Model matematika hidrodinamika pada bioreaktor tanaman yang dikembangkan bisa menunjukkan bahwa dengan rancangan bioreactor tanaman yang sangat alami dapat memaksimalkan masukan aliran fluida ke dalam tanaman yang akan meningkatkan produktivitas tanaman secara sangat signifikan. Penerapan riset transport phenomena pada sistem hayati tanaman ini akan membuka babak baru teknik pertanian berupa peningkatan produktivitas tanaman tanpa perluasan lahan, dan membuka peluang pengintegrasian secara utuh dari hulu sampai ke hilir industri agro dan kimia yang sangat sinergis pada suatu luasan lahan tertentu, yang pada akhirnya akan menjadi piliha terbaik untuk merealisasikan pemenuhan kebutuhan pangan dan energi umat manusia yang semakin meningkat.

Tanaman berinteraksi kuat dengan lingkungan hidup di sekitarnya terutama untuk mendapatkan pasokan makanannya. Bagian lingkungan yang berinteraksi kuat tersebut secara sistematik diakuisisi menjadi bagian dari dirinya yang akan disebut sebagai bioreactor tanaman, merupakan bagian dari tanaman yang menyiapkan pasokan nutrisi yang diperlukannya. Tanaman mengambil nutrisi yang diperlukan dari bioreaktornya sendiri yang dibangun secara sistematik, hayati dan mengendalikannya secara production on demand.

Keberadaan tanaman dengan bioreaktornya dapat ditunjukkan dengan pengamatan berikut. Pada hari ke-40 setelah tanam pot dengan isian kompos serta tanah pada komposisi yang sama dan ukuran yang sama, rumpun padi yang berasal dari tanam satu bibit beranak 43 dan yang ditanam tiga bibit berranak 45. Pada saat tersebut yang ditanam satu bibit daunnya masih berwarna hijau dan yang ditanam tiga bibit menguning yang berarti tanaman mengalami kekurangan nutrisi. Rumpun dari satu bibit hanya membuat satu bioreactor sehingga terbangun secara sempurna, sementara yang ditanam tiga bibit membuat tiga bioreactor yang kurang sempurna karena keterbatasan ruang, akhirnya berimplikasi pada kurangnya ketersediaan nutrisi bagi tanaman tersebut. Tanaman nempaknya mengambil nutrisi dari bioreaktornya.

Hidrodinamika Bioreaktor Tanaman

Bahan utama pembentuk ruang bioreaktor tanaman adalah biomassa bekas tanaman yang didalamnya mengandung banyak pembuluh mikro dengan struktur yang relatif stabil. Ujung potongan pembuluh mikro ini dapat saling bertemu dengan ujung pembuluh mikro lainnya, yang pada akhirnya cenderung menyentuh permukaan akar tanaman atau ujung akar bulu tanaman, Saluran yang terbangun dari banyak pembuluh mikro ini menyerap air dan udara yang berada dalam ruang antara butiran-butiran tanah dan ,mengalirkannya kearah permukaan akar tanaman melalui mekanisme gaya tegangan permukaan air dan daya isap tanaman karena evapotranspirasi tanaman, sehingga mampu menjaga permukaan akar senantiasa terbasahi lapisan (film) cairan. Ruang antar butiran tanah harus cukup besar dan leluasa untuk diisi udara. Adanya fasa udara dalam ruang antar butiran tanah ini berfungsi untuk menjamin berlangsungnya mekanisme kenaikan air pada kapiler karena efek tegangan permukaan. Kearifan lokal mengidentifikasi hal ini dengan menyebutkan tanah subur adalah tanah yang gembur.

SUmber foto : Dokumentasi pribadi.