Hubungan Tanah Dan Air

HUBUNGAN TANAH DAN AIR

Oleh Jeff Bola Sumber : http://supriclubstani.blogspot.com/2011/08/hubungan-tanah-dan-air.html

Kelembaban tanah membatasi produksi hijauan yang paling potensi di daerah semi kering. Perkiraan efisiensi air irigasi digunakan untuk tanaman dan sistem produksi lahan kering adalah 50 persen, dan air tanah yang tersedia memiliki dampak besar pada keputusan dalam membuat manajemen produsen sepanjang tahun. ta hun. Kelembaban tanah yang tersedia untuk membuat pertumbuhan tanaman sampai sekitar 0,01 persen air di dunia yang disimpan. Dengan memahami sedikit tentang sifat fisik tanah dan hubungannya dengan kelembaban tanah, Anda dapat membuat keputusan manajemen tanah lebih baik Tekstur dan struktur tanah sangat mempengaruhi infiltrasi air, permeabilitas, dan kapasitas air. Tekstur tanah mengacu pada komposisi tanah dalam hal proporsi partikel kecil, menengah, dan besar (tanah liat, lumpur, dan pasir, masing-masing) dalam suatu massa tanah tertentu. Sebagai contoh, tanah yang kasar adalah pasir atau pasir lempung, tanah menengah adalah lempung, lempung lanau, atau lumpur, dan tanah halus adalah tanah liat berpasi r, liat berdebu, atau tanah liat. Struktur tanah mengacu pada pengaturan partikel tanah (pasir, lanau, dan lempung) menjadi unit-unit stabil yang disebut agregat, yang memberikan struktur tanah nya. Agregat dapat longgar dan rapuh, atau mereka dapat berbentuk yang berbeda, pola seragam. Sebagai contoh, struktur butiran longgar dan rapuh, struktur gumpal adalah enam-sisi dan dapat memiliki sisi miring atau bulat, dan struktur plateli ke berlapis-lapis dan mungkin menunjukkan masalah pemadatan. Porositas tanah mengacu pada ruang antara partikel tanah, yang terdiri dari berbagai  jumlah air dan udara. Porositas tergantung pada tekstur tanah dan struktur. Misalnya, tanah halus memiliki pori-pori yang lebih kecil tetapi lebih banyak dari tanah yang kasar. Sebuah  partikel tanah kasar telah lebih besar dari tanah ta nah halus, tetapi memiliki kurang porositas, atau ruang pori secara keseluruhan. Air dapat diatur lebih ketat dalam pori-pori kecil daripada yang  besar, sehingga tanah halus dapat menahan air lebih dari tanah kasar. Infiltrasi air adalah pergerakan air dari permukaan tanah ke dalam profil tanah. Tekstur tanah, struktur tanah, dan kemiringan memiliki dampak terbesar pada laju infiltrasi. Air  bergerak oleh gravitasi ke dalam ruang pori terbuka dalam tanah, dan ukuran ukuran partikel tanah dan  jarak, mereka menentukan berapa banyak air dapat mengalir masuk pori-pori lebar spasi di

 permukaan tanah meningkatkan laju infiltrasi air, tanah begitu kasar memiliki lebih tinggi tingkat infiltrasi dari tanah yang baik. Permeabilitas mengacu pada pergerakan udara dan air melalui tanah, yang penting karena mempengaruhi pasokan akar-zona udara, kelembaban, dan nutrisi yang tersedia untuk  penyerapan tanaman. Sebuah permeabilitas tanah adalah ditentukan oleh tingkat relatif dari kelembaban dan gerakan udara melalui lapisan paling ketat dalam 40 inci ata s zona akar efektif. Air dan udara dengan cepat menyerap tanah kasar dengan subsoils granular, yang cenderung longgar ketika lembab dan tidak membatasi gerakan air atau udara. Permeabilitas lambat adalah karakteristik lapisan tanah cukup baik dengan sudut struktur gumpal subgranular. Ini adalah  proses ketika lembab dan keras saat kering. Kapasitas air dikendalikan terutama oleh tekstur tanah dan bahan organik. Tanah dengan partikel yang lebih kecil (lanau dan lempung) memiliki luas permukaan yang lebih  besar dibandingkan dengan partikel pasir yang lebih besar, dan luas permukaan besar memungkinkan tanah untuk menahan lebih banyak air. Dengan kata lain, tanah dengan  persentase yang tinggi dari partikel lumpur dan tanah liat, yang menggambarkan tanah halus, memiliki kapasitas menyimpan air tinggi. Tabel ini mengilustrasikan air meme gang perbedaan kapasitas

yang dipengaruhi oleh tekstur. Persentase bahan organik juga mempengaruhi

kapasitas penyimpanan air. Dengan meningkatnya persentase, meningkatkan kapasitas memegang air karena materi organik memiliki afinitas untuk air. Ketersediaan air diilustrasikan dalam gambar dengan tingkat air di tiga jenis tanah yang  berbeda. Kelebihan air atau gravitasi mengalir cepat dari tanah setelah hujan berat karena gaya gravitasi (titik jenuh dengan kapasitas lapangan). Tanaman dapat menggunakan sejumlah kecil air ini sebelum bergerak keluar dari zona akar. Air yang tersedia masih dipertahankan dalam tanah setelah kelebihan yang telah dikeringkan (kapasitas daerah c akupan untuk titik layu). Air ini adalah yang paling penting untuk tanaman atau produksi hijauan. Tanaman dapat menggunakan sekitar 50 persen tanpa menunjukkan stres, tetapi jika kurang dari 50 persen tersedia, kekeringan dapat mengakibatkan stres. Air tersedia adalah kelembaban tanah yang dipegang begitu erat dengan tanah yang tidak dapat diekstraksi oleh tanaman. Air tetap dalam tanah bahkan di bawah titik layu tanaman '.

---- Kapasitas ketersediaan Air oleh tekstur tanah --------------- Kapasitas ketersediaan air ---Kelas tekstur ----------(Kedalaman/Inci atau /Kaki)

Pasir kasar .................... 0,25-0,75

Baik pasir ...................... 0,75-1,00

Liat pasir ....................... 1,10-1,20

Lempung berpasir ............ 1,25-1,40

Baik berpasir lempung ...... 1,50-2,00

Lumpur tanah liat ............. 2,00-2,50

Lempung liat berdebu ....... 1,80-2,00

Berlumpur liat ................. 1,50-1,70

Liat ................................ 1,20-1,50

Satu dapat melihat dari tabel yang tekstur tanah sangat mempengaruhi ketersediaan air . Tanah berpasir cepat dapat diisi ulang dengan kelembaban tanah tetapi tidak mampu menahan air sebanyak tanah dengan tekstur berat. Sebagai tekstur menjadi lebih berat, peningkatan titik layu karena tanah halus dengan jarak pori sempit menahan air lebih erat dari tanah dengan jarak  pori lebar. Tanah adalah sumber daya berharga yang mendukung kehidupan tanaman, dan air merupakan komponen penting dari sistem ini. Manajemen keputusan tentang jenis tanaman untuk tanaman, tanaman populasi, penjadwalan irigasi, dan jumlah pupuk nitrogen untuk menerapkan tergantung pada jumlah uap air yang tersedia untuk tanaman sepanjang musim tanam. Dengan memahami beberapa karakteristik fisik tanah, Anda lebih dapat menentukan kekuatan dan kelemahan dari jenis tanah yang berbeda. Tabel dan angka awalnya diterbitkan oleh Institut Pertanian dan Sumber Daya Alam di University of Nebraska - Lincoln

Sumber

:

http://karyatulisilmiah.com/?b2w=http://kuliahitukeren.blogspot.com/2014/06/hubungantanah-air-dan-tanaman.html

I. PENDAHULUAN Pertumbuhan tanaman tergantung pada penggunaan dua sumber alam penting, tanah dan air. Tanah memberikan

kebutuhan dukungan mekanis dan hara bagi pertumbuhan

tanaman. Air perlu sekali bagi proses kehidupan tanaman. Manajemen yang efektif dari sumber-sumber ini bagi produksi tanaman memerlukan  pemahaman hubungan diantara tanah, air, dan tanaman bagi.

Pengetahuan tentang lengas

tanah tersedia dan tekstur tanah akan lebih mudah membuat keputusan mengenai tanaman apa yang akan ditanam dan kapan diairi. Suhubungan itu akan difokuskan penelaahaan terhadap karakteristik fisik tanah, interaksi tanah dan air, dan bagaimana tanaman menggunakan air.

II. KARAKTERISTIK FISIS TANAH Ada banyak variabel dalam karakteristik fisis tanah. Ini meliputi tekstur tanah, struktur tanah, kerapatan lindak tanah (soil bulk density), dan porositas tanah. Variabel-variabel ini semua mempunyai pengaruh terhadap bagaimana tanah, air, dan udara berinteraksi.

Komposisi Tanah Tanah adalah campuran dari bahan mineral, bahan organik, dan pori-pori. Bahan mineral kira-kira menyusun setengah dari total volume tanah.

Bahan mineral terdiri dari

 partikel-partikel mineral kecil baik pasir (sand), debu (silt), atau liat (clay). Bahan organik terbuat dari substansi tanaman dan hewan yang membusuk dan tersebar di dalam dan di antara  partikel-partikel mineral.

Bahan organik menyebabkan kira-kira 1 hingga 5 % dari

keseluruhan susunan tanah. Kombinasi mineral dan bahan organik doimaksudkan sebagai  bahan padat (solid). Pori-pori, ruang yang terjadi sekeliling partikel-partikel mineral, adalah  penting karena pori-pori ini menyimpan udara dan air dalam tanah. susunan tanah adalah pori-pori.

Kira-kira 50 % dari

Kerseluruhan komposisi tanah adalah 45 hingga 49 %

 partikel-partikel mineral, 1 hingga 5 % bahan organik, 50 % pori-pori. memperlihatkan kira-kira hubungan di antara

substansi dalam komposisi tanah dengan

komposisi dengan ruang pori-pori diperlihatkan terbagi di antara udara dan air.

Tekstur Tanah

Gambar 1

Tekstur tanah ditentukan oleh ukuran partikel-partikel yang menyusun tanah. Metode tardisional penentuan ukuran partikel tanah adalah dengan memisahkan partikel-partikel ke dalam tiga kisaran ukuran. (clay).

Fraksi-fraksi tanah ini adalah pasir (sand), debu (silt), atau liat

Biasanya, hanya partikel-partikel lebih kecil dari 2 mm ukurannya dikatagorikan

sebagai partikel-partikel tanah. Partikel yang lebih besar dari ini dikatogorikan sebagai kerikil,  batu, atau batu besar (boulder). Ukuran partikel partikel pasir berkisar dari 2 mm hingga 0.05 mm. Ada sub katagori yang diberikan ke dalam kisaran ini yang meliputi pasir kasar, sedang, dan halus. Partikel partikel debu ukurannya berkisar dari 0.05 mm ke bawah hingga 0.02 mm. Penampilan fisik dari dari debu adalah banyak menyerupai pasir, tetapi karakternya lebih menyerupai liat. Partikel-partikel liat kurang dari 0.02 mm ukurannya. Liat adalah fraksi-fraksi tanah penting karena ia mempunyai pengaruh paling banyak terhadap perilaku tanah seperti kapasitas memegang air (water-holding capacity). Partikel liat dan debu tidak dapat dilihat dengan mata telanjang. Tekstur tanah ditentukan oleh nisbah massa, atau persen bobot dari tiga fraksi tanah. Segitiga tekstur tanah, Gambar 2, memperlihat klas tekstur berbeda dan persentase bobot dari masing-masing fraksi tanah. Sebagai contoh, tanah yang mengandung bobot 30 % pasir, 30 % liat, dan 40 % debu diklasifikasikan sebagai lempung berliat.

Struktur Tanah Struktur tanah adalah bentuk dan susunan dari partikel-partikel tanah dalam agregat (kumpulan).

Struktur tanah adalah suatu karakteristik penting yang digunakan untuk

klasifikasi tanah dan banyak mempengaruhi produktivitas pertanian dan penggunaan lainnya. Bentuk-bentuk utama struktur tanah adalah piring (platy), prisma (prismatic) , tiang (column),  balok (blocky), dan butiran (granular). Deskripsi-deskripsi struktur tanah ini menunjukkan  bagaimana masing-masing partikel ini menyusun diri mereka sendiri bersama-sama ke dalam agregat (kumpulan). Tipe-tipe tanah beragregat biasanya paling diinginkan bagi pertumbuhan tanaman.

Istilah-istilah ini juga digunakan bersama dengan kata-kata deskripsi untuk

menunjukkan kelas dan tingkat (grade) tanah. Kelas dimaksudkan ukuran agregat sedangkan grade menggambarkan seberapa kuatnya bersatu. Tanah-tanah tanpa struktur menjadi butir tersendiri (partikel-partikel tersendiri yang takmelekat, seperti bukit pasir) atau massa padat (partikel bersama melekat tanpa terpisah secara teratur, sperti lapisan cadas). Struktur tanah tidak stabil dan dapat berubah dengan iklim, aktivitas biologi, dan praktek pengelolaan tanah.

Kerapatan Lindak (Bulk Density) Dan Porositas

Kerapatan lindak kering tanah menggambarkan nisbah berat tanah terhadap volume totalnya.

Kerapatan lindak basah adalah nisbah berat tanah dan air terhadap volume total.

Total volume meliputi baik bahan padat maupun ruang-ruang pori. Kerapatan lindak tanah adalah penting karena ia ukuran porositas tanah. Porositas tanah didefinisikan sebagai volume  pori-pori di dalam tanah. Tanah padat mempunyai porositas rendah dan dengan demikian kerapatan lindak tinggi. Tanah longgar mempunyai porositas lebih tinggi dan kerapatan lindak rendah. Seperti struktur tanah, kerapatan lindak dan porositas tanah dipengaruhi oleh iklim, aktivitas-aktivitas biologi, dan praktek manajemen tanah

III. INTERAKSI TANAH DAN AIR. Penting untuk dipahami interaksi-interaksi di antara tanah dan air yang meliputi kandungan lengas tanah, bagaimana tanah memegang air, dan tensi air (tension) air tanah. Pemahaman interaksi-interaksi ini dapat menjadi sangat bermanfaat apabila membuat keputusan-keputuasan tanam dan irigasi.

Kandungan Lengas Tanah (Soil Water Content) Kandungan lengas tanah harus didefinisikan atau ditetapkan untuk menunjukkan  jumlah air yang disimpan di dalam tanah pada setiap waktu. Kandungan lengas tanah yang ditetapkan paling umum adalah kejenuhan (saturation), kapasitas lapang (field capacity), titik layu (wilting point), dan kering oven (oven dried).

Pada kejenuhan, yang biasanya terjadi

segera setelah hujan berat atau irigasi, semua ruang pori dalam tanah terisi air. Apabila tanah ada pada atau dekat kejenuhan, sejumlah air bebas untuk merembes atau bergerak ke bawah disebabkan gravitasi. Air kelebihan ini disebut air gravitasi (gravitational water). Karena air yang bergerak ke bawah (akibat gravitasi ini) memerlukan waktu, sejumlah air kelebihan ini dapat digunakan oleh tanaman atau hilang melalui penguapan. Kapasitas lapang didefinisikan sebagai jumlah air yang tersisa di dalam tanah setelah perkolasi terjadi. Ini bukan suatu batas air tanah yang sangat pasti; dengan demikian kapasitas lapang sering didfinisikan kira-kira sebagai sepertiga tensi atmosfir. Titik layu (wilting point) didefinisikan sebagai kandungan lengas tanah yang pada tingkat itu potensi tanaman untuk mengabsorbsi air diimbangi oleh  potensi air dari tanah. Tanaman-tanaman akan mati jika air tanah dibiarkan mencapai titik layu itu. Tanah yang sudah menjadi kering oven digunakan sebagai titk referensi (dasar patokan) untuk menentukan kandungan lengas tanah. dihilangkan (removed) dari tanah.

Ini terjai apabila semua air tanah sudah

Jumlah lengas pada setiap kan-dungan lengas tanah

 berubah dengan berubahnya tipe tanah. Kapasitas memegang air spesifik dapat diperoleh dari

 bermacam-macam sumber. Gambar 3 mengilustrasikan jumlah khas air yang dipegang pada kandungan air tanah yang didefinisikan bagi tanah-tanah pasir, lempung dan lempung liat  berdebu. Kandungan air dapat dinyatakan sebagai inci (atau cm) air tersedia atau sebagai  persentase. Nilai-nilai khas diperlihatkan pada Tabel 1.

Bagaimana Tanah Memegang Air Tanah memegang air dalam dua cara, sebagai selaput tipis pada partikel-partikel tanah tersendiri, dan sebagai air disimpan dalam pori-pori tanah. Air disimpan sebagai selaput tipis  pada partikel-partikel tanah tersendiri dikatakan ada dalam adsorpsi (jerapan).

Adsorpsi

melibatkan reaksi-reaksi kimia dan fisika yang kompleks tetapi dalam istilah sederhana, sela put tipis air melekat pada lapisan-lapisan sebelah luar molekul-molekul partikel tanah.

Air

disimpan dalam pori-pori dari tanah dikatakan ada dalam simpanan kapiler. Suatu contoh dari fenomena ini adalah akan ditempatkan satu ujung dari pipa kapiler gelas ke dalam panci air. Air dari pipa akan naik ke suatu tinggi tertentu, yang tergantung pada diameter pipa kapiler (gambar 4).

Fenomena ini dapat bertindak dalam setiap arah dan kunci untuk air yang

disimpan dalam pori-pori tanah (Gambar 5).

Tensi Air Tanah (Soil Water Tension) Seberapa mudah tanaman dapat meng-ekstrak air dari tanah tergantung pada tensi air tanah, juga dikenal dengan nama potensial air tanah. Air yang menjadi simpanan air kapiler dipegang dalam tanah pada suatu tensi tertentu.

Sama benarnya untuk air yang dipegang

dengan fenomena adsorpsi. Ketika tanah mengering, tensi-tensi ini menjadi lebih besar. Bagi tanaman lebih mudah mengekstrak air yang dipegang pada tensi-tensi lebih rendah. Tensitensi yang sesuai dengan titik keseimbangan air tanah pada contoh di bawah ini adalah contoh yang baik tensi air yang mempengaruhi penggunaan air tanaman. Pada tingkat jenuh, tensi air kira-kira 0,001 bar. Satu bar tensi setara dengan 1 atmosfir tekanan (14,7 psi).

Jadi dari diskusi di atas, akan sangat mudah bagi tanaman untuk

mengekstrak air dari suatu tanah jenuh. Kejenuhan air bertahan hanya dalam waktu singkat,  jadi tanaman-tanaman mngekstrak air hanya suatu bagian kecil dari di atas kapasitas lapang. Kapasitas lapang didefinisikan pada kira-kira sepertiga tekanan atmosfir atau kira-kira 0,3 bar. Pada kandungan air ini, tanaman masih mudah mengambil air dari tanah. Titik layu terjadi apabila potensi akar tanaman diimbangi oleh potensi air tanah, jadi tanaman tidak mampu untuk mengabsorpsi air diluar (melebihi) tensi ini. Ini terjadi kira pada tensi 15 bar. Pada tensi air tanah ini tanaman akan mati. Sebagai kerangan, tensi air tanah dalam suatu contoh tanah

kering oven kira-kira 10.000 bar. Retensi (tindakan memegang) air tanah atau kurva karakteristik mengilustrasikan hubungan-hubungan retensi itu (Gambar 6). Kurva-kurva ini sedi kit  berbeda untuk tipe-tipe tanah berbeda disebakan tekstur dan struktur tanah yg berbeda. Air di antara kapasitas lapang dan titik layu adalah air yang tersedia bagi tanaman. Akan tetapi  pertumbuhan tanaman dan hasil terbaik terjadi apabila kandungan air tanah tetap separuh ke atas dari kisaran air tanah tersedia bagi tanaman. Tanaman mengembangkan tensinya, atau potensialnya, untuk memindahkan air tanah dari tanah ke dalam akar dan mendistribuasi air ke seluruh tanaman dengan menyesuaikan  potensial air, atau tensi air, dalam sel-sel tanaman.

Potensial air terbuat dari beberapa

komponen, tetapi salah satu komponen penting adalah potensial osmotik atau larutan. Potensial larutan adalah disebabkan adanya bahan terlarut, seper ti gula dan asam amino, dalam sel-sel tanaman. Intisari proses adalah bahwa air selalu bergerak dari potensial air lebih tinggi ke  potensial air lebih rendah.

Bagi air untuk berpindah dari tanah ke akar, batang, daun, udara

 potensial air harus selalu berkurang. Ini diilustrasikan pada Gambar 7, pemindahan dari tanah  potensial air lebih tinggi (kurang negatif) ke potesial air lebih rendah (lebih negatif). Tensi sering digambarkan dengan simbul y. Potensi air udara adalah selalu rendah, dengan demikian  pergerakan air ke arah udara melalui tanaman. Akan tetapi, tanaman dibatasi dalam jumlah  penyesuaian yang dapat dibuatnya.

IV. PENGGUNAAN AIR OLEH TANAMAN. Sistem akar tanaman harus memberikan suatu tensi (tekanan) negatif untuk mengekstrak air dari tanah. Tensi harus setara dengan tensi yang memegang air dalam tanah. Sebagai contoh, jika air dalam tanah ada pada 0.3 bar (sekitar kapasitas lapang), tanaman harus memberikan sekurang-kurangnya 0,3 bar tensi negatif (-0,3 bar). Pada titik layu, maksimum tensi negatif yang tanaman berikan diimbangi dengan tensi air tanah. Pada titik ini tanaman tidak dapat lagi mengekstrak air dari tanah dan akan mengalami stres secara permanen.

Ada beberapa faktor yang menentukan kapan, dimana, dan berapa

 banyak air akan digunakan tanaman. Faktor-faktor ini meliputi kebutuhan air tanaman harian sebagai dipengaruhi oleh kondisi-kondisi iklim dan stadia pertumbuhan, kedalaman akar tanaman, dan kualitas tanah dan air.

Kebutuhan Air Tanaman

Tanaman mempunyai kebutuhan air yang berbeda pada stadia pertumbuhan yang  berbeda.

Ketika tanaman muda ia kurang memerlukan air dari pada ketika ia berada pada

stadia reproduktif.

Ketika tanaman mendekati masak, kebutuhan airnya berhenti.

Kurva-

kurva sudah dikembangkan yang memperlihatkan kebutuhan air harian bagi kebanyakan tipe tanaman.

Gambar 8 memperlihatkan kurva air tanaman khas. Tanaman tahunan semacam

alfalfa, mempunyai kurva penggunaan air tanaman serupa dengan yang teradapat pada Gambar 8, kecuali kurva pemakaian air tanaman mempunyai suatu penggunaan air tanaman berpolakan mata gergaji, berhenti dengan tajam dengan tiap pemotongan dan secara perlahan-perlahan meningkat hingga pemotongan berikutnya.

Kedalaman Akar Tanaman Kedalaman akar tanaman menentukan kedalaman yang dengannya air tanah dapat diekstrak. Tanaman muda hanya mempunyai akar-akar yang dangkal dan air tanah yang lebih dalam dari kedalaman perakaran tidak digunakan tanaman.

Tanaman khasnya mengekstrak

kira-kira 40 % dari kebutuhan airnya dari seperempat teratas daerah perakarannya, kemudian 30 % dari seperempat berikutnya, 20 % dari sepere mpat ketiga, dan 10 % seperempat terbawah. Jadi, tanaman akan mengekstrak kira-kira 70 % airnya dari setengah bagian atas penetrasi akar keseluruhannya. Tabel 2 memperlihatkan kedalaman penetrasi akar dan 70 % ekstraksi air untuk beberapa tanaman lapangan yang umum. Bagian lebih dalam daerah perakaran dapat menyediakan persentase kebutuhan lebih tinggi jika bagian lebih atas dikosongkan.

Akan

tetapi, ketergantungan pada penggunaan air lebih dalam akan mengurangi pertumbuhan tanaman optimum.

Kualitas Tanah Dan Air Faktor lain terhadap jumlah ketersediaan air tanah untuk tanaman adalah kuali tas tanah dan air. Untuk pertumbuhan tanaman baik, tanah harus mempunyai ruang yang cukup untuk air dan pergerakan udara, dan untuk pertumbuhan akar.  praktek manajemen tanah tertentu.

Struktur tanah dapat diubah oleh

Sebagai contoh, pengolahan tanah berlebihan dapat

memecahkan tanah agregat dan lalu lintas berlebihan dapat menyebabakan kekompakan atau kepadatan tanah. Kedua praktek ini mengurangi jumlah ruang pori dalam tanah dan dengan demikian mengurangi ketersediaan air dan udara dan mengurangi ruang untuk perkembangan akar. Kualitas air juga penting untuk perkembangan tanaman. Air irigasi dengan kandungan tinggi garam terlarut adalah tidak tersedia untuk tanaman, jadi kandungan air tanah lebih

tinggi agar mempunyai air tersedia bagi tanaman. Kenaikan kandungan garam air mengurang  potensial untuk menggerakkan air dari tanah ke akar-akar.

Sejumlah air tambahan juga akan

diperlukan untuk mencuci garam dibawah daerah perakaran untuk mencegah penambahan dalam tanah. Kualitas air yang rendah dapat mengurangi dapat mempengaruhi strucktur tanah.

HUBUNGAN TANAMAN DENGAN AIR

Sumber : http://artofgreen.wordpress.com/2011/03/04/hubungan-tumbuhan-dengan-air/

Air (rumus kimia: H2O) adalah benda tak berwarna, tak berbau dan tak berasa yang diperlukan oleh semua kehidupan di bumi agar mereka dapat bertahan hidup. Air merupakan  jaringan kimia yang berada dalam bentuk cair pada tekanan biasa dan pada suhu kamar. Sekitar 3/4 dari permukaan bumi diliputi air. Rumus kimia bagi air adalah H2O, yang berarti setiap molekul air mengandung dua atom hidrogen dan satu atom oksigen. Hubungan terjadi antara elektron-elektron yang membentuk bagian luar atom dan merupakan mata rantai kuat yang dinamakan ikatan kovalen. Molekul air dapat diuraikan kepada unsur dasar dengan mengalirkan arus listrik melaluinya. Proses ini yang dikenali sebagai elektrolisis menguraikan dua atom hidrogen menerima elektron dan membentuk gas h2 pada katoda sementara empat ion oh- bergabung dan membentuk gas O2 (oksigen) pada anoda. Gas-gas ini membentuk buih dan bisa dikumpulkan. Air juga merupakan bahan pelarut paling universal. Ini disebabkan molekul air terdiri dari dua atom hidrogen bergabung dengan satu atom oksigen pada sudut 105 derajat antara keduanya. Struktur ini menjadikan molekul air mempunyai muatan positif di sebelah atom hidrogen dan negatif di sebelah atom oksigen. Oleh karena itu, molekul air adalah dwikutub. I. Peranan Air Bagi Tumbuhan Air merupakan bahan yang sangat penting bagi kehidupan. Banyak fungsi-fungsi dalam  biologi sepenuhnya bergantung pada air dan sifat kehidupan secara langsung merupakan hasil dari sifat air. Fungsi air yang paling penting yaitu dalam reaksi-reaksi biokimia dalam protoplasma yang dikontrol oleh enzim. Selain memberi fasilitas bagi berlangsungnya suatu reaksi  biokimia, molekul air dapat berinteraksi secara langsung sebagai komponen reaktif dalam  proses metabolisme di dalam sel. Selain berperan dalam reaksi biokimia, air memiliki fungsi-fungsi lainya, seperti dalam:

-

Protoplasma: pada protoplasma terdapat molekul-molekul makro, meliputi

 protein-enzim, asam nukleat, dll, membentuk berasosiasi dengan air membentuk suatu struktur yang unik yang dikenal dengan koloida. -

Sistem hidrolik: air dapat memberikan tekanan hidrolik pada sel sehingga

menimbulkan turgor pada sel-sel tumbuhan, memberikan sokongan kekuatan pada jaringan jaringan tumbuhan yang tidak memiliki sokongan struktur pada dinding selnya. Selain itu tekanan hidrolik juga berperan dalam proses membuka menutupnya stomata. -

Sistem angkutan: air berperan dalam mengangkut bahan-bahan dari satu sel ke

sel lainnya, dimana bahan yang diangkut dapat berupa garam-garam mineral atau bahan-bahan organic hasil fotosintesis dan olahan sel lainnya. -

Stabilitas dan pemindahan panas: air berperan dalam pengaturan suhu tubuh

tumbuhan, sehingga tumbuhan tidak mengalami kepanasan. Hal ini disebabkan karena tingginya panas jenis yang dimiliki air, memungkinkan air sebagai dapar ( buffer ) dalam  pengaturan suhu tubuh tumbuhan. Pada tumbuhan herba yang hidup di air sekitar 85  –  95 % berat tumbuhan tersusun atas air. Dalam sel, air diperlukan sebagai pelarut unsur hara sehingga dapat digunakan untuk mengangkutnya; selain itu air diperlukan juga sebagai substrat atau reaktan untuk berbagai reaksi biokimia misalnya proses fotosintesis. Sehingga tanaman yang kekurangan air akan menjadi layu, dan apabila tidak diberikan air Secepatnya akan terjadi layu permanen yang dapat menyebabkan kematian.

II. Sifat-Sifat Air Yang Penting Bagi Tumbuhan Air memiliki sifat-sifat fisika yang penting bagi kehidpan tumbuhan maupun semua organisme hidup, sifat-sifat tersebut antara lain: -

Titik didih air jauh lebih tinggi dibanding jenis cairan yang lain dan merupakan

cairan yang paling umum. Sehingga air dapat menyerap sejumlah besar energi tanpa banyak menaikkan suhu, sehingga tubuh organisme menjadi lebih stabil dan metabolismenya akan stabil pula. -

Air mempunyai titik densitas maksimum pada 4oc. Hal ini yang menyebabkan

kenapa air jarang membeku di dalam lautan atau danau . Sehingga, organisme dapat hidup di dalamnya. -

Molekul air mempunyai kemampuan untuk berikatan dengan molekul lain (

adhesi, sedangkan kemampuan molekul tersebut untuk saling berikatan, disebut kohesi. Hal ini sangat membantu dalam proses pengangkutan air di dalam tubuh tumbuhan.

-

Air memiliki panas penguapan ( heats of vaporization ). Cukup tinggi, sekitar

540 cal gm-1. Angka tersebut sangat membantu dalam pemeliharaan temperature organisme. -

Air tegangan muka sangat tinggi. Sehingga air ini boleh naik didalam suatu

kapiler sampai ketinggian sekitar 120cm, dan sangat bermanfaat bagi tumbuhan, dimana memungkinkan air untuk pindah atau bergerak secara ekstensif antar ruang partikel dan dalam dinding sel tumbuhan. -

Air mempunyai kemampuan yang tinggi untuk mentransmisikan cahaya,

sehingga membantu tumbuhan di dalam fotosintesis terutama pada tumbuhan yang berada di dalam air. Selain itu dapat memampukan cahaya untuk menembus dan menjangkau jaringan daun-daun yang lebih dalam. -

Air berbentuk cair dalam suhu kamar, sehingga kehadiran air yang cair pada

suhu kamar dan tidak bersifat toksik merupakan sifat air yang penting bagi kehidupan, selain itu air tidak dapat dimampatkan. -

Air memiliki viskositas yang rendah, sehingga dapat dengan mudah mengalir.

Hal ini sangat penting bagi kehidupan, karena dengan demikian air dengan mudah berpindah di dalam tubuh. semua sifat fisika air di atas membuat air merupakan suatu medium ideal untuk  pelaksanaan berbagai proses hidup III. Difusi Dan Osmosis Difusi Difusi adalah pergerakan molekul atau ion dari dengan daerah konsentrasi tinggi ke daerah dengan konsentrasi rendah hal ini disebabkan oleh energi kinetic dari molekul, ion atau atom-atom, dapat dilihat pada gambar berikut: Difusi terjadi akibat perbedaan konsentrasi, dimana perbedaan konsentrasi ini bisa terjadi bila terjadi perbedaan sejumlah partikel per unit volume dari suatu keadaan ke keadaan lain. Selain karena perbedaan konsentrasi, perbedaan dalam sifat juga dapat menyebabkan difusi, seperti pada gambar berikut, dimana terdapat perbedaan sifat antara gula(padat) dan air Beberapa contoh difusi yang dapat kita lihat, antara lain: Apabila kita teteskan minyak wangi dalam botol lalu ditutup, maka bau minyak wangi tersebut akan tersebar ke seluruh bagian botol. Apabila tutup botol dibuka, maka bau minyak wangi tersebut akan tersebar ke seluruh ruangan, meskipun tidak menggunakan kipas. Hal ini disebabkan karena terjadi proses difusi dari botol minyak wangi (konsentrasi tinggi) ke ruangan (konsentrasi rendah).

Apabila kita meneteskan tinta ke dalam segelas air, maka warna tinta tersebut akan menyebar dari tempat tetesan awal (konsentrasi tinggi) ke seluruh air dalam gelas (konsentrasi rendah) sehingga terjadi keseimbangan. Sebenarnya, selain terjadi pergerakan tinta, juga terjadi  pergerakan air menuju ke tempat tetesan tinta (dari konsentrasi air tinggi ke konsentrasi air rendah). Dari contoh diatas, dapat dilihat bahwa arah difusi bebas satu sama lain, tanpa menghalangi satu sama lain sampai mencapai keseimbangan dinamis. Contoh difusi pada tumbuhan dapat dilihat pada: Proses pertukaran gas pada tumbuhan yang berlangsung pada daun. Di dalam proses ini gas CO2 dari atsmofer masuk ke dalam rongga antar sel pada mesofil daun, yang selanjutnya digunakan untuk proses fotosintesis. Karena pada siang hari CO2 yang masuk ke daun selalu digunakan untuk fotosintesisi, maka kadar CO2 di dalam rongga antar sel daun akan selalu lebih rendah dari atsmofer, akibatnya pada siang hari akan terjadi aliran difusi gas CO2 dari atsmofer ke daun. Bersamaan dengan itu terjadi pula difusi das O2 dari rongga antar sel daun menuju atsmofir. Hal ini dikarenakan pada proses fotosintesis dihasilkan O2, yang makin lama terakumulasi di dalam rongga antar sel daun, sehingga kadarnya melebihi kada oksigen di atmosfir. Dalam kondisi seperti ini memungkinkan oksigen untuk berdifusi dari daun ke atmosfir. Pada malam hari terjadi proses difusi yang sebaliknya , karena pada malam hari tidak terjadi proses fotosintesis dan respirasi berjalan terus, maka kandungan CO2 dalam rongga antar sel menjadi meningkat. Laju difusi tergantung pada suhu dan densitas (kepadatan) medium. Gas berdifusi lebih cepat dibandingkan dengan zat cair, sedangkan zat padat berdifusi lebih lambat dibandingkan dengan zat cair. Molekul berukuran besar lebih lambat pergerakannya dibanding dengan molekul yang lebih kecil. Osmosis Osmosis pada dasarnya hampir sama dengan difusi, hanya saja osmosis adalah difusi melalui membran semipermeabel. Dimana molekul-molekul tersebut akan berdifusi dari daerah dengan konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah. Proses Osmosis akan berhenti jika konsentrasi zat di kedua sisi membran tersebut telah mencapai keseimbangan. Pada gambar dibawah ini menggambarkan proses dari osmosis, dimana hanya zat-zat tertentu yang mampu melewati membrane. Osmosis dapat dicegah dengan menggunakan tekanan. Oleh karena itu, ahli fisiologi tanaman lebih suka menggunakan istilah potensial osmotik yakni tekanan yang diperlukan

untuk mencegah osmosis. Jika anda merendam wortel ke dalam larutan garam 10 % maka selselnya akan kehilangan rigiditas (kekakuan)nya. Hal ini disebabkan potensial air dalam sel wortel tersebut lebih tinggi dibanding dengan potensial air pada larutan garam sehingga air dari dalam sel akan keluar ke dalam larutan tersebut. Jika diamati dengan mikroskop maka vakuola sel-sel wortel tersebut tidak tampak dan sitoplasma akan mengkerut dan membran sel akan terlepas dari dindingnya. Peristiwa lepasnya plasma sel dari dinding sel ini disebut plasmolisis. Osmosis memegang suatu peran yang sangat penting di dalam hidup tumbuhan diantaranya; -

Penyerapan air oleh tumbuhan dari tanah melalui rambut akar, melalui

mekanisme osmotic. -

Air yang diserap dibagi-bagikan sepanjang seluruh jaringan yang hidup,

dilakukan dengan proses osmosis dari sel ke sel. -

Cahaya merangsang peningkatan osmosis pada sel pengawal, sehingga

menyebabkan pengambilan air ketika stomata membuka -

Pertumbuhan sel yang muda sampai pemanjangan sel disempurnakan oleh

kemampuan osmotic dan tekanan turgor dari sel. Masuknya larutan ke dalam sel-sel endodermis merupakan contoh proses osmosis. Dalam tubuh organisme multiseluler, air bergerak dari satu sel ke sel lainnya dengan leluasa. Selain air, molekul-molekul yang berukuran kecil seperti O2 dan CO2 juga mudah melewati membran sel Osmosis juga dapat terjadi dari sitoplasma ke organel-organel bermembran.

IV. Potensial Air, Potensial Osmosis Dan Potensial Tekanan Potensial Kimia Air atau Potensial Air ( PA/Ѱ ); menggambarkan kemampuan molekul air untuk dapat melakukan difusi. Energi bebas suatu zat per unit jumlah, terutama per berat gram molekul ( Energi bebas mol-1 ) disebut Potensi kimia. Potensial kimia zat terlarut kurang lebih sebanding dengan konsentrasi zat terlarutnya. Potensial kimia air merupakan konsep yang sangat penting dalam fisiologi tumbuhan. Pada tahun 1960, Ralph O. Slatyer di Canbera, Australia dan Sterling A. Taylor di Utah State University, mengusulkan bahwa potensial kimia air digunakan sebagai dasar untuk sifat air dalam system tumbuhan-tanah-udara. Mereka mendefinisikan Potensial Air sebagai sesuatu yang sama dengan potensial kimia air dalam suatu system, dibandingkan dengan potensial kimia air murni pada tekanan atmosfir dan suhu yang sama. Mereka menganggap bahwa potensial air murni dinyatakan

sebagai nol ( merupakan konvensi ), yang satuannya dapat berupa satuan tekanan ( atm., bar ) atau satuan energi. Tekanan yang diberikan pada air atau suatu larutan akan meningkatkan energi  bebasnya, sehingga potensial air dapat meningkat. Dengan konsep potensial air ini, kita bias membayangkan osmosis yang terjadi pada haipertonis ke l arutan hipotonis, asal saja potensial air pada larutan yang hipertonis lebih besar dari la rutan hipotonis. Hal ini hanya dapat terjadi bila larutan hipertonis diberikan tambahan tekanan yang dapat meningkatkan nilai potensial airnya. Tekanan yang diberikan atau yang timbul dalam system ini disebut sebagai Potensial Tekanan ( PT/Ѱp ) dan di dala m kehidupan tumbuhan  potensial tekanan dapat timbul dalam bentuk tekanan turgor. Di dalam proses osmosisi, di samping komponen Potensial Air ( PA/Ѱ ), Potensial Tekanan ( PT/Ѱp ). Terdapat komponen lain yang juga penting, yaitu Potensial Osmotik  ( PO/Ѱs ). Potensial osmotic ini lebih menyatakan status larutan dan status larutan ini dapat kita nyatkan dalam satuan konsentrasi, satuan tekanan atau satuan energi. Potensial Osmotik dipengaruhi oleh beberapa factor, antara lain: -

Konsentrasi; Meningkatnya konsentrasi suatu larutan akan menurunkan nilai

 potensial osmotiknya. Bila zat terlarut bukan elektrolit dan molekulnya tidak mengikat air hidrasi, maka potensial osmotic larutan tersebut hamper pasti akan sebanding dengan konsentrasi molalnya. -

Ionisasi Molekul Zat Terlarut; larutan dari suatu zat elektrolit dalalm molalitas

yang sama mempunyai tekanan osmose yang lebih besar dari pada larutan yang bukan elektrolit. Sehingga semakin besar daya ionisasi dari zat yang dilarutkan biasanya potensial osmosisnya  juga meningkat. -

Hidrasi Molekul Zat Terlarut; air yang berasosiasi dengan partikel zat terlarut

 biasanya disebut sebagai ar hidrasi. Air dapat berasosiasi dengan ion, molekul atu partikel koloida. Dampak air hidrasi terhadap suatu larutan, dapat menyebabkan larutan menjadi lebih  pekat dari yang kita perkirakan. -

Temperatur; potensial osmotic suatu larutan akan berkurang nilainya dengan

naiknya suhu. Potensial osmotic suatu larutan yang ideal akan sebanding dengan suhu absolutnya. Potensial osmotic air murni memiliki nilai sama dengan nol, sehingga kalau digunakan satuan tekanan maka nilainya akan menjadi 0 atm atau 0 bar. Klau status suatu larutan tidak  berubah, maka milainya pun tidak berubah.

 Nilai potensial osmotic suatu larutan dapat diukur dengan ‘osmometer’. Tekanan yang timbul pada osmometer merupakan tekanan yang nyata dan tekanan ini disebut potensial air,  potensial osmotic dan potensial tekanan dapat ditulis, sbb: PA = PO + PT Dari rumus diatas terlihat bahwa apabila tidak ada tekanan tambahan ( PT ), maka nilai PA=PO