ABSORBSI AIR

1. Tanah – Tanaman – Atmosfer sebagai Kontinum

Karena air bergerak dari dalam tanah ke tanaman, maka energi tanaman (ψtn) harus lebih rendah dari energi potensial air dalam tanah (ψt). Pada waktu siang hari pergerakan air dari tanah ke tanaman terjadi terus menerus. Hal ini berarti potensial air di dalam tanaman selama siang hari selalu lebih rendah dibandingkan potensial air tanah. Suhu pada siang hari menyebabkan potensial di atmosfer lebih rendah dari tanaman, sehingga air dalam tanaman mengalir ke atmosfer (ke potensial rendah) atau sering disebut transpirasi seperti hukum darcy. Kehilangan air pada tanaman menyebabkan potensial pada tanaman menurun sehingga air dalam tanah mengalir ke tanaman kembali dan begitu seterusnya. Di dalam tanah, karena air bergerak tidak melalui lapisan semi permeabel, pergerakan air terjadi semata-mata karena adanya perbedaaan potensial matriks (gradien matriks potensial).

 

 

2. Pergerakan dari Tanah – Akar

 

Pergerakan air ke permukaan akar dapat dinyatakan dalam :

_a.         kecepatan absorbsi, yang merupakan volume absorbsi air persatuan panjang akar per satuan waktu (I) : cm³ cm^-1 sec^-1

b.      Difusivitas air dalam tanah (D) : cm² sec^-1

c.       Panjang akar persatuan volume tanah (L) :cm cm^-3

Dalam kondisi aliran tetap (steady state) maka proses pergerakan air tersebut dapat dinyatakan daslam persamaan :

  ; Rx : hambatan pergerakan air

 q : kecepatan pergerakan air                     T : transpirasi dari tanaman

  Ψ_m1 : potensial matriks air tanah         Ψ_m2 : potensial matriks permukaan akar

  Rs : hambatan (resistence) tanah         ψ_w  : potensial air total permukaan akar                    ψ_t : potensial total xilem pada akar             Re : hambatan pada akar

ψ_h1 : potensial hidrolik pada xilem akar ψ_h2 :potensial hidrolik pada xilem batang

 

3. Pergerakan Air dari Permukaan Akar ke Dalam Akar

Pada prinsipnya air akan mengalir lewat daerah dengan hambatan terkecil. Karena ruang antar sel biasanya terisi gas, maka pergerakan air terjadi melalui dinding sel dan protoplast. Karena adanya pita kaspari  pada endodermis, maka beberapa peneliti menyatakan bahwa endodermis mengatur absorbsi air dan hara.

Tidak semua bagian akar berpartisipasi dalam penyerapan air. Pada kebanyakan sistem perakaran, bagian luar akar, selain ujung akar, mengalami suberisasi yang sifatnya impermeabel terhadap air. Pada tingkat transpirasi rendah, absorsi air terjadi lebih aktif pada bagian akar muda dimana tidak terjadi suberisasi dibandingkan begian yang mangalami suberisasi. Pada tingkat transpirasi tinggi akar tanaman yang tumbuh akan mengkerut karena terjadi tekanan xilem, hal ini mengakibatkan daerah kontak antara permukaan akar dan partikel berkurang dan mempengaruhi kecepatan absorbsi air per satuan luas akar.

Pergerakan air dari akar menuju xilem akar menjumpai dua macam hambatan, yaitu:

a.       Hambatan pada daerah pertemuan diantara tanah dan akar, Rr/s. Hambatan ini dijumpai pada air masuk dari mintakat perakaran ke apoplas.

b.      Hambatan pada waktu air masuk dari apoplas menuju simplas. Hambatan ini disebut sebagai ”hambatan masuk” (entry resistence, Re).

 

Menurut Herkelarth (1977) menyatakan bahwa kecepatan pergerakan air dalam proses ini berbanding lurus dengan kandungan air volume tanah disekitar mintakat perakaran (Ө) dan perbedaan potensial air tanah (Ψ^s) dengan potensial air xilem (Ψ^x) dibagi dengan kandungan air volume pada kondisi tanah jenuh (Oj).

Re = (w*h*2π*Lp)^-1   ; w : kepadatan akar (cm akar.cm^-3 tana)

                                      h : kedalam akar (cm)

                                      Ro : jari-jari akar (cm)

                                      w*h : merupakan panjang akar total

 

4. Pergerakan Air Sepanjang Akar (Stele)

Hambatan pergerakan air sepanjang akar berbanding terbalik dengan jumlah dan diameter jeringan xilem di dalam akar. Jika xilem dianggap silinder dengan jari-jari rx maka :       ; n : nilai konstanta n = 2

Pada tingkatan transpirasi tetap, perbedaan potensial antara air tanah dan air di dalam tanaman tergantung pada kedalaman tanah, rata-rata hambatan aksial pada sistem perakaran, dan jumlah akr per satuan volume tanah.

5. Pergerakan Air Melalui Batang ke Atmosfer

Ada 2 proses yang dapat menyebabkan menutupnya stomata, yaitu : (a) peningkatan konsentrasi CO₂ pada daun, (b) penurunan potensial air pada sel daun. Hambatan pergerakan air pada xilem batang dan daun relatif kecil. Besarnya peranan hambatan pergerakan air dalam menentukan bersarnya transpirasi, urutannya adalah: (a) Hambatan stomata (RI), (b) hambatan pada pertemuan tanah dan akar, (c) hambatan di mintakat perakaran dan (d) hambatan pada xilem (Rx).

 

6. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Absorbsi Air

Faktor absorbsi air digolongkan menjadi dua kelompok, yaitu :

a.       Faktor yang mempengaruhi gaya penggerak (driving force) atau perbedaan potensial air dari tanah-akar dan akar-xilem.

b.      Faktor yang mempengaruhi hambatan penggerak air di dalam tanah dan tanaman.

Tekstur dan struktur tanah, mempengaruhi absorbsi air karena berpengaruh terhadap hambatan pergerakan air pda waktu bergerak dari tanah ke permukaan akar.