Mengapa air dan mineral dapat naik dari akar ke daun melawan gaya tarik bumi

KOMPAS.com - Tekanan zat tentu dibutuhkan setiap makhluk hidup. Aplikasi konsep tekanan pada makhluk hidup juga terjadi pada tumbuhan.

Tumbuhan membutuhkan air dan zat hara demi kelangsungan hidupnya. Air diserap dari tanah lalu diangkut hingga ke daun.

Tumbuhan tidak memiliki pompa seperti jantung yang dapat menekan air hingga sampai dahan tertinggi.

Dilansir dari Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan Republik Indonesia, pada tumbuhan tingkat rendah, pengangkutan air dan zat hara dilakukan oleh seluruh tubuhnya.

Namun, pada tumbuhan tingkat tinggi seperti spermatophyta, pengangkutan air dilakukan di dalam pembuluh tanaman.

Berikut proses masuknya air ke tanaman:

1. Proses pengangkutan air dan mineral dari dalam tanah oleh tumbuhan berawal dari air dalam tanah, diserap oleh rambut akar.
2. Air dan mineral tanah memasuki tumbuhan melalui epidermis akar, melintasi korteks akar, dan masuk ke dalam stele.
3. Dari stele, air dan mineral melalui xylem, air tiba di daun pada dahan tertinggi.

Air yang diserap oleh akar harus sampai ke dahan tertinggi yang terkadang tinggi dahan mencapai lebih dari 10 meter.

Baca juga: Tekanan Zat: Pengertian dan Jenisnya

Faktor pengangkutan air pada tumbuhan

Terdapat tiga faktor yang memengaruhi sampainya air hingga ke dahan tertinggi, yaitu:

Faktor pertama yang air dapat naik ke daun tertinggi dalam tumbuhan adalah tekanan akar.

Air diserap melalui akar. Akar memiliki rambut akar yang berfungsi untuk memperluas bidang penyerapan air.

Rambut akar terbentuk dari sel epidermis yang menjulur keluar. Cara penyerapan air oleh rambut akar berlangsung secara osmosis.

Osmosis adalah perpindahan zat dari larutan kurang pekat ke larutan yang kurang pekat melalui membran semipermeable.

Membran semipermeable adalah selaput pemisah yang hanya dapat dilalui oleh air dan zat tertentu yang larut di dalamnya.

Berikut prosesnya:

1. Air dan mineral yang terlarut di dalam tanah masuk ke dalam sel rambut secara osmosis.
2. Setelah rambut akar menyerap air, maka cairan pada sel rambut akar menjadi kurang pekat jika dibandingkan dengan cairan pada sel korteks. Hal ini membuat air dari sel rambut akar dapat mengalir ke dalam sel pada korteks secara osmosis.
3. Air kemudian mengalir ke endoddermis dengan cara yang osmosis hingga mencapai pembuluh kayu (xylem).
4. Proses pengangkutan air dari rambut akar menuju ke pembuluh xylem dinamakan pengangkutan ekstravasikuler (pengangkutan di luar pembuluh angkut).
5. Proses penyerapan air menyebabkan akar menekankan air hingga air masuk ke dalam pembuluh xylem, dalam pembuluh ini air diangkut menuju ke batang daun yang letaknya lebih tinggi.

Saat air masuk ke dalam sel, akan terjadi tekanan pada dinding sel, sehingga sel akan merenggang. Hal ini menyebabkan adanya tekanan hidrostatis untuk melawan aliran air tersebut.

Baca juga: Manfaat Proses Fotosintesis bagi Makhluk Hidup lain

Air dapat diangkut dari akar ke seluruh tubuh tumbuhan karena adanya daya kapilaritas batang.

Daya kapilaritas batang adalah kemampuan xylem yang memiliki diameter sangat kecil (kapiler) untuk menaikkan permukaan air lebih tinggi dibanding dengan di luar pembuluh.

Daya kapilaritas dipengaruhi oleh gaya kohesi dan gaya adhesi. Gaya kohesi adalah gaya antar molekul zat yang sejenis.

Sedangkan gaya adhesi adalah gaya tarik antar molekul zat yang tidak sejenis.

Pada saat air masuk ke dalam pembukuh xylem, air akan mengalami gaya adhesi yang lemah antara molekul air dan molekul pembuluh xylem.

Gaya kohesi antara molekul air dengan molekul air lainnya sangat kuat, hal inilah yang menyebabkan air bergerak dapat naik di sepanjang pembuluh xylem.

Baca juga: Memahami Proses dan Reaksi Kimia Fotosintesis

Air digunakan oleh tumbuhan untuk proses fotosintesis. Proses fotosintesis terjadi pada daun.

Selain itu, daun juga mengalami proses transpirasi. Transpirasi adalah peristiwa pelepasan uap air dari daun.

Daya hisap daun adalah kemampuan daun untuk menyerap air dari jaringan yang ada dibawahnya yaitu batang.

Kemampuan ini disebabkan karena tekanan osmosis pada sel daun lebih tinggi daripada sel batang.

Perbedaan tekanan osmosis ini karena daun selalu mengeluarkan air saat terjadi transpirasi. Terdapat beberapa faktor transpirasi, yaitu suhu udara, luas bidang penguapan, kecepatan angin, kelembaban dan tekanan udara.

Daya hisap daun merupakan faktor terakhir yang menyebabkan air dapat terangkut dari akar hingga ke daun.