PENGARUH TEKNIK PEMECAHAN DORMANSI SECARA FISIKA DAN KIMIA TERHADAP KEMAMPUAN BERKECAMBAH BIJI KELENGKENG (Dimocarpus longan)

Transkripsi

1 PENGARUH TEKNIK PEMECAHAN DORMANSI SECARA FISIKA DAN KIMIA TERHADAP KEMAMPUAN BERKECAMBAH BIJI KELENGKENG (Dimocarpus longan) Firda Ama Zulfia Prodi S1 Pendidikan Biologi Universitas Negeri Malang ABSTRAK Dormansi benih pada sebagian besar jenis disebabkan oleh struktur yang menyelimuti embrio yang disebut kulit benih. Dormansi dikendalikan oleh suatu keseimbangan antara hormon perangsang pertumbuhan dan hormon penginduksi dormansi yang ada didalam organ yang sama. Percobaan pemecahan dormansi ini dapat dilakukan dengan cara fisika dan kimia yang akan mengurangi produksi hormon asam absisat dan membantu perkecambahan pada biji yang akan bermanfaat pada bidang biologi maupun pertanian. Cara fisika dapat dilakukan dengan menggunakan sumber daya alat atau bahan mekanis yang ada seperti amplas, jarum, pisau, alat penggoncang dan sebagainya sedangkan cara kimia dapat dilakukan dengan penambahan hormon. Tujuan dari penelitian ini adalah melakukan percobaan pemecahan dormansi biji kelengkeng dengan cara fisika dan kimia serta mengetahui cara yang paling berpengaruh untuk memecahkan dormansi biji kelengkeng. Metode yang dilakukan pada penelitian ini adalah eksperimental dengan menggunakan duabelas biji kelengkeng. Tiap tiga biji digunakan untuk satu perlakuan, ada empat perlakuan yang dilakukan yaitu biji kelengkeng dengan saliva, biji kelengkeng diampelas, biji kelengkeng dicuci air, dan biji kelengkeng langsung dikupas. Hasil percobaan membuktikan bahwa pemecahan dormansi dapat dilakukan dengan empat perlakuan tersebut dan selisih pertumbuhan kecambah tidak terlalu mencolok, tetapi cara yang paling mempengaruhi perkecambahan adalah pemecahan dormansi dengan cara fisika yaitu biji kelengkeng diampelas. Selama delapan minggu pertumbuhan batang paling tinggi adalah 20,8 cm dengan delapan daun dan empat cabang yang sudah tumbuh. Pemecahan dormansi yang paling lambat adalah dengan cara biji kelengkeng dicuci air. Jadi pemecahan dormansi ini sebenarnya dapat dilakukan untuk membantu perkecambahan pada biji kelengkeng. Kata kunci: biji kelengkeng, cara fisika, cara kimia, pemecahan dormansi. PENDAHULUAN Dormansi ditunjukkan oleh suatu rentang besar organ tanaman dari berbagai morfologi, salah satunya disebabkan oleh struktur yang menyelimuti embrio yang disebut kulit benih (termasuk struktur yang mengelilingi benih seperti glumme, lemma, palea, perikarp, dan testa) (Loveless, 1989). Dormansi dikendalikan oleh suatu keseimbangan antara hormon perangsang pertumbuhan dan hormon penginduksi dormansi yang ada didalam organ yang sama. Wareing (1992) mengemukakan hipotesis keseimbangan promotor dan inhibitor dalam pengendalian perkecambahan benih yaitu: (1) hormon gibrelin harus ada dalam semua kondisi tetapi aktivitasnya dapat dihambat oleh inhibitor, (2) hormon sitokinin dapat menutup peran inhibitor dan (3) jika tidak ada inhibitor sitokinin tidak berperan. Untuk mengatasi masalah dormansi diperlukan metode pematahan dormansi yang efektif yang dapat meningkatkan validitas hasil pengujian daya berkecambah, dan mengatasi masalah dormansi pada saat benih diperlukan untuk segera ditanam. Pematahan dormansi dikatakan efektif jika menghasilkan daya berkecambah 85% atau lebih (Ilyas 2007). Ketidakmampuan biji untuk berkecambah bergantung pada kondisi fisik dan fisiologis pada biji yang mencegah perkecambahan pada waktu yang tidak tepat/ sesuai. Dormansi bertujuan untuk mempertahankan diri terhadap kondisi yang tidak sesuai (panas, dingin, kekeringan, dan lainlain). Mekanisme biologis untuk menjamin perkecambahan biji berlangsung pada kondisi dan waktu yang tepat untuk mendukung pertumbuhan dan kesintasan yang tepat. Telah diketahui bahwa dormansi pada benih dapat disebabkan oleh keadaan fisik dari kulit, keadaan fisiologis dari embrio, atau kombinasi dari kedua keadaan tersebut. Namun demikian, dormansi bukan berarti benih tersebut mati atau tidak dapat tumbuh kembali, disini hanya terjadi masa istirahat dari pada benih itu sendiri. Masa ini dapat dipecahkan dengan berbagai cara, seperti cara fisika atau kimia. Salah satu biji yang dapat dipecahkan masa dormansinya adalah biji kelengkeng. Biji kelengkeng berbentuk bulat, terdiri dari dua keping dan dilapisi kulit biji yang berwarna hitam. Daging bijinya sendiri berwarna putih, mengandung karbohidrat, sedikit minyak, dan saponin. Kelengkeng juga termasuk salah satu buah yang digemari oleh masyarakat Indonesia, untuk memenuhi kebutuhan Prosiding Seminar Nasional Biologi 2016_ ISBN:

2 konsumen atas kelengkeng, maka dapat ditanam kelengkeng secara generatif dengan menggunakan biji. Tetapi penanaman biji kelengkeng secara langsung belum tentu mendapatkan hasil yang maksimal dalam pertumbuhan kecambahnya. Maka dari itu diperlukan teknik pemecahan dormansi secara fisika dan kimia yang dapat diketahui pengaruhnya terhadap perkecambahan biji kelengkeng. Tujuan dalam penelitian ini adalah melakukan percobaan pemecahan dormansi biji kelengkeng dengan cara fisika dan kimia serta mengetahui cara yang paling berpengaruh untuk memecahkan dormansi biji kelengkeng. METODE PENELITIAN Metode yang dilakukan pada penelitian ini adalah eksperimental dengan menggunakan duabelas biji kelengkeng. Keduabelas biji kelengkeng ini akan mendapatkan empat perlakuan yang berbeda baik secara kimia maupun fisika yaitu saliva, ampelas, cuci air, dan langsung kupas yang setiap perlakuannya menggunakan tiga biji kelengkeng. Hasil dari metode penelitian ini dapat diketahui teknik pemecahan dormansi yang paling berpengaruh terhadap perkecambahan biji kelengkeng. Waktu dan Tempat Penelitian Waktu penelitian dilakukan dari Bulan Februari hingga Bulan April Yang bertempat di laboratorium O5 205 biologi FMIPA Universitas Negeri Malang dan Hutan Biologi Universitas Negeri Malang. Alat dan Bahan Alat dan bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah ampelas, pupuk, tanah, sekop, saliva, biji kelengkeng, air, polybag, kertas label, kamera, alat tulis dan nampan. Prosedur Penelitan HASIL DAN PEMBAHASAN Tumbuhan kelengkeng Hari Ke Ke21 Teknik Pemecahan Dormansi Saliva Ampelas Cuci dengan Air Langsung Kupas Tumbuh akar Tumbuh akar Ke7 Tetap (1 cm) Ke14 (4 cn) dan sudah mulai (1 cm) tumbuh daun (1 cm) tumbuh daun (1 cm) (4 cn) dan sudah mulai tumbuh daun 2 (0,8 cm) (5 cm) tumbuh 4 (7 cm) (7,5 cm) tumbuh daun hijau (1 cm) 4 daun coklat Ke28 menjadi 3,7 (6,8 cm) (4,5 cm) tumbuh cm 4 daun (2,5 cm) Ke35 (6,7 cm) tumbuh 4 daun hijau memiliki dua cabang (5,7 cm) tumbuh 4 daun hijau (7 cm) hijau (6,8 cm) hijau dengan batang coklat (2,2 cm) (4,8 cm) tumbuh 4 daun hijau (6,5 cm) tumbuh 4 daun hijau Prosiding Seminar Nasional Biologi 2016_ ISBN:

3 Tumbuhan kelengkeng Hari Ke Ke42 Ke49 Ke56 Teknik Pemecahan Dormansi Saliva Ampelas Cuci dengan Air Langsung Kupas (3 cm) tumbuh 4 daun (12 cm) tumbuh 4 daun (10,6 cm) hijau, tiap daun (9 cm) tumbuh 4 daun (14,5 cm) tumbuh 4 daun, ada 4 daun (12 cm) (10,2 cm) tumbuh 4 daun (19 cm), ada 4 daun panjang daun 1,2 cm (14,9 cm) tumbuh 4 daun, ada 4 daun (13,5 cm) tumbuh 4 daun, ada 4 daun (5,5 cm) (12,9 cm) (1) 5 cm (11,9 cm) (18,6 cm) tumbuh 4 daun 5 cm, ada 4 daun (1) tumbuh 4 daun (14,5 cm) tumbuh 4 daun (20,5 cm) tumbuh 4 daun, ada 4 daun (17 cm) tumbuh 4 daun, ada 4 daun (17,5 cm) tumbuh 4 daun, ada 4 daun (panjang 1,2 cm) (9 cm) 3 cm (10,2 cm) tumbuh 4 daun (5 cm) tumbuh 4 daun 3 cm (14,5 cm) tumbuh 4 daun, ada 4 daun (10 cm) tumbuh 4 daun, ada 4 daun panjang 1 cm (15 cm) tumbuh 4 daun 5 cm (15 cm) tumbuh 4 daun 5 cm (5,5 cm) tumbuh 4 daun 0,8 cm (18 cm) 5 cm, ada 4 daun (17,2 cm) tumbuh 4 daun 5 cm (8,2 cm) (20,8 cm) tumbuh 4 daun 5 cm, ada 4 daun panjang daun 1 cm (19,5 cm) tumbuh 5 daun, ada 4 daun panjang 3 cm (12,5 cm) tumbuh 4 daun, muncul daun baru Pematahan Dormansi Biji Kelengkeng dengan Ampelas Dalam praktikum ini digunakan biji kelengkeng (Dimocarpus Longan) yang berkulit keras. Kulit biji kelengkeng yang keras menyebabkan air sulit masuk kedalam biji, padahal air merupakan faktor yang sangat penting untuk mendukung perkecambahan. Untuk mengatasi dormansi biji yang diakibatkan oleh kulit biji yang keras, bisa digunakan tiga cara. Salah satunya adalah mekanis/skarifikasi yaitu dengan pengikiran, pengupasan, pemecahan dan pemotongan. Dilihat dari hasil akhir yaitu pada hari ke56 pada tanaman kelengkeng, perlakuan ampelas, batang bertambah panjang menjadi 20,5 cm, tumbuh 4 daun, dan ada 4 daun. Tanaman dengan perlakuan ampelas lebih cepat memecahkan dormansi dibandingkan dengan perlakuan Prosiding Seminar Nasional Biologi 2016_ ISBN:

4 lainnya yaitu di tanam dengan adanya saliva yang tanaman nya batangnya bertambah panjang namun hanya 19 cm, tumbuh 4 daun, ada 4 daun panjang daun 1,2 cm, atau tanaman yang ditanam dengan perlakuan dicuci dengan air yang batangnya bertambah panjang namun hanya 14,5 cm, tumbuh 4 daun, ada 4 daun, ataupun tanaman yang ditanam langsung tanpa ada perlakuan batang bertambah panjang menjadi 20,1 cm, 5 cm, ada 4 daun panjang daun 1 cm. Hasil penelitian tersebut menunjukkan bahwa perlakuan skarifikasi mekanik lebih baik dalam menghasilkan perkecambahan biji kelengkeng (Dimocarpus Longan) yang ditunjukkan oleh setiap perubahan yang diamati yaitu daya berkecambah, kecepatan berkecambah, serta keserempakan berkecambah. Hasil penelitian menunjukkan bahwa skarifikasi mekanik menggunakan amplas memberikan pengaruh yang nyata pada semua perubahan yang diamati. Hal ini disebabkan kulit benih yang permeabel memungkinkan air dan gas dapat masuk ke dalam benih sehingga proses imbibisi dapat terjadi. Benih yang diskarifikasi akan menghasilkan proses imbibisi yang semakin baik. Air dan gas akan lebih cepat masuk ke dalam benih karena kulit benih yang permeabel. Air yang masuk ke dalam benih menyebabkan proses metabolisme dalam benih berjalan lebih cepat akibatnya perkecambahan yang dihasilkan akan semakin baik (Justice & Bass, 1990) Apabila air telah masuk kedalam benih air tersebut dapat merangsang pertumbuhan embrio yang terdapat dalam benih setelah air masuk maka embrio akan membengkak, dengan membengkaknya embrio maka dapat menghancurkan dormancy dari dalam (Bewley & Black, 2006). Pematahan Dormansi Biji Kelengkeng dengan Saliva Dari pengamatan 3 biji yang dilakukan selama 56 hari, diperoleh data pematahan ratarata biji dormansi dengan cara biji tercampur oleh saliva adalah pada hari ke7 mulai tumbuh akar. Pada hari ke21 hipokotil () dan sudah mulai tumbuh daun, pada hari ke28 (5 cm) hijau, pada hari ke35 batang (6,7 cm) hijau memiliki dua cabang, pada hari ke42 (12 cm) tumbuh 4 daun, pada hari ke49 (14,5 cm) tumbuh 4 daun, ada 4 daun ; pada hari ke 56 (19 cm) tumbuh 4 daun, ada 4 daun panjang daun 1,2 cm. Dari data tersebut, pengaruh pemberian saliva hampir sama dengan biji kelengkeng yang bijinya langsung dikupas. Pertumbuhan dari tumb uhan dengan kedua perlakuan tersebut hanya mempunyai selisih yang sedikit. Faktor penyebab dormansi diantaranya adalah faktor fisik seperti dan yang direndam oleh air penyerapan air yang terganggu karena kulit biji, nucellus, pericarp, endocarp, dan membran biji yang impermeable. Impermeabilitas dapat disebabkan oleh cutin, suberin, lignin pada membrane biji (Salisbury & Ross, 1995). Pada biji kelengkeng, memiliki kulit biji yang keras dan impermeable. Jadi, faktor tersebut dapat menyebabkan terjadinya dormansi. Biji yang keras dan impermeable, dapat diaptahkan dormansinya dengan cara perlakuan mekanis. Tujuan dari perlakuan mekanis ini adalah untuk melemahkan kulit biji yang keras sehingga lebih permeabel terhadap air atau gas (Abdi, 2008). Menurut Annisa (2014), saliva terdiri dari 94%99,5% air, bahan organik, dan anorganik. Komponen anorganik dari saliva antara lain Na+, K+, Ca2+, Mg2+, Cl, SO42, H+, PO4, dan HPO42. Sebagian besar saliva terdiri atas air sehingga hal ini menyebabkan hasil dari saliva tidak berbeda jauh dengan perlakuan perendaman air. Namun, perlakuan dengan saliva masih lebih bagus daripada perlakuan yang langsung. Hal ini disebabkan karena kandungan Cl, SO42, yang dapat menyebabkan kulit biji menjadi lebih lunak sehingga dapat dilalui oleh airdengan mudah. Fungsi saliva antara lain, saliva memulai pencernaan karbohidrat di mulut melalui kerja amilase saliva yang merupakan suatu enzim yang memecah polisakarida menjadi disakarida; saliva mempermudah proses menelan dengan membasahi partikelpartikel makanan sehingga saling menyatu serta dengan menghasilkan mukus yang kental dan licin sebagai pelumas; memiliki efek antibakteri, pertama oleh lisozim yaitu enzim yang melisiskan atau menghancurkan bakteri tertentu dan kedua dengan membilas bahan yang mungkin digunakan bakteri sebagai sumber makanan; berfungsi sebagai pelarut untuk molekulmolekul yang merangsang papil pengecap; membantu mastikasi dan berbicara karena adanya lubrikasi oral. Saliva berperan penting dalam membantu menjaga kesehatan mukosa mulut dengan adanya growth factor untuk membantu dalam proses penyembuhan luka. Aliran saliva yang terus menerus membantu membilas residu makanan, melepaskan sel epitel, dan benda asing. Penyangga bikarbonat di saliva menetralkan asam di makanan serta asam yang Prosiding Seminar Nasional Biologi 2016_ ISBN:

5 dihasilkan oleh bakteri di mulut, sehingga membantu mencegah karies gigi (Annisa, 2014). Pematahan Dormansi Biji Kelengkeng Kupas Langsung Pada pengamatan yang dilakukan selama beberapa minggu, percobaan dormansi biji ini menggunakan biji kelengkeng yang diberi berbagai perlakuan salah satunya adalah langsung ditanam setelah dikupas tanpa diberi hormon atau direndam larutan apapun. Untuk hari ke 56, tumbuhan panjang batang mencapai 20,1 cm dengan 4 daun hijau yang panjang tiap daunnya, dan 4 daun yang panjang tiap daunnya 1cm, untuk tumbuhan panjang batang menjadi 19,5 cm dengan 5 daun hijau yang panjang tiap daunnya dan juga 4 daun yang panjang daunnya 3 cm. Untuk panjang batang menjadi 12,5 cm dengan 4 daun hijau yang tiap dau 4cm dan muncul daun baru. Dormansi adalah suatu keadaan biji tidur atau tidak dapat berkecambah dikarenakan banyak faktor antara lain keadaan fisik biji, lingkungan biji, dan faktor fisiologis biji itu sendiri. Hal ini sesuai dengan pernyataan Schmidt (2001) yang menyatakan bahwa salah satu faktor penghambat perkecambahan adalah dormansi benih. Dormansi benih dapat disebabkan oleh kulit benih yang keras dan keadaan fisiologis embrio. Benih yang dorman dan benih yang mati dapat diketahui melalui uji perkecambahan. Biji kelengkeng termasuk memiliki kulit biji yang keras oleh karena itu perkecambahan tidak terjadi dengan cepat, karena semua biji tidak langsung tumbuh dalam waktu yang sama dan tanpa diberi perlakuan apapun namun langsung ditanam setelah dikupas. Pertumbuhan biji kelengkeng yang tanpa perlakuan apapun langsung diataman setelah dikupas adalah pertumbuhannya yang lebih banyak terjadi pada kelima biji yang ditanam sama halnya dengan yang diberi perlakuan yaitu dengan saliva. Namun panjang pertumbuhan batang lebih panjang yang diberi perlakuan saliva daripada yang tidak diberi perlakuan. Sedangkan untuk yang perlakuan di cuci dengan air pertumbuhan bijinya paling lambat dan paling sedikit yang tumbuh hal ini tentunya berbeda dengan teori yang menyebutkan bahwa pada benih dorman karena kehadiran senyawa penghambat dalam benih, masa dormansinya dapat dihilangkan dengan cara merendam dan mencuci air (Tim Pengampu, 2011). Mungkin hal ini terjadi karena biji kelengkeng yang teah dikupas itu terdpat hormon yang membantu pertumbuhan namun karena dibilas oleh air maka hormon tersebut hilang. Oleh karena itu dengan perlakuan langsung tanam lebih efektif daripada yang di bilas dengan air. Pematahan Dormansi Biji Kelengkeng Cuci dengan Air Menurut Schmidt (2000) perlakuan skarifikasi dicuci dengan akuadest, dan biji dikecambahkan dalam polybag liter yang sudah terisi media tanam dari campuran pasir dan tanah dengan perbandingan 1:1. Media tanah dan pasir berfungsi sebagai sumber asupan nutrisi bagi biji yang siap dikecambahkan. Perbandingan pasir dan tanah yang digunakan sebesar 1:1. Perlakuan fisik ketiga yaitu dengan mencuci dengan akuades. Lalu biji kelengkeng dikecambahkan pada polybag yang berisi media tanam. Pencucian akuades bertujuan perpindahan secara osmotik. Perpindahan osmotik ini terjadi akibat adanya perbedaan potensial air, yaitu dari potensial air yang tinggi ke potensial air yang rendah. Perlakuan mencuci biji di dengan air yaitu untuk mengkondisikan daerah di luar biji potensial airnya yang tinggi, sedangkan potensial air di dalam biji sendiri rendah. Maka akan terjadi perpindahan osmosis dari potensial air tinggi ke potensial rendah. Perpindahan ini akan mengakibatkan lapisan kulit biji yang bersifat keras menjadi lembek, sehingga yang semula biji tidak bisa berkecambah akibat terhalang lapisan kulit biji yang keras akan bisa melakukan fase diferensiasi dan fase tumbuh. Hasil dari praktikum dengan perlakuan merendam biji ke dalam air, biji kelengkeng mengalami pertumbuhan yang paling susah dan paling lambat. Hal ini kemungkinan disebabkan oleh masa dormansi dari biji kelengkeng lama, campuran tanah dan pasir tidak mampu memberikan nutrisi yang cukup untuk pertumbuhan, embrio pada biji belum matang, intensitas cahaya, keadaan anatomi biji yang kurang baik atau waktu pencucian yang kurang lama karena bentuk fisik biji kelengkeng yang besar, kelembaban media tanam, pencucian yang kurang lama sehingga proses imbibisi belum sempurna, kualitas biji yang tidak baik. Perkecambahan biji tergantung pada imbibisi, penyerapan air akibat potensial air yang rendah pada biji yang kering. Air yang berimbibisi menyebabkan biji mengembang dan memecahkan kulit pembungkusnya dan juga memicu perubahan metabolik pada embrio yang menyebabkan biji tersebut melanjutkan pertumbuhan. Enzimenzim akan mulai mencerna bahanbahan yang disimpan pada endosperma atau kotiledon, dan nutriennutriennya dipindahkan ke bagian embrio yang sedang tumbuh. SIMPULAN Kesimpulan yang dapat diambil setelah melakukan praktikum dormansi biji kelengkeng adalah: Prosiding Seminar Nasional Biologi 2016_ ISBN:

6 (1) Cara mematahkan dormansi biji kelengkeng dengan cara kimia yaitu adanya saliva pada biji sedangkan cara mematahkan dormansi biji kelengkeng dengan cara fisika yaitu dengan ampelas biji, dikupas langsung, dan dibilas dengan air. (2) Hasil perkecambahan dari teknik pematahan dormansi biji kelengkeng paling cepat terjadi dengan langsung dikupas memiliki batang paling tinggi yaitu 20,1 cm dan kelima biji tumbuh pada biji kelengkeng dengan metode pematahan dormansi adanya saliva dan langsung dikupas bijinya. DAFTAR PUSTAKA Abdi Dormansi Pada Benih Tanaman Pangan Dan Cara Praktis Membangkitkannya. (online). diakses pada 5 desember Annisa Kandungan Saliva. (online). G2A009172_Bab2.pdf., diakses pada 5 desember Bewley, J.D. & Black, M Seeds, Physiology of Development and Germination. New York: Plenum Press. Ilyas, S. dan Diarni, W.T Persistensi dan pematahan dormansi benih pada beberapa varietas padi gogo. Jurnal Agrista. 11 (2): Justice, O. L. & Bass, L.N Prinsip dan Praktek Penyimpanan Benih. Jakarta: Rajawali Press. Loveless, A. R PrinsipPrinsip Biologi Tumbuhan untuk Daerah Tropik. Jakarta: Gramedia. Salisburry, F. B. dan Ross,W. C Fisiologi Tumbuhan Jilid 2. Bandung: ITB Press. Schmidt, L Pedoman Penanganan Benih Tanaman Hutan Tropis dan Subtropis. Diterjemahkan oleh Direktorat Jendral Rehabilitasi Lahan dan Perhutanan Sosial Departemen Kehutanan. Jakarta: PT Gramedia. Wareing, D. F. and Phillips, I. D. J The Control of Growth and Differentation in Plants. New York: Pergamon Press. Prosiding Seminar Nasional Biologi 2016_ ISBN: