Perkecambahan Benih dapat dikaji secara : - Morfologi - Fisiologi - Biokimiawi - Teknologi Benih 1
PERKECAMBAHAN SECARA FISIOLOGIS PERKECAMBAHAN SECARA TEKNOLOGI BENIH 2
STRUKTUR KECAMBAH METABOLISME PERKECAMBAHAN BENIH 3
Metabolisme Perkecambahan Tahap I Proses awal perkecambahan (sebelum gejala perkecambahan nampak) 1. Imbibisi: * Permeabilitas kulit benih * Komposisi kimia benih * Suhu * Konsentrasi air 2. Reaktivasi: * enzim * respirasi (lintasan respirasi) * organel sel * sintesis RNA dan protein 3. Inisiasi pertumbuhan embrio 4. Retaknya kulit benih: munculnya akarmenembus kulit benih (emerge) 4
Tahap II Proses lanjut perkecambahan (sesudah gejala perkecambahan tampak diawali dengan munculnya akar menembus kulit benih) 1. Perombakan cadangan makanan * karbohidrat * lemak * protein * phytin 2. Respirasi (lintasan respirasi) 3. Pertumbuhan kecambah 4. Peranan fitohormon dalam metabolisme perkecambahan 5
Proses perkecambahan melalui beberapa tahap 1. Imbibisi yaitu proses penyerapan air oleh benih sehingga kulit benih melunak dan terjadilah hidrasi dari protoplasmi 2. Perombakan cadangan makanan di dalam endosperm 3. Perombakan bahan-bahan cadangan makanan yang dilakukan oleh enzym (amilase, protease, lipase) - Karbohidrat dirombak menjadi glukosa - Protein dirombak menjadi asam amino - Lemak dirombak menjadi asam lemak & gliserol 4.Translokasi makanan ke titik tumbuh Setelah penguraian bahan-bahan karbohidrat, protein, lemak menjadi bentuk-bentuk yang terlarut kemudian ditranslokasikan ke titik tumbuh 5. Pembelahan dan pembesaran sel Assimilasi dari bahan-bahan yang telah diuraikan tadi di daerah meristematik menghasilkan energi bagi kegiatan pembentukan komponen dan pertumbuhan sel-sel baru 6. Munculnya radikel dan plumula Radikel dan plumula muncul dari kulit biji 6
Tipe Perkecambahan Tipe perkecambahan ada 2 : 1. Hipogeal yaitu tipe perkecambahan dimana posisi jaringan penyimpanan cadangan makanan (endosperm) tidak terangkat ke atas permukaan tanah. Tipe ini biasanya terdapat pada tanaman monokotil (kelapa sawait, kelapa, jagung, dll) 2. Epigeal yaitu tipe perkecambahan dimana jaringan penyimpanan cadangan makanan (kotiledon) terangkat ke atas permukaan tanah. Tipe ini biasanya terdapat pada tanaman dikotil (kakao, kopi, kacang-kacangan, dll) PERKECAMBAHAN EPIGEAL 7
PERKECAMBAHAN HIPOGEAL PERKECAMBAHAN HIPOGEAL 8
FAKTOR YANG MEMPENGARUHI PERKECAMBAHAN Air yang cukup (sufficient supply of water) Oksigen yang cukup (sufficient supply of oxygen) Suhu yang sesuai (favourable temperature) Cahaya AIR (WATER) Air untuk melunakkan kulit benih. Air memungkinkan masuknya oksigen ke dalam benih. Air berguna untuk mengencerkan protoplasma sehingga mengaktifkan bermacam-macam fungsinya (mis. aktivasi enzim). Air sebagai alat pengangkut larutan makanan dari endosperm/kotiledon ke embrio. 9
OKSIGEN Komposisi udara : oksigen (± 20%), karbondioksida (± 0,03%), dan nitrogen (± 80%). Perkecambahan benih proses yang berkaitan dengan sel hidup yang membutuhkan energi. Pada umumnya benih berkecambah paling baik pada konsentrasi oksigen udara. Beberapa spesies berkecambah paling baik pada konsentrasi oksigen di bawah komposisi udara, mis Cynodon dactylon atau di atas komposisi udara, mis. wortel, bunga matahari, beberapa sereal 10
Pengaruh rasio CO2/O2 terhadap perkecambahan benih Oat Konsentrasi CO2 (%) Konsentrasi O2 (%) % berkecambah 0,0 20,9 100 16,9 17,4 93 30,0 14,7 50 35,0 13,6 31 36,8 13,2 10 38,7 12,8 1 SUHU SUHU MINIMUM SUHU KARDINAL SUHU OPTIMUM SUHU MAKSIMUM 11
Suhu Kardinal 1. Suhu maksimum yaitu suhu paling tinggi dimana benih masih mampu berkecambah. 2. Suhu optimum yaitu suhu dimana diperoleh perkecambahan terbesar dalam waktu paling singkat 3. Suhu minimum yaitu suhu paling rendah dimana benih masih mampu berkecambah Suhu kardinal beberapa jenis tanaman Tanaman Suhu min. Suhu opt. Suhu maks Jagung 8-10 32-35 40-44 Padi 10-12 30-37 40-42 Kedelai 8 32 40 Kapas 13 30-32 40 12
CAHAYA Mekanisme pengendalian cahaya dalam perkecambahan benih adalah sama seperti pada pengendalian induksi bunga, pemanjangan tunas, pembentukan pigmen pada daun dan buah tertentu, dan perkembangan radikel pada kecambah tertentu. Pengaruh cahaya terhadap perkecambahan tergantung pada Intensitas cahaya Kualitas cahaya * 660-700 nm: cahaya merah, menstimulir perkecambahan (optimum 670 nm). * > 700 nm : cahaya infra merah atau far red menghambat perkecambahan * < 290 nm : menghambat * 290-400 nm: tidak jelas * 400 nm : cahaya biru, menghambat perkecambahan Lama penyinaran (day length) 13
Pengaruh cahaya terhadap perkecambahan benih prosesnya berlangsung secara photochemical reaction. Photochemical reaction terjadi karena adanya suatu pigmen penyerap cahaya (absorbsing pigment) PHYTOCHROME (Borthwick et al., 1952). PHYTOCHROME Bentuk yang mempunyai absorbsi cahaya maksimum pada 660 nm (Phytochromered/PR) Bentuk yang mempunyai absorbsi cahaya maksimum pada 730 nm (Phytochrome-far red/pfr) 14
Red, 660 nm Dormansi PR Far-Red, 730 nm PFR Berkecambah Bentuk tidak aktif Bentuk aktif Gelap Suhu tinggi Peran fisiologis PFR Mempengaruhi sintesis gibberelin Mengaktifkan gen-gen tertentu. Mengubah permeabilitas membran. Meningkatkan aktivitas kinase 15
A similar mechanism exists in lettuce (no aleurone and a dicot), but the activating chemical is a pigment called phytochrome. This chemical exists in two different forms: Pr and Pfr. How a lettuce seed responds depends on how much of each of these two forms is in each cell. Typical lettuce seed batches germinate 30-60% if placed in darkness because at least this many seeds have enough Pfr to stimulate germination. If, however, you put the lettuce seeds in red light (660 nm), the red light causes all the Pr to change into Pfr. Now 85-95% of the seeds can sprout because they all have an abundance of Pfr inside. On the other hand, if you put lettuce seeds in far-red (730 nm) light, the far-red light causes all the Pfr to change into Pr. In far-red light, then, all the seeds have essentially no Pfr and so very few (0-5%) actually sprout. You carried out these experiments in lab, so you know about this already. TUGAS URAIKAN PROSES PERKECAMBAHAN BENIH SECARA LENGKAP MULAI DARI PROSES IMBIBISI SAMPAI DENGAN MUNCULNYA RADIKEL!!! 16