tanah berlebihan
yang kemudian kelebihan air tersebut dibuang dan semua pori-pori tanah dalam
kondisi terisi air. Karena itu kandungan air volume maksimum menggambarkan
porositas total tanah dan bila dihubungkan dengan status energi air tanah
potensial matriksnya = 0 ( ⍦
=0)
.
Pada saat
semua pori tanah terisi udara (tercapai kapasitas penyimpanan air maksimum),
pemberian air dihentikan karena adanya gaya gravitasi gerakan air kebawah akan
tetap berlangsung. Gerakan ini makin
lama akan makin lambat dan pada saat gerakan tersebut berhenti (2-3 hari)
kondisi tersebut dinamakan dalam keadaan kapasitas lapangan. Apabila proses
terjadinya kehilangan air dibiarkan terus berlangsung pada suatu saat akhirnya
kandungan air tanah sedemikian rendahnya sehingga energi potensialnya sangat
tinggi dan mengakibatkan tanaman tidak mampu menggunakan air tanah
tersebut. Hal ini ditandai dengan dengan
layunya tanaman terus menerus oleh karena keadaan kandungan air tanah sangat
rendah. Kondisi seperti disebut dengan
Koefisien Titik Layu (Wilting Point). Potensial matriks air tanahnya = - 1,5
Mpa atau -15 bar atau pF 4,2.
Air tanah yang
berada diantara kapasitas lapangan dan titik layu merupakan air yang dapat
digunakan oleh tanaman, oleh karena itu disebut dengan air tersedia (available
water). Selain dipengaruhi oleh
tekstur, struktur dan kandungan bahan organik jumlah air yuang dapat digunakan
oleh tanaman juga dipengaruhi oleh kedalaman tanah dan sistem perakaran
tanaman. Catatan : beberapa ahli ada yang kurang sependapat
dengan konsep air tersedia dalam tanah, karena adanya perbedaan potensial air disuatu tempat yang lain dimana
air selalu bergerak. Jadi sebenarnya
keadaan keseimbangan pada kapasitas lapangan tidak pernah ada. Disamping itu sering terjadi tanaman
menunjukkan gejala kelayuan padahal tanah cukup tersedia air. Hal ini terjadi karena kehilangan air dari
tanaman lebih cepat dari pergerakan aiur di dalam tanah atau dari tanah sampai
tanaman sebagai akibat dari proses evapotranspirasi yang sangat tinggi.
2.2. AIR TANAH DAN PROSES PENGALIRAN KE TANAMAN
2.2.1. Air Tanah
Keberadaan air
di dalam tanah merupakan akibat dari adanya aktifitas proses peresapan massa
tanah, molekul-molekul air tersebut menempati diantara pori-pori mikro maupun makro yang terdapat pada padatan
tanah. Peresapan atau tertahannya air didalam pori tanah karena adanya pengaruh
gaya adhesi, kohesi dan gravitasi.
Pengaruh dari energi gaya-gaya tersebut membagi air dalam beberapa
status :
a.
Air Higroskopis, yaitu air dalam status diserap tanah dengan sangat kuat sehingga tidak dapat
digunakan oleh tanaman (pengaruh daya adhesi antara tanah dan air)
b. Air dan Peranannya bagi Tanaman Air Kapiler merupakan status air di dalam tanah dimana pengaruh daya
kohesi dan adhesi lebih kuat dari gravitasi.
Air dalam kondisi ini dapat bergerak kesamping atau keatas karena adanya
enegri potensial dalam gaya kapiler.
Sebagian air kapiler merupakan air yang tersedia bagi tanaman. Apabila gaya adhesi antara cairan dan padatan
tanah lebih besar dari pada gaya kohesi di dalam cairan itu sendiri serta lebih
besar dari gaya tarik-menarik antar fase gas dan padatan maka sudut kontak
(sudut hubungan) semakin meruncing, sehingga cairan dapat membasahi permukaan
benda padat.
Banyaknya kandungan air dalam tanah
berhubungan erat dengan besarnya tegangan air dalam tanah tersebut. Besarnya tegangan air menunjukkan besarnya
tenaga yang diperlukan untuk menahan air di dalam tanah, sehingga semakin
tinggi tegangan air berarti sxemakin kuat air ditahan didalam partikel tanah
dengan kata lain semakin sulit air dimanfaatkan oleh tanaman. Pada kondisi kering pori-pori tanah relatif tidak banyak
mengandung air, sehingga gaya adhesi yang terjadi lebih kuat terjadi. Karena adanya daya tarik menarik antara
partikel tanah dan air sangat kuat sehingga air menjadi “terikat” dalam
partikel tanah dalam kondisi air sangat sulit dimanfaatkan oleh akar tanaman.
Tetapi jika tanah dalam kondisi jenuh air semua ruang pori tanah terisi oleh
air sehingga gaya adhesi dan daya tarik menarik menjadi lemah. Dalam kondisi inilah air yang disimpan oleh
tanah berada dalam status jumlah air maksimum.
2.2.2. Potensial Air
Tanah
Di dalam tanah
air menempati ruang pori yang berada
diantara partikel atau yang berada di dalam partikel tanah itu sendiri. Dalam kondisi ini air tertahan di dalam ruang
pori oleh berbagai energi yang berasal dari :
a.
Gaya tarik menarik antar molekul
air
b.
Gaya kapileritas
c.
Larutan garam
d.
Absorbsi , dll.
Di dalam air sendiri mempunyai dua
macam energi yaitu : a). Energi Kinetik
(Ek) merupakan energi yang dihasilkan akibat dari pergerakan molekul dari benda
itu sendiri, yang besarnya sangat tergantung pada massa (m) dan kecepatan
pergerakannya (v) secara matematis dapat
ditulis sebagai berikut :
Ek = ½ .m. v2
Dari persamaan tersebut jelas dapat
diketahui bahwa energi kinetik air semakin meningkat dengan bertambahnya
kecepatan pergerakan molekul. b). Energi
potensial (Ep) yaitu energi yang dihasilkan akibat adanya perbedaan tempat
kedudukan air standart (h) dan dipengaruhi pula oleh gaya gravitasi (g) secara matematis dapat dituliskan sebagai
berikut :
Ep = m g h
Kecepatan pergerakan air di dalam
tanah sangat lambat, sehingga energi kinetik air tanah sering diabaikan,
sehingga energi air tanah ditentukan oleh energi potensialnya. Oleh karenaitu
status energi tanah disebut potensial air tanah. Sebagaimana telah diungkap diatas bahwa
energi air tanah berasal dari absorbsi, akpiler, larutan garam dan gaya
gravitasi.
2.2.3. Proses
Pengaliran Air Tanah ke dalam Tanaman
Keseimbangan
air di dalam tanah dan besarnya evapotranspirasi tanaman merupakan suatu
kondisi yang sangat menentukan keberhasilan tanaman. Proses pengaliran air dari
dalam tanah menuju ke dalam tanah kemudian
di lepas ke udara sebagai air penguapan merupakan suatu proses yang
menjadi suatu keharusan dan merupakan pula proses yang kontinyu
(berkesinambungan) dan seolah-olah membentuk suatu siklus.
2.2. Pergerakan Air dari Tanah – Tanaman - Atmosfer (Konsep SPAC)
Air bergerak
di dalam tanah melewati tubuh kemudian dikeluarkan ke atmosfer dapat
digambarkan sebagai suatu proses berkesinambungan atau sebagai suatu
kontinum. Pada suatu keadaan tertentu
pada air terdapat berbagai energi potensial yaitu :
Ψt = Ψm + Ψo + Ψg + Ψp ………………………………
Dimana :
Ψt = potensial total
Ψm = potensial matriks
Ψo = potensial osmose
Ψg = potensial gravitasi
Ψp = potensial pressure
(tekanan)
Tidak ada komentar:
Posting Komentar