1. Difusi adalah perembesan zat dari ruang berkonsentrasi lebih tinggike ruang yang

berkonsentrasi lebih rendah. Perembesan itu mungkin tanpalewat sekat maupun lewat sekat.

Difusi berlangsung menurut gradientkonsentrasi. Yakni dari ruang zat A tinggi ke ruang zat A

rendah. Cara difusiumum terdapat pada sel dan tanpa butuh energi (Yatim, 1990).

Osmosis adalah difusi zat pelarut melintasi membran. Pada makhluk hidup zat pelarut

selalu air. Osmosis didefinisikan sebagai pergerakan air(zat pelarut) melalui membran permeabel

selektif, dari area dengankonsentrasi air yang tinggi ke area dengan konsentrasi air yang

rendah(James, 2008) contohnya Dalam bidang pertanian, pemahaman tentang transpor pasif

(difusi dan osmosis) sangatlah penting. Misalnya untuk menentukan dosis pupuk dan obat-

obatan yang aman bagi tanaman. Jika dosis terlalu pekat, tanaman bisa mati karena terjadi

plasmolisis. Selain itu, dengan memahami transpor pasif, kita dapat mengetahui bahwa macam

zat yang diberikan pada tanaman sebagai nutrien hendaknya berupa ion-ion yang mudah

masuk ke dalam sel-sel tanaman. Zat-zat organik seperti gula dan protein tidak akan masuk ke

dalam sel tanaman karena membran sel impermeabel terhadap zat-zat tersebut. Zat-zat tersebut

justru akan memicu plasmolisis dan akhirnya mematikan tanaman. Sifat

semipermeabel membran plasma menyebabkan tanaman mampu memilih zat-zat yang dapat

masuk ke dalam sel dan yang tidak (Purnomo,2009)

2. A. Mekanisme difusi

Difusi merupakan proses perpindahan atau pergerakan molekul zat atau gas dari

konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah. Difusi melalui membran dapat berlangsung melalui tiga

mekanisme, yaitu difusi sederhana (simple difusion),difusi melalui saluran yang terbentuk oleh

protein transmembran (simple difusion by chanel formed), dan difusi difasilitasi (fasiliated

difusion).  Difusi sederhana melalui membrane berlangsung karena molekul-molekul yang

berpindah atau bergerak melalui membran bersifat larut dalam lemak (lipid) sehingga dapat

menembus lipid bilayer pada membran secara langsung. Membran sel permeabel terhadap

molekul larut lemak seperti hormon steroid, vitamin A, D, E, dan K serta bahan-bahan organik

yang larut dalam lemak, Selain itu, memmbran sel juga sangat permeabel terhadap molekul

anorganik seperti O,CO2, HO, dan H2O.

Beberapa molekul kecil khusus yang terlarut dalam serta ion-ion tertentu, dapat

menembus membran melalui saluran atau chanel. Saluran ini terbentuk dari protein

transmembran, semacam pori dengan diameter tertentu yang memungkinkan molekul dengan

diameter lebih kecil dari diameter pori tersebut dapat melaluinya. Sementara itu, molekul –

molekul berukuran besar seperti asam amino, glukosa, dan beberapa garam – garam mineral,

tidak dapat menembus membrane secara langsung, tetapi memerlukan protein pembawa atau

transporter untuk dapat menembus membran.  Proses masuknya molekul besar yang melibatkan

transporter dinamakan difusi difasilitasi (Loveless, 1991).

B. mekanisme osmosis

Osmosis adalah proses perpindahan atau pergerakan molekul zat pelarut, dari larutan

yang konsentrasi zat pelarutnya tinggi menuju larutan yang konsentrasi zat pelarutya rendah

melalui selaput atau membran selektif permeabel atau semi permeabel. Jika di dalam suatu

bejana yang dipisahkan oleh selaput semipermiabel, jika dalam suatu bejana yang dipisahkan

oleh selaput semipermiabel ditempatkan dua larutan glukosa yang terdiri atas air sebagai pelarut

dan glukosa sebagai zat terlarut dengan konsentrasi yang berbeda dan dipisahkan oleh selaput

selektif permeabel, maka air dari larutan yang berkonsentrasi rendah akan bergerak atau

berpindah menuju larutan glukosa yang konsentrainya tinggi melalui selaput permeabel.

Membran semipermeabel harus dapat ditembus oleh pelarut, tapi tidak oleh zat terlarut,

yang mengakibatkan gradien tekanan sepanjang membran. Osmosis merupakan suatu fenomena

alami, tapi dapat dihambat secara buatan dengan meningkatkan tekanan pada bagian dengan

konsentrasi pekat menjadi melebihi bagian dengan konsentrasi yang lebih encer. Gaya per unit

luas yang dibutuhkan untuk mencegah mengalirnya pelarut melalui membran permeabel selektif

dan masuk ke larutan dengan konsentrasi yang lebih pekat sebanding dengan tekanan turgor

(Keenan, et al,. 1984).

4.

Tanaman dapat menyerap unsur hara melalui akar atau melalui daun. Unsur C dan O

diambil tanaman dari udara sebagai CO2 melalui stomata daun dalam proses fotosintesis. Unsur

H diambil dari air tanah (H2O) oleh akar tanaman. Dalam jumlah sedikit air juga diserap tanaman

melalui daun. Penelitian dengan unsur radioaktif menunjukan bahwa hanya unsur H dari air yang

digunakan tanaman, sedang oksigen dalam air tersebut dibebaskan sebagai gas (Donahue, Miller,

Shickluna, 1977). Unsur-unsur hara yang lain diserap akar tanaman dari tanah. Walaupun

demikian bayak diserap tanaman melalui daun. Tanaman menyerap unsur hara dari dalam tanah

umumnya dalam bentuk ion.

Unsur-unsur hara tersebut dapat tersedia di sekitar akar tanaman dengan cara-cara

berikut :

1.      Aliran Massa (mass flow)

Aliran massa adalah gerakan unsur hara di dalam tanah menuju permukaan akar tanaman

bersama-sama gerakan massa air. Gerakan massa air dalam tanah menuju ke permukaan akar

tanaman berlangsung terus-menerus karena air terus-menerus diserap akar dan menguap melalui

proses transpirasi

Tabel. Bentuk-bentuk ion dan Molekul unsur hara yang dapat diserap tanaman (Donahue

et al, 1977)

Unsur Bentuk yang dapat diserap keterangan

Hara

C CO2 (melalui daun)  diserap dari udara

dan airH H+, H2O (H dari air)

O O2, CO2 (melalui daun)

N NH4+, NO3

-  diserap dari tanah

P H2PO4-, HPO4

K K+

Ca Ca++

Mg Mg++

S SO4++

Fe Fe++, Fe+++

Mn Mn++

B BO33-, H2BO3

-, B(OH)4-

Mo MoO4- (molibdat)

Cu Cu++

Zn Zn++

Cl Cl-

2.      Difusi

Air dan unsur hara yang terlarut di dalamnya disebut larutan tanah (soil solution). Pada

waktu akar tanaman menyerap unsur hara dari larutan tanah, unsur hara lain yang terlarut dalam

air bergerak menuju akar tanaman tanpa aliran air tetapi menyatakan bergeraknya suatu zat

(unsur hara) dari bagian yang berkonsentrasi tinggi ke bagian yang berkonsentrasi rendah.

3.      Intersepsi akar

Akar-akar tanaman yang terus tumbuh akan terus memanjang menuju tempat-tempat

yang lebih jauh di dalam tanah sehingga menemukan unsur-unsur hara dalam larutan tanah di

tempat-tempat tersebut. Memanjangnya akar-akar tanaman berarti memperpendek jarak yang

harus ditempuh unsur-unsur hara untuk mendekati akar tanaman melalui aliran massa ataupun

difusi.

Menurut Donahue et al (1977) aliran massa merupakan mekanisme penyediaan unsur

hara yang paling utama untuk kebanyakn unsur hara seperti N (98,8%), Ca (71,4%), S (95%) Mo

(95,2%). Untuk unsur-unsur hara P dan K penyediaan unsur hara lebih banyak dilakukan melalui

proses difusi yaitu 90,0% untuk P dan 77,7% untuk K. penyediaan unsur hara melalui intersepsi

akar yang terpenting adalah untuk unsur Ca yang mencapai 28,6% sedang untuk unsur-unsur

lainnya hanya berkisar dari 1,2-5,0%. Besarnya proses difusi (suatu proses yang berjalan lambat)

untuk unsur P dan K disebabkan karena kedua unsur tersebut tersedia dari suatu bentuk mineral

di dalam tanah yang kelarutannya rendah.

Unsur-unsur hara yang telah tersedia di sekitar perakaran tanaman tersebut selanjutnya

melalui suatu proses dapat diserap akar tanaman bukan seperti “hewan minum air” di mana

segala unsur di dalamnya ikut terbawa, tetapi melalui proses yang khas. Dalam proses ini ada

dua hal yang perlu diketahui yaitu :

1.      Diperlukan energy metabolic

2.      Proses penyerapan unsur hara merupakan proses yang selektif ( memilih unsur

tertentu)

Energi metabolik didapat dari pernapasan akar tanaman sehingga penyerapan unsur hara

berkurang bila pernapasan berkurang. Dalam proses seleksi ternyata tanaman mempunyai

kemampuan memilih unsur-unsur tertentu untuk diserapnya.

Akar-akar tanaman yang palik aktif adalah dekat ujung akar yang baru terbentuk atau

rambut-rambut akar, dimana kegiatan respirasi (pernapasan) adalah yang terbesar. Sel-sel yang

menyusun akar tanaman di bagian luar terdiri dari dinding sel yang tidak aktif yang

bersinggungan langsung dengan tanah sedang bagian dalam terdiri dari protoplasma yang aktif

yang dikelilingi ileh suatu membrane. Seleksi terhadap unsur-unsur yang diserap tanaman

dilakukan oleh membrane ini melalui suatu proses yang masih belum diketahui dengan pasti.

Proses ini diperkirakan berlangsung melalui suatu carrier (pembawa) yang bersenyawa dengan

ion (unsur) terpilih untuk masuk ke dalam protoplasma dengan menembus membrane sel. Bila

akar tanaman menyerap unsur hara dalam bentuk kation, maka dari akar akan dikeluarkan katin

H+ dalam jumlah yang setara. Bila yang diseap akar adalah anion, maka akar akan mengeluarkan

HCO3- dengan jumlah yang setara pula. Proses penyerapan unsur hara melalui akar-akar rambut.

Transportasi tumbuhan adalah proses pengambilan dan pengeluaran zat-zat ke seluruh

bagian tubuh tumbuhan. Pada tumbuhan tingkat rendah (misalnya ganggang) penyerapan air dan

zat hara yang terlarut di dalamnya dilakukan melalui saluruh bagian tubuh. Pada tumbuhan

tingkat tinggi (misalnya spermatophyta) proses pengankutan dilakukan oleh pembuluh

pengangkut terdiri dari xilem dan floem (Soemarworo, 1990).

Alat yang berperan pada transportasi zat-zat hara yaitu xilem, yang mengangkut air dan

mineral ke daun dan sebagai penyokong tanaman, tersusun atas trakeid yang tersusun oleh sel-sel

tunggal yang memanjang berbanding tebal dan berupa sel mati. Dibeberapa tempat, sel mati itu

berdinding tipis, yang disebut noktah. Noktah-noktah trakeid yang berdekatan terletak saling

berpasangan, mereka hanya terpisah selapis tipis dinding sel (Pradhan, 2001).

Perjalanan garam-garam mineral yang berasal dari tanah itu ke atas melalui xilem setelah

sampai di daun sebagian dan garam-garam tersebut digunakan di dalam daun dan sebagian yang

lain diedarkan ke bawah dan ke atas  melalui floem. Pembesaran dari xilem ke floem dan

sebaliknya, maka didapati juga pengakutan zat makanan secara transversal yang berlangsung

melalui jari-jari empelur (Dwidjosoeputro, 1980).

Faktor-faktor yang mempengaruhi penyerapan unsur hara, antara lain; a) faktor air untuk

melarutkan unsur hara atau zat mineral sehingga mudah menyerap air, b) daya serap akar,

tekanan setiap tumbuhan berbeda-beda. Besarnya tekanan akar dipengaruhi oleh besar

kecilnya/tinggi rendahnya tumbuhan. Bukti adanya tekanan/daya dari serap yang terjadi pada

akar ini adalah pada batang yang dipotong maka air tampak tergenang dipermukaan tunggaknya,

c) daya isap daun disebabkan adanya penguapan (transpirasi) air dari daun yang besarnya

berbanding lurus dengan luas bidang penguapan (intensitas penguapan)(Lakitan, 1996).

Transpor aktif dapat terjadi secara langsung dan transpor aktif tidak langsung. Yang

termasuk transportasi aktif adalah pompa Vdan P. Pompa tipe P adalah pompa H+ ATP-ase.

Pompa Ca2+ ATP-ase melawan gradien konsentrasi keluar sel atau masuk vesikel sitoplasma.

Tipe pompa V strukturnya sama dengan FoF1-ATP-ase. Transfor aktif tak langsung meliputi

simprot dan antiport. Simport mengankut substansi dengan arah yang sama dengan ion pemandu,

antiport mengangkut substansi dengan arah yang berlawanan dengan ion pemandu (Sumadi dan

Aditya, 1989).

Tumbuhan menyerap air dan mineral melalui rambut akar yang ganda di dekat ujung

akar. Air dan mineral sebagai hara secara luas tersimpan dalam tanah dan biasanya dapat

dimanfaatkan dalam jumlah kecil. Air meresap sampai pada akar melalui osmosis. Air berdifusi

melalui ruang antar sel parenkim korteks yang disebut apoplas. Air juga berdifusi dari sel ke sel

melalui plasmodesmata dan cara ini disebut dengan simplas (Nugroho dan Issirep, 2002).

            Bergeraknya unsur hara menuju akar ada beberapa cara, yaitu:

1.      Difusi, artinya gerakan ini hanya terjadi dalam jangka yang sangat pendek selama

pertumbuhan tanaman.

2.      Aliran masa, artinya terjadi gerakan ion-ion. Aliran masa disebabkan adanya

transpirasi dan drainase.

3.      Intersepsi, akar tanaman menyebar di dalam tanah menempati ruang terbesar dari

jumlah seluruh ruang yang ditempati tanah.

4.       Transportasi aktif sistem, dengan cara menembus membran penghalang dengan

menggunakan energi ATP. Dari daerah berkonsentrasi tinggi ke daerah konsentrasi rendah

(Mukherji dan Ghosh, 2002).

Pada hakikatnya, terdapat dua cara pergerakan ion ke arah akar tanaman,

yaitu:

1.      Dengan aliran masa dalam air bergerak masuk menembus tanah menuju akar

gradien potensial yang disebabkan oleh transportasi.

2.      Dengan difusi gradien konsentrasi dihasilkan oleh pengkolin ion pada permukaan

akar.

Kecepatan perpindahan aliran masa jauh lebih cepat dibandingkan proses difusi tetapi

kenyataanya ini hanya untuk beberap ion (Pandey dan Sinha, 2002).

Molekul dan ion merupakan kesatuan dari gerakan yang tidak beraturan dalam tanah dan

dapat diserap sebagai hara-hara yang dibutuhkan tanaman. Gerakannya seperti Browman,

bergerak dengan adanya konsentrasi. Ion-ion masuk ke tanaman dengan gerakan dari konsentrasi

tinggi ke konsentrasi rendah disebut dengan difusi (Stein, dkk, 2000).

DAFTAR PUSTAKA

Donahue, R.L., R.W. Miller, J.C. Shickluna. 1977. An Introduction to Soils and Plant Growth,

4th ed. Prentice-Hall, Inc. New Jersey

Dwijoseoputro,  D.,  1980. Pengantar  Fisiologi  Tumbuhan. PT  Gramedia,  Jakarta.

James Joyce, Colin Baker, Helen Swain. 2008.Prinsip – Prinsip Sains Untuk Keperawatan.

Erlangga : Jakarta

Keenan, Donald, dan Jesse. 1991. Ilmu Kimia Untuk Universitas. Erlangga: Jakarta.

Lakitan, B., 1996. Dasar-Dasar Fisiologi Tumbuhan. CV Rajawali, Jakarta.

Loveless, A.R. 1991. Prinsip-Prinsip Biologi Tumbuhan Untuk Daerah Tropik I. Gramedia

Pustaka Utama: Jakarta.

Mawarni,   L.,   2010.   Absorbsi   dan   Transloasi    Unsur    Hara.   Kuliah   Fisiologi

Tumbuhan. Fakultas Pertanian USU, Medan.

Mukherji  dan  Ghosh.  2002.  Plant   Physiology. Tata  Me  Grow - Hill  Publishing  Company.

Limited, New Delhi.

Nugroho, L. H dan Issirep. 2002. Biologi Dasar. Penebar Swadaya, Jakarta.

Pandey, S dan B. Sinha. 2002. Plant Physiology.  Vikas  Publishing  House PVT LTD, New

York.

Pradhan, S., 2001. Plant Physiology. Hat Arond Publication PVT LTD, New York.

Purnomo, Sudjiono, T. Joko, dan S. Hadisusanto. 2009. Biologi Kelas XI untuk SMA dan

MA. Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta

Soemarwono, I., Indrawarr., G. E.  Guhardjar., A. Akim., S. Sabanni dan K. S. Lili. 1990.

Biologi Umum II. PT Gramedia, Jakarta.

Stein, K.R.,E.  B.  James  dan  H.  J.  Shelley.  2000.   Introductiory   Plant   Biology  Edition

Eleven. McGrow Hill Migher Education, New York.

Sumadi dan M. Aditya. 1989. Biologi Sel. Graha Ilmu, Jakarta.

Tjitrosomo, S. S., 1990. Botani Umum. Angkasa, Bandung.

Yatim, Wildan. 1990.Biologi Modern. Tarsito : Bandung