LAPORAN PRAKTIKUM FISIOLOGI TANAMAN DORMANSI DAN PERKECAMBAHAN BENIH

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1  Latar Belakang

Pada tumbuhan, pertumbuhan dan perkembangan diawali dengan perkecambahan biji. Perkecambahan dapat terjadi apabila kandungan air dalam biji semakin tinggi. Masuknya air ke dalam biji melalui proses yang dinamakan imbibisi. Air yang masuk akan memacu embrio dalam biji untuk melepaskan hormone giberelin. Giberelin bekerja secara sinergis dengan auksin saat terjadi perkecambahan. Giberelin diproduksi di semua bagian tumbuhan. Giberelin ini mendorong pelepasan enzim yang berfungsi menghidrolisis makanan cadangan sehingga terbentuklah energi. Energi ini digunakan untuk proses awal pertumbuhan dan perkembangan embrio dalam biji.

Dormansi benih berhubungan dengan usaha benih untuk menunda perkecambahannya, hingga waktu dan kondisi lingkungan memungkinkan untuk melangsungkan proses tersebut. Dormansi dapat terjadi pada kulit biji maupun pada embrio. Biji yang telah masak dan siap untuk berkecambah membutuhkan kondisi klimatik dan tempat tumbuh yang sesuai untuk dapat mematahkan dormansi dan memulai proses perkecambahannya. Pretreatment skarifikasi digunakan untuk mematahkan dormansi kulit biji, sedangkan stratifikasi digunakan untuk mengatasi dormansi embrio. Dormansi diklasifikasikan menjadi bermacam-macam kategori berdasarkan faktor penyebab, mekanisme dan bentuknya.

1.2  Tujuan

Adapun tujuan dari praktikum ini yaitu :

      1.     Untuk mengetahui respons perkecambahan beberapa jenis biji terhadap faktor lingkungan  (air,           suhu, cahaya, za kimia, dst)

      2.      Untuk mengetahui laju perkecambahan menurut ketebalan kulit biji

      3.      Untuk mengetahui batas batas kebutuhan air dalam perkecambahan suatu biji.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

1.1    Dormansi

Dormansi dapat di jumpai pada berbagai organ lain misalnya rhizome, umbi, umbi lapis, dan biji. Penyebab terjadinya dormasi bermacam-macam, ada yang spontan, ada yang karena keadaan lingkungan, misalnya kekurangan air, temperatur rendah, hari pendek. Jika dianalisis, ternyata ada beberapa hormon yang ikut mempengaruhinya. Pada organ dorman, selain kadar kenaikan absisin juga terjadiperubahan lain, yaitu turunnya kadar air, transpor antar sel terhambat, organel tertentu mereduksi dan metabolisme lambat (Goldsworthy, 1992).

Dormansi dapat terjadi pada kulit biji maupun pada embrio. Biji yang telah masak dan siap untuk berkecambah membutuhkan kondisi klimatik dan tempat tumbuh yang sesuai untuk dapat mematahkan dormansi dan memulai proses perkecambahannya. Skarifikasi merupakan salah satu upaya pretreatment atau perawatan awal pada benih, yang ditujukan untuk mematahkan dormansi, serta mempercepat terjadinya perkecambahan biji yang seragam. Upaya ini dapat berupa skarifikasi digunakan untuk mematahkan dormansi kulit biji, sedangkan stratifikasi digunakan untuk mengatasi dormansi embrio (Zuliasdin, 2011).

Dormansi diklasifikasikan menjadi bermacam-macam kategori berdasarkan beberapa faktor, yaitu (Salisbury dan Ross, 1995):

a. Berdasarkan faktor penyebab dormansi

1.    Imposed dormancy (quiscence): terhalangnya pertumbuhan aktif karena keadaan lingkungan yang tidak menguntungkan

2.  Imnate dormancy (rest): dormansi yang disebabkan oleh keadaan atau kondisi di dalam organ organ biji itu sendiri

b.    Berdasarkan mekanisme dormansi di dalam biji

Mekanisme fisik, merupakan dormansi yang mekanisme penghambatannya disebabkan oleh organ biji itu sendiri terbagi menjadi (Goldsworthy, 1992):

1.         Mekanis   : Embrio tidak berkembang karena dibatasi secara fisik

2.         Fisik         : Penyerapan air terganggu karena kulit biji yang impermeable

3.         Kimia       : Bagian biji/buah mengandung zat kimia penghambat

Mekanisme fisiologis, merupakan dormansi yang disebabkan oleh terjadinya hambatan dalam proses fidiologis pada biji yang biasanya berasala dari dalam biji itu sendiri. Tipe ini terbagi menjadi (Salisbury dan Ross, 1995):

1.         Photodormancy: proses fisiologis dalam biji terhambat oleh keberadaan cahaya

2.         Immature embryo: disebabkan kondisi embrio yang tidak/belum matang

3.         Thermodormancy: proses fisiologis dalam biji terhambat oleh suhu di lingkungan

c.    Berdasarkan bentuk dormansi

·       Kulit biji impermeabel terhadap air/O2

          1.      Bagian biji yang impermeabel: membran biji, kulit biji, nucellus, pericarp, endocarp

          2.     Impermeabilitas dapat disebabkan oleh deposisi bermacam-macam substansi (misalnya cutin,
                suberin, lignin) pada membran.

          3.      Kulit biji yang keras dapat disebabkan oleh pengaruh genetik maupun lingkungan. Pematahan
                dormansi kulit biji ini dapat dilakukan dengan skarifikasi mekanik.

           4.  Bagian biji yang mengatur masuknya air ke dalam biji: mikrofil, kulit biji, raphe/hilum,                       strophiole, adapun mekanisme higroskopiknya diatur oleh hilum.

         5.  Keluar masuknya O2 pada biji disebabkan oleh mekanisme dalam kulit biji. Dormansi karena hambatan keluar masuknya O2 melalui kulit biji ini dapat dipatahkan dengan perlakuan temperatur tinggi dan pemberian larutan kuat.

·       Embrio belum masak (immature embryo)

        1.    Embrio secara morfologis sudah berkembang, namun masih butuh waktu untuk mencapai bentuk
             dan ukuran yang sempurna.

        2.   Ketika terjadi abscission (gugurnya buah dari tangkainya), embrio masih belum menyelesaikan           tahap perkembangannya. Misal: Gnetum gnemon (melinjo)

Dormansi karena immature embryo ini dapat dipatahkan dengan perlakuantemperatur rendah dan zat kimia. Biji membutuhkan pemasakan pascapanen (afterripening) dalam penyimpanan kering Dormansi karena kebutuhan akan afterripening ini dapat dipatahkan dengan perlakuan temperatur tinggi dan pengupasan kulit (Salisbury dan Ross, 1995).

Ø  Biji membutuhkan suhu rendah

Biasa terjadi pada spesies daerah temperate, seperti apel dan Familia Rosaceae. Dormansi ini secara alami terjadi dengan cara: biji dorman selama musim gugur, melampaui satu musim dingin, dan baru berkecambah pada musim semi berikutnya. Biji yang telah masak dan siap untuk berkecambah membutuhkan kondisi klimatik dan tempat tumbuh yang sesuai untuk dapat mematahkan dormansi dan memulai proses perkecambahannya. Dormansi karena kebutuhan biji akan suhu rendah ini dapat dipatahkan dengan perlakuan pemberian suhu rendah, dengan pemberian aerasi dan imbibisi (Salisbury dan Ross, 1995).

Ciri-ciri biji yang mempunyai dormansi ini  (Safitri, 2010):

a.        Jika kulit dikupas, embrio tumbuh

b.        Embrio mengalami dormansi yang hanya dapat dipatahkan dengan suhu rendah

c.     Embrio tidak dorman pada suhu rendah, namun proses perkecambahan biji masih membutuhkan suhu yang lebih rendah lagi

d.        Perkecambahan terjadi tanpa pemberian suhu rendah, namun semai tumbuh kerdil

e.         Akar keluar pada musim semi, epicotyl keluar di musim semi berikutnya

Ø  Dormansi karena zat penghambat

Perkecambahan biji adalah kulminasi dari serangakaian kompleks proses-proses metabolik, yang masing-masing harus berlangsung tanpa gangguan. Tiap substansi yang menghambat salah satu proses akan berakibat pada terhambatnya seluruh rangakaian proses perkecambahan. Beberapa zat penghambat dalam biji yang telah berhasil diisolir adalah soumarin dan lacton tidak jenuh, namun lokasi penghambatnya sukar ditentukan karena daerah kerjanya berbeda dengan tempat dimana zat tersebut diisolir. Zat penghambat dapat berada dalam embrio, endosperm, kulit biji maupun daging buah (Lakitan, 2007).

Ø  Teknik Pematahan Dormansi Biji

Biji yang telah masak dan siap untuk berkecambah membutuhkan kondisi klimatik dan tempat tumbuh yang sesuai untuk dapat mematahkan dormansi dan memulai proses perkecambahannya. Pretreatment skarifikasi digunakan untuk mematahkan dormansi kulit biji, sedangkan stratifikasi digunakan untuk mengatasi dormansi embryo (Lakitan, 2007).

Skarifikasi merupakan salah satu upaya pretreatment atau perawatan awal pada benih, yang ditujukan untuk mematahkan dormansi, serta mempercepat terjadinya perkecambahan biji yang seragam. Beberapa jenis biji tanaman memerlukan masa istirahat sesudah panen. After ripening period ini menunjukkan adanya perubahan biokimia dan fisiologis dalam biji yang lambat sebelum tumbuh menjadi tanaman. Upaya ini dapat berupa pemberian perlakuan secara fisis, dan mekanis, maupun kimia Hartmann (1997) mengklasifikasikan dormansi atas dasar penyebab dan metode yang dibutuhkan untuk mematahkannya (Lakitan, 2007).

Teknik skarifikasi pada berbagai jenis benih harus disesuaikan dengan tingkat dormansi fisik. Berbagai teknik untuk mematahkan dormansi fisik antara lain seperti (Safitri, 2010):

A.  Perlakuan mekanis (skarifikasi)

Perlakuan mekanis (skarifikasi) pada kulit biji, dilakukan dengan cara penusukan, pengoresan, pemecahan, pengikiran atau pembakaran, dengan bantuan pisau, jarum, kikir, kertas gosok, atau lainnya adalah cara yang paling efektif untuk mengatasi dormansi fisik (Safitri, 2010).

Setiap benih ditangani secara manual, maka dapat diberikan perlakuan individu sesuai dengan ketebalan biji. Pada hakekatnya semua benih dibuat permeabel dengan resiko kerusakan yang kecil, asal daerah radikel tidak rusak (Schmidt, 2002).

Seluruh permukaan kulit biji dapat dijadikan titik penyerapan air. Pada benih legum, lapisan sel palisade dari kulit biji menyerap air dan proses pelunakan menyebar dari titik ini keseluruh permukan kulit biji dalam beberapa jam. Pada saat yang sama embrio menyerap air. Skarifikasi manual efektif pada seluruh permukaan kulit biji, tetapi daerah microphylar dimana terdapat radicle, harus dihindari. Kerusakan pada daerah ini dapat merusak benih, sedangkan kerusakan pada kotiledon tidak akan mempengaruhi perkecambahan (Schmidt, 2002).

B.  Air Panas

Air panas mematahkan dormansi fisik pada leguminosae melalui tegangan yang menyebabkan pecahnya lapisan macrosclereids. Metode ini paling efektif bila benih direndam dengan air panas. Pencelupan sesaat juga lebih baik untuk mencegah kerusakan pada embrio karena bila perendaman paling lama, panas yang diteruskan kedalam embrio sehingga dapat menyebabkan kerusakan. Suhu tinggi dapat merusak benih dengan kulit tipis, jadi kepekaan terhadap suhu berfariasi tiap jenis tergantung pada jenis biji itu sendiri. Umumnya benih kering yang masak atau kulit bijinya relatif tebal toleran terhadap perendaman sesaat dalam air mendidih (Esmaeili, 2009).

C.  Perlakuan kimia

Perlakuan kimia dengan bahan-bahan kimia sering dilakukan untuk memecahkan dormansi pada benih. Tujuan utamanya adalah menjadikan agar kulit biji lebih mudah dimasuki oleh air pada waktu proses imbibisi. Larutan asam kuat seperti asam sulfat dengan konsentrasi pekat membuat kulit biji menjadi lunak sehingga dapat dilalui air dengan mudah (Esmaeili, 2009).

Larutan asam untuk perlakuan ini adalah asam sulfat pekat (H₂SO₄) asam ini menyebabkan kerusakan pada kulit biji dan dapat diterapkan pada legum maupun non legume. Tetapi metode ini tidak sesuai untuk benih yang mudah sekali menjadi permeable, karena asam akan merusak embrio. Lamanya perlakuan larutan asam harus memperhatikan 2 hal, yaitu (Lakitan, 2007):

1.    Kulit biji atau pericarp yang dapat diretakkan untuk memungkinkan imbibisi

2.    Larutan asam tidak mengenai embrio.

Mekanisme utama yang dapat menyebabkan suatu biji dormansi atau terjadinya dormansi yang berkepanjangan dan penyebab terhambatnya perkecambahan adalah (Esmaeili, 2009) :

ü  Faktor lingkungan

1.   Kebutuhan akan cahaya untuk perkecambahan.

2.   Suhu.

3.   Kurangnya air.

ü  Faktor internal

1.   Kulit biji – mencegah masuknya gas.

2.   Kulit biji – efek mekanik.

3.   Embrio yang masih muda ( immature).

4.   Rendahnya kadar etilen.

5.   Adanya zat penghambat (inhibitor).

6.   Tidak adanya zat perangsang tumbuh.

ü  Faktor waktu

1.   Setelah pematangan – waktu yang dibutuhkan untuk berkecambah

2.   Hilangnya inhibitor – waktu yang diperlukan sampai inhibitor hilang.

3.   Sintesis zat perangsang.

Selain beberapa faktor yang telah disebutkan banyak biji yang memerlukan pendinginan agar lepas dari dormansi yang diatur segera setelah masak. Banyak pohon  memerlukan antara 250-1000 jam pendinginan sebelum dormansi dapat dihilangkan. Perlakuan pendinginan juga bukan merupakan satu-satunya yang dapat menghilangkan dormansi.Banyak spesies “hari panjang” memerluakan suhu hangat untuk mengembalikan pertumbuhannya. Kejutan dengan suhu tinggi, dapat pula menghilangkan dormansi secara lebih dini (Safitri, 2010).

Proses dormansi dapat dipatahkan dengan beberapa proses diantaranya proses pendinginan, pemanasan, kejutan atau goresan pada biji (proses fisika), zat pengatur tumbuh, asam dan basa (secara kimiawi) ataupun dengan cara biologi dengan menggunakan bantuan mikroba (Safitri, 2010).

1.2    Tipe Perkecambahan

Awal perkecambahan dimulai dengan berakhirnya masa dormansi. Masa dormansi adalah berhentinya pertumbuhan pada tumbuhan dikarenakan kondisi lingkungan yang tidak sesuai. Perkecambahan sering dianggap sebagai permulaan kehidupan tumbuhan. Perkecambahan terjadi karena pertumbuhan radikula (calon batang). Radikula tumbuh ke bawah menjadi akar sedangkan plumula tumbuh ke atas menjadi batang.

Perkecambahan ditandai dengan munculnya kecambah, yaitu tumbuhan kecil dan masih hidup dari persediaan makanan yang berada dalam biji. Ada empat bagian penting pada biji yang berkecambah, yaitu batang lembaga (kaulikulus), akar embrionik (akar lembaga), kotiledon (daun lembaga), dan pucuk lembaga (plumula). Kotiledon merupakan cadangan makanan pada kecambah karena pada saat perkecambahan, tumbuhan belum bisa melakukan fotosintesis. Air merupakan kebutuhan mutlak bagi perkecambahan. Tahap pertama perkecambahan adalah penyerapan air dengan cepat secara imbibisi. Air yang berimbibisi menyebabkan biji mengembang dan memecahkan kulit pembungkusnya dan juga memicu perubahan metabolik pada embrio sehingga biji melanjutkan pertumbuhan. Enzim-enzim akan mulai mencerna bahan-bahan yang disimpan disimpan pada kotiledon, dan nutrient-nutriennya dipindahkan kebagian embrio yang sedang tumbuh. Enzim yang berperan dalam pencernaan cadangan makanan adalah enzim amylase, beta-amilase dan protease. Hormon giberelin berperan penting untuk aktivasi dan mensintesis enzim-enzim tersebut.

Perkecambahan biji ada dua macam yaitu epigeal dan hypogeal.

a. Tipe perkecambahan di atas tanah (Epigeal)

Perkecambahan epigeal adalah perkecambahan yang mengakibatkan kotiledon terangkat ke atas tanah. Hal ini disebabkan oleh hipokotil yang tumbuh memanjang. Akibatnya, plumula dan kotiledon terdorong ke permukaan tanah, misalnya pada perkecambahan kacang hijau (Phaseolus radiatus) dan kacang tanah (Arachis hypogaea). Contoh: perkecambahan kacang hijau (Vigna radiata).

Gambar 1. Perkecambahan Epigeal

b. Tipe perkecambahan di bawah tanah (Hipogeal)

Perkecambahan hipogeal adalah perkecambahan yang mengakibatkan kotiledon tetap tertanam di dalam tanah. Hal ini disebabkan oleh pertumbuhan memanjang dari epikotil yang menyebabkan plumula keluar menembus kulit biji dan muncul di atas tanah, sedangkan kotiledon tetap di dalam tanah, Contoh: perkecambahan jagung (Zea mays).

 

Gambar 2. Perkecambahan Hipogeal

Makanan untuk pertumbuhan embrio diperoleh daricadangan makanan karena belum terbentuknya klorofil yang diperlukan dalam fotosintesis. Pada tumbuhan dikotil makana diperoleh dari kotiledon, sedangkan pada tumbuhan monokotil diperoleh dari endosperm.

1.3    Faktor-faktor yang Mempengaruhi Perkecambahan

       Perkecambahan benih dapat dipengaruhi oleh faktor dalam (internal) yang meliputi: tingkat kemasakan benih, ukuran benih, dormansi, dan penghambat perkecambahan, serta faktor luar (eksternal) yang meliputi: air, suhu, oksigen, cahaya, dan medium.

              ·      Faktor Dalam (Internal)

Faktor dalam yang mempengaruhi perkecambahan benih antara lain :

1.    Tingkat kemasakan benih

Benih yang dipanen sebelum mencapai tingkat kemasakan fisiologisnya tidak mempunyai viabilitas yang tinggi karena belum memiliki cadangan makanan yang cukup serta pembentukan embrio belum sempurna. Pada tingkat kemasakan yang bagaimanakah sebaiknya panen dilakukan agar diperoleh benih yang memiliki viabilitas maksimum, daya kecambah maksimum serta menghasilkan tanaman dewasa yang sehat, kuat, dan berproduksi tinggi ?

  Pada umumnya sewaktu kadar air menurun dengan cepat sekitar 20%, maka benih tersebut juga telah mencapai masak fisiologis atau masak fungsional dan pada saat itu benih mencapai berat kering maksimum, daya tumbuh maksimum (vigor) dan daya kecambah maksimum (viabilitas) atau dengan kata lain benih mempunyai mutu tertinggi (kamil, 1979)

2.    Ukuran benih

Karbohidrat, protein, lemak, dan  mineral ada dalam jaringan penyimpanan benih. Bahan-bahan tersebut diperlukan sebagai bahan baku dan energi bagi embrio saat perkecambahan.   Berdasarkan hasil penelitian, ukuran benih mempunyai korelasi yang positip terhadap kandungan protein pada benih sorgum.  Makin besar/berat ukuran benih maka kandungan protein juga makin meningkat.  Dinyatakan juga bahwa berat benih berpengaruh terhadap kecepatan pertumbuhan dan produksi, karena berat benih menentukan besarnya kecambah pada pada saat permulaan dan berat tanaman pada saat dipanen.

3.    Dormansi

Benih dorman adalah benih yang sebenarnya hidup tetapi tidak mau berkecambah meskipun diletakkan pada lingkungan yang memenuhi syarat untuk berkecambah.  Penyebab dormansi antara lain adalah: impermeabilitas kulit biji terhadap air atau gas-gas (sangat umum pada famili leguminosae), embrio rudimenter, halangan perkembangan embrio oleh sebab-sebab mekanis, dan adanya bahan-bahan penghambat perkecambahan.  Benih dorman dapat dirangsang untuk berkecambah dengan perlakuan seperti : pemberian suhu rendah pada keadaan lembab (stratifikasi), goncangan (impaction), atau direndam dalam larutan asam sulfat.

4.    Penghambat perkecambahan

Banyak zat-zat yang diketahui dapat menghambat perkecambahan benih.  Contoh zat-zat tersebut adalah: herbisida, auksin, bahan-bahan yang terkandung dalam buah, larutan mannitol dan NaCl yang mempunyai tingkat osmotik tinggi, serta bahan yang menghambat respirasi (sianida dan fluorida).  Semua persenyawaan tersebut menghambat perkecambahan tetapi tak dapat dipandang sebagai penyebab dormansi.  Istilah induksi dormansi digunakan bila benih dapat dibuat berkecambah lagi oleh beberapa cara yang telah disebutkan.

·      Faktor Luar

Faktor luar yang mempengaruhi perkecambahan benih antara lain :

1.    Air

Penyerapan air oleh benih dipengaruhi oleh sifat benih itu sendiri terutama kulit pelindungnya dan jumlah air yang tersedia pada media disekitarnya, sedangkan jumlah air yang diperlukan bervariasi tergantung kepada jenis benihnya dan tingkat pengambilan air turut dipengaruhi oleh suhu (Sutopo, 2002). Perkecambahan benih tidak akan dimulai bila air belum terserap masuk ke dalam benih hingga 80 sampai 90 persen (Darjadi, 1972). Dan umumnya dibutuhkan kadar air benih sekitar 30 sampai 55 persen (Kamil, 1979). Benih mempunyai kemampuan kecambah pada kisaran air tersedia. Pada kondisi media yang terlalu basah akan dapat menghambat aerasi dan merangsang timbulnya penyakit serta busuknya benih karena cendawan atau bakteri (Sutopo, 2002).

 Menurut Kamil (1979), kira-kira 70% berat protoplasma sel hidup terdiri dari air dan fungsi air antara lain :

1.      Untuk melembabkan kulit biji sehingga menjadi pecah atau robek agar terjadi pengembangan embrio dan endosperm.

2.      Untuk memberikan fasilitas masuknya oksigen kedalam biji.

3.      Untuk mengencerkan protoplasma sehingga dapat mengaktifkan berbagai fungsinya.

4.     Sebagai alat transport larutan makanan dari endosperm atau kotiledon ke titik tumbuh, dimana akan terbentuk protoplasma baru.

2.    Suhu

Suhu optimal adalah yang paling menguntungkan bagi berlangsungnya perkecambahan benih dimana presentase perkembangan tertinggi dapat dicapai yaitu pada kisaran suhu antara 26,5 sd 35⁰C (Sutopo, 20002). Suhu minimum/maksimum adalah suhu terendah/tertinggi saat perkecambahan akan terjadi. Di bawah suhu minimum atau di atas suhu maksimum akan terjadi kerusakan benih dan terbentuknya kecambah abnormal. Suhu juga mempengaruhi kecepatan proses permulaan perkecambahan ddan ditentukan olehh berbagai sifat lain yaitu sifat dormansi benih, cahaya dan zat tumbuh gibberellin.

3.    Oksigen

Proses respirasi akan berlangsung selama benih masih hidup.  Pada saat perkecambahan berlangsung, proses respirasi akan meningkat disertai dengan meningkatnya pengambilan oksigen dan pelepasan karbon dioksida, air dan energy panas. Proses perkecambahan dapat terhambat bila penggunaan oksigen terbatas.  Kebutuhan oksigen sebanding dengan laju respirasi dan dipengaruhi oleh suhu, mikroorganisme yang terdapat dalam benih (Kuswanto. 1996). Menurut Kamil (1979) umumnya benih akan berkecambah dalam udara yang mengandung 29 persen oksigen dan 0,03 persen CO₂. Namun unuk benih yang dorman, perkecambahannya akan terjadi jika oksigen yang masuk kedalam benih ditingkatkkan sampai 80 persen, karena biasanya oksigen yang masuk ke embrio kurang dari 3 persen.

4.    Cahaya

Kebutuhan benih terhadap cahaya untuk berkecambah berbeda-beda tergantung pada jenis tanaman.  Adapun besar pengaruh cahaya terhadap perkecambahan tergantung pada intensitas cahaya, kualitas cahaya, lamanya penyinaran (Kamil, 1979). Benih yang dikecambahkan pada keadaan kurang cahaya atau gelap dapat menghasilkan kecambah yang mengalami etiolasi, yaitu terjadinya pemanjangan yang tidak normal pada hipokotil atau epikotil, kecambah pucat dan lemah.

Menurut Adriance and Brison dalam Sutopo (2002) pengaruh cahaya terhadap perkecambahan benih dapat dibagi atas 4 golongan yaitu golongan yang memerlukan cahaya mutlak, golongan yang memerlukan cahaya untuk mempercepat perkecambahan, golongan dimana cahaya dapat menghambat perkecambahan, serta golongan dimana benih dapat berkecambah baik pada tempat gelap maupun ada cahaya.

Apabila ditanam di tempat gelap, maka tanaman kecambah akan tumbuh lebih panjang daripada normalnya. Peristiwa itu terjadi karena pengaruh fitohormon, terutama hormon auksin. Fungsi utama hormon auksin adalah sebagai pengatur pembesaran sel dan memacu pemanjangan sel di daerah belakang meristem ujung. Hormon auksin ini sangat peka terhadap cahaya matahari. Bila terkena cahaya matahari, hormon ini akan terurai dan rusak. Pada keadaan yang gelap, hormon auksin ini tidak terurai sehingga akan terus memacu pemanjangan batang. Akibatnya, batang tanaman akan lebih panjang jika ditanam di tempat yang gelap, tetapi dengan kondisi fisik tanaman yang kurang sehat, akar yang banyak dan lebat, batang terlihat kurus tidak sehat, warna batang dan daun pucat serta kekurangan klorofil sehingga daun berwarna kuning. Peristiwa ini disebut etiolasi.

Jika ditanam di tempat terang, maka kecambah akan tumbuh lebih pendek daripada yang ditanam di tempat gelap. Peristiwa itu juga terjadi karena pengaruh fitohormon, terutama hormon auksin. Seperti yang telah dijelaskan di atas, hormon auksin ini akan terurai dan rusak sehingga laju pertambahan tinggi tanaman tidak terlalu cepat. Akibatnya, batang tanaman akan lebih pendek, tetapi dengan kondisi fisik tanaman yang sehat, subur, batang terlihat gemuk, daun terlihat segar dan berwarna hijau serta memiliki cukup klorofil.

Berikut adalah beberapa fungsi dari cahaya terhadap tumbuhan :

·          Cahaya mutlak diperlukan dalam proses fotosintesis.

·     Cahaya secara langsung berpengaruh terhadap pertumbuhan setiap tanaman. Pengaruh cahaya secara langsung dapat diamati dengan membandingkan tanaman yang tumbuh dalam keadaan gelap dan terang.

·      Pada keadaan gelap, pertumbuhan tanaman mengalami etiolasiyang ditandai dengan pertumbuhan yang abnormal (lebih panjang), pucat, daun tidak berkembang, dan batang tidak kukuh.

·     Sebaliknya, dalam keadaan terang tumbuhan lebih pendek, batang kukuh, daun berkembang sempurna dan berwarna hijau.

·           Dalam fotosintesis, cahaya berpengaruh langsung terhadap ketersediaan makanan.

·      Tumbuhan yang tidak terkena cahaya tidak dapat membentuk klorofil, sehingga daun menjadi pucat.

·      Panjang penyinaran mempunyai pengaruh yang spesifik terhadap pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan.

·     Panjang periode cahaya harian disebut fotoperiode, sedangkan reaksi tumbuhan terhadap foto periode yang berbeda panjangnya disebut fotoperiodisme.

Selain itu, ketersediaan cahaya bagi pertumbuhan tanaman sangat bermanfaat dalam proses :

·           Perkecambahan

·           Perpanjangan batang

·           Membukanya hipokotil

·           Perluasan daun

·           Dormansi tunas

·           Sistesis klorofil

·           Gerakan batang

·           Gerakan Daun

5.    Medium

Medium yang baik untuk perkecambahan haruslah memiliki sifat fisik yang baik, gembur,  mempunyai kemampuan menyerap air dan bebas dari organisme penyebab penyakit terutama cendawan (Sutopo, 2002). Pengujian viabilitas benih dapat digunakan media antara lain substrat kertas, pasir dan tanah.

Buah atau biji yang terbentuk biasanya mengalami periode dorman sebelum berkecambah untuk menyelesaikan hidupnya. Pada tumbuhan umur pendek, setelah terbentuk buah atau biji, bagian vegetatif akan mati. Pada tumbuhan tahunan, tidak mati tetapi untuk periode tertentu dapat lama atau sebentar akan mengalami periode dorman, sebelum melanjutkan pertumbuhan vegetatif lagi. Perkecualian sudah tentuada, misalnya tumbuhan bakau bijinya berkecambah sewaktu masih berada di dalam buah yang melekat pada induknya (Soerodikoesomo, 1994).

BAB III

METODOLOGI PRAKTIKUM

3.1 Waktu dan Tempat

Praktikum ini dilaksanakan pada hari Senin, 20 Oktober 2014 pukul 16.30-18.10 di Laboratorium Bioteknologi Fakultas Pertanian Universitas Sultan Ageng Tirtayasa.

3.2  Alat dan Bahan

Alat dan bahan yang digunakan adalah :

            1.      Kacang Tanah

            2.      Kacang Hijau

            3.      Biji Sirsak

            4.      Asam Jawa

5.      Biji Srikaya

6.      Kapas

7.      Wadah Gelas Plastik

8.      Ampelas

9.      Larutan NaCl

3.3  Cara Kerja

           1.     Siapkan alat dan bahan yang akan digunakan.

           2.     Pisahkan 2 macam jenis biji berkulit tipis (Kacang Tanah dan Kacang Hijau) dan berkulit tebal
                (Biji Sirsak, Biji Asam Jawa dan Biji Srikaya).

           3.     Masukkan kapas kedalam wadah.

           4.     Berikan 2 perlakuan untuk kedua jenis biji tersebut :

           Perlakuan 1 : Media tanpa air (kapas kering)

           Perlakuan 2 : Media diberi sedikit air (kapas sekedar basah saja)

           Perlakuan 3 : Media diberi air hingga biji tergenang air.

          5.      Siapkan masing-masing 10 biji untuk 2 ulangan.

          6.      Tempatkan semua wadah ditempat yang sama.

          7.      Amati dan catat gejala yang ditunjukkan untuk tiap kelompok biji.

          8.      Jaga dan kontrollah kondisi untuk tiap perlakuan agar tetap stabil.

3.4 Parameter Pengukuran

1.    Perkecamahan jenis biji berkulit tipis dan tebal terhadap faktor lingkungan (air, suhu, cahaya, zat kimia, dll)

2.      Daya kecambah biji dengan beberapa perlakuan pada media tanam.

3.      Laju perkecambahan biji menurut ketebalan biji.

4.      Kebutuhan air dalam proses perkecambahan.

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1  Hasil

Tabel 1. Pengamatan Terhadap Jumlah Biji Berkulit Tipis Yang Tumbuh

Hari/ Tanggal	Ulangan	Parameter Pengamatan
		Kacang Tanah			Kacang Hijau
		Kering	Basah	Terendam	Kering	Basah	Terendam
22-10-14	I	-	5	-	-	-	3
	II	-	4	-	-	-	1
24-10-14	I	-	5	1	-	1	3
	II	-	4	1	-	3	1
26-10-14	I	-	5	1	-	1	3
	II	-	4	1	-	3	1

Tabel 2. Pengamatan Terhadap Jumlah Biji Berkulit Tebal Yang Tumbuh

Hari/ Tanggal	Ulangan	Asam jawa			Sirsak			Srikaya
		A	S	NaCl	A	S	NaCl	A	S	NaCl
22-10-14	I		-	-	-	-	-	-	-	-
	II		-	-	-	-	-	-	-	-
24-10-14	I		-	-	-	-	-	-	-	-
	II		-	-	-	-	-	-	-	-
26-10-14	I		-	-	-	-	-	-	-	-
	II		-	-	-	-	-	-	-	-

Keterangan

A        = Biji dengan perlakuan di ampelas

S        = Biji dengan perlakuan suhu 100⁰C

NaCl   = Biji dengan perlakuan direndam NaCl

4.2  Pembahasan

Percobaan yang dilakukan dalam praktikum ini yaitu penanaman biji kacang tanah, kacang hijau, biji sirsak, biji asam jawa, dan biji srikaya sebagai objek pengamatan dengan adanya perlakuan khusus terhadap biji. Sebelumnya, biji digolongkan menjadi 2, yaitu biji berkulit tebal dan biji berkulit tipis. Biji yang tergolong berkulit tebal yaitu biji sirsak, biji asam jawa dan biji srikaya, sedangkan biji berkulit tipis yaitu kacang tanah dan kacang hijau. Adapun perlakuan khusus yang dimaksud pada biji berkulit tebal yaitu biji diampelas, direndam laruran NaCl, dan direndam pada suhu 100⁰C. Sedangkan perlakuan pada biji berkulit tipis yaitu pada media kapasnya ada yang kering, basah dan terendam air. Masing-masing perlakuan terdiri dari 2x ulangan dengan masing-masing wadah diisi dengan 5 biji. Jadi masing-masing jenis biji sama-sama menanam 30 buah biji. Praktikum ini bertujuan untuk mengetahui respon perkecambahan beberapaa jenis biji terhadap faktor lingkungan (air, suhu, cahaya, zat kimia, dll). Selain itu mahasiswa pula di harapkan dapat mengidentifikasi faktor-faktor yang menyebabkan tumbuh/tidaknya benih tersebut. Media yang digunakan pada penanaman benih adalah kapas yang disimpan didalam wadah gelas plastik.     

Berdasarkan pengamatan yang dilakukan pada 2, 4 dan 6 hari setelah tanam, didapat hasil bahwa perkecambahan pada hanya benih kacang tanah dan kacang hijau saja yang tumbuh. Sedangkan biji sirsak, asam jawa dan srikaya tidak tumbuh. Kacang tanah dengan perlakuan kering tidak tumbuh, sedangkan dengan perlakuan basah tumbuh pada hari ke 2 dengan jumlah 5 benih pada ulangan 1 dan tumbuh 4 benih pada ulangan 2. Sedangkan pada perlakuan terendam, biji tidak tumbuh dihari pertama, melainkan tumbuh dihari ke 2 dengan jumlah 1 biji masing-masing di ulangan 1 maupun 2. Total biji kacang tanah yang tumbuh adalah 11 biji.

Perhitungan presentase =  x 100% =  x 100% = 36,7%

Pada biji kacang hijau, perlakuan kering juga tidak mengalami perkecambahan. Biji tumbuh pada perlakuan basah dan terendam. Biji pada perlakuan basah tumbuh dihari ke 2 dengan jumlah 1 biji pada ulangan 1 dan 3 biji yang tumbuh pada ulangan 2. Sedangkan pada perlakuan terendam, 3 biji kacang hijau tumbuh di hari pertama pada ulangan 1 dan 1 biji yang tumbuh pada ulangan 2. Totalnya ada 8 biji yang tumbuh.

Perhitungan presentase =  x 100% =  x 100% = 26,6%

Seperti yang kita ketahui bahwa kebutuhan cahaya, air, unsur hara dan oksigen setiap tanaman berbeda-beda jumlahnya, selain itu pula kecepatan tumbuh tanaman  juga berbeda-beda. Perbedaan itu bisa disebabkan oleh banyak faktor. Seperti biji berkulit tebal yang semua benihnya tidak tumbuh, disebabkan oleh faktor biji yang terlalu tebal sehingga air tidak dapat masuk menembus kulit biji sehingga biji tidak dapat berkecambah atau dormansi yang menyebabkan proses imbibisi air berlangsung lambat. Perendaman benih harusnya dilakukan terlebih dahulu selama 1 malam sebelum ditanam, namun pada praktikum ini tidak dilakukan perendaman terlebih dahulu, tetapi biji langsung diberi perlakuan. Selain itu jarak antar tanam juga kurang diperhatikan, sehingga kebutuhan akan unsur hara kurang tercukupi.

Ditemukan jamur pada media khususnya pada biji kacang hijau yang kami amati, jamur tersebut merupakan jamur Colletotricum lindemuthianum. Gejala serangan dapat diamati pada bibit yang baru berkecamabah, semacam kanker berwarna coklat pada biji. Dapat dikendalikan dengan rotasi tanaman, perlakuan benih sebelum ditanam dengan fungisida mankozeb dan karbendazim.

Apabila kacang hijau ditanam di tempat gelap, maka tanaman kecambah akan tumbuh lebih panjang daripada normalnya. Peristiwa itu terjadi karena pengaruh fitohormon, terutama hormon auksin. Fungsi utama hormon auksin adalah sebagai pengatur pembesaran sel dan memacu pemanjangan sel di daerah belakang meristem ujung. Hormon auksin ini sangat peka terhadap cahaya matahari. Bila terkena cahaya matahari, hormon ini akan terurai dan rusak. Pada keadaan yang gelap, hormon auksin ini tidak terurai sehingga akan terus memacu pemanjangan batang. Akibatnya, batang tanaman akan lebih panjang jika ditanam di tempat yang gelap, tetapi dengan kondisi fisik tanaman yang kurang sehat, akar yang banyak dan lebat, batang terlihat kurus tidak sehat, warna batang dan daun pucat serta kekurangan klorofil sehingga daun berwarna kuning. Peristiwa ini disebut etiolasi.

Seperti yang diungkapkan oleh Lakitan dalam bukunya yaitu Dasar- dasar Fisiologi Tumbuhan, yang menyatakan bahwa terdapat beberapa faktor yang menyebabkan biji tidak dapat berkecambah, diantaranya embrio yang masak dan impermeabilitas kulit biji terhadap air atau oksigen,  kulit biji yang terlalu keras dan tebal sehingga air dan gas/udara tidak dapat masuk, kurangnya cahaya untuk perkecambahan, embrio yang masih muda (immature) dan rendahnya kadar etilen. 

Menurut Guritno dalam bukunya Analisis Pertumbuhan Tanaman, menyatakan bahwa di alam, dormansi karena kulit biji yang keras dapat  dipatahkan dengan berbagai macam cara, misalnya dengan pergantian musim antar basah dan kering/panas, temperatur rendah, aberasi oleh pasir gurun, aktivitas mikroba, tanah, api, atau oleh alat pencerna makanan burung, dan hewan mamalia. Secara praktis, hal ini dapat dilakukan secara fisik dan mekanis, seperti menggosok kulit biji dengan benda aberasive atau secara kimia dengan merendamnya  ke dalam larutan asam pekat.

Sesungguhnya, biji/benih yang ditanam pada media tanam yang dapat menyimpan banyak air akan tumbuh lebih cepat, karena biji hanya membutuhkan air untuk mengakhiri masa dormansi (masa istirahatnya).  Contohnya seperti yang ditanam pada kapas yang basah dan terendam bijinya cepat tumbuh, sedangkan yang perlakuan kering/tanpa air, benih tidak tumbuh. Namun pada media tanam kapas dan media tanam lain yang tidak mengandung zat hara, walaupun akan tumbuh lebih cepat pada awalnya, setelah itu pertumbuhan akan melambat karena biji yang sudah berkecambah sudah mulai membutuhkan zat hara untuk tetap tumbuh, dan tidak hanya air yang dibutuhkannya. Kapas tidak dapat menyediakan unsur hara tersebut.

.

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Adapun kesimpulan yang dapat ditarik dari praktikum kali ini adalah bahwa biji memiliki beragam jenis, baik bentuk, ukuran, maupun struktur bagiannya. Struktur pada bunga, biji dan buah mamiliki struktur yang berbeda-beda yang menjadi ciri dari masing-masing bagian tumbuhan tersebut. Dormansi adalah masa istirahat pada biji/benih, sedangkan perkecambahan adalah proses pertumbuhan embrio dan komponen-komponen biji yang memiliki kemampuan untuk tumbuh secara normal. Persentase perkecambahan semua biji berkulit tebal adalah 0%. Sedangkan persentase perkecambahan pada kacang tanah adalah 36,7% sedangkan kacang hijau adalah 26,6%.

Biji dengan kulit yang tipis akan mudah ditembus air sehingga cepat berkecambah, namun biji yang berkulit tebal sulit untuk ditembus air sehingga harus ada perlakuan khusus terhadap biji tersebut. Perlakuan dengan perendaman air 100⁰C dan larutan NaCl serta pengampelasan pada biji tetap tidak membuat biji tumbuh, padahal seharusnya perlakuan ini dapat memecah masa dormansi biji.  Hal ini menunjukkan bahwa kualitas, perawatan dan kontrol penyiraman harus diperhatikan. Biji berkulit tipis dengan perlakuan basah dan terendam ternyata tumbuh. Artinya memang air adalah faktor yang paling penting dalam perkecambahan dan dalam memecah masa dormansi biji.

5.2 Saran

Praktikum ini sudah dilakukan dengan baik, hanya saja saat mengadakan percobaan ini, perendaman dan pemberian perlakuan dilakukan dengan baik karena hal tersebut merupakan salah satu faktor penting.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2012. Perkecambahan. http://Wikipedia.org/wiki/perkecambahan. Diakses pada tanggal 4 Juni 2012.

Esmaeili, Mohammad, 2009, Ecology of seed dormancy and germination of Carex divisa Huds.: Effects of stratification, temperature and salinity, International Journal of Plant Production, New York.

Goldsworthy, Peter, 1992, Fisiologi Tanaman Budidaya Tropik, Gadjah Mada University Press, Yogyakarta.

Kamil, 1979. Teknologi Benih (Penuntun Praktikum), Universitas    Padjajaran. Bandung.

Lakitan, Benyamin, 2007, Dasar-dasar Fisiologi Tumbuhan, Raja Grafindo Persada, Jakarta.

Safitri, Merina, 2009, Dormansi, http://merinasafitri-knowledge.Blogspot.com, Diakses Rabu tanggal 10 Oktober 2012 pukul 20.00 WITA.

Salisbury, F.R., dan C.W. Ross, 1995, Fisiologi Tumbuhan Jilid III, Institut Teknologi Bandung, Bandung.

Schmidt, A., 2002, An Introduction to Crop Physiology Second Edition, Cambridge University Press, Cambridge.

Soerodikoesomo, Wibisono, 1994, Anatomi dan Fisiologi Tumbuhan, Depdikbud, Jakarta.

Sutopo, L. 2002. Teknologi Benih. Malang: Fakultas Pertanian UNBRAW

Zuliasdin, Rizkan, 2011, Pematahan Dormansi, http://mbozocity.blogspot.com, Diakses Rabu tanggal 10 Oktober 2012 pukul 22.00 WITA.

LAMPIRAN 1

Tugas !

1.     Ciri morfologi mana yang menunjukkan adanya perkecambahan?

2.   Selama berlangsung perkecambahan fisiologis, proses apa saja yang terjadi pada kecambah tersebut?

3.  Apakah suatu biji memiliki batas-batas toleransi tertentu terhadap berbagai faktor ekologi perkecambahan, termasuk diantaranya terhadap kebutuhan air?

4.       Apa pengertian dormansi dan faktor apa saja yang menyebabkan gejala dorman tersebut?

Jawab :

1.   Morfologi yang menunjukkan adanya perkecambahan adalah letak titik tumbuh batang yaitu terdapat pada tumbuhan yang memiliki kuncup atau tunas.

2.    Proses yang terjadi pada perkecambahan benih adalah penyerapan air oleh benih, menyebabkan melunaknya kulit benih dan hidrasi dari protoplasma  dan terjadi kegiatan-kegiatan sel dan enzim-enzim serta naiknya tingkat respirasi benih. Kemudian terjadi penguraian bahan-bahan seperti karbohidrat, lemak dan protein menjadi bentuk-bentuk yang melarut dan ditranslokasikan ke titik-titk tumbuh. Asimilasi dari bahan-bahan tersebut pada daerah meristematik untuk menghasilkan energi bagi pertumbuhan sel-sel baru. Pertumbuhan kecambah melalui proses pembelahan, pembesaran dan pembagian sel-sel pada titik tumbuh.

3.    Ya, karena air berfungsi bagi semua protoplasma. Dari sudut ekologis terutama sebagai faktor pembatas curah hujan sebagian besar ditentukan oleh geografi dan pola gerakan udara yang besar atau sistem iklim. Penyebaran curah hujan sepanjang tahun merupakan faktor pembatas yang sangat penting untuk organisme.

4.      Dormansi adalah suatu keadaan berhenti tumbuh yang dialami organisme hidup atau bagiannya sebagai tanggapan atas suatu keadaan yang tidak mendukung pertumbuhan normal. Faktor yang menyebabkan gejala dorman yaitu :

o     Faktor lingkungan eksternal, seperti cahaya, temperatur, dan air.

o  Faktor internal, seperti kulit biji, kematangan embrio, adanya inhibitor, dan rendahnya zat perangsang tumbuh.

o Faktor waktu, yaitu waktu setelah pematangan, hilangnya inhibitor, dan sintesis zat perangsang tumbuh.