Pengamatan Stomata
Stomata daun adalah sarana
utama pertukaran gas pada tumbuhan. Stomata berbentuk pori-pori kecil, biasanya
di sisi bawah daun, yang dibuka atau ditutup di bawah kendali sepasang sel
berbentuk pisang yang disebut sel penjaga. Ketika terbuka, stomata memungkinkan
CO2 untuk memasuk ke daun untuk melakukan sintesis glukosa, dan juga
memungkinkan untuk air (H2O) dan oksigen bebas (O2) untuk
keluar. Selain membuka dan menutup stomata (perilaku stomata), tanaman
menggunakan kontrol atas pertukar gas mereka dengan memvariasikan kepadatan
stomata dalam daun ketika mereka baru diproduksi (seperti pada musim semi atau
musim panas). Stomata per satuan luas (kepadatan stomata) bisa mengambil banyak
O2, dan semakin banyak air yang dapat dilepaskan. Jadi, lebih tinggi
kerapatan stomata dapat sangat memperkuat potensi untuk kontrol perilaku atas
kehilangan kadar air dan penyerapan CO2 (Grant dan Vatnick,2009).
Stomata terdiri atas sel penjaga dan sel
penutup yang dikelilingi oleh beberapa sel tetangga. Mekanisme menutup dan
membuka-nya stomata tergantung dari tekanan turgor sel tanaman, atau karena
perubahan konsentrasi karbondioksida, berkurangnya cahaya dan hormon asam
absisat. Stomata berperan penting sebagai alat untuk adaptasi tanaman terhadap
cekaman kekeringan. Pada kondisi cekaman kekeringan maka stomata akan menutup
sebagai upaya untuk menahan laju transpirasi. Senyawa yang banyak berperan
dalam membuka dan menutupnya stomata adalah asam absisat. Mekanisme membuka dan
menutup stomata pada tanaman yang toleran terhadap cekaman kekeringan sangat
efektif sehingga jaringan tanaman dapat menghindari kehilangan air melalui
penguapan. Tipe stomata yang
berbeda dipengaruhi olek kondisi lingkungan, habitat tanaman tersebut dan
anatomi tanaman itu sendiri. Tanaman dengan kondisi kekurangan air memiliki
stomata dengan kerapatan rendah serta memiliki sel buliform berukuran besar
dengan kerapatan relative besar Sedangkan pada kondisi kelebihan air memiliki
stomata dengan kerapatan tinggi (Lestari, 2006).
Stomata ini berfungsi sebagai jalan
masuknya CO2 dari udara pada proses fotosintesis, sebagai jalan
penguapan (transpirasi), dan sebagai jalan pernapasan (respirasi). Stomata
sangat penting bagi tumbuhan karena pori stomata merupakan tempat terjadinya pertukaran
gas dan air antara atmosfer dengan system ruang antar sel yang berada pada
jaringan mesofil di bawah epidermis. Hal ini sangat menyebabkan stomata sangat
berperan dalam proses transpirasi dan fotosintesis (Moore, 1988).
Tidak
semua stomata pada spesies sangat peka terhadap kelembaban atmosfer. Stomata
menutup bila selisih kandungan uap air di udara dan di ruang antar sel melebihi
titik kritik. Hal itu mungkin disebabkan gradien uap yang tajam mendorong
penutupan stomata, respon paling cepat terhadap kelembaban yang rendah terjadi
pada saat tingkat cahaya rendah. Suhu tinggi (30 – 350C) biasanya menyebabkan
stomata menutup. Mungkin hal ini sebagai respon taklangsung tumbuhan terhadap
keadaan rawan air, atau mungkin karena laju respirasi naik sehingga CO2 dalam
daun juga naik. Stomata membuka karena meningkatnya
pencahayaan (dalam batas tertentu) dan peningkatan cahaya menaikkan suhu daun
sehingga air menguap lebih cepat naiknya suhu membuat udara mampu membawa lebih
banyak kelembaban sehingga transpirasi meningkat dan akan mempengaruhi bukaan
stomata. (Salisbury dan Ross, 1995).
Stomata akan
membuka jika kedua sel penjaga meningkat. Peningkatan tekanan turgor sel
penjaga disebabkan oleh masuknya air kedalam sel penjaga tersebut. Pergerakan
air dari satu sel ke sel lainnya akan selalu dari sel yang mempunyai potensi
air lebih tinggi ke sel ke potensi air lebih rendah. Tinggi rendahnya potensi
air sel akan tergantung pada jumlah bahan yang terlarut (solute) didalam cairan
sel tersebut. Semakin banyak bahan yang terlarut maka potensi osmotic sel akan
semakin rendah. Dengan demikian, jika tekanan turgor sel tersebut tetap, maka
secara keseluruhan potensi air sel akan menurun. Untuk memacu agar air masuk ke
sel penjaga, maka jumlah bahan yang terlarut di dalam sel tersebut harus
ditingkatkan (Lakitan, 1993).
Kepadatan stomata dapat ditunjukkan dengan kondisi
perubahan konsentrasi karbondioksida. Karbondioksida dan intensitas cahaya
merupakan adalah satu-satunya faktor yang diketahui dapat digunakan untuk mengendalikan
perkembangan stomata dari sel epidermis. Efek dari karbondioksida, pada
pertumbuhan daun dapat diketahui dengan mengukur indeks stomata (IS), yang
menggambarkan rasio antara banyaknya stomata dengan jumlas sel pada permukaan
daun (Johnson et.al., 2002).
Intensitas cahaya yang optimal akan mempengaruhi
aktivitas stomata untuk menyerap CO2, makin tinggi intensitas cahaya
matahari yang diterima oleh permukaan daun tanaman, maka jumlah absorpsi CO2,
relatif makin tinggi pada kondisi jumlah curah hujan cukup, tetapi pada
intensitas cahaya matahari diatas 50% absorpsi CO2 mulai konstan.
(Nasaruddin, 2002).
Sel penjaga pada tanaman
dikotil umumnya berbentuk seperti sepasang ginjal. Keunikan dari sel penjaga
ini adalah bahwa serat halus selulosa (cellulose
microfibril) pada dinding selnya tersusun melingkari sel penjaga, pola
susunan yang demikian disebut sebagai miselasi radial (radial micellation). Karena serat selulosa ini relatif tidak
elastis, maka jika sel penjaga menyerap air, maka sel ini tidak dapat membesar
diameternya, tetapi dapat memanjang. Karena sepasang sel penjaga ini melekat
satu sama lain pada kedua ujungya, maka jka keduanya memanjang (akibat menyerap
air) maka keduanya akan melengkung ke arah luar. Kejadian ini akan menyebabkan celah
stomata terbuka (Lakitan,2007).
Kadang stomata hanya terdapat dibawah
permukaan daun, tetapi juga sering ditemui pada kedua permukaannya, meskipun
lebih banyak terdapat dibawah permukaan daun. Daun teratai mempunyai stomata di
bagian atas daun, dan tumbuhan yang terendam air tidak memiliki stomata sama
sekali. Stomata pada umumnya membuka pada saat matahari mulai terbit dan
menutup saat hari gelap, sehingga memungkinkan masuknya CO yang
diperlukan untuk fotosintesis di siang hari. Umumnya proses pembukaan
memerlukan waktu 1 jam, dan penutupan berlangsung secara bertahap sepanjang
sore (Dwidjoseputro, 1984)