Morfologi Tumbuhan

Morfologi tumbuhan merupakan ilmu yang mempelajari bentuk fisik dan struktur tubuh dari tumbuhan, morfologi berasal dari bahasa Latin morphus yang berarti wujud atau bentuk, dan logos yang berarti ilmu.^[1][2] Morfologi tumbuhan berbeda dengan anatomi tumbuhan yang secara khusus mempelajari struktur internal tumbuhan pada tingkat mikroskopis.^[3]Morfologi tumbuhan berguna untuk mengidentifikasi tumbuhan secara visual, dengan begitu keragaman tumbuhan yang sangat besar dapat dikenali dan diklasifikasikan serta diberi nama yang tepat untuk setiap kelompok yang terbentuk, ilmu yang mempelajari klasifikasi serta pemberian nama tumbuhan adalah taksonomi tumbuhan.^[2][4]

Morfologi tumbuhan tidak hanya menguraikan bentuk dan susunan tubuh tumbuhan saja, tetapi juga untuk menentukan fungsi dari masing-masing bagian dalam kehidupan tumbuhan, dan selanjutnya juga berusaha mengetahui dari mana asal dan susunan tubuh yang terbentuk.^[4] Informasi morfologi dibutuhkan dalam pemahaman siklus hidup, penyebaran geografis, ekologi, evolusi, konservasi, serta pendefinisian spesies.^[5]

Daftar isi

• 1Sejarah dan perkembangan
  • 1.1Urpflanze
  • 1.2Biologi molekular
• 2Ruang lingkup
  • 2.1Deskripsi
  • 2.2Klasifikasi
  • 2.3Morfogenesis
• 3Tata nama
• 4Bagian-bagian tumbuhan
  • 4.1Alat hara
    • 4.1.1Morfologi daun
    • 4.1.2Morfologi batang dan akar
  • 4.2Alat perkembangbiakan
• 5Lihat juga
• 6Referensi

Sejarah dan perkembangan[sunting | sunting sumber]

Johann Wolfgang von Goethe, seorang ilmuwan yang berpengaruh dalam ilmu morfologi tumbuhan. Salah satu konsep yang dipublikasikannya adalah Urpflanze.^[6]

Morfologi tumbuhan diperkenalkan pertama kali oleh ilmuwan berkebangsaan Jerman yaitu Johann Wolfgang von Goethe pada tahun 1790.^[7] Sejarah perkembangan morfologi tumbuhan berpusat di Jerman, selain Goethe tokoh lain yang paling berpengaruh antara lain yaitu: Wilhelm Hofmeister, Karl von Goebel, Walter Zimmermann, dan Wilhelm Troll.^[7]Metode yang digunakan oleh Goethe adalah morfologi komparatif atau tipologi yang berpandangan bahwa meskipun organ pada tumbuhan berbunga menunjukkan keragaman, terdapat sebuah bentuk rancangan dasar yang disebut Bauplan yang mendasari keragaman bentuk tubuh tumbuhan tersebut.^[6] Studi morfologi di Jerman melibatkan perbedaan pandangan dan perdebatan oleh masing-masing ilmuwan. Goethe yang hanya bisa menerima konsep jenis tumbuhan sedangkan Zimmermann yang hanya menerima kelompok secara alami terbentuk melalui evolusi serta berasal dari nenek moyang yang sama.^[8] Pada saat yang sama, Agnes Arber pada tahun 1950 mempublikasikan kelompok alami tumbuhan, yang berangkat dari pandangan bahwa perkembangan tumbuhan akan terjadi terus-menerus.^[8] Sejak pertama kali diperkenalkan oleh Goethe sampai melalui sejarah perdebatan antar ilmuwan, konsep morfologi tumbuhan telah berkembang dan diterima secara umum bahwa tumbuhan merupakan organisme yang berkembang melibatkan aspek dasar botani yaitu: morfologi, dimensi, fungsi, dan anatomi; Fungsinya pun berkembang selaras dengan evolusi organisme moyangnya.^[9]

Urpflanze[sunting | sunting sumber]

Gambaran konsep Urpflanze(tumbuhan moyang) dari J.W. von Goethe. Cetak cukil kayu karya P.J.F. Turpin.

Urpflanze merupakan konsep tumbuhan moyang yang menggambarkan asal-muasal keberagaman bentuk tumbuhan.^[10] Konsep urpflanzediperkenalkan oleh Goethe melalui publikasinya berjudul Metamorfosis tumbuhan (bahasa Inggris:The Metamorphosis of Plants) pada tahun 1978, ide Goethe mengenai konsep urpflanze berawal dari sebuah pertanyaan “bagaimana saya dapat mengetahui kalau suatu bentuk merupakan sebuah tumbuhan kalau itu semua tidak tercipta dan berasal dari suatu ‘bentuk dasar’ yang sama?”.^[10] Pada tahun 1786 sampai 1788 Goethe melakukan perjalanan ke Italia, pada saat itu pengetahuan tentang tumbuhan dan botani belum begitu menjadi perhatian, bahkan diabaikan.^[11] Perjalanannya ke Italia dilakukan secara bertahap, sembari mengembangkan dan memodifikasi konsep urpflanze yang tercatat pada buku catatannya.^[11] Bersamaan dengan perjalanannya ke Italia Goethe mengembangkan dan memodifikasi konsep urpflanze secara bertahap.^[11] Dalam buku catatan perjalanannya, Goethe sendiri berpendapat bahwa tanaman moyang dalam konsep urpflanze akan menjadi mahluk paling aneh di dunia, namun dengan model tumbuhan moyang ini akan mungkin untuk terus-menerus tercipta berbagai jenis tumbuhan yang eksistensinya dapat diterima secara logis; artinya, jika tumbuhan moyang itu tidak benar benar ada, keberadaanya tetap logis, karena mereka bukan sekadar imajinasi yang sia-sia, namun merupakan sebuah proses pencarian kebenaran dan kebutuhan batin.^[6][11]Beberapa teori botani modern mulai menyetujui konsep pemikiran awal Goethe seperti pada penemuan dalam studi genetika pada tumbuhan berbunga yang menunjukkan, bahwa tampaknya terdapat suatu gen tunggal yang memicu munculnya bunga.^[11] Penemuan ini dianggap telah mengkonfirmasi teori yang diajukan Goethe, bahwa organ-organ yang berbeda dalam bunga, seperti kelopak dan benang sari, dan semua variasi yang terbentuk berada pada satu tema "Bauplan".^[11]

Biologi molekular[sunting | sunting sumber]

Seiring dengan berkembangnya biologi molekular, data morfologi juga ikut disertakan untuk mempelajari hubungan antara kelompok moyang tumbuhan sebagai asal usulnya dalam studi filogeni.^[5] Salah satu bentuk penggunaan data morfologi dalam studi filogeni adalah dengan mengkombinasikannya dengan data struktur molekul atau sekuens.^[12]Studi morfologi tumbuhan, genetika, dan biogeografi dapat menjadi cara untuk menelusuri populasi tumbuhan moyang dan juga bagi populasi yang sering terseleksi.^[5]Penelusuran populasi tersebut berfungsi untuk melestarikan karakteristik morfologi tumbuhan.^[5]

Ruang lingkup[sunting | sunting sumber]

Contoh tumbuhan paku (atas), dan tumbuhan berbiji (bawah), keduanya merupakan golongan tumbuhan yang menjadi bahasan morfologi tumbuhan karena bagian-bagiannya terdiferensiasi secara nyata (dapat dibedakan).^[4]

Definisi dari morfologi tumbuhan adalah “studi tentang perkembangan bentuk, dan struktur tumbuhan, yang berimplikasi upaya untuk menginterpretasi berdasarkan kesamaan asal dan tujuan”.^[13] Fokus dari morfologi tumbuhan adalah bentuk dan susunan luar tubuh tumbuhan pada tumbuhan yang telah terdiferensiasi yang termasuk dalam kelompok kormus (Cormophyta).^[4] Sedangkan golongan lain: Cyanobacteria, Thallophyta, dan Bryophyta yang masuk kedalam bahasan anatomi tumbuhan karena tubuhnya belum terdiferansiasikan.^[4] Sehingga hanya dua golongan tumbuhan yang menjadi bahasan morfologi tumbuhan yaitu: Pteridophyta (tumbuhan paku), dan Spermatophyta (tumbuhan biji).^[4] Studi tentang morfologi tumbuhan harus melihat dari tiga aspek utama yang merepresentasikan arti dan fakta dari studi morfologi, yaitu: deskripsi secara lisan dari suatu bentuk, klasifikasi bentuk, genesis bentuk atau morfogenesis.^[14]

Sistematika tumbuhan dan morfologi tumbuhan saling bersinggungan, meskipun begitu keduanya merupakan disiplin ilmu yang berbeda dengan fokus dan tujuan yang berbeda pula.^[7] Sistematika lebih menekankan homologi atau kesamaan dari dua spesies dengan asal nenek moyang yang sama, sedangkan morfologi menekankan pada analogi atau konvergensi.^[7] Praktik dua disiplin ilmu ini bekerja secara berlawanan, sistematika menggunakan karakteristik morfologi untuk mengelompokan keragaman kedalam subunit taksonomi-nya, sedangkan morfologi tumbuhan menggunakan keragaman tersebut untuk menyimpulkan dasar-dasar bentuk tanpa memperhatikan hubungan sistematikanya.^[7]

Deskripsi[sunting | sunting sumber]

Keragaman bentuk tumbuhan sangat beragam bahkan tak terbatas, sehingga tidak akan pernah mungkin untuk membeberikan istilah untuk semua bentuk yang ada.^[14]Beberapa kategori yang sering muncul dikelompokkan dan diberi nama, contohnya Angiospermae: jumlah bentuk daunnya tidak terhitung dan bahkan dalam satu tumbuhan setiap daun dapat berbeda secara ukuran dan bentuk, meskipun sesuai dengan bentuk umum seperti lonjong, linear, lanset, dan lainnya.^[14] Misalnya bentuk lonjong menunjukkan bentuk yang lebih panjang dibandingkan dengan luasnya, tidak ada batasan yang jelas antar dimensi sehingga hal ini yang mengakibatkan jumlah variasi bentuk yang tidak terbatas.^[14] Deskripsi teknis dari bentuk botani merupakan petunjuk yang paling mungkin digunakan ketika ditemukan bentuk yang tidak seorang pun pernah melihat secara langsung bentuk tersebut, sehingga ilustrasi visualnya dapat tergambarkankan.^[14]

Klasifikasi[sunting | sunting sumber]

Seluruh bidang klasifikasi botani didasarkan pada variasi dalam bentuk keseluruhan organ dan bagian yang berbeda dalam tubuh tumbuhan.^[14] Bentuk dari suatu tumbuhan merupakan gabungan dari setiap bagian yang menjadi kesatuan, namun bukan untuk menyatakan bagian-bagian yang sangat rinci.^[14] Seluruh bentuk individu dan semua individu yang memiliki tingkat kemiripan tertentu, sebagian besar ditentukan secara subjektif dan dilambangkan dengan tata nama binomial yang memang merupakan istilah untuk bentuk yang paling kompleks.^[14] Istilah yang digunakan untuk takson yang lebih tinggi akan lebih komprehensif sehingga kurang konkret secara bentuk visual.^[14]

Morfogenesis[sunting | sunting sumber]

Morfogenesis merupakan aspek studi yang mempelajari bagaimana suatu organ atau bagian dapat terbentuk.^[14] Kajian aspek morfogeneis dalam ilmu morfologi tumbuhan melibatkan studi pemahaman inisiasi dan perubahan dari sebuah organ dan bagian (termasuk yang sedang mengalami pertumbuhan), serta mekanisme yang mengakibatkan perubahan bahkan yang terjadi secara spesifik.^[14] Proses inisiasi dan konstruksi dari berbagai bentuk terjadi sampai dengan tingkat sel.^[14]

Tata nama[sunting | sunting sumber]

Artikel utama untuk bagian ini adalah: Tata nama biologi

Setiap daerah memiliki nama lokal untuk masing-masing tumbuhan atau bentuk organ yang dikenal oleh orang awam, sehingga suatu tumbuhan atau organ tumbuhan dapat memiliki berbagai macam nama.^[2]Komunikasi antar ilmuwan botani harus menggunakan istilah yang dapat dimengerti oleh semua orang dan bersifat universal, istilah dan nama ilmiah yang menyangkut takson-takson tumbuhan diatur dalam Kode Internasional Tatanama Tumbuhan (bahasa Inggris: International Code of Botanical Nomenclature) yang merupakan kesepakatan ahli-ahli ilmu tumbuhan seluruh dunia yang ditetapkan pada kongres internasional.^[2]Kode Internasional Tatanama Tumbuhan berisi tentang ketentuan yang berkaitan dengan morfologi dan terminologi. Penggunaan nama ilmiah merupakan kesepakatan ilmuwan seluruh dunia, pemilihan nama ilmiah bertujuan untuk menghindari timbulnya makna yang berbeda serta dapat dimengerti oleh semua orang di manapun berada, untuk itu dalam ilmu morfologi tumbuhan pada penulisan nama lokal tetap menyertakan padanan nama ilmiahnya.^[2] Pemberian nama pada suatu takson atau spesies baru yang belum pernah dikenal sebelumnya harus melalui publikasi yang sahih berupa barang cetakan yang didistribusikan kepada umum, dalam pemberian nama takson harus mengikuti pemberian nama yang sesuai dengan ketentuan serta menyertakan deskripsi lengkap atau diagnosis yang ditulis dalam bahasa Latin.^[2]

Fungsi dari morfologi tumbuhan adalah untuk menggambarkan bagaimana wujud atau bentuk tumbuhan dengan deskripsi.^[2] Deskripsi dari bentuk tumbuhan sangat penting karena jika hanya sekadar nama tidak akan menggambarkan dengan jelas bagaimana wujud tumbuhan tersebut.^[2] Pendeskripsian mengenai wujud dan suatu bentuk tubuh tumbuhan menggunakan istilah atau terminologi berupa kata-kata tertentu untuk mengungkapkan makna yang tertentu pula.^[2]

Bagian-bagian tumbuhan[sunting | sunting sumber]

Diagram bagian-bagian tumbuhan

Bagian tumbuhan yang secara nyata dapat menunjukkan perbedaan (diferensiasi) dinamakan kormus yang merupakan bagian pokok tumbuhan, terdiri dari tiga bagian yaitu:^[15]

1. Akar (radix).^[15]
2. Batang (caulis).^[15]
3. Daun (folium).^[15]

Organ-organ lain dapat digolongkan sebagai organ sekunder karena terbentuk dari modifikasi bagian pokok atau kombinasi bagian-bagian pokok yaitu:^[15]

• Kuncup (gemma), modifikasi dari batang dan daun.^[15]
• Bunga (flos), modifikasi dari batang dan daun.^[15]
• Duri (spina), modifikasi dari dahan maupun daun.^[15]
• Alat-alat pembelit (cirrhus), dapat berupa modifikasi daun maupun dahan.^[15]
• Umbi (tuber), modifikasi dari batang.^[15]
• Rimpang (rhizome), modifikasi dari batang beserta daun-daunnya.^[15]
• Umbi lapis (bulbus), modifikasi dari batang dan daun.^[15]

Selain itu pada organ tumbuhan tertentu dapat ditemukan alat-alat lain yang biasanya lebih kecil atau lebih halus yang dinamakan alat tambahan atau alat pelengkap (organa accessoria), misalnya:^[15]

• Rambut atau bulu (pilus).^[15]
• Sisik (lepis).^[15]
• Lentisel (lenticulus).^[15]

Alat hara[sunting | sunting sumber]

Masing-masing organ tumbuhan memiliki fungsi untuk menunjang kehidupan tumbuhan, organ yang berkaitan dengan pencarian serta penyerapan makanan bagi tumbuhan disebut alat hara (organum nutritivum) yang terdiri dari daun, batang, dan akar.^[15]

Morfologi daun[sunting | sunting sumber]

Artikel utama untuk bagian ini adalah: Morfologi daun

Bentuk daun ;a. pedang/belati, b. jarum, c. linear, d. lanset, e. lanset oval, f. bulat telur, g. telur pipih, h. oval meruncing, i. sudip, j. bulat telur, k. lingkaran, l. ginjal, m. jantung terbalik, n. jantung, o. belah ketupat, p. berbagi menyirip, r. tombak s. anak panah, t. segitiga.^[16]

Daun merupakan alat hara yang hanya terletak pada batang dan tidak pernah terdapat pada bagian lain, bagian batang tempat duduk atau melekatnya daun dinamakan buku-buku (nodus) batang, sedangkan tempat di atas daun yang berupa sudut antara batang dan daun dinamakan ketiak daun (axilla).^[16] Pada sebagian besar Angiospermae bagian-bagian daun dapat dibedakan antara lain; dasar daun, tangkai daun, dan helai daun.^[17] Daun dibagi terbagi menjadi daun tunggal dan daun majemuk, pada daun majemuk terdapat sejumlah anak daun yang melekat pada tangkai daun atau perpanjangannya pada sumbu (rachis) yang sama.^[17] Anak daun yang muncul pada sisi lateral dari sumbu disebut daun majemuk bersirip, sedangkan jika semua anak daun muncul pada ujung sumbu yang amat pendek sehingga dapat dikatakan melekat pada ujung tangkai daun bersama maka daun seperti itu disebut daun majemuk menjari.^[17] Selain itu terdapat lagi daun majemuk bangun kaki dan daun majemuk campuran, pembagian daun majemuk sebagai berikut:^[16]

• Daun majemuk menyirip (Pinnatus)^[16]

1. Daun majemuk menyirip beranak daun satu (unifoliolatus)^[16]
2. Daun majemuk menyirip genap (abruptepinnatus)^[16]
3. Daun majemuk menyirip ganjil (imparipinnatus)^[16]

selain itu dapat pula penggolongan daun majemuk menyirip berdasarkan kedudukan anak daun pada ibu tangkainya:^[16]

1. Menyirip berpasangan.^[16]
2. Menyirip berseling.^[16]
3. Menyirip berselang-seling.^[16]

pada daun menyirip ganda dapat dibedakan menurut tingkat kedudukan pada ibu tangkainya, antara lain:^[16]

1. Majemuk menyirip ganda dua (bipinnatus), jika anak daun berada pada cabang tingkat satu dari ibu tangkai.^[16]
2. Majemuk menyirip ganda tiga (tripinnatus), jika anak daun berada pada cabang tingkat dua dari ibu tangkai.^[16]
3. Pada posisi anak daun pada tingkat berikutnya dinamakan menyirip ganda empat, namun pada umumnya jarang ditemukan daun yang menyirip ganda lebih dari tiga.^[16]

• Daun majemuk menjari (Palmatus atau Digitatus)^[16]

1. Daun majemuk menjari beranak dua (bifoliolatus), pada ujung ibu tangkai terdapat dua anak daun contohnya pada daun Cynometra cauliflora L.^[16]
2. Daun majemuk menjari beranak daun tiga (trifoliolatus), pada ujung ibu tangkai terdapat tiga anak daun contohnya pada daun para atau karet (Hevea brasiliensis)^[16]
3. Daun majemuk menjari beranak daun lima (quinquefoliolatus), pada ujung ibu tangkai terdapat tiga anak daun contohnya pada daun Gynandropsis pentaphylla^[16]
4. Daun majemuk menjari beranak daun tujuh (septemfoliolatus), pada ujung ibu tangkai terdapat tujuh anak daun contohnya pada daun randu (Ceiba pentandra).^[16]

• Daun majemuk bangun kaki (Pedatus), daun ini memiliki susunan mirip daun majemuk menjari, tetapi dua anak daun paling pinggir tidak duduk pada ibu tangkai melainkan pada tangkai anak daun yang di sampingnya.^[16]
• Daun majemuk campuran (Digitatopinnatus), berupa daun majemuk ganda yang memiliki cabang-cabang ibu tangkai memencar seperti pada jadi dan terdapat anak-anak daun yang menyirip, singkatnya daun majemuk campuran merupakan campuran susunan yang menjari dan menyirip.^[16]

Morfologi batang dan akar[sunting | sunting sumber]

Artikel utama untuk bagian ini adalah: batang dan akar

Batang dan akar merupakan bagian yang dapat diibaratkan sebagai sumbu tumbuhan.^[16][17] Batang akan membentuk tajuk melingkupi percabangan yang berakhir sampai daun, sedangkan akar akan membentuk perakaran berbentuk cabang-cabang akar yang berakhir sampai ujung akar.^[16][17]

Fungsi dari batang antara lain: mendukung bagian tumbuhan yang berada diatas tanah, memperluas bidang penyerapan sinar matahari sekaligus memposisikan bagian-bagian tumbuhan agar berada pada posisi yang paling menguntungkan, jalan pengangkutan air dan zat makanan, dan menjadi tempat penimbunan cadangan makanan.^[16] Bagian ujung sumbu batang merupakan titik tumbuhnya yang dikelilingi oleh daun muda.^[17]Bentuk batang pada tumbuhan biji belah (Dicotyledoneae) bagian bawah umumnya lebih besar dan semakin mengecil pada bagian ujung, sedangkan pada tumbuhan biji tunggal (Monocotyledoneae) memiliki batang yang dari pangkal sampai ujung besarnya tidak begitu berbeda, hanya beberapa golongan saja yang bagian pangkalnya membesar seperti pada bermacam suku pinang-pinangan.^[16]

Akar merupakan bagian bawah dari sumbu tumbuhan yang biasanya berkembang di bawah permukaan tanah, namun ada juga akar yang tumbuh di atas tanah.^[16] Bagian-bagian akar dapat dibedakan menjadi; pangkal akar (collum), bagian akar yang berdekatan dengan pangkal batang; ujung akar (apex radicis), bagian akar yang paling muda terdiri atas jaringan yang masih aktif mengalami pertumbuhan; batang akar (corpus radicis), bagian yang berada di antara pangkal dan ujung akar; cabang akar (radix lateralis), bagian yang keluar dari akar pokok dan masih dapat membentuk percabangan lagi; serabut akar (fibrilla radicalis) cabang-cabang akar yang halus dan berbentuk serabut; rambut akar (pillus radicalis) bagian yang sebenarnya berupa tonjolan sel-sel kulit luar jaringan bentuknya menyerupai rambut; tudung akar (calyptra) terdapat pada bagian ujung akar yang berfungsi melindungi ujung akar yang masih muda.^[16]

Alat perkembangbiakan[sunting | sunting sumber]

Bagian tubuh tumbuhan yang dapat tumbuh kembali menjadi individu baru dinamakan alat perkembangbiakan (organum reproductivum, diaspora, propagulum, disseminulum).^[18] Alat perkembangbiakan dapat dibedakan dalam dua golongan, yaitu:^[18]

• Alat perkembangbiakan vegetatif, yaitu bagian tubuh tumbuhan yang dapat menjadi individu baru tanpa didahului oleh peristiwa perkawinan (peleburan sel kelamin jantan dan betina). Alat perkembangbiakan vegetatif masih dapat dibedakan lagi dalam:^[18]

1. Alat perkembangbiakan vegetatif alami, yang terjadi menurut sifat bawaan tumbuhan itu sendiri, misalnya; umbi batang pada tanaman kentang, umbi lapis pada berbagai jenis tumbuhan suku: Liliaceae dan Amaryllidaceae, rimpang pada tumbuhan (Canna edulis Kerr.), geragih pada tumbuhan arbe (Fragraria vesca L.), dan anakan pada pisang.^[18]
2. Alat perkembangbiakan vegetatif buatan, yang terjadi karena perbuatan sengaja oleh manusia, misalnya: stek, yaitu bagian alat hara yang dipisahkan dari induk (dipotong) dan kemudian dapat tumbuh kembali menjadi tumbuhan baru.^[18]

• Alat perkembangbiakan generatif, yaitu bagian tubuh tumbuhan yang terbentuk dengan didahului oleh peristiwa perkawinan.^[18] Pada tumbuhan berbiji alat perkembangbiakan generatif adalah bijinya, biji terdapat dalam buah, dan buah berasal dari bunga.^[18]

1. Bunga (flos), pada suatu tumbuhan adakalanya hanya terdapat satu bunga saja, misanya pada (Zephyranthes rosea) namun pada umumnya pada suatu tumbuhan dapat ditemukan banyak bunga.^[18] Tumbuhan yang hanya menghasilkan satu bunga saja dinamakan tumbuhan berbunga tunggal (planta uniflora), sedangkan tumbuhan yang menghasilkan bunga lebih dari satu disebut tumbuhan berbunga banyak(planta multiflora).^[18]
2. Buah (fructus).^[18]
3. Biji (semen).^[18]

alat pemurnian air

Penjernihan air diperlukan karena air bersih merupakan sumber bagi kehidupan. Sering kita mendengar penjernihan air di bumi disebut sebagai planet biru, karena air menutupi 3/4 permukaan bumi. Tetapi tidak jarang pula kita mengalami kesulitan mendapatkan air bersih, terutama saat musim kemarau disaat air sumur mulai berubah warna atau berbau. Ironis memang, tapi itulah kenyataannya. Yang pasti kita harus selalu optimis. Sekalipun air sumur atau sumber air lainnya yang kita miliki mulai menjadi keruh, kotor ataupun berbau, selama kuantitasnya masih banyak kita masih dapat mengolah dengan penjernihan air berupaya merubah/pemurnian air keruh/kotor tersebut menjadi air bersih yang layak pakai dengan teknik penjernihan air.

Ada berbagai macam cara sederhana yang dapat kita gunakan untuk mendapatkan air bersih, dan cara yang paling mudah dan paling umum digunakan adalah dengan membuat saringan air, dan bagi kita mungkin yang paling tepat adalah membuat penjernih air atau saringan air sederhana. Perlu diperhatikan, bahwa air bersih yang dihasilkan dari proses penyaringan air / penjernihan air secara sederhana tersebut tidak dapat menghilangkan sepenuhnya garam yang terlarut di dalam air. Gunakan destilasi sederhana untuk menghasilkan air yang tidak mengandung garam. Berikut beberapa alternatif cara sederhana untuk mendapatkan air bersih dengan cara penyaringan air / penjernihan air :

1. Saringan Kain Katun
Pembuatan saringan air / penjernihan air dengan menggunakan kain katun merupakan teknik penyaringan yang paling sederhana / mudah. Air keruh disaring dengan menggunakan kain katun yang bersih. Saringan ini dapat membersihkan air dari kotoran dan organisme kecil yang ada dalam air keruh. Air hasil saringan tergantung pada ketebalan dan kerapatan kain yang digunakan.

2. Saringan Kapas
Teknik saringan air ini dapat memberikan hasil yang lebih baik dari teknik sebelumnya. Seperti halnya penyaringan air dengan kain katun, penyaringan dengan kapas juga dapat membersihkan air dari kotoran dan organisme kecil yang ada dalam air keruh. Hasil saringan juga tergantung pada ketebalan dan kerapatan kapas yang digunakan.

3. Aerasi
Aerasi merupakan proses penjernihan air dengan cara mengisikan oksigen ke dalam air. Dengan diisikannya oksigen ke dalam air maka zat-zat seperti karbon dioksida serta hidrogen sulfida dan metana yang mempengaruhi rasa dan bau dari air dapat dikurangi atau dihilangkan. Selain itu partikel mineral yang terlarut dalam air seperti besi dan mangan akan teroksidasi dan secara cepat akan membentuk lapisan endapan yang nantinya dapat dihilangkan melalui proses sedimentasi atau filtrasi.

4. Saringan Pasir Lambat (SPL)
Penjernihan air dengan saringan pasir lambat merupakan saringan air yang dibuat dengan menggunakan lapisan pasir pada bagian atas dan kerikil pada bagian bawah. Air bersih didapatkan dengan jalan menyaring air baku melewati lapisan pasir terlebih dahulu baru kemudian melewati lapisan kerikil.

5. Saringan Pasir Cepat (SPC)
Penjernihan air dengan saringan pasir cepat seperti halnya saringan pasir lambat, terdiri atas lapisan pasir pada bagian atas dan kerikil pada bagian bawah. Tetapi arah penyaringan air terbalik bila dibandingkan dengan Saringan Pasir Lambat, yakni dari bawah ke atas (up flow). Air bersih didapatkan dengan jalan menyaring air baku melewati lapisan kerikil terlebih dahulu baru kemudian melewati lapisan pasir.

6. Gravity-Fed Filtering System
Penjernihan air dengan teknik Gravity-Fed Filtering System merupakan gabungan dari Saringan Pasir Cepat(SPC) dan Saringan Pasir Lambat(SPL). Air bersih dihasilkan melalui dua tahap. Pertama-tama air disaring menggunakan Saringan Pasir Cepat(SPC). Air hasil penyaringan tersebut dan kemudian hasilnya disaring kembali menggunakan Saringan Pasir Lambat. Dengan dua kali penyaringan tersebut diharapkan kualitas air bersih yang dihasilkan tersebut dapat lebih baik. Untuk mengantisipasi debit air hasil penyaringan yang keluar dari Saringan Pasir Cepat, dapat digunakan beberapa / multi Saringan Pasir Lambat.

7. Saringan Arang
Penjernihan air menggunakan saringan arang dapat dikatakan sebagai saringan pasir arang dengan tambahan satu buah lapisan arang. Lapisan arang ini sangat efektif dalam menghilangkan bau dan rasa yang ada pada air baku. Arang yang digunakan dapat berupa arang kayu atau arang batok kelapa. Untuk hasil yang lebih baik dapat digunakan arang aktif.

8. Saringan air sederhana / tradisional
Penjernihan air sederhana/tradisional merupakan modifikasi dari saringan pasir arang dan saringan pasir lambat. Pada saringan tradisional ini selain menggunakan pasir, kerikil, batu dan arang juga ditambah satu buah lapisan injuk / ijuk yang berasal dari sabut kelapa. Untuk bahasan lebih jauh dapat dilihat pada artikelsaringan air sederhana.

9. Saringan Keramik
Penjernihan air menggunakan saringan keramik dapat disimpan dalam jangka waktu yang lama sehingga dapat dipersiapkan dan digunakan untuk keadaan darurat. Air bersih didapatkan dengan jalan penyaringan air melalui elemen filter keramik. Beberapa filter kramik menggunakan campuran perak yang berfungsi sebagai disinfektan dan membunuh bakteri. Ketika proses penyaringan, kotoran yang ada dalam air baku akan tertahan dan lama kelamaan akan menumpuk dan menyumbat permukaan filter. Sehingga untuk mencegah penyumbatan yang terlalu sering maka air baku yang dimasukkan jangan terlalu keruh atau kotor. Untuk perawatan saringan keramik ini dapat dilakukan dengan cara menyikat filter keramik tersebut pada air yang mengalir.

10. Saringan Cadas / Jempeng / Lumpang Batu
Penjernihan air denganaalt saringan cadas atau jempeng ini mirip dengan saringan keramik. Air disaring dengan menggunakan pori-pori dari batu cadas. Saringan ini umum digunakan oleh masyarakat desa Kerobokan, Bali. Saringan tersebut digunakan untuk menyaring air yang berasal dari sumur gali ataupun dari saluran irigasi sawah.
Seperti halnya saringan keramik, kecepatan air hasil saringan dari jempeng relatif rendah bila dibandingkan dengan SPL terlebih lagi SPC.

11. Saringan Tanah Liat
Kendi atau belanga dari tanah liat yang dibakar terlebih dahulu dibentuk khusus menyerupai alat penjernihan air pada bagian bawahnya agar air bersih dapat keluar dari pori-pori pada bagian dasarnya.

12.Saringan Pasir Lambat (SPL)
Penjernihan air menggunakan saringan Pasir Lambat (SPL) alias Slow Sand Filter (SSF) sudah lama dikenal di Eropa sejak awal tahun 1800an. Untuk memenuhi kebutuhan akan air bersih, Saringan Pasir Lambat dapat digunakan untuk menyaring air keruh ataupun air kotor. Saringan Pasir Lambat sangat cocok untuk memenuhi kebutuhan akan air bersih pada komunitas skala kecil atau skala rumah tangga. Hal ini tidak lain karena debit air bersih yang dihasilkan oleh SPL relatif kecil.

Proses penjernihan air pada Saringan Pasir Lambat dilakukan secara fisika dan biologi. Secara Fisika, partikel-partikel yang ada dalam sumber air yang keruh atau kotor akan tertahan oleh lapisan pasir yang ada pada saringan. Secara biologi, pada saringan akan terbentuk sebuah lapisan bakteri. Bakteri-bakteri dari genus Pseudomonas dan Trichoderma akan tumbuh dan berkembang biak membentuk sebuah lapisan khusus. Pada saat proses filtrasi dengan debit air lambat (100-200 liter/jam/m2 luas permukaan saringan), patogen yang tertahan oleh saringan akan dimusnahkan oleh bakteri-bakteri tersebut.
Untuk perawatan saringan pasir lambat, secara berkala pasir dan kerikil harus selalu dibersihkan. Hal ini untuk menjaga agar kuantitas dan kualitas air bersih yang dihasilkan selalu terjaga dan yang terpenting adalah tidak terjadi penumpukan patogen / kuman pada saringan. Untuk mendapatkan hasil air bersih yang lebih maksimal baik kualitas maupun kuantitasnya, anda dapat menggabungkan atau mengkombinasikan saringan pasir lambat ini dengan berbagai jenis metode penyaringan air sederhana lainnya.

Adapun untuk disinfeksi / penghilangan kuman yang terkandung dalam air dapat menggunakan menggunakan berbagai cara seperti chlorinasi, brominasi, ozonisasi, penyinaran ultraviolet ataupun menggunakan aktif karbon. Untuk menjaga hal-hal yang tidak diinginkan, sebaiknya air hasil penyaringan dimasak terlebih dahulu hingga mendidih sebelum dikonsumsi atau anda mungkin dapat menggunakan cara disinfeksi / menghilangkan kuman pada air secara sederhana lainnya.

Cara Sederhana Menghilangkan Kuman dari Air Minum

Air bersih yang kita dapat dari PAM/PDAM/ledeng, sumur ataupun saringan air yang kita miliki mungkin akan terlihat bening, tidak berasa dan tidak berbau, tetapi hal itu tidak menandakan bahwa air tersebut bersih dari kuman penyakit. Sebelum dikonsumsi, sebaiknya kita harus memastikan bahwa air yang akan kita konsumsi terbebas dari kuman penyakit. Disinfeksi atau menghilangkan kuman dari air minum sangat penting dilakukan agar kuman tersebut tidak masuk ke dalam tubuh kita.

Ada berbagai cara untuk melakukan disinfeksi atau menghilangkan kuman penyakit dari air yang akan kita konsumsi. Selengkapnya sebagai berikut :

1. Memanaskan atau memasak air
Pasteurisasi atau pemanasan untuk air yang akan dikonsumsi pada suhu / temperatur 55ºC – 60ºC selama sepuluh menit akan mematikan sebagian besar patogen atau kuman penyakit yang ada/terkandung di dalam air. Cara yang lebih efektif adalah memasak atau merebus air yang akan kita konsumsi hingga mendidih. Cara ini sangat efektif untuk mematikan semua patogen yang ada dalam air seperti virus, bakteri, spora, fungi dan protozoa. Lama waktu air mendidih yang dibutuhkan adalah berkisar 5 menit, namun lebih lama lagi waktunya akan lebih baik, direkomendasikan selama 20 menit.
Walaupun mudah dan sering kita gunakan, kendala utama dalam memasak air hingga mendidih ini adalah bahan bakar, baik itu kayu bakar, briket batubara, minyak tanah, gas elpiji ataupun bahan bakar lainnya.

2. Radiasi dan Pemanasan Dengan Menggunakan Sinar Matahari
Proses radiasi ultra violet dan pemanasan air dengan menggunakan sinar matahari ini dapat dilakukan dengan bantuan wadah logam ataupun botol transparan. Botol transparan yang digunakan umumnya adalah botol plastik. Botol kaca dapat digunakan tetapi memiliki kelemahan mudah pecah, lebih berat dan membutuhkan waktu yang lebih lama untuk pemanasan. Oleh karena itu gunakanllah botol kaca yang dapat ditembus oleh sinar ultra violet.
Untuk mengantisipasi bahaya dari pemakaian plastik, sebaiknya gunakan botol plastik dengan nomor logo daur ulang 1 atau PETE/PET (polyethylene terephthalate), atau lebih baik lagi bila anda memiliki botol bernomor 5 atau PP (polypropylene). Keterangan lebih lanjut mengenai jenis plastik tersebut dapat anda lihat padanomor jenis plastik daur ulang.

Untuk mempercepat proses radiasi dan pemanasan botol transparan tersebut dicat hitam pada salah satu sisinya (50% dari permukaan botol) atau diletakkan pada permukaan media yang berwarna gelap yang dapat mengumpulkan dan menimbulkan radiasi panas. Pada kondisi demikian, setelah diletakkan selama beberapa jam (5-6 jam untuk keadaan cerah) air di dalam botol tersebut akan dapat mencapai 55ºC (mencapai suhu pasteurisasi) sehingga patogen yang ada dalam air dapat dieliminir.
Untuk hasil yang lebih baik lagi, sebelum dijemur lakukan proses aerasi dengan mengocok botol terlebih dahulu setelah itu botol diletakkan pada permukaan metal seperti atap seng.

3. Air Perasan Jeruk Nipis
Cara ini efektif untuk mengatasi virus kolera. Dengan menambahkan air jeruk nipis hingga mencapai 1-5% dari air yang hendak dikonsumsi dapat menurunkan pH air di bawah 4,5. Pada tahap ini virus kolera dapat dikurangi hingga hampir 100%. Selain itu dari hasil penelitian, pertumbuhan virus kolera pada nasi dapat ditahan dengan menggunakan air jeruk nipis pada saat dimasak.
Kelemahan dari cara ini adalah bila campuran air perasan jeruk nipis terlalu banyak akan dapat merubah rasa air.

lapisan pelindung dan pengilap

Lapisan pelindung pada daun tumbuhan yang menginspirasi pembuatan lapisan pengilap cat mobil adalah..
a.floem
b.kutikula
c.endodermis
d.rambut akar

Sensor cahaya

Sensor cahaya adalah komponen elektronika yang dapat memberikan perubahan besaran elektrik pada saat terjadi perubahan intensitas cahaya yang diterima oleh sensor cahayatersebut. Sensor cahaya dalam kehidupan sehari-hari dapat kita temui pada penerima remote televisi dan pada lampu penerangan jalan otomatis.

Jenis-Jenis Sensor Cahaya

Dilihat dari perubahan output sensor cahaya maka sensor cahaya dapat dibedakan kedalam 2 tipe yaitu :

• Sensor cahaya tipe fotovoltaik
• Sensor cahaya tipe fotokonduktif

Kemudian apabila dilihat dari cahaya yang diterima sensor cahaya tersebut, maka sensor cahaya dapat dibagi dalam beberapa tipe sebagai berikut :

• Sensor cahaya infra merah
• Sensor cahaya ultraviolet

Sensor Cahaya Tipe Fotovoltaik

Sensor cahaya tipe fotovolataik adalah sensor cahaya yang dapat memberikan perubahan tegangan pada output sensor cahaya tersebut apabila sensor tersebut menerima intensitas cahaya. Salah satu contoh sensor cahaya tipe fotovoltaik adalah solar cell atau sel surya.

Sensor cahaya tipe photovoltaic adalah alat sensor sinar yang mengubah energi sinar langsung menjadi energi listrik. Sel solar silikon yang modern pada dasarnya adalah sambungan PN dengan lapisan P yang transparan. Jika ada cahaya pada lapisan transparan P akan menyebabkan gerakan elektron antara bagian P dan N, jadi menghasilkan tegangan DC yang kecil sekitar 0,5 volt per sel pada sinar matahari penuh. Berikut konstruksi dari sensor cahaya tipe fotovoltaik.

Sensor Cahaya Fotokonduktif

Sensor cahaya tipe fotokonduktif akan memberikan perubahan resistansi pada terminal outputnya sesuai dengan perubahan intensitas cahaya yang diterimanya. Sensor cahaya tipe fotovoltaik ini ada beberapa jenis diantaranya adalah :

• LDR (Light Depending Resistor)
• Photo Transistor
• Photo Dioda

LDR (Light Depending Resistor)

LDR (Light Depending Resistor)

LDR adalah sensor cahaya yang memiliki 2 terminal output, dimana kedua terminal output tersebut memiliki resistansi yang dapat berubah sesuai dengan intensitas cahaya yang diterimanya. Dimana nilai resistansi kedua terminal output LDR akan semakin rendah apabila intensitas cahya yang diterima oleh LDR semakin tinggi.

Photo Transistor

Photo transistor

Photo transistor adalah suatu transistor yang memiliki resistansi antara kaki kolektor dan emitor dapat berubah sesuai intensitas cahaya yang diterimanya. Photo transistormemiliki 2 terminal output dengan nama emitor dan colektor, dimana nilai resistansi emeitor dan kolektro tersebut akan semakin rendah apabila intensitas cahaya yang diterim photo transistor semnakin tinggi.

Photo Dioda

Photo dioda

Photo dioda adalah suatu dioda yang akan mengalami perubahan resistansi pada terminal anoda dan katoda apabila terken cahaya. Nilai resistansi anoda dan katoda pada photo dioda akan semakin rendah apabila intensitas cahaya yang diterima photodioda semkin tinggi.

Sensor Cahaya Infra Merah

Sensor cahaya infra merah adalah sensor cahaya yang hanya akan merespon perubahan cahaya inframerah. Sensor cahaya infra merah pada umumnya berupa photo ttransistor atau photo dioda. Dimana apabila sensor cahaya infra merah ini menerima pancaran cahaya infra merah maka pada terminal outputnya akan memberikan perubahan resistansi. Akan tetapi ada juga sensor cahaya yang telah dibuat dalam bentuk chip IC penerima sensor infra merah seperti yang digunakan pada penerima remote televisi. Dimana chip IC sensor infra merah ini akan memberikan perubahan tegangan output apabila IC sensor infra merah ini menerima pancaran cahaya infra merah. Berikut adalah bentuk dari IC sensor infra merah tersebut.

Sensor Cahaya Ultraviolet

Sensor cahaya ultraviolet merupakan sensor cahaya yang hanya merespon perubahan intensitas cahaya ultraviolet yang mengenainya. Seonsor cahaya ultraviolet ini akan memberikan perubahan besaran listrik pada terminal outputnya pada saat menerima perubahan intensitas pancaran cahaya ultraviolet. Sensor cahaya yang populer salah satunya UVtron. Modul sensor cahaya UVtron akan memberikan perubahan tegangan output pada saat sensor UVtron menerima perubahan intensitas cahaya ultraviolet. Berikut adalah bentuk modul sensor cahaya UVtron.

Modul sensor cahaya ultraviolet UVtron