LAPORAN PRAKTIKUM ILMU TANAMAN 8 FISIOLOGI TUMBUHAN : PERKECAMBAHAN DAN DORMANSI

Transkripsi

1 LAPORAN PRAKTIKUM ILMU TANAMAN 8 FISIOLOGI TUMBUHAN : PERKECAMBAHAN DAN DORMANSI DISUSUN OLEH: VONITA AMELIA SUKMADINI ( ) KELAS: AGRIBISNIS 2A DOSEN: Dr. IWAN AMINUDIN, M.Si PROGRAM STUDI AGRIBISNIS FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH JAKARTA 2015

2 KATA PENGANTAR Puji dan syukur kehadirat Allah swt., karena berkat limpahan Rahmat serta Karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan Laporan Praktikum 8 Ilmu Tanaman tentang Fisiologi Tumbuhan: Perkecambahan dan Dormansi. Laporan Praktikum ini disusun dengan tujuan untuk memenuhi persyaratan nilai tugas Ilmu Tanaman. Penulis menyampaikan terima kasih kepada Bapak Iwan Aminuddin selaku dosen pengampu mata kuliah Ilmu Tanaman. Beserta Bapak Iping Ruspendi, yang telah membimbing dan memberikan dukungan kepada penulis. Sehingga penulis dapat menyelesaikan Laporan Praktikum dengan baik dan tepat waktu. Penulis juga ingin menyampaikan terima kasih kepada semua pihak yang telah memberikan bantuan, dukungan serta motivasi dalam penyusunan Laporan Tugas Praktikum Ilmu Tanaman ini. Kritik dan saran membangun tentang Laporan Praktikum Ilmu Tanaman ini sangat penulis harapkan. Sebagai pembelajaran untuk penyusunan laporan praktikum yang lebih baik di masa yang akan datang. Semoga Laporan Praktikum ini dapat bermanfaat dan menjadi media pembelajaran ilmu pegetahuan bagi kita semua. Jakarta, Mei 2015 Penulis Laporan Praktikum Ilmu Tanaman: Fisiologi Tumbuhan 2

3 DAFTAR ISI KATA PENGANTAR.. i DAFTAR ISI.... ii DAFTAR TABEL, GAMBAR DAN LAMPIRAN BAB I : PENDAHULUAN Latar Belakang Rumusan Masalah Tujuan Praktikum BAB II : TINJAUAN PUSTAKA Pertumbuhan dan Perkembangan Dormansi Imbibisi. 15 BAB III : METODE PRAKTIKUM Waktu dan Tempat Pelaksanaan Alat dan Bahan Cara Kerja Percobaan 1: Pengaruh faktor Lingkungan terhadap perkecambahan Cara Kerja Percobaan 2: Biji dengan Kulit Biji yang Relatif Keras 19 BAB IV: HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Praktikum Pembahasan.. 21 BAB V : KESIMPULAN 24 Laporan Praktikum Ilmu Tanaman: Fisiologi Tumbuhan 3

4 DAFTAR PUSTAKA 25 DAFTAR TABEL, GAMBAR, LAMPIRAN TABEL Tabel 1.1 Hasil Pengamatan Percobaan Pertama (Kacang Hijau) 20 Tabel 1.2 Hasil Pengamatan Percobaan Kedua (Biji Saga atau Trembesi). 20 GAMBAR Gambar Praktikum,,,,, 26 LAMPIRAN Lampiran Laporan Praktikum Ilmu Tanaman: Fisiologi Tumbuhan 4

5 BAB I PENDAHULUAN 1.4 Latar Belakang Benih merupakan komponen penting teknologi kimiawi-biologis yang pada setiap musim tanam untuk komoditas tanaman pangan masih menjadi masalah karena produksi benih bermutu masih belum dapat mencukupi permintaan pengguna atau petani. Benih dari segi teknologi diartikan sebagai organisme mini hidup yang dalam keadaan istirahat atau dorman yang tersimpan dalam wahana tertentu yang digunakan sebagai penerus generasi. Dormansi adalah suatu keadaan berhenti tumbuh yang dialami organisme hidup atau bagiannya sebagai tanggapan atas suatu keadaan yang tidak mendukung pertumbuhan normal. Dengan demikian, dormansi merupakan suatu reaksi atas keadaan fisik atau lingkungan tertentu. Pemicu dormansi dapat bersifat mekanis, keadaan fisik lingkungan, atau kimiawi. Pada beberapa jenis varietas tanaman tertentu, sebagian atau seluruh benih menjadi dorman sewaktu dipanen, sehingga masalah yang sering dihadapi oleh petani atau pemakai benih adalah bagaimana cara mengatasi dormansi tersebut. Selama penyimpanan benih-benih dalam keadaan dormansi (tidur) dan perlu dilakukan perlakuan sebelum di kecambahkan. Benih dikatakan dormansi apabila benih itu sebenarnya hidup (viable) tetapi tidak berkecambah walaupun diletakkan pada keadaan lingkungan yang memenuhi syarat bagi perkecambahan dan periode dormansi ini dapat berlangsung semusim atau tahunan tergantung pada tipe dormansinya. Kondisi dormansi mungkin dibawa sejak benih masak secara fisiologis ketika masih berada pada tanaman induknya atau mungkin setelah benih tersebut terlepas dari tanaman induknya. Oleh karena itu, perlu dilakukan praktikum tentang perkecambahan dan dormansi biji. Hal ini Laporan Praktikum Ilmu Tanaman: Fisiologi Tumbuhan 5

6 dilakukan untuk mengetahui bagaimana cara-cara pematahan dormansi pada biji. 1.5 Rumusan Masalah Apa yang dimaksud dengan dormansi biji? Apa saja faktor-faktor yang mempengaruhi perkecambahan biji? Bagaimana cara-cara pematahan dormansi biji? 1.6 Tujuan Praktikum Mengetahui apa yang dimaksud dengan dormansi Mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi perkecambahan biji Megetahui cara-cara pematahan dormansi biji Laporan Praktikum Ilmu Tanaman: Fisiologi Tumbuhan 6

7 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Pertumbuhan dan Perkembangan Tanaman Keadaan hidup dari organisme dicirikan oleh pertambahan berat dan kekompleksannya secara sistematik. Peristiwa ini dapat dibahas dalam pengertian proses pertumbuhan dan perkembangan yang saling menjalin. Pertumbuhan, dalam arti terbatas, menunjuk pada penambahan ukuran yang tidak dapat dibalik, yang mencerminkan pertambahan protoplasma. Perkembangan diartikan pada diferensiasi, suatu perubahan dalam tingkat lebioh tinggi yang menyangkut spesialisasi dan organisasi secara anatomi dan fisiologi (Harjadi, 1996). Pertumbuhan didefinisikan sebagai peningkatan ukuran tanaman sebagai akibat adanya pembelahan dan pembesaran sel, termasuk sintesis berbagai bahan seluler dan organisasi organel-organel subseluler. Pertumbuhan merupakan proses yang tidak dapat dibalik (irreversible), dan laju pertumbuhannya dapat diukur dengan menghitung peningkatan berat segar, berat kering, volume, panjang, tinggi, atau luas area. Oleh karena ukurannya bertambah, maka bentuk tanaman pun berubah-ubah sebagaimana ditentukan oleh faktor-faktor genetiknya (Zulkarnain, 2009). Istilah perkembangan, mengacu pada total perubahan pertumbuhan yang bertahap dan progresif baik secara kualitatif maupun kuantitatif, yang meliputi transformasi dari satu zigot menjadi tanaman dewasa yang reproduktif, fenomena ini dicirikan oleh perubahan ukuran dan berat, munculnya struktur dan fungsi baru serta hilangnya struktur dan fungsi yang lama. Perkembangan dapat dipandang sebagai suatu fenomena yang terdiri dari atas tiga proses, yang biasanya terjadi secara bersamaan, yakni pertumbuhan, diferensiasi seluler, dan morfogenesis. (Zulkarnain, 2009). Laporan Praktikum Ilmu Tanaman: Fisiologi Tumbuhan 7

8 Perkecambahan merupakan suatu proses dimana radikula (akar embrionik) memanjang keluar menembus kulit biji (Salibury, 1985: 4160). Di balik gejala morfologi dengan permunculan radikula tersebut, terjadi proses fisiologibiokemis yang kompleks, dikenal sebagai proses perkecambahan fisiologis. Secara fisiologi, proses perkecambahan berlangsung dalam beberapa tahapan penting meliputi : Absorbsi air dan Metabolisme pemecahan materi cadangan makanan Transport materi hasil pemecahan dari endosperm ke embrio yang aktif bertumbuh Proses-proses pembentukan kembali materi-materi baru Respirasi Pertumbuhan Banyak faktor yang mengontrol proses perkecambahan biji, baik yang internal dan eksternal. Secara internal proses perkecambahan biji ditentukan keseimbangan antara promotor dan inhibitor perkecambahan, terutam asam giberelin (GA) dan asam absisat (ABA). Faktor eksternal yang merupkan ekologi perkecambahan meliputi air, suhu, kelembaban, cahaya dan adanya senyawa-senyawa kimia tertentu yang berperilaku sebagai inhibitor perkecambahan (Mayer, 1975:46-43). Proses Perkecambahan Biji (Jann dan Amen dalam Khan, 1934) 1. Penyerapan air (1) Masuk air secara imbibisi dan osmosis (2) Kulit biji (3) Pengembangan embrio dan endosperm (4) Kulit biji pecah, radikal keluar Laporan Praktikum Ilmu Tanaman: Fisiologi Tumbuhan 8

9 2. Pencernaan Merupakan proses terjadinya pemecahan zat atau senyawa bermolekul besar dan kompleks menjadi senyawa bermolekul lebih kecil, sederhana, larut dalam air dan dapat diangkut melalui membran dan dinding sel. Makanan cadangan utama pada biji yaitu pati, hemiselulosa, lemak, protein: Tidak larut dalam air atau berupa senyawa koloid Terdapat dalam jumlah besar pada endosperm dan kotiledon Merupakan senyawa kompleks bermolekul besar Tidak dapat diangkut (immobile) ke daerah yang memerlukan embrionikaksis Proses pencenaan dibantu oleh enzim: Senyawa organik yang diproduksi oleh sel hidup Berupa protein Merupakan katalisator organik Memiliki fungsi pokok: * Enzim Amilase merubah pati dan hemiselulosa menjadi gula * Enzim Protease merubah protein menjadi asam amino * Enzim Lipase merubah lemak menjadi asam lemak dan gliserin Aktivasi enzim dilakukan oleh air setelah terjadinya imbibisi Enzim yang telah diaktivasi masuk ke dalam endosperm atau kotiledon untuk mencerna cadangan makanan 3. Pengangkutan zat makanan Hasil pencernaan diangkut dari jaringan penyimpanan makanan menuju titik-titik tumbuh pada embrionik axis, radicle dan plumulae. Biji belum punya jaringan pengangkut, sehingga pengangkutan dilakukan secara difusi atau osmosis dari satu sel hidup ke sel hidup lainnya. Laporan Praktikum Ilmu Tanaman: Fisiologi Tumbuhan 9

10 4. Asimilasi Merupakan tahapan terakhir dalam penggunaan cadangan makanan. Termasuk proses pembangunan kembali, misalnya protein yang sudah dirombak menjadi asam amino disusun kembali menjadi protein baru. Tenaga atau energi berasal dari proses pernapasan. 5. Pernafasan (Respirasi) Merupakan proses perombakan makanan (karbohidrat) menjadi senyawa lebih sederhana dengan membebaskan sejumlah tenaga. Pertama kali terjadi pada embrionik axis setelah cadangan habis baru beralih ke endosperm atau kotiledon. Aktivasi respirasi tertinggi adalah pada saat radicle menembus kulit. 6. Pertumbuhan Ada dua bentuk pertumbuhan embrionik axis: Pembesaran sel-sel yang sudah ada Pembentukan sel-sel yang baru pada titik-titik tumbuh 2.2 Dormansi Definisi Dormansi 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. Laporan Praktikum Ilmu Tanaman: Fisiologi Tumbuhan 10

11 Istilah yang pernah digunakan untuk menjelaskan dormansi dan yang paling lazim adalah istilah istirahat dan pasif. Lebih banyak istilah yang menyertakan kata dormansi di belakang kata keadaan (adjektif), misalnya primer, sekunder, bawaan, dan sebagainya. Secara logis menjelaskan pentingnya kesatuan istilah dan menganjurkan tiga istilah baru saja, yakni endodormansi, ekodormansi, dan paradormansi. Di laboratorium dan di bidang pertanian (bila perlu) digunakan alkohol atau pelarut lemak (yang menghilangkan bahan berlilin) yang kadang mengahalangi masuknya air atau asam pekat. Sebagai contoh, perkecambahan biji kapas dan kacangan tropika dapat sangat dipacu dengan merendam biji terlebih dahulu dengan asam sulfat selama beberapa menit sampai satu jam dan selanjutnya dibilas untuk menghilangkan asam itu (Salisbury dan Ross, 1992). Penyebab Terjadinya Dormansi Benih Benih yang mengalami dormansi biasanya disebabkan oleh : Rendahnya atau tidak adanya proses imbibisi air yang disebabkan oleh struktur benih (kulit benih) yang keras, sehingga mempersulit keluar masuknya air ke dalam benih. Respirasi yang tertukar, karena adanya membran atau pericarp dalam kulit benih yang terlalu keras, sehingga pertukaran udara dalam benih menjadi terhambat dan menyebabkan rendahnya proses metabolisme dan mobilisasi cadangan makanan dalam benih. Resistensi mekanis kulit biji terhadap pertumbuhan embrio, karena kulit biji yang cukup kuat sehingga menghalangi pertumbuhan embrio. Pada tanaman pangan, dormansi sering dijumpai pada benih padi, sedangkan pada sayuran dormani sering dijumpai pada benih timun putih, pare dan semangka non biji. Tipe-tipe Dormansi Benih Ada beberapa tipe dari dormansi dan kadang-kadang lebih dari satu tipe terjadi didalam benih yang sama. Di alam, dormansi dipatahkan secara perlahan-lahan atau disuatu kejadian lingkungan yang khas. Tipe Laporan Praktikum Ilmu Tanaman: Fisiologi Tumbuhan 11

12 dari kejadian lingkungan yang dapat mematahkan dormansi tergantung pada tipe dormansi. Secara umum menurut Aldrich (1984) Dormansi dikelompokkan menjadi 2 tipe yaitu : 1. Innate dormansi (dormansi primer) Dormansi primer adalah dormansi yang paling sering terjadi, terdiri dari dua sifat: Dormansi eksogenous yaitu kondisi dimana komponen penting perkecambahan tidak tersedia bagi benih dan menyebabkan kegagalan dalam perkecambahan. Tipe dormansi tersebut berhubungan dengan sifat fisik dari kulit benih serta faktor lingkungan selama perkecambahan. Dormansi endogenous yaitu dormansi yang disebabkan karena sifatsifat tertentu yang melekat pada benih, seperti adanya kandungan inhibitor yang berlebih pada benih, embrio benih yang rudimenter dan sensitivitas terhadap suhu dan cahaya. 2. Induced dormansi (dormansi sekunder) Dormansi sekunder adalah sifat dormansi yang terjadi karena dihilangkannya satu atau lebih faktor penting perkecambahan. Dormansi sekunder disini adalah benih-benih yang pada keadaan normal maupun berkecambah, tetapi apabila dikenakan pada suatu keadaan yang tidak menguntungkan selama beberapa waktu dapat menjadi kehilangan kemampuannya untuk berkecambah. Kadang-kadang dormansi sekunder ditimbulkan bila benih diberi semua kondisi yang dibutuhkan untuk berkecambah kecuali satu. Misalnya kegagalan memberikan cahaya pada benih yang membutuhkan cahaya. Diduga dormansi sekunder tersebut disebabkan oleh perubahan fisik yang terjadi pada kulit biji yang diakibatkan oleh pengeringan yang berlebihan sehingga pertukaran gas-gas pada saat imbibisi menjadi lebih terbatas. Laporan Praktikum Ilmu Tanaman: Fisiologi Tumbuhan 12

13 Sedangkan menurut Sutopo (1985), Ada beberapa tipe dormansi, yaitu dormansi Fisik dan dormansi Fisiologis. 1. Dormansi Fisik Pada tipe dormansi ini yang menyebabkan pembatas structural terhadap perkecambahan adalah kulit biji yang keras dan kedap sehingga menjadi penghalang mekanis terhadap masuknya air atau gas pada berbagai jenis tanaman. Yang termasuk dormansi fisik adalah: a. Impermeabilitas kulit biji terhadap air Benih-benih yang menunjukkan tipe dormansi ini disebut benih keras contohnya seperti pada famili Leguminoceae, disini pengambilan air terhalang kulit biji yang mempunyai struktur terdiri dari lapisan selsel berupa palisade yang berdinding tebal, terutama dipermukaan paling luar dan bagian dalamnya mempunyai lapisan lilin. Di alam selain pergantian suhu tinggi dan rendah dapat menyebabkan benih retak akibat pengembangan dan pengkerutan, juga kegiatan dari bakteri dan cendawan dapat membantu memperpendek masa dormansi benih. b. Resistensi mekanis kulit biji terhadap pertumbuhan embrio Pada tipe dormansi ini, beberapa jenis benih tetap berada dalam keadaan dorman disebabkan kulit biji yang cukup kuat untuk menghalangi pertumbuhan embrio. Jika kulit ini dihilangkan maka embrio akan tumbuh dengan segera. Tipe dormansi ini juga umumnya dijumpai pada beberapa genera tropis seperti Pterocarpus, Terminalia, Eucalyptus, dll. (Doran, 1997). Pada tipe dormansi ini juga didapati tipe kulit biji yang biasa dilalui oleh air dan oksigen, tetapi perkembangan embrio terhalang oleh kekuatan mekanis dari kulit biji tersebut. Hambatan mekanis terhadap pertumbuhan embrio dapat diatasi dengan dua cara mengekstrasi benih dari pericarp atau kulit biji. c. Permeabilitas yang rendah dari kulit biji terhadap gas-gas. Laporan Praktikum Ilmu Tanaman: Fisiologi Tumbuhan 13

14 Pada dormansi ini, perkecambahan akan terjadi jika kulit biji dibuka atau jika tekanan oksigen di sekitar benih ditambah. Pada benih apel misalnya, suplai oksigen sangat dibatasi oleh keadaan kulit bijinya sehingga tidak cukup untuk kegiatan respirasi embrio. Keadaan ini terjadi apabila benih berimbibisi pada daerah dengan temperatur hangat. Benih kacang adalah benih sayur yang tidak kenal masa dormansinya. 2. Dormasi fisiologis (embrio) Penyebabnya adalah embrio yang belum sempurna pertumbuhannya atau belum matang. Benih-benih demikian memerlukan jangka waktu tertentu agar dapat berkecambah (penyimpanan). Jangka waktu penyimpanan ini berbeda-beda dari kurun waktu beberapa hari sampai beberapa tahun tergantung jenis benih. Benih-benih ini biasanya ditempatkan pada kondisi temperatur dan kelembaban tertentu agar viabilitasnya tetap terjaga sampai embrio terbentuk sempurna dan dapat berkecambah (Schmidt, 2002). Beberapa penyebab dormansi fisiologis adalah : a. Immaturity Embrio Pada dormansi ini perkembangan embrionya tidak secepat jaringan sekelilingnya sehingga perkecambahan benih-benih yang demikian perlu ditunda. Sebaiknya benih ditempatkan pada tempe-ratur dan kelembaban tertentu agar viabilitasnya tetap terjaga sampai embrionya terbentuk secara sempurna dan mampu berkecambah. b. After ripenin Benih yang mengalami dormansi ini memerlukan suatu jangkauan waktu simpan tertentu agar dapat berkecambah, atau dika-takan membutuhkan jangka waktu "After Ripening". After Ripening diartikan sebagai setiap perubahan pada kondisi fisiologis benih selama penyimpanan yang mengubah benih menjadi mampu berkecambah. Jangka waktu Laporan Praktikum Ilmu Tanaman: Fisiologi Tumbuhan 14

15 penyimpanan ini berbeda-beda dari beberapa hari sampai dengan beberapa tahun, tergantung dari jenis benihnya. c. Dormansi Sekunder Dormansi sekunder disini adalah benih-benih yang pada keadaan normal maupun berkecambah, tetapi apabila dikenakan pada suatu keadaan yang tidak menguntungkan selama beberapa waktu dapat menjadi kehilangan kemampuannya untuk berkecambah. Kadang-kadang dormansi sekunder ditimbulkan bila benih diberi semua kondisi yang dibutuhkan untuk berkecambah kecuali satu. Misalnya kegagalan memberikan cahaya pada benih yang membutuhkan cahaya. Diduga dormansi sekunder tersebut disebabkan oleh perubahan fisik yang terjadi pada kulit biji yang diakibatkan oleh pengeringan yang berlebihan sehingga pertukaran gas-gas pada saat imbibisi menjadi lebih terbatas. d. Dormansi yang disebabkan oleh hambatan metabolis pada embrio Dormansi ini dapat disebabkan oleh hadirnya zat penghambat perkecambahan dalam embrio. Zat-zat penghambat perkecambahan yang diketahui terdapat pada tanaman antara lain : Ammonia, Abcisic acid, Benzoic acid, Ethylene, Alkaloid, Alkaloids Lactone (Counamin) dll. Counamin diketahui menghambat kerja enzim-enzim penting dalam perkecambahan seperti Alfa dan Beta amilase. Tipe dormansi lain selain dormansi fisik dan fisiologis adalah kombinasi dari beberapa tipe dormansi. Tipe dormansi ini disebabkan oleh lebih dari satu mekanisme. Sebagai contoh adalah dormansi yang disebabkan oleh kombinasi dari immaturity embrio, kulit biji indebiscent yang membatasi masuknya O2 dan keperluan akan perlakuan chilling. Tipe dormansi lain selain dormansi fisik dan fisiologis adalah kombinasi dari beberapa tipe dormansi. Tipe dormansi ini disebabkan oleh lebih dari satu mekanisme. Sebagai contoh adalah dormansi yang disebabkan oleh Laporan Praktikum Ilmu Tanaman: Fisiologi Tumbuhan 15

16 kombinasi dari immaturity embrio, kulit biji indebiscent yang membatasi masuknya O2 dan keperluan akan perlakuan chilling. Teknik Pematahan Dormansi Benih Tujuan pematahan dormansi adalah mendorong proses pematangan embrio, mengaktifkan enzim di dalam embrio, dan peningkatan permeabilitas kulit benih yang memungkinkan masuknya air dan gas-gas yang diperlukan dalam perkecambahan (Muchtar 1987). Untuk mengetahui dan membedakan atau memisahkan apakah suatu benih yang tidak dapat berkecambah adalah dorman atau mati, maka dormansi perlu dipecahkan. Masalah utama yang dihadapi pada saat pengujian daya tumbuh atau kecambah benih yang dormansi adalah bagaimana cara mengetahui dormansi, sehingga diperlukan cara-cara agar dormansi dapat dipersingkat. Bewley dan Black (1985) mengemukakan 2 proses mekanisme pematahan dormansi, yaitu : 1. Proses dormansi hormonal, konsep dari teori tersebut dihubungkan dengan hormon pengatur tumbuh, baik yang menghambat (inhibitor) maupun yang merangsang pertumbuhan (promotor). Dormansi dapat dipatahkan dengan menghilangkan inhibitor atau dengan penggunaan promotor yang mampu mempercepat terjadinya keseimbangan antara inhibitor dan promotor. 2. Proses pengaruh metabolik sebagai akibat perlakuan pematahan dormansi, konsepnya melibatkan lintasan pentose fosfat untuk sintesis RNA, DNA dan protein. Ada beberapa cara yang telah diketahui adalah : A. Dengan perlakuan mekanis Diantaranya yaitu dengan Skarifikasi. Skarifikasi mencakup cara-cara seperti mengkikir atau menggosok kulit biji dengan kertas amplas, Laporan Praktikum Ilmu Tanaman: Fisiologi Tumbuhan 16

17 melubangi kulit biji dengan pisau, memecah kulit biji maupun dengan perlakuan goncangan untuk benih-benih yang memiliki sumbat gabus. Tujuan dari perlakuan mekanis ini adalah untuk melemahkan kulit biji yang keras sehingga lebih permeabel terhadap air atau gas. B. Dengan perlakuan kimia Tujuan dari perlakuan kimia adalah menjadikan agar kulit biji lebih mudah dimasuki air pada waktu proses imbibisi. Larutan asam kuat seperti asam sulfat, asam nitrat dengan konsentrasi pekat membuat kulit biji menjadi lebih lunak sehingga dapat dilalui oleh air dengan mudah. - Sebagai contoh perendaman benih ubi jalar dalam asam sulfat pekat selama 20 menit sebelum tanam. - Perendaman benih padi dalam HNO3 pekat selama 30 menit. - Pemberian Gibberelin pada benih terong dengan dosis PPM. Bahan kimia lain yang sering digunakan adalah potassium hidroxide, asam hidrochlorit, potassium nitrat dan Thiourea. Selain itu dapat juga digunakan hormon tumbuh antara lain: Cytokinin, Gibberelin dan iuxil (IAA). C. Perlakuan perendaman dengan air Perlakuan perendaman di dalam air panas dengan tujuan memudahkan penyerapan air oleh benih. Caranya yaitu : dengan memasukkan benih ke dalam air panas pada suhu dan dibiarkan sampai air menjadi dingin, selama beberapa waktu. Untuk benih apel, direndam dalam air yang sedang mendidih, dibiarkan selama 2 menit lalu diangkat keluar untuk dikecambahkan. Perendaman dengan air panas merupakan salah satu cara memecahkan masa dormansi benih. HCl adalah salah satu bahan kimia yang dapat mengatasi masalah dormansi pada benih. D. Perlakuan dengan suhu Cara yang sering dipakai adalah dengan memberi temperatur rendah pada keadaan lembab (Stratifikasi). Selama stratifikasi terjadi sejumlah perubahan dalam benih yang berakibat menghilangkan bahan-bahan Laporan Praktikum Ilmu Tanaman: Fisiologi Tumbuhan 17

18 penghambat perkecambahan atau terjadi pembentukan bahan-bahan yang merangsang pertumbuhan. Kebutuhan stratifikasi berbeda untuk setiap jenis tanaman, bahkan antar varietas dalam satu famili. E. Perlakuan dengan cahaya Cahaya berpengaruh terhadap prosentase perkecambahan benih dan laju perkecambahan. Pengaruh cahaya pada benih bukan saja dalam jumlah cahaya yang diterima tetapi juga intensitas cahaya dan panjang hari. Di bawah ini adalah tabel tipe-tipe dari dormansi beserta metode pematahan dormansi. Tipe dormansi Immature embryo Karakteristik Benih secara fisiologis belum mampu berkecambah, karena embryo belum masak walaupun biji sudah masak Contoh spesies Fraxinus excelcior, Ginkgo biloba, Gnetum gnemon Metode pematahan dormansi Alami Buatan Pematangan Melanjutkan secara alami proses fisiologis setelah biji pemasakan disebarkan embryo setelah biji mencapai masa lewatmasak (afterripening) Dormansi mekanis Perkembangan embryo secara fisis terhambat karena adanya kulit biji/buah yang keras Pterocarpus, Terminalia spp, Melia volkensii Dekomposisi bertahap pada struktur yang keras Peretakan mekanis Dormansi fisis Imbibisi/penyerapan air terhalang oleh lapisan kulit biji/buah yang impermeable Beberapa Leguminoceae & Myrtaceae Fluktuasi suhu Skarifikasi mekanis, pemberian air panas atau bahan kimia Dormansi chemis Buah atau biji mengandung zat penghambat (chemical inhibitory compound) yang menghambat perkecambahan Buah fleshy (berdaging) Pencucian (leaching) oleh air, dekomposisi bertahap pada jaringan buah Menghilangkan jaringan buah dan mencuci bijinya dengan air Laporan Praktikum Ilmu Tanaman: Fisiologi Tumbuhan 18

19 Foto dormansi Thermo dormansi Biji gagal berkecambah tanpa adanya pencahayaan yang cukup. Dipengaruhi oleh mekanisme biokimia fitokrom Perkecambahan rendah tanpa adanya perlakuan dengan suhu tertentu Sebagian besar spesies temperate, tumbuhan pioneer tropika humida seperti eucalyptus dan Spathodea Sebagian besar spesies temperate, tumbuhan pioneer daerah tropissubtropis kering, tumbuhan pioneer tropika humida Pencahayaan Penempatan pada suhu rendah di musim dingin Pembakaran Pemberian suhu yang berfluktuasi Pencahayaan Stratifikasi atau pemberian perlakuan suhu rendah Pemberian suhu tinggi Pemberian suhu berfluktuasi 2.3 Imbibisi Definisi Imbibisi Imbibisi adalah penyerapan air (absorpsi) oleh benda-benda yang padat (solid) atau agak padat (semi solid) karena benda-benda itu mempunyai zat penyusun dari bahan yang berupa koloid. Syarat Terjadinya Imbibisi 1. Perbedaan Ψ antara benih dengan larutan, dimana Ψ benih < Ψ larutan. 2. Ada tarik menarik yang spesifik antara air dengan benih. Benih memiliki partikel koloid yang merupakan matriks, bersifat hidrofil berupa protein, pati, selulose. 3. Benih kering memiliki Ψ sangat rendah. Hubungan antara Ψ dengan komponen penyusun: Ψ = Ψm + Ψp 4. Volume air yang diserap + volume biji mula-mula > volume biji setelah menyerap air, sebagian air telah digunakan untuk menjalankan proses metabolisme. Laporan Praktikum Ilmu Tanaman: Fisiologi Tumbuhan 19

20 5. Proses metabolime: aktivasi enzim, hidrolisis cadangan makanan, respirasi. Imbibisi dipengaruhi oleh dua faktor, yaitu temperatur dan potensial osmosis senyawa yang diimbibisi. Temperatur tidak mempengaruhi kecapatan imbibisi, sedangkan potensial osmosis dapat mempengaruhi kedua-duanya. Saat biji kacang hijau yang kering direndam dalam air, air akan masuk ke ruang antarsel penyusun endosperm secara osmosis. Peristiwa tersebut termasuk peristiwa imbibisi. Kecepatan imbibisi berbanding lurus dengan kenaikan suhu dan berbanding terbalik dengan kenaikan konsentrasi zat. Dinding sel hidup selalu rembes dan kadang-kadang dikelilingi oleh larutan cair yang sinambung dari satu sel ke sel lainnya, sehingga membentuk suatu jalinan pada seluruh tumbuhan. Dipandang dari sudut hubungannya dengan larutan ini, sebuah sel tumbuhan biasanya dapat dibandingkan dengan sistem osmosis tipe tertutup. Kedua selaput sitoplasma, yaitu plasmalema di sebelah luar dan tonoplas di sebelah dalam, kedua-duanya sangat permeabel terhadap air, tetapi relatif tak permeabel terhadap bahan terlarut, sehingga untuk mudahnya seluruh lapisan sitoplasma itu dapat dianggap sebagai membran sinambung dan semi-permeabel. Banyak benda-benda kering atau benda setengah padat dapat menyerap air (absorpsi) karena benda-benda tersebut mengandung materi koloid yang hidrofil. Hidrofil artinya menarik air. Contoh pada tumbuhan misalnya biji yang kering. Penyerapan air dipengaruhi oleh faktor dalam (disebut pula faktor tumbuhan) dan faktor luar atau faktor lingkungan. Laporan Praktikum Ilmu Tanaman: Fisiologi Tumbuhan 20

21 Faktor dalam terdiri dari: a. Kecepatan transpirasi : semakin cepat transpirasi makin cepat penyerapan. b. Sistem perakaran : tumbuhan yang mempunyai system perakaran berkembang baik, akan mampu mengadakan penyerapan lebih kuat karena jumlah bulu akar semakin banyak. c. Kecepatan metabolisme : karena penyerapan memerlukan energi, maka semakin cepat metabolismem (terutama respirasi) akan mempercepat penyerapan. (Yusuf, 2009) Faktor lingkungan terdiri dari: a. Ketersediaan air tanah : tumbuhan dapat menyerap air bila air tersedia antara kapasitas lapang dan konsentrasi layu tetap. Bila air melebihi kapasitas lapang penyerapan terhambat karena akan berada dalam lingkungan anaerob. b. Konsentrasi air tanah : air tanah bukan air murni, tetapi larutan yang berisi berbagai ion dan molekul. Semakin pekat larutan tanah semakin sulit penyerapan. c. Temperatur tanah : temperatur mempengaruhi kecepatan metabolism. Ada temperatur optimum untuk metabolisme dan tentu saja ada temperatur optimum untuk penyerapan. d. Aerasi tanah: yang dimaksud dengan aerasi adalah pertukaran udara, yaitu maksudnya oksigen dan lepasnya CO2 dari lingkungan. Aerasi mempengaruhi proses respirasi aerob, kalau tidak baik akan menyebabkan terjadinya kenaikan kadar CO2 yang selanjutnya menurunkan ph. Penurunan ph ini berakibat terhadap permeabilitas membran sel. (Yusuf, 2009) Laporan Praktikum Ilmu Tanaman: Fisiologi Tumbuhan 21

22 BAB III METODE PRAKTIKUM 3.5 Waktu dan Tempat Pelaksanaan Waktu : Rabu, 13 Mei 2015 Tempat : Laboratorium PLT, UIN Syarif Hidayatullah Jakarta 3.6 Alat dan Bahan Alat: 1. Cawan Petri 10 buah 2. Kertas saring atau kapas 3. Gelas beaker 4. Tabung reaksi 5. Kertas amplas yang kasar Bahan: 1. Biji kacang Hijau (Phaseolus radiates) sebanyak 60 biji 2. Biji Trembesi atau Saga sebanyak 100 biji 3. Aquades 4. Minyak sayur 5. H 2 SO 4 pekat 6. Komarin 50 ppm 3.7 Cara Kerja Percobaan 1: Pengaruh Faktor Lingkungan Terhadap Perkecambahan 1. Menyediakan 5 cawan peri beralaskan kertas saring atau kapas. 2. Membiarkan cawan 1 kering, membasahi cawan ke 2 dengan 15 ml aquades untuk memungkinkan biji dapat berkecambah, begitu pula dengan cawan ke 4 dan ke 5. Laporan Praktikum Ilmu Tanaman: Fisiologi Tumbuhan 22

23 3. Membasahi cawan ke 3 dengan 15 ml aquades yang telah dididihkan dan sudah mencapai suhu kamar lagi. 4. Menyiapkan pula 1 tabung reaksi berisikan 10 ml air seperti pada cawan ke 3, menggunakan air mendidih yang sudah didinginkan. 5. Memasukkan ke dalam cawan masing-masing 10 biji, pada cawan ke 5 10 biji yang telah dibuang kulit bijinya. 6. Melapisi permukaan tabung reaksi yang telah terisi 10 biji dengan lapisan minyak. 7. Menyimoan semua cawan dan tabung pada suhu kamar, kecuali cawan ke 4 di simpan dalam lemari es dengan suhu Melakukan pengamatan jumlah biji yang berkecambah dalam tiap cawan atau tabung selama 7 hari dan mencatat presentase perkecambahannya. 3.8 Cara Kerja Percobaan 2: Biji dengan Kulit Biji yang Relatif Keras 1. Menyediakan 50 biji saga sebanyak 50 biji bagi dalam 5 kelompok 2. Meyediakan pula 5 pasang cawan petri beralaskan kertas saring atau kapas. 3. Cawan 1-4 dibasahi dengan aquades sebanyak 15 ml. 4. Pada cawan pertama dimasukkan 10 biji, pada cawan kedua dimasukkan 10 biji yang diasah menggunakan amplas sebagian kulit bijinya sampai tampak kotiledonnya. 5. Pada cawan ketiga dimasukkan 10 biji yang telah direndam ke dalam air mendidih dan biarkan tetap terendam hingga air mencapai suhu kamar. 6. Pada cawan keempat dimasukkan 10 biji yang sebelumnya direndam ke dalam H 2 SO 4 pekat 1-2 menit kemudian cuci di bawah air mengalir. 7. Membasahi cawan ke 5 dahulu secukupnya dengan komarin 50 ppm kemudian dimasukkan 10 biji 8. Menyimpan semua cawan petri di dalam ruang gelap. Melakukan pengamatan presentase perkecambahan dalam setiap cawan petri. 9. Menjaga kelembaban jangan sampai cawan petri kering. 10. Menuliskan hasil pengamatan pada tabel pengamatan praktikum. Laporan Praktikum Ilmu Tanaman: Fisiologi Tumbuhan 23

24 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil Praktikum Tabel 1.1 Hasil Pengamatan Percobaan Pertama (Kacang Hijau) Cawan Bentuk Perlakuan 1 Biji utuh, tanpa aquades, suhu kamar 2 Biji utuh, aquades, suhu kamar 3 Biji utuh, aquades yang dididihkan, suhu kamar 4 Biji utuh, aquades, suhu Biji tanpa kulit, aquades, suhu kamar Tabung Biji utuh, direndam di Reaksi dalam aquades, dilapisi minyak biji yang berkecambah Presentase Perkecambahan (%) Tabel 1.2 Hasil Pengamatan Percobaan Kedua (Biji Saga atau Trembesi) Cawan Bentuk Perlakuan biji yang berkecambah Presentase Perkecambahan (%) 1 Aquades, biji utuh Aquades, kulit biji diasah 6 60 Laporan Praktikum Ilmu Tanaman: Fisiologi Tumbuhan 24

25 3 Aquades, biji direndam dalam air mendidih 4 Aquades, biji direndam dalam H 2 SO 4 pekat Komarin50 ppm, biji utuh Aquades, biji utuh dengan lapisan minyak Pembahasan Pengaruh Faktor Lingkungan Terhadap Perkecambahan (Percobaan) Berdasarkan praktikum pengujian pengaruh faktor lingkungan terhadap perkecambahan yang telah dilakukan, didapatkan hasil pengamatan sebagai berikut: (1) Pada perlakuan pertama menggunakan Biji utuh, tanpa aquades di dalam suhu kamar didapatkan hasil tidak ada satupun biji yang berkecambah dengan presentase keberhasilan perkecambahan 0%. Biji yang disimpan dalam keadaan kering tidak dapat tumbuh karena enzim-enzim pertumbuhannya belum aktif. (2) Pada perlakuan kedua menggunakan Biji utuh, aquades, di dalam suhu kamar didapatkan hasil 6 biji yang berkecambah dengan presentase keberhasilan perkecambahan 60%. Aquades merupakan salah satu faktor yang mampu mengaktifkan enzim-enzim pertumbuhan pada biji. (3) Pada perlakuan ketiga menggunakan Biji utuh, aquades yang dididihkan, di dalam suhu kamar didapatkan hasil 8 biji yang berkecambah dengan presentase keberhasilan perkecambahan 80%. Tujuan direndam dalam air yang mendidih hingga mencapai suhu kamar (semula) yaitu untuk mempermudah proses imbibisi dan melunakkan permukaan biji, Laporan Praktikum Ilmu Tanaman: Fisiologi Tumbuhan 25

26 (4) Pada perlakuan pertama menggunakan Biji utuh, aquades, suhu 5-10 didapatkan hasil tidak ada satupun biji yang berkecambah dengan presentase keberhasilan perkecambahan 0%. Hal ini disebabkan karena pada suhu yang sangat rendah, keadaan lingkungan dianggap tidak memungkinkan tumbuhan untuk hidup. Lingkungan dianggap tidak mendukung proses perkecambanhan, sehingga masa dormansi akan lebih lama. (5) Pada perlakuan pertama menggunakan Biji tanpa kulit, aquades, suhu kamar didapatkan hasil 10 biji yang berkecambah dengan presentase keberhasilan perkecambahan 100%. Kulit biji yang telah hilang membuat aquades meresap hingga kotiledon mengaktifkan enzim-enzim pertumbuhan pada biji. Suhu kamar juga mendukung kelembaban terhadap biji. Membuat proses dormansi lebih singkat. (6) Pada perlakuan pertama menggunakan biji utuh, di rendam dalam aquades namun dilapisi dengan lapisan minyak sayur didapatkan hasil tidak ada satupun biji yang berkecambah dengan presentase keberhasilan perkecambahan 0%. Hal ini dikarenakan biji yang utuh membuat aquades sulit berimbibisi ke dalam biji. Lapisan minyak juga menggangu pertukaran oksigen yang dibutuhkan selama proses pertumbuhan Biji dengan Kulit Biji yang Relatif Keras (Percobaan 2) Berdasarkan praktikum pengujian pengaruh faktor kulit biji yang relatif keras dengan masa dormansi yang telah dilakukan, didapatkan hasil pengamatan sebagai berikut: 1) Pada perlakuan pertama menggunakan biji utuh dan diberi aquades didapatkan hasil tidak ada satupun biji yang berkecambah dengan presentase keberhasilan perkecambahan 0%. Hal ini dikarenakan membran luar biji sangat keras dan berlapis. Sehingga air tidak dapat masuk ke endosperma biji untuk mengaktifkan enzim pertumbuhan. Laporan Praktikum Ilmu Tanaman: Fisiologi Tumbuhan 26

27 2) Pada perlakuan kedua menggunakan kulit biji yang diasah (skarifikasi) dan diberi Aquades, didapatkan hasil 6 biji yang berkecambah dengan presentase keberhasilan perkecambahan 60%. Skarifikasi membuat proses imbibisi dapat berlangsung lebih maksimal. 3) Pada perlakuan ketiga menggunakan biji utuh yang direndam dalam air mendidih dan diberi aquades, didapatkan hasil tidak ada satupun biji yang berkecambah. Perendaman karena air mendidih bertujuan untuk mempermudah proses imbibisi. Pada kenyataannya terjadi penyimpangan dari teori karena presentase perkecambahan hanya 0 %. 4) Pada perlakuan keempat menggunakan biji utuh yang direndam dalam H2SO4 pekat dan diberi aquades, didapatkan hasil tidak ada satupun biji yang berkecambah dengan presentase keberhasilan perkecambahan 0%. Sesuai dengan teori pada tinjauan pustaka, penggunaan H2SO4 ditujukan untuk melunakkan lapisan luar biji yang keras sehingga memudahkan imbibisi. Namun pada hasil praktikum didapat penyimpangan, karena tidak ada satupun biji yang berkecambah. 5) Pada perlakuan kelima menggunakan biji utuh dan diberi Komarin 50 ppm, didapatkan hasil tidak ada satupun biji yang berkecambah dengan presentase keberhasilan perkecambahan 0%. Hal ini disebabkan komarin memiliki kemampuan untuk mematikan enzim-enzim perkecambahan sehingga memperlama masa dormansi tumbuhan. 6) Pada perlakuan keenam menggunakan biji utuh yang sirendam di dalam tabung reaksi berisikan aquades dengan lapisan minyak, didapatkan hasil tidak ada satupun biji yang berkecambah dengan presentase keberhasilan perkecambahan 0%. Hal ini disebabkan lapisan minyak menghambat oksigen yang dibutuhkan dalam proses perkecambahan tanaman. Pada praktikum kali ini terdapat beberapa penyimpangan dari teori. Ada beberapa faktor yang dapat berpengaruh. Contohnya adanya gangguan jamur yang menghambat proses perkecambahan (benih menjadi busuk dan rusak sebelum berkembang lebih lanjut). Selain itu kelembaban ruangan dan media tidak selalu terjaga secara konstan. Laporan Praktikum Ilmu Tanaman: Fisiologi Tumbuhan 27

28 BAB V KESIMPULAN Benih-benih berkulit keras seperti biji saga atau trembesi menunjukkan tipe dormansi. Mereka termasuk dalam famili Leguminoceae. Pada biji leguminoceae ini, air tidak dapat masuk karena terhalang kulit biji yang mempunyai struktur terdiri dari lapisan sel-sel berupa palisade yang berdinding tebal. Terutama di permukaan paling luar dan bagian dalamnya mempunyai lapisan lilin. Di alam selain pergantian suhu tinggi dan rendah dapat menyebabkan biji tersebut retak akibat pengembangan dan pengkerutan, juga kegiatan dari bakteri dan cendawan dapat membantu memperpendek masa dormansi biji. Cara-cara untuk memecahkan dormansi antara lain dengan perlakuan mekanis, perlakuan kimia, perlakuan perendaman air, perlakuan pemberian temperatur tertentu dan perlakuan dengan cahaya. Pada praktikum ini penggunaan perlakuan untuk mematahkan masa dormansi biji antara lain dengan cara perendaman menggunakan air panas 60-70, skarifikasi pada biji tanaman saga atau trembesi, perendaman dengan H2SO4, serta menjaga kelembaban media dengan melakukan penyiraman aquades secara berkala. Pada praktikum ini pula dilakukan penggunaan perlakuan untuk mendukung masa dormansi seperti penggunaan komarin 50 ppm sebagai penghambat kerja enzim-enzim penting dalam perkecambahan dan menyebabkan masa dormansi biji lebih lama, penyimpanan dalam suhu 5-10 (di dalam freezer) beserta penggunaan lapisan minyak pada tabung reaksi dengan tujuan untuk mencegah atau oksigen dari luar masuk ke tabung. Laporan Praktikum Ilmu Tanaman: Fisiologi Tumbuhan 28

29 DAFTAR PUSTAKA Referensi Buku: Goldsworthy, Peter, Fisiologi Tanaman Budidaya Tropik. Gadjah Mada University Press, Yogyakarta. Harjadi, M.M Sri Setyati Pengantar Agronomi. Cetakan ke-12. Gramedia Pustaka Utama, Jakarta. Salisbury, F & Ross, C.W Fisiologi Tumbuhan Jilid 3. Penerbit ITB, Bandung. Sasmithahamihardja, D Fisiologi Tumbuhan. Fakultas FMIPA ITB, Bandung Soerodikoesomo, Wibisono Anatomi dan Fisiologi Tumbuhan. Depdikbud, Jakarta Suhardi Dasar-dasar Bercocok Tanam. Kanisius, Yogyakarta. Sutopo, Lita Teknologi Benih. Fakultas Pertanian UNBRAW, Jakarta Utara. Zulkarnain Dasar-dasar Holtikultura. Cetakan pertama. Bumi Aksara, Jakarta. Situs Internet : Abdi Dormansi Pada Benih Tanaman Pangan Dan Cara Praktis Membangkitkannya. Diakses dari pada tanggal 14 Mei Wikipedia, diakses pada 14 Mei 2015., Dormansi pada Biji, diakses pada 15 Mei Laporan Praktikum Ilmu Tanaman: Fisiologi Tumbuhan 29

30 LAMPIRAN No. Gambar Keterangan 1 Berikut ini merupakan alat yang dibutuhkan dalam praktikum yaitu cawan petri, kapas, dan amplas. 2 Gambar di samping merupakan cairan aquades dan cairan komarin 50 ppm. 3 Gambar di samping merupakan gambar H 2 S O 4 pekat dan minyak sayur. 4 Gambar di samping merupakan bahan praktikum yaitu Biji Saga dan Biji kacang Hijau. Laporan Praktikum Ilmu Tanaman: Fisiologi Tumbuhan 30

31 5 Biji saga dan biji kacang hijau yang telah ditata di dalam cawan petri 6 Biji saga yang telah diberi berbagai macam perlakuan, mengalami beberapa perubahan. 7 Biji kacang hijau yang telah diberi berbagai macam perlakuan, mengalami beberapa perubahan. 8 Salah satu contoh cawan petri berisi biji yang terserang jamur, sehingga sulit teridentifikasi apakah biji tersebut sudah berkecambah atau tidak. Laporan Praktikum Ilmu Tanaman: Fisiologi Tumbuhan 31