Fungsi Pembuluh Kayu Xilem dan Floem Translokasi Hara Padi

Pada tanaman padi sawah (Oryza sativa), air, hara, dan gula diangkut lewat berkas pengangkut (vascular bundles) yang terdiri atas pembuluh kayu (xilem) dan pembuluh tapis (floem). Bila kedua pembuluh ini lancar, pupuk yang ditabur di lumpur sawah sampai ke daun, dan gula hasil fotosintesis di daun bendera mengalir turun mengisi ratusan butir gabah di malai.

Bila pembuluh tersumbat bakteri hawar daun (Xanthomonas oryzae) atau rusak digerek ulat penggerek batang, pengangkutan terhenti: gabah hampa, daun mengering, dan tanaman rebah.

1. Xilem: Aliran Satu Arah dari Akar

Xilem adalah pipa kapiler dari sel mati yang dindingnya diperkuat cincin lignin:

1. Mengangkut air dan mineral: Xilem mengalirkan air dan hara mineral dari larutan tanah, seperti nitrat ($NO_3^-$), kalium ($K^+$), kalsium ($Ca^{2+}$), magnesium ($Mg^{2+}$), dan asam monosilikat ($H_4SiO_4$), dari akar naik ke batang, pelepah, dan daun.
2. Digerakkan tarikan transpirasi (transpiration pull): Aliran xilem hanya satu arah, dari bawah ke atas, dan tidak memakai pompa. Penguapan air dari stomata daun menciptakan tegangan negatif yang menarik kolom air ke atas, dibantu gaya kohesi antarmolekul air.
3. Tekanan akar di malam hari (gutasi): Pada malam hari stomata menutup dan kelembapan udara mencapai 100%, sehingga tarikan transpirasi berhenti. Akar tetap memompa ion mineral ke xilem dan menciptakan tekanan hidrostatik positif (tekanan akar). Tekanan ini mendorong tetesan air keluar lewat hidatoda di ujung daun padi pada dini hari. Petani sering mengira tetesan itu embun, padahal itu gutasi.

2. Floem: Mengangkut Gula ke Bagian yang Membutuhkan

Berbeda dengan xilem, floem tersusun dari sel hidup, yaitu sel tabung tapis (sieve tube elements) dan sel pengiring (companion cells):

• Translokasi hasil fotosintesis: Floem mengangkut senyawa organik terlarut, terutama gula sukrosa, asam amino bebas, dan hormon pertumbuhan, dari organ sumber (source) ke organ penyimpan (sink).
• Aliran tekanan (pressure-flow hypothesis):
  1. Di daun bendera (source), sukrosa dipompa aktif ke dalam tabung tapis floem dengan energi ATP.
  2. Gula menurunkan potensial air di floem, sehingga air dari xilem di dekatnya masuk secara osmosis dan menimbulkan tekanan turgor yang tinggi.
  3. Tekanan ini mendorong larutan gula mengalir ke butir gabah di malai (sink). Di sana sukrosa diubah enzim pati sintase menjadi amilosa dan amilopektin pengisi beras.
• Aliran floem dua arah: ke atas menuju malai yang sedang terisi, atau ke bawah menuju akar untuk pertumbuhan bulu akar baru.

3. Patogen Penyumbat Pembuluh dan Pencegahannya

• Bakteri hawar daun (Xanthomonas oryzae): Bakteri HDB masuk lewat hidatoda daun dan berkembang biak di pembuluh xilem. Lendir polisakarida yang dihasilkannya menyumbat aliran air, dan gejalanya berupa daun mengering kuning keabuan (kresek).
• Mencegah penyumbatan xilem: Hindari urea berlebihan karena dinding pembuluh xilem menjadi tipis dan lunak. Imbangi dengan pupuk silika cair ($SiO_2$) dan kalium sulfat yang menebalkan lignin pada dinding xilem dan floem, sehingga pembuluh lebih kokoh terhadap penetrasi bakteri.