4.2 - Pengangkutan Air dan Garam Mineral

Keupayaan Air

• Air bergerak dari kawasan berkeupayaan air tinggi ke kawasan berkeupayaan air rendah secara osmosis.
• Ion mineral dipam secara aktif ke dalam vakuol sel rambut akar, menjadikan keupayaan air sap selnya lebih rendah daripada keupayaan air di dalam tanah.
• Air dari tanah meresap masuk ke dalam sel rambut akar dan sel epidermis akar secara osmosis.
• Air terus bergerak secara osmosis merentas korteks, endodermis dan perisikel ke dalam salur xilem akar.

Laluan Air dan Garam Mineral dari Tanah ke Xilem

• Rambut akar menyerap air ke dalam sistem akar.
• Air bergerak dari sel-sel akar ke xilem melalui laluan apoplas dan laluan simplas.

Laluan Apoplas

• Air bergerak melalui ruang antara gentian selulosa di dinding sel.
• Jalur Casparian pada dinding sel endodermis tidak telap air; air tidak dapat meneruskan pergerakan melalui laluan apoplas pada endodermis.
• Air merentasi endodermis melalui laluan simplas.

Laluan Simplas

• Air bergerak melalui sitoplasma dan plasmodesmata.

Mekanisme Pengangkutan Air dari Akar ke Daun

• Pergerakan air dan garam mineral dari tanah ke daun dibantu oleh tekanan akar, tindakan kapilari dan tarikan transpirasi.

Tekanan Akar

• Menggerakkan air dari tanah ke dalam salur xilem akar secara osmosis.
• Osmosis yang berlaku secara berterusan merentas korteks, endodermis dan perisikel mewujudkan tekanan akar.
• Tekanan akar menolak air ke dalam salur xilem akar dan seterusnya ke dalam salur xilem batang.
• Tekanan akar sahaja tidak dapat menggerakkan air ke daun dan pucuk tumbuhan yang tinggi.

Tindakan Kapilari

• Menggerakkan air ke atas di dalam batang melawan tarikan graviti.
• Daya lekitan wujud antara molekul air.
• Daya lekatan wujud antara molekul air dengan dinding xilem.
• Daya lekitan dan daya lekatan menghasilkan daya tarikan yang menggerakkan air secara berterusan di dalam salur xilem.

Tarikan Transpirasi

• Semasa transpirasi, air meresap sebagai wap air dari ruang antara sel ke persekitaran melalui stoma yang terbuka.
• Sel mesofil berspan kehilangan air dan mempunyai keupayaan air lebih rendah daripada sel berhampiran.
• Air bergerak dari sel berhampiran ke sel mesofil berspan secara osmosis.
• Pergerakan ini menghasilkan tarikan transpirasi yang menarik molekul air dari salur xilem daun ke luar daun.

Gutasi

• Gutasi ialah rembesan titisan air melalui struktur khas di bahagian hujung urat daun tanpa melibatkan stoma akibat tekanan akar yang tinggi.
• Gutasi berlaku apabila tekanan akar tinggi dan kadar transpirasi rendah, biasanya pada waktu malam dan awal pagi apabila kelembapan udara tinggi dan suhu persekitaran rendah.
• Tekanan akar menolak air ke bahagian daun dan pucuk tumbuhan.

Perbezaan antara Gutasi dan Transpirasi

Gutasi	Transpirasi
Berlaku pada waktu malam dan awal pagi	Berlaku pada waktu siang yang panas dan berangin
Berlaku hanya dalam tumbuhan herba	Berlaku dalam semua tumbuhan
Membebaskan titisan air	Membebaskan wap air
Membebaskan air melalui struktur khas di hujung urat daun	Membebaskan air melalui stoma
Berlaku apabila tekanan akar tinggi	Dikawal oleh pembukaan dan penutupan stoma
Membebaskan air yang kaya dengan mineral	Membebaskan molekul air tulen sahaja

• Kedua-duanya berlaku di bahagian daun dan melibatkan kehilangan air yang kekal dari tumbuhan.

Tumbuhan yang Tidak Menjalankan Gutasi atau Transpirasi

• Tanpa gutasi:
  • tekanan akar yang efektif tidak dapat dikekalkan, lalu mengganggu penyerapan air oleh sel rambut akar dalam persekitaran berkelembapan relatif tinggi;
  • bahan kumuh tumbuhan tidak dapat disingkirkan;
  • tekanan di dalam urat daun meningkat dan boleh menyebabkan urat daun pecah, mendedahkan daun kepada jangkitan patogen dan menyebabkan daun gugur.
• Tanpa transpirasi:
  • suhu optimum tumbuhan tidak dapat dikekalkan; kenaikan suhu boleh menyahaslikan enzim dan mengganggu fotosintesis serta respirasi;
  • ion mineral seperti ion kalium tidak dapat diangkut dari akar ke daun untuk fotosintesis;
  • pengangkutan air terganggu dan menyebabkan tumbuhan layu;
  • tumbuhan boleh mati selepas jangka masa yang lama.