BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Perkecambahan adalah proses pertumbuhan embrio dan komponen-komponen biji yang memiliki kemampuan untuk tumbuh secara normal menjadi tumbuhan baru. Komponen biji tersebut adalah bagian kecambah yang terdapat di dalam biji misalnya radikula dan plumula. Salah satu faktor yang mempengaruhi proses perkecambahan adalah ketersediaan air pada media tanam. Air memegang peranan penting dalam proses perkecambahan karena menentukan kehidupan tumbuhan. Tanpa adanya air, tumbuhan tidak bisa melakukan berbagai macam proses kehidupan termasuk berkecambah. Fungsi perkecambahan antara lain: a. Air yang diserap oleh biji berguna untuk melunakkan kulit biji dan menyebabkan pengembangan endosperm. b. Air memberikan fasilitas untuk masuknya oksigen dalam biji. c. Air bergunan untuk mengencerkan protoplasma sehingga dapat mengaktifka bermacam-macam fungsinya. d. Air berguna sebagai alat transport larutan makanan dan endosperm atau kotiledon ke titik tumbuh pada embrionik aksis. Dalam percobaan kami, kami menggunakan Sorgum (Sorghum bicolor). Sorghum (Sorghum bicolor) adalah salah satu tanaman yang termasuk keluarga rumput-rumputan (familia Poaceae). Tanaman Sorghum ini menghasilkan biji-bijian yang dapat digunakan sebagai bahan pangan. Kami memilih Sorgum karena jika dibandingkan dengan tanaman penghasil pangan lainnya, tanaman ini mempunyai beberapa kelebihan, yaitu mempunyai toleransi yang tinggi terhadap perbedaan iklim,sehinggga dapat beradaptasi pada daerahdaerah dengan iklim yang berbeda. Keunggulan Sorgum terletak pada daya adaptasi agroekologi yang luas, tahan terhadap kekeringan, produksi tinggi, perlu input lebih sedikit serta lebih tahan terhadap hama dan penyakit dibading tanaman pangan lain. air dalam
B. Rumusan Masalah Bagaimana pengaruh ketersediaan air pada media terhadap proses perkecambahan biji Sorgum (Sorghum bicolor)? C. Tujuan Untuk mengetahui pengaruh ketersediaan air pada media terhadap proses perkecambahan biji Sorgum (Sorghum bicolor). D. Manfaat Bagi Peneliti a. Mendapatkan pengalaman dan pengetahuan secara langsung tentang pengaruh ketersediaan air pada media terhadap proses perkecambahan biji Sorgum (Sorghum bicolor). b. Dapat mengkaji lebih lanjut proses terjadinya perkecambahan pada Sorgum. Bagi Pembaca a. Mendapatkan informasi yang mendalam tentang pengaruh ketersediaan air pada media terhadap proses perkecambahan biji Sorgum (Sorghum bicolor). b. Dapat mengetahui lebih lanjut proses terjadinya perkecambahan pada Sorgum.
BAB II DASAR TEORI A. Perkecambahan Selama siklus hidup tanaman, mulai dari perkecambahan sampai panen selalu membutuhkan air. Tidak satupun proses kehidupan tanaman yang dapat bebas dari air. Besarnya kebutuhan air setiap fase pertumbuhan selama siklus hidupnya tidak sama. Hal ini berhubungan langsung dengan proses fisiologis, morfologis dan kombinasi kedua faktor di atas dengan faktor-faktor lingkungan.
Pengaruh kekurangan air terhadap perkecambahan dan pengadaan semai seringkali terlupakan. Kekurangan air pada tahapan ini dapat sangat mengurangi keberhasilan pertanaman dan juga hasil pertanaman
Ahli fisiologi benih biasanya menetapkan perkecambahan sebagai suatu kejadian yang diawali dengan imbibisi dan diakhiri ketika radikula (akar lembaga) atau kotiledon atau hipokopotil memanjang atau muncul melewati kulit biji. Biji dapat tetap viabel (hidup), tetapi tak dapat berkecambah atau tumbuh karena beberapa penyebab, baik itu berasal dari luar maupun dari dalam biji itu sendiri. Peristiwa ini kemudian kita kenal dengan istilah dormansi biji (Salisburry dan Ross, 1985). Perkecambahan sering dianggap sebagai permulaan kehidupan tumbuhan.
Perkecambahan terjadi karena pertumbuhan radikula (calon akar) dan pertumbuhan plumula (calon batang). Radikula tumbuh kebawah menjadi akar sedangkan plumula tumbuh keatas menjadi batang (Ahapidin, 2009). 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) atau radikula) , Kotiledon (daun lembaga), dan pucuk lembaga (plumula).
Kotiledon merupakan cadangan mkanan pada kecambah karena pada saat perkecambahan, tumbuhan belum bisa melakukan fotosintesis (Ahapidin, 2009). 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 pada kotiledon, dan nutrien-nutriennya dipindahkan kebagian embrio yang sedang tumbuh. Enzim yang berperan dalam pencernaan cadangan makanan adalah enzim amilase, beta-amilase dan protease. Hormon giberelin berperan penting untuk aktivasi dan mensintesis enzim-enzim tersebut (Ahapidin, 2009). Perkecambahan biji ada dua macam, yaitu perkecambahan epigeal dan hypogeal (Ahapidin, 2009). a. Perkecambahan epigeal adalah tumbuhnya hipokotil yang memanjang sehingga plumula dan kotiledon terangkat kepermukaan tanah. Kotiledon tersebut dapat melakukan fotosisntesis selama daun belum terbentuk contoh perkecambahan kacang hijau, bunga matahari, kedelai, kacang tanah. Dalam proses perkecambahan ini organ pertama yang muncul dari biji yang berkecambah adalah radikula, berikutnya ujung radikula harus menembus permukaan tanah.Pada banyak tumbuhan dikotil dengan rangsangan oleh cahaya, ruas batang dibawah daun lembaga (hipokotil) akan tumbuh lurus mengangkat kotiledon dan epikotil. Dengan demikian epikotil dan kotiledon terangkat ke atas permukaan tanah. Epikotil memunculkan helai daun pertamanya mengembang dan menjadi hijau, serta mulai membuat makanan melalui fotosintesis. kotiledon akan layu dan rontok dari benih karena cadangan makanannya telah habis oleh embrio yang berkecambah.
b. Perkecambahn hipogeal adalah tumbuhnya epikotil yang memanjang sehingga plumula keluar menembus kulit biji dan muncul diatas permukaan tanah, sedangkan kotiledon tertinggal dalam tanah contoh perkecambahan kacang kapri, kacang ercis, jagung dan rumput-rumputan.
Di dalam dormansi biji dapat disebabkan karena embrio yang belum masak, impermeabilitas kult biji terhadap air dan kadang-kadang terhadap oksigen. Penyebab lain terjadinya dormansi pada biji adalah adanya zat penghambat perkecambahan. Cairan buah tertentu seperti jeruk mengandung zat penghambat perkecambahan, sehingga mencegah biji buah berkecambah ketika masih dalam tubuh. Dormansi karena adanya zat penghambat dapat dihilangkan dengan mencuci biji dalam air, sehingga zat penghambatnya hilang. Senyawa penghambat kimia juga sering terdapat pada biji dan sering penghambat ini harus dikeluarkan lebih dulu sebelum perkecambahan dapat berlangsung. Penghambatan biji tidak hanya terjadi di biji, tetapi juga di daun, akar, dan bagian tumbuhan lain (Salisburry dan Ross, 1985)
Bila dormansi berakhir dengan adanya imbibisi air, dan pada keadaan tertentu, dengan hilangnya inhibitor, biji kembali menjadi pusat aktivitas metabolisme yang tinggi. Sel-sel dalam embrio membesar, dan organel-organel subseluler terorganisasi. Pada beberapa tumbuhan aktivitas sitokinin dan giberalin meningkat dengan cepat segera setelah embrio menjadi turgid kembali (Dwidjoseputro, 1988). Proses Perkecambahan Proses fisika : Proses fisika terjadi ketika biji menyerap air (imbibisi) akibat dari potensial air rendah pada biji yang kering. Proses kimia : Dengan masuknya air, biji mengembang dan kulit biji akan pecah. Air yang masuk mengaktikan embrio untuk melepaskan hormone giberelin (GA). Hormon ini mendorong aleuron (lapisan tipis bagian luar endosperma) untuk mensintesis dan mengeluarkan enzim. Perkecambahan biji dapat dibagi menjadi 5 tahap, yaitu: a) Tahap pertama suatu perkecambahan benih dimulai dengan proses penyerapan air (imbibisi), melunaknya kulit benih dan hidrasi dari protoplasma. b) Pembentukan atau pengaktifan enzim yang menyebabkan peningkatan aktivitas metabolik. Air dan cahaya mengaktifkan embrio untuk mensekresikan hormon giberelin. Giberelin mendorong aleuron untuk mensintesis dan mengeluarkan enzim, misalnya amilase. Amilase menghidrolisis amilum menjadi gula di endosperma . Enzim bekerja dengan menghidrolisis cadangan makanan yang terdapat dalam kotiledon dan endosperma. Proses ini menghasilkan molekul kecil yang larut dalam air, misalnya enzim amylase menghidrolisis pati dalam endosperma menjadi gula. Selanjutnya, gula dan zat-zat lainnya diserap dari endosperma oleh kotiledon selama pertumbuhan embrio menjadi bibit tanaman. AKTIVASI ENZIM - Terjadi setelah benih berimbibisi cukup (akhir fase-1 awal fase-2)
- Enzim-enzim yang teraktivasi adalah enzim hidrolitik - amilase: merombak amilase menjadi glukosa - ribonuklease: merombak ribonukleotida - endo--glukanase: merombak senyawa glukan - fosfatase: merombak senyawa mengandung P - lipase: merombak senyawa lipid - peptidase: merombak senyawa protein
c) Pemanjangan sel radikula, diikuti munculnya radikula dari kulit biji. Tahap dimana terjadi penguraian bahan-bahan seperti karbohidrat, lemak, dan protein menjadi bentuk-bentuk yang melarut dan ditranslokasikan ke titik-titik tumbuh. d) Pertumbuhan kecambah selanjutnya adalah pertumbuhan primer. Asimilasi dari bahan-bahan yang telah diuraikan tadi di daerah meristematik untuk kegiatan pembentukan komponen dan pertumbuhan sel-sel bar. e) Tahap kelima adalah pertumbuhan dari kecambah melalui proses pembelahan, pembesaran dan pembagian sel-sel pada titik-titik tumbuh,
Kendala berkecambah (dormansi) sering terkait pada tahap 1 dan tahap 2. Pada tahap 1 (masuknya air dan O2) diduga disebabkan oleh kulit biji yang impermeabel terhadap air dan O2 (terliputi gabus atau lilin). Ada juga kendala kekerasan kulit. Kerasnya kulit benih menyebabkan resistensi mekanis, dan ini menyebabkan embrio yang memiliki daya untuk berkecambah tidak dapat menyobek kulit yang berarti pula tidak dapat keluar untuk tumbuh sebagaimana mestinya . Hal ini dapat diatasi dengan menipiskan kulit biji (skarifikasi). Pada tahap 2 kendala yang sering dijumpai adalah tidak terjadinya metabolisme karena tidak/belum aktifnya enzim-enzim. Hal ini terkait pada kematangan embrio. Ini dapat diatasi dengan penambahan hormon (ZPT) yang mengaktifkan proses enzimatis, misalnya giberelin (GA3). Bagian bagian kecambah Kecambah berasal dari lembaga, hanya bagian-bagiannya sudah lebih jelas dan berukuran lebih besar. Lembaga adalah calon tumbuhan baru yang nantinya akah tumbuh menjadi tumbuhan baru setelah biji memenuhi syarat yang diperlukan. Lembaga di dalam biji telah memperlihatkan ketiga bagian utama tubuh tumbuhan, yaitu Akar lembaga
(radicula)>> akan tumbuh menjadi akar tunggang pada Dycotyledoneae. Pada gramineaea akar lembaga diselubungi sarung akar lembaga (coleorhiza). Pada perkecambahan biji rumput sarung calon akar akan ditembus calon akar dan sisanya akan tertinggal sebagai badan akar yang melingkar pada pangkal akar. Daun lembaga (cotyledon) merupakan daun pertama suatu tumbuhan/plumula GAMBAR STRUKTUR BIJI MONOKOTIL
GAMBAR STRUKTUR BIJI DIKOTIL
Syarat-Syarat Perkecambahan a. Faktor internal Kemasakan benih : Makin tinggi tingkat kemasakannya persentase perkecambahannya juga makin tinggi Persentase perkecambahan maksimum dicapai oleh benih yang telah masak fisiologis. Hormon : Hormon yang sangat berperan dalam perkecambahan ialah hormon giberelin (GA). b. Faktor eksternal Air : Masuknya air dalam biji mengendalikan hormon dan mengaktifkan enzim. Udara : O2 udara normal (20%) baik untuk perkecambahan digunakan untuk oksidasi makanan cadangan dalam biji. Suhu : berpengaruh pada proses metabolisme sel, Mempengaruhi kerja enzim. Sehingga berpengaruh pada perkecambahan . Kondisi lembap mempengaruhi perkecambahan mengandung air. Suhu yang paling baik untuk perkecambahan biji umumnya 15C-38C. Cahaya : beberapa jenis perlu/tidak pertlu cahaya. Contoh perlu cahaya : Alisma plantago, Bellis perrenis, Veronica arvensis Tidak perlu cahaya : Mirabilis jalapa, Tulipa gesneriana, Gladiolus communis Cahaya/tanpa: Sorghum halepense, Theobroma cacao, Datura stramomium Faktor cahaya ini berkaitan erat dengan keterlibatan fitokrom.
Fitokrom : Suatu senyawa pigmen protein yang fotoreversibel (dapat berubah karena perubahan cahaya). Bertanggungjawab pada proses perkecambahan dan pembungaan
Bila syarat-syarat tidak terpenuhi lembaga dalam keadaan tidur (latent). Dalam keadaan latent lembaga tetap hidup hingga bertahun-tahun tanpa kehilangan daya tumbuhnya. Periode viabel adalah suatu masa dimana kecambah dapat hidup dan sanggup berkecambah, tergantung pada spesies dan lingkungannya
c. Periode Dormansi Pada umumnya daya tumbuh biji akan berkurang seiring waktu, tetapi ada pula biji yang memerlukan waktu istirahat dulu baru kemudian dapat berkecambah walau syarat lainnya terpenuhi. Periode dormansi berlaku terutama pada tumbuhan daerah tropis dan iklim sedang. Adanya dormansi memungkinkan spesies tumbuhan tertentu bertahan hidup ketika kondisi lingkungannya tidak menguntungkan
B. Pengenalan Sorgum Sorghum, Sorghum bicolor (L.) Moench, merupakan tanaman yang termasuk di dalam famili Graminae bersama dengan padi, jagung, tebu, gandum, dan lain-lain. Sorghum bicolor (L.) Moench termasuk dalam genus Sorghum, ordo Cyperales, kelas Liliopsida/ Monokotiledon, divisi Magnoliophyta, superdivisi Spermatophyta, subkingdom Tracheobionta, dan kingdom Plantae. Sorghum memiliki istilah yang berbeda-beda tiap daerah. Sebagai contoh, sorghum dikenal dengan nama cantel di Jawa Tengah dan Jawa Timur, jagung cantrik di daerah Jawa Barat, dan batara tojeng di Sulawesi Selatan (Suprapto dan Mudjisihene, 1987).
Biji sorgum memiliki permukaan kulit yang licin jika dibandingkan dengan kulit biji padi, serta daya lekat kulit pada endosperma yang sangat kuat yang menjadi masalah pada penyosohan biji (Sinuseng dan Prabowo, 1999). Buah sorgum merupakan biji-biji. Bijinya tertutup oleh kulit yang liat dan berwarna kekuning-kuningan atau kecoklat-cokelatan. Warna bijinya bervariasi yaitu cokelat muda, putih dan putih buram. Bentuknya juga bermacam-macam ada yang agak bulat, ada juga yang
agak pipih. Berat bijinya adalah 0,45 kg. biji sorgum sifatnya ada yang keras dan adayang lunak dengan endosperm berwarna putih. Akar sorgum adalah akar serabut, akar lateral yang halus letaknya agak ke dalam ddengan ruang lingkup akar sedalam 1,35-1,8 m, panjang 10,8 m, akar tunjangannya cukkup banyak dan keluar dari hamper setiap buku-buku. Fungsinya dapat berubah menjaddi akar lateral bila ditimbun tanah. Batang sorgum beruas-ruas dan berbuku-buku, tidak bercabang, dapat beranak banyak tetapi ada juga yang tidak. Tingginya 1,0-2,5 mm tergantug dari varietasnya. Daun keluar pada setiap buku dan berhadapan dengan aluran. Daunnya tumbuh melekat pada bukuu-buku, batangnya tumbuh memanjang. Malai muncul atau tumbuh pada pucuk batang, bertangkai panjang tegak lurus, ada pula yang melengkung. Tanaman sorgum termasuk tanaman monokotil atau tanaman dengan biji berkeping satu sehingga tipe perkecambahan pada tanaman sorgum adalah Hipogeal yaitu pertumbuhan memanjang dari epikotil yang meyebabkan plumula keluar menembus kulit biji dan muncul di atas tanah. Kotiledon relatif tetap posisinya. Tanaman sorgum tergolong tanaman menyerbuk sendiri secara alami perkecambahan akan mengakibatkan hidrolisis dan aktivasi enzim. Pada biji sorgum, diantara kulit biji dan daging biji dilapisi oleh lapisan testa dan aleuron, Lapisan testa termasuk pada bagian kulit biji, dan lapisan aleuron termasuk pada bagian dari daging biji, jaringan kulit biji terikat erat oleh daging biji, melalui lapisan tipis yang disebut lapisan semen
BAB III PEMBAHASAN A. DATA PENGAMATAN HARI Setelah perendaman (0 jam) KAPAS BASAH KAPAS KERING
Di
dalam
biji
terdapat
embrio Di dalam biji terdapat
(berwarna kuning) dan endosperm embrio (berwarna kuning) (yang berwarna putih). Biji menjadi dan lebih lunak. endosperm putih). (yang Biji
berwarna
menjadi lebih lunak. 24 jam pertama
Mulai terbentuk radikula, embrio bertambah besar sehingga endosperm berkurang. Tidak terbentuk radikula. Endosperm dan embrio ukurannya dengan tetap sama setelah
sesaat
perendaman. Biji kembali mengeras. 24 jam kedua
Tidak
terlihat
adanya
perubahan.
Terlihat
plumula
(berwarna
kehijauan) dan radikula bertambah panjang (berwarna putih). Ukuran radikula plumula. Endosperm semakin berkurang dan embrio semakin besar. 24 jam ketiga lebih panjang daripada
Tidak
terlihat
adanya
perubahan Radikula bertambah panjang, begitu pula dengan plumula. Namun
pertumbuhan plumula lebih cepat dibandingkan sehingga dengan lebih radikula, panjang
plumula
daripada radikula.
B. PEMBAHASAN Kegiatan pengamatan yang kami lakukan kali ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh ketersediaan air pada media perkecambahan. Pengamatan dilakukan selama 3 hari dan di sini variabel yang kami gunakan adalah: a. Variabel kontrol b. Variabel bebas c. Variabel terikat : biji sorgum dan kapas (media) : ketersediaan air pada kapas sebagai media perkecambahan : terjadi tidaknya perkecambahan biji sorgum
Pada percobaan ini mula-mula biji sorgum direndam selama 2 jam dalam air. Sebagian biji yang sudah direndam kemudian diletakkan pada media perkecambahan berupa kapas yang sudah dibasahi sebelumnya. Sedangkan sisanya diletakkan pada media kapas yang kering (tidak ditambah air). Pengamatan dilakukan selama 3 hari berturut-turut, di mana media kapas basah senantiasa dijaga tetap dalam keadaan basah dengan cara meneteskan air di atasnya. Pengamatan dimulai pada biji sorgum pasca direndam air selama 2 jam, di mana kami membelah biji tersebut dan mengamati kondisi biji secara seksama. Kulit biji setelah direndam tampak menjadi lebih lunak dan belum muncul plumula maupun radikula. Pada pengamatan 24 jam pertama, ternyata pada biji yang diletakkan di media kapas basah sudah tampak adanya radikula. Antara plumula dan radikula, didapati radikula yang muncul lebih dulu dibanding dengan plumula. Hal tersebut dikarenakan radikula yang nantinya akan berkembang menjadi akar merupakan dasar yang menopang hidup tumbuhan tersebut. Sedangkan biji sorgum yang diletakkan pada media kapas kering belum menunjukkan adanya perubahan justru biji sorgum menjadi keras kembali seperti sebelum direndam. Pada pengamatan 24 jam kedua, biji sorgum yang diletakkan di media kapas basah sudah tampak plumula dan radikula bertambah panjang, sedangkan biji sorgum yang diletakkan pada media kapas kering masih belum menunjukkan adanya perubahan. Pada pengamatan 24 jam ketiga, biji sorgum yang diletakkan di media kapas basah, plumula dan radikula bertambah panjang. Namun, ternyata diperoleh bahwa plumula lebih panjang dari radikula yang menunjukkan bahwa pertumbuhan plumula menjadi lebih cepat dibanding radikula. Sedangkan biji sorgum yang diletakkan pada media kapas kering masih belum menunjukkan adanya perubahan.
Dari hasil di atas tampak bahwa biji sorgum yang diletakkan di atas media kapas basah dapat mengalami perkecambahan yang mana radikula muncul lebih dulu diikuti dengan plumula dan pada 24 jam ke-3 pengamatan plumula menjadi lebih panjang atau dengan kata lain mengalami pertumbuhan yang lebih cepat dibanding radikula. Hal itu diakibatkan karena tumbuhan mulai kekurangan cadangan makanan sehingga harus melakukan fotosintesis untuk memperoleh nutrisi. Mengingat organ utama tumbuhan yang berperan dalam fotosintesis adalah daun yang termasuk perkembangan lebih lanjut dari plumula, maka secara alami plumula tumbuh lebih cepat dibanding radikula. Sedangkan biji sorgum yang diletakkan pada media kapas kering tidak mengalami perkecambahan, justru biji yang tadinya setelah direndam kulitnya menjadi lebih lunak kembali mengeras setelah dibiarkan beberapa lama tanpa pemberian air. Hal ini dikarenakan, air merupakan salah satu komponen abiotik yang sangat penting bagi proses perkecambahan. Seperti yang sudah dipaparkan pada dasar teori sebelumnya, salah satu peranan air adalah untuk melunakkan kulit biji dan menyebabkan pengembangan embrio dan endosperm. Sehingga mengakibatkan pecah atau robeknya kulit biji. Selain itu, air juga memberikan fasilitas untuk masuknya oksigen ke dalam biji. Dinding sel yang kering hampir tidak permeabel untuk gas, tetapi apabila dinding sel diimbibisi oleh air maka gas akan masuk ke dalam sel melalui difusi. Apabila diding sel kulit biji dan embrio menyerap air maka suplai oksigen meningkat kepada sel-sel hidup sehingga memungkinkan lebih aktifnya pernafasan. Sebaliknya, CO2 yang dihasilkan oleh pernafasannnya tersebut lenih mudah mendifusi keluar.
BAB IV PENUTUP A. KESIMPULAN Biji sorghum yang diletakkan di media kapas yang basah mengalami perkecambahan yang mana radikula muncul lebih dulu diikuti dengan plumula dan pada 24 jam ke-3 pengamatan plumula menjadi lebih panjang atau dengan kata lain mengalami pertumbuhan yang lebih cepat dibanding radikula. Sedangkan biji sorghum yang diletakkan di media kapas yang kering tidak mengalami perkecambahan. Hal ini dikarenakan pada media kapas kering tidak tersedia air dimana air itu sendiri salah satu komponen abiotik yang sangat penting bagi proses perkecambahan.
