Artikel ini dibuat sebagai syarat mengikuti ujian akhir semester mata kuliah Ilmu Hara yang dibimbing oleh Bapak Adisyahputra sebagai dosen pengampuh mata kuliah. Semoga bermanfaat.😀

A.    Latar Belakang

Air memiliki peranan penting bagi makhluk hidup, tidak terkecuali dengan tumbuhan. Dapat dikatakan, tumbuhan sangat bergantung pada keberadaan air. Banyak sedikitnya air yang digunakam oleh tumbuhan, menjadikan berbagai macam tumbuhan memiliki adaptasi morfologis dan fisiologis. Dalam mempertahankan hidup, tumbuhan melakukan pengambilan air dan ion-ion garam mineral.

Bagi tumbuhan air tidak hanya berperan sebagai pemenuh kebutuhan fisiologisnya. Namun, air juga berperan dalam pengangkutan ion-ion mineral. ion-ion mineral atau yang lebih di kenal dengan hara tersebut diangkut ke seluruh bagian tumbuhan dengan menggunakan air. Perpindahan ion dari tanah dan larutan tanah ke permukaan akar memiliki tiga macam pergerakan, yaitu: intersepsi dan persinggungan, aliran massa dan difusi (Rosmarkam & Yuwono, 2002).

Aliran massa dan difusi merupakan dua proses yang menyebarkan bahan terlarut dalam profil tanah seperti pupuk dan pestisida. Kata difusi berarti suatu penyebaran yang disebabkan oleh pergerakan panas secara acak, sebagai gerak Brown dari partikel koloid (Wild, 1981 dalam Mukhlis, 2003). Dalam hal ini perpindahan terjadi oleh adanya perbedaan konsentrasi larutan pada dua tempat yang berjarak tertentu dimana pergerakan terjadi dari konsentrasi yang tinggi ke konsentrasi yang rendah. Aliran massa atau aliran konveksi berbeda dengan difusi karena pergerakannya terjadi oleh adanya perpindahan air atau gas (Hillel, 1980 dalam Mukhlis, 2003).

Kedua proses pergerakan tersebut sangat penting dalam memindahkan unsur hara dari suatu tempat ke dekat permukaan akar,  agar dapat diserap oleh akar tanaman. Unsur-unsur tersebut adalah P, K, Ca, S dsb. (Mukslis, 2003). Aliran massa memiliki peran dalam mendistribusikan hara. Kecepatan aliran massa dipengaruhi oleh besar kecilnya transpirasi.

B.     Masalah

Pada tulisan ini, masalah hanya dibatasi pada “Bagaimana pengaruh transpirasi terhadap aliran massa dan peranan aliran massa?”

C.     Pembahasan

Beberapa teori telah diajukan untuk menjelaskan proses perpindahan makanan pada tanaman, tetapi hanya sedikit yang dapat diterima dan itupun masih memiliki kritikan. Banyak teori yang gagal menggambarkan mekanisme kemampuan dari pelaksanaannya dalam memenuhi kebutuhan jumlah material melalui kemampuan chanel dalam kebutuhan yang sangat cepat. Mekanismenya harus ada dan harus cocok dengan bentuk dan struktur dari yang sudah disediakan tanaman (Craft, 1931).

Penyisihan beberapa teori yang tidak dapat dipertahankan menjadi bagian kecil dari penelitian sebelumnya mengenai translokasi untuk pencarian mekanisme cepatnya perpindahan makanan dari floem secara longitudinal. Teori saat ini dikategorikan atas dua: (1) Pergerakan dari larutan molekul memposisikan, melalui, ke atasa permukaan dari tabung tapis protoplasma dan hasilnya berasal dari aktivitas protoplasmik ; (2) aliran massa dari tabung pengayak atau floem yang berhubungan, sekalipun tidak langsung, untuk aktivitas dari jaringan fotosintesis, dan tidak tergantung pada aktivitas dari protoplasma pembuluh tapis (Crafts, 1938).

Aliran massa adalah gerakan unsur hara di dalam tanah menuju permukaan akar tanaman bersama-sama gerakan massa air. Aliran massa pada tanah disebut juga konveksi, meliputi pergerakan dalam fase larutan maupun gas. Gerakan massa air di dalam tanah menuju permukaan akar tanaman berlangsung secara terus menerus karena diserap oleh akar dan menguap melalui transpirasi. Aliran massa merupakan proses penyediaan hara yang terpenting bagi unsur-unsur N (98,8%), Ca (71,,4%), S (95,0%), dan Mo (95,2%) (PusLit Kopi & Kakao Indonesia, 2004).

Aliran massa adalah ion dan bahan lain yang larut berpindah bersama aliran larutan air ke akar tanaman akibat transpirasi tanaman (Afandhie Rosmarkam & Nasih Widya Yuwono, 2002). Transpirasi menggerakkan perpindahan air dan melarutkan nutrisi melalui tanah ke akar dengan aliran massa (Cramer et al., 2008).

Berarti dapat dikatakan pula bahwa aliran massa berperan dalam perpindahan bahan-bahan organik yang dimanfaatkan oleh tumbuhan. Seperti halnya dengan unsur hara N, hara Ca, dan Mg diserap oleh tanaman melalui mekanisme aliran massa.

Telah disebutkan sebelumnya bahwa aliran massa memiliki keterkaitan dengan peristiwa transpirasi. Tujuan dari proses transpirasi itu sendiri adalah sebagai mekanisme pemenuh kebutuhan air dan ion-ion oleh tumbuhan. Pada saat tumbuhan melakukan transpirasi, maka tumbuhan menyalurkan air dan ion-ion yang terkandung dari bagian bawah tumbuhan ke bagian atas tumbuhan sampai ke pucuk (daun), untuk kemudian air diuapkan/dikeluarkan ke udara melalui daun dan hara ditransport ke seluruh bagian tumbuhan. Dari penjelasan tersebut dapat diartikan bahwa banyak sedikitnya hara yang didapatkan oleh tumbuhan memiliki ketergantungan dengan besar kecilnya transpirasi.

Kecilnya laju transpirasi dapat disebabka oleh beberapa faktor, salah satunya adalah sdikitnya persediaan air tanah atau terlalu tingginya suhu lingkungan yang mengakibatkan tertutupnya stomata untuk mengurangi penguapan. Bahwa rendahnya serapan unsur hara pada kadar air tanah tersedia rendah terjadi karena laju aliran massa menurun sebagai akibat menutupnya stomata (Mapegau, 2001).

Aliran massa yang mengandung nutrisi dimungkinkan terjadi secara spesial pada tumbuhan yang densitas akarnya sangat kecil, menyediakan mekanisme untuk mendapatkan nutrisi pada saat tidak terjadi perkembangbiakan secara besar-besaran oleh sistem akar (Cramer et al., 2008).

Transpirasi di daerah yang dingin, seperti pada tumbuhan yang mengalami pembekuan pengambilan nutrisi dipercaya dengan menggunakan intersepsi akar dan difusi. Misalnya di daerah tundra, aliran massa mengirimkan nutrisi berlebih seperti Ca dan Mg tetapi sedikit N, P atau K (Lambers et al., 1988 lihat Cramer et al., 2008). Namun demikian, di daerah yang beriklim sedang mengakses air dengan cukup dipercayai pada transpirasi untuk memfasilitasi alira  massa dalam mentransfer nutrient (Cramer et al., 2008). Transpirasi juga terjadi pada malam hari. Malam adalah saatnya tumbuhan kehilangan air yang mungkin fungsi dari penyediaan hara melalui aliran massa (Ludwig et al., 2006; Howard & Donovan, 2007; Scholz et al., 2007 dalam Cramer et al., 2008).

Peran utama aliran massa adalah dalam membantu tumbuhan mensuplai bahan makanan. Beberapa unsur yang cara pengambilannya dapat menggunakan aliran massa adalah unsur Ca. Unsur Ca ditransportasikan ke xilem terjadi dengan cara aliran massa dari Ca2+ yang bebas dan beberapa Ca organik yang kompleks (Clarckson, 1984).

Pergerakan ion fosfat pada umumnya disebabkan oleh proses difusi, tetapi jika kandungan P larutan tanah cukup tinggi, maka proses aliran massa dapat berperan dalam transportasi tersebut. Ion yang sudah berada dipermukaan akar akan menuju rongga luar akar (outer space) melalui proses difusi sederhana, jerapan pertukaran, dan kegiatan bahan pembawa (carrier). Selanjutnya ion memasuki rongga dalam akar (inter space) dengan melibatkan energi metabolisme, yang dikenal sebagai serapan aktif (Nyakpa et al., 1988 dalam Elfianti, 2005). Jadi, ion P dapat ditransportasikan melalui dua cara, difusi atau aliran massa tergantung dari jumlah/kandungan P di dalam tanah. Semakin tinggi konsentrasi ion P di dalam tanah, maka kemungkinan terjadinya transport P secara difusi sangat kecil dan kemungkinan transport hara dengan menggunakan aliran massa.

Konsep lain dari aliran massa yang diusulkan oleh Munch bahwa larutan gula berpindah melalui tabung tapis pada floem dari titik sumber  (organ penyimpanan atau jaringan yang melakukan fotosintesis) ke titik pengguna. Craft memperluas konsep tentang aliran massa dari jaringan floem secara keseluruhan mencakup tabung tapis, beberpa sel dan parenkim dan lebih lanjut lagi mengusulkan bahwa larutan gula berpindah secara melintang tidak hanya melalui lumen dari sel tetapi juga melalui dinding sel (Clements).

Konsep di atas secara tidak langsung mengatakan bahwa peristiwa aliran massa, tidak hanya terjadi pada saat hara masih ada di tanah dan mendekat ke akar. Akan tetapi, aliran massa juga terjadi pada saat fotosintat disebarkan ke seluruh bagian tumbuhan yang membutuhkan, bahkan ke akar. Setelah air yang mengandung hara dari air tanah diangkut melalui xylem, kemudian sampai di pucuk. Air akan diuapkan melalui daun, sedangkan haranya dijerap oleh sel-sel. Bersamaan dengan peristiwa tersebut, terjadi aliran massa di floem yang tujuannya untuk menyebarkan hasil fotosintesisnya ke seluruh bagian tumbuhan.

Selain itu aliran massa juga telah menunjukkan peranannya sebagai mekanisme utama dari transpor O2 di beberapa spesies yang daunnya mengapung dan muncul pada tanaman air (Dacey, 1981; Amstrong and Amstrong, 1991 dalam Schuette, 1995).

D.    Kesimpulan

Berdasarkan pembahasan di atas, dapat ditarik beberapa kesimpulan, yaitu:

1.     Kecepatan aliran massa dipengaruhi oleh laju transpirasi. Semakin besar laju transpirasi, maka semakin cepat pula terjadinya aliran massa.

2.    Pada beberapa ion, banyak sedikitnya ion yang masuk ke dalam tumbuhan juga bergantung pada besar/kecilnya aliran massa.

3.    Selain berperan dalam membawa hara bagi tanaman, aliran massa juga berperan dala penyebaran hasil fotosintesis dan transpor O2.

E.     Daftar Pustaka

Afandhie Rosmarkam & Nasih Widya Yuwono. 2002. Ilmu Kesuburan Tanah. Yogyakarta: Penerbit Kanisius.

Clarkson, D. T. 1984. Calcium Transport Between Tissues and Its Distribution in the Plant. Plant, Cell and Environment, 70: 449-456.

Clements, H. F. Movement of Organic Solutes in the Sausage Tree, Kigelia Africana. Plant Physiology, 689-700.

Crafts, A. S. 1939. Translocation in Plants. Plant Physiology, 13: 791-814.

Crafts, A. S. 1931. Movement of Organic Materials in Plant. Plant Physiology. 6: 1-41.

Cramer, M. D., Hoffman, V. & Verboom, G. A. 2008. Nutrient Availability Moderates Transpiration in Ehrharta calycina. New Physiologist, 179: 1048-1057.

Elfiati, Deni. 2005. Peran Mikroba Pelarut Fosfat Terhadap Pertumbuhan Tanaman. e-USU Repository.

Mukhlis & Fauzi. 2003. Pergerakan Unsur Hara Nitrogen di Dalam tanah. USU digital library.

PusLit & Kakao Indonesia. 2004. Panduan Lengkap Budidaya Kakao. Tangerang: PT Agro Media Pustaka.

Schuette, J. L. & Klug, M. J. 1995. Evidence For Mass Flow in Flowering Individuals of the Submersed Vascular Plant Myriophyllum heterophyllum. Plant Physiol, 108: 1251-1258.