PLANT WATER RELATIONS (PENYERAPAN AIR)

PLANT WATER RELATIONS

(PENYERAPAN AIR)

by Siswanto

​

​Agroteknologi - Fak. Pertanian

​UPN "Veteran" Jawa Timur

​

​

​​Diperbarui dari Slide:

§Douglas R. Cobos, Ph.D.

Decagon Devices and Washington State University

​Plants fundamental

• ​Proses biokimia tanaman membutuhkan lingkungan yang sangat terhidrasi (> -3 MPa)

​

• ​Lingkungan atmosfer memberikan CO₂ dan cahaya tapi kering (-100 MPa)

​Potensial Air

• ​Menggambarkan bagaimana eratnya air terikat di dalam tanah

• ​Menggambarkan ketersediaan air untuk proses biologis

• ​Mendefinisikan aliran air di semua sistem (termasuk SPAC)

​Aliran air dlm Soil Plant Atmosphere Continuum (SPAC)

Multiple Select

Sebutkan 3 kegunaan kita mengetahui potensial air tanah, tanaman dan udara adalah ​

• Menjelaskan eratnya air terikat di dalam tanah

• Pergerakan air dari taah ke tanaman

• Menjelaskan ketersediaan air untuk proses biologis

• ​Mendefinisikan aliran air di semua sistem (SPAC)

• Energi yang dibutuhkan tanaman untuk menyerap air

​Indikator dari Tanaman Stress Air

​Potensial air daun

​Ψ_leaf adalah potensi air di sel daun luar (hanya potential matrik)

Air di luar sel adalah dalam kesetimbangan dengan air di dalam sel, sehingga, Ψ_cell = Ψ_leaf

​Potensial air daun

• ​Turgid Daun: Ψ_leaf = Ψ_cell  = tekanan turgor (Ψ_p) + potential osmotik (Ψ_o) dari air didalam sel

• Flaccid Daun: Ψ_leaf = Ψ_cell  = Ψ_o (tidak ada komponen tekanan positif)

​Mengukur Potensial air daun

• ​Tidak ada cara langsung untuk mengukur potensial air daun

• Metode kesetimbangan digunakan secara eksklusif

• Metode keseimbangan cairan – membuat keseimbangan antara sample dan daerah batas penampang melintang semi-permeable yang potensial airnya diketahui

• Tekanan ruang

• Metode keseimbangan uap – Mengukur kebasahan udara dalam keseimbangan uap dengan sample

• Thermocouple psychrometer

• Titik embun potentiameter

Multiple Select

Untuk melihat tanaman yang dibudidayakan mengalami stres air atau tidak dapat kita lihat dari

• Potensial air daun

• Layu pada siang hari

• Potensial air tanah

• Konduktansi Stomata

• Kelayunan pada bagian pucuk tanaman

​Keseimbangan Uap/cermin dingin titik embun hygrometer

• ​Peralatan laboratorium

• Mengukur potensial air tanah dan tanaman dalam kisaran kering

• Dapat mengukur Ψ_leaf

• Masukkan piringan daun kedalam ruangan sampel

• Pengukuran dipercepat dengan mengupas permukaan daun dengan kertas gosok (ampelas)

• Kisaran tekanan: -0.1 MPa s/d -300 MPa

​Applikasi Potensial Air Tanah

1. ​Pengelolaan Irigasi

2. Deficit irrigasi

• Hasil lebih rendah tapi kualitas buah yang lebih baik

• Anggur merah

• Pohon buah-buahan

• Tidak ada stress air – hasil optimal

​Keseimbangan Uap: in situ  potential air daun

• ​Peralatan lapangan

• Mengukur Ψ_leaf

• Klip pada daun (harus memiliki segel baik)

• Harus hati-hati menjepit di tempat teduh

• Kisaran: -0.1 to -5 MPa

​Potensial air daun sebagai indicator status air tanaman

• ​Dapat menjadi indikator stres air di tanaman tahunan

• Memaksimalkan produksi tanaman

• Jadwal defisit irigasi

• ​Banyak tanaman tahunan akan menggugurkan daun daripada membiarkan potensial air daun melewati batas ambang bawah  

• Tanaman tomat yang tidak dirigasi

• ​Kebanyakan tanaman akan mengatur konduktansi stomata sebelum membiarkan potensial air daun berubah di bawah ambang batas

Multiple Select

Potensial air daun sebagai indicator status air tanaman, ditunjukkan oleh

Jadwal defisit irigasi

​Banyak tanaman tahunan akan menggugurkan daun daripada membiarkan potensial air daun melewati batas ambang bawah  

Tanaman tomat yang tidak dirigasi

​Kebanyakan tanaman akan mengatur konduktansi stomata sebelum membiarkan potensial air daun berubah di bawah ambang batas

• menggugurkan daun dari pada potensial air melebihi ambang batas

• Jadwal defisit irigasi

• Pengaturan konduktansi stomata

• membiarkan stomata terus membuka

• Tetap menurunkan potensial air daun

Hantaran Stomata

• Menjelaskan difusi gas melalui stomata tanaman

• Tanaman mengatur buka tutup stomata dalam menanggapi kondisi lingkungan

• Digambarkan baik sebagai hantaran atau ketahanan

• Hantaran adalah kebalikan dari hambatan = 1/hambatan​

​Hantaran Stomata (stomatal conductance)

• ​Bisa menjadi indikator yang baik bagi status air tanaman

• Banyak tanaman mengatur kehilangan air melalui hantaran buka/tutup stomata

​Hukum Fick's untuk difusi gas

​E  =  Evaporasi (mol m^-2 s^-1)

C  =  Konsentrasi (mol mol^-1)

R  =  Ketahanan (m² s mol^-1)

L  =  daun

a  =  udara

Ketahanan (atau hantaran)

​Lapisan batas konduktansi tergantung pada

1. kecepatan angin,

2. ukuran daun dan

3. menyebarkan gas

Konduktansi stomata diukur dengan porometer daun

Multiple Select

Sebutkan 3 pendalaman kita tentang hantaran stomata tanaman merujuk tentang:

1. 1. Menjelaskan difusi gas melalui stomata tanaman

2. 2. Tanaman mengatur buka tutup stomata dalam menanggapi kondisi lingkungan

3. 3. Digambarkan baik sebagai hantaran atau ketahanan

4. 4. Hantaran adalah kebalikan dari hambatan 1/hambatan

• Hambatan dari stomata

• Menjelaskan difusi gas melalui stomata tanaman

• Tanaman mengatur buka tutup stomata dalam menanggapi kondisi lingkungan

• Digambarkan baik sebagai hantaran atau ketahanan

• Kemampuan staomata membuka dan menutup

Multiple Select

​Lapisan batas konduktansi stomata tergantung pada lingkungan yaitu ......

Konduktansi stomata diukur dengan porometer daun

• Radiasi Matahari

• kecepatan angin,

• ukuran daun dan

• Temperatur

• menyebarkan gas

​Pengaruh lingkungan pada hantaran stomata :

a. ​Cahaya

• ​Stomata biasanya menutup dalam gelap

• Jepit daun dari porometer daun gelap, sehingga stomata cenderung menutup

• Letakkan di tempat teduh atau dibawah naungan yang secara umum daun yang ada ditempat teduh memiliki hantaran lebih kecil dibanding di bawah sinar matahari

• Hari yang mendung mungkin memiliki hantaran lebih rendah dibandingkan hari yang cerah

b. ​Temperatur

1. ​Suhu tinggi dan rendah mempengaruhi fotosintesis dan karena itu juga mempengaruhi konduktansi

2. Perbedaan suhu antara sensor dan daun mempengaruhi semua pembacaan difusi porometer. Semua dapat dikompensasikan jika suhu daun dan suhu sensor diketahui

​c.  Kebasahan

​

1. ​Hantaran stomata meningkat dengan kelembaban di permukaan daun

2. Porometer yang kering udara dapat menurunkan konduktansi

3. Porometers yang memungkinkan meningkatkan kelembaban permukaan dapat meningkatkan konduktansi.

​d. Gas CO2

​

1. ​Peningkatan konsentrasi karbon dioksida di permukaan daun menurun konduktansi stomata.

2. Cuvettes fotosintesis bisa mengubah konduktansi, tapi porometers kemungkinan tidak dapat mengubah konduktansi

3. Operator CO2 dapat mempengaruhi pembacaan

Multiple Choice

Hantaran stomata sangat dipengaruhi oleh kondisi perubahan lingkungan sekitar tanaman, yang bukan faktor yang mempengaruhi adalah

• Gas CO₂

• Cahaya

• Kebasahan

• Angin

• temperatur