PERKECAMBAHAN DAN PENGUASAAN RUANG Pengertian Perkecambahan

PERKECAMBAHAN DAN PENGUASAAN RUANG

Pengertian Perkecambahan

            Perkecambahan adalah proses pertumbuhan dan perkembangan embrio pada tumbuhan. (Idun Kistinnah dan Endang Sri Lestari, 2009,hal 15). Perkecambahan merupakan permulaan atau awal pertumbuhan embrio di dalam biji. Biji yang berkecambah dapat membentuk plumula karena di dalamnya mengandung embrio. Embrio mempunyai 3 bagian, yaitu radikula (akar lembaga), kotiledon (daun lembaga), dan kaulikalus (batang lembaga).

Tipe Perkecambahan

            Terdapat dua tipe pertumbuhan awal dari suatu kecambah tanaman yaitu :

1.      Tipe Epigeal (epigous) dimana munculnya radikal diikuti dengan memanjangnya hipokotil secara keseluruhan dan membawa serta kotiledon dan flumula keatas permukaan tanah.contoh nya Ceri (Prunus Cerasus), Kacang merah (Phaseous vulgaris), Jarak (Rhicinus comunnis),dll

2.      Hipogeal (hipogeous), dimana munculnya radikel diikuti dengan pemanjangan plumula, hipokotil tidak memenjang keatas permukaan tanah sedangkan kotiledon tetap berada didalam kulit biji dibawah permukaan tanah. Contoh : Peach (Prunus presica), Ercis ( Pisums ativum), Palem ( Palmae sp) dan semua famili graninae seprti jagung (Zea mays).

METABOLISME PERKECAMBAHAN BENIH                      

Proses perkecambahan benih merupakan suatu rangkaian kompleks dari perubahan-perubahan morfologi, fisiologi dan biokimia. Tahap pertama suatu perkecambahan benih dimulai dengan proses penyerapan air oleh benih, melunaknya kulit benih dan hidrasi dari protoplasma. Tahap kedua dimulai dengan kegiatan-kegiatan sel dan enzim-enzim serta naiknya tingkat respirasi benih. Tahap ketiga merupakan tahap dimana terjadi penguraian bahan-bahan seperti karbohidrat, lemak, dan protein menjadi bentuk-bentuk yang melarut dan ditranslokasikan ke titik-titik tumbuh. Tahap keempat adalah asimilasi dari bahan-bahan yang telah diuraikan tadi di daerah meristematik untuk menghasilkan energi bagi kegiatan pembentukan komponen dan pertumbuhan sel-sel baru. Tahap kelima adalah pertumbuhan dari kecambah melalui proses pembelahan, pembesaran dan pembagian sel-sel pada titik bagai organ untuk fotosintesa maka pertumbuhan kecamabah sangat tergantung pada persediaan makanan yang ada dalam biji. 

Penyerapan air oleh benih yaang terjadi pada tahap pertama biasanya berlangsung sampai jaringan mempunyai kandungan air 40-60% (atau 67-150% atas dasar berat kering). Dan akan meningkat lagi pada saat munculnya radicle sampai jaringan penyimpanan dan kecambah yang sedang tumbuh mempunyai kandungan air 70-90%. Kira-kira 80% dari protein yang biasanya berbentuk kristal disimpan dalam jaringan yang disebut badan protein. Sedangkan sisanya yang 20% terbagi dalam nucelei, mitochondria, protoplastid, microsome dan dalam cytosol. Pati biasanya tersimpan dalam butir-butir pati dalam amyloplast biasanya tersimpan dalam butir-butir pati dalam amyplast atau protoplastid. Lipid terbentuk dalam badan lipid (badan leemak atau spherosoma). Bahan-bahan setelah dirombak oleh enzim-enzim maka sebagian langsung dipakai sebagai bahan penyusun pertumbuhan di daerah titik-titik tumbuh sebagian lagi digunakan sebagai bahan bakar respirasi.

 Pada biji pati terdiri dari dua bentuk yakni amilopektin dan amilose. Dua enzim yang ikut dalam awal perombakan adalah alfa-amilase dan beta-amilase. Alfa-amilase merombak amilosa dan amilopektin menjadi dekstrin. Lemak dirombak oleh enzim lipase menjadi asam lemak dan gliserol. Asam lemak dan gliserol kemudian dipakai sebagai pembeentuk glukosa, di mana glukosa dipakai sebagai bahan bakar pada proses respirasi. Protein dirombak oleh enzim proteolitik menghasilkan suatu campuran assam-asam amino bebas, bersama dengan amida-amida dari asam gulmat dan asparat, senyawa-senyawa itu terutama dalm bentuk amidanya ditraslokasikan ke embrio.

Di samping itu asam amino triptofan yang merupakan hasil perombakan protein dari sel-sel penyimpanan dalam titik-titik tumbuh embrio diubah menjadi L.A.A (Indole Acetic Acid) yang menstimulir pertumbuhan. Dalam proses pertumbuhan dan perkembangannya embrio memerlukan enersi dan bahan baku, diantaranya untuk sintesa lemak, protein dan senyawa penyusun lainnya. Energi dalam bentuk ATP (Adenosine triphosphate) atau dalam bentuk donor hidrogen NADH₂/NADPH₂ (Nikotin Amida Dinukleotida H₂/Nikotin Amida Dinukleotida Phosphate H₂) dan bahan baku dihasilkan pada proses  respirasi. Disakarida maltosa hasil perombakan pati pada permulaan respirasi menjadi glukosa.

Glukosa pada respiraasi aerob dirombak melalui proses glikolisa, siklus krebs dan oksidasi terminal menjadi CO_2, H₂O dan enersi. Kegiatan enzim-enzim di dalam biji distimulir oleh adanya gibberelic acid (GA₃) yaitu suatu hormon tumbuh yang dihasilkan oleh embrio setelah menyerap air. Semua proses ini berlangsung dalam tahap kedua, ketiga dan keempat dari proses metabolisma perkecambahan benih. Peroses pertumbuhan dan perkembangan emrio semula terjadi pada ujung-ujung tumbuh dari akar. Kemudian diikuti oleh ujung-ujung tumbuh tunas. Proses pembagian dan membesarnya sel-sel ini tergantung dari terbentuknya ebersi dan molekul-molekul komponen tumbuh berasal dari jaringan persediaan makanan. Di mana molekul-molekul kompleks polisakarida dan asam poliuronat untuk pembentukan dinding sel. Ini adalah merupakan tahap kelima dari proses metabolisme perkecambahan benih.

Jadi metabolisme sel-sel embrio mulai setelah menyerap air, yang meliputi reaksi-reaksi perombakan yang biasa disebut katabolisme dan sintesa komponen-komponen sel untuk pertumbuhan yang disebut anabolisme. Proses metabolisme ini akan berlangsung terus dan merupakan pendukung dari pertumbuhan kecambah hingga tanaman dewasa.

Faktor dalam yang mempengaruhi perkecambahan benih antara lain :

a. Tingkat kemasakan benih
            Benih yang dipanen sebelum tingkat kemasakan fisiologisnya tercapai tidak mempunyai viabilitas yang tinggi karena belum memiliki cadangan makanan yang cukup serta pembentukan embrio belum sempurna (Sutopo, 2002). Pada umumnya sewaktu kadar air biji menurun dengan cepat sekitar 20 persen, maka benih tersebut juga telah mencapai masak fisiologis atau masak fungsional dan pada saat itu benih mencapat berat kering maksimum, daya tumbuh maksimum (vigor) dan daya kecambah maksimum (viabilitas) atau dengan kata lain benih mempunyai mutu tertinggi (Kamil, 1979)
b. Ukuran benih
            Benih yang berukuran besar dan berat mengandung cadangan makanan yang lebih banyak dibandingkan dengan yang kecil pada jenis yang sama. Cadangan makanan yang terkandung dalam jaringan penyimpan digunakan sebagai sumber energi bagi embrio pada saat perkecambahan (Sutopo, 2002). Berat benih berpengaruh terhadap kecepatan pertumbuhan dan produksi karena berat benih menentukan besarnya kecambah pada saat permulaan dan berat tanaman pada saat dipanen (Blackman, dalam Sutopo, 2002).

c. Dormansi
            Benih dikatakan dormansi apabila benih tersebut sebenarnya hidup tetapi tidak berkecambah walaupun diletakkan pada keadaan yang secara umum dianggap telah memenuhi persyaratan bagi suatu perkecambahan atau juga dapat dikatakan dormansi benih menunjukkan suatu keadaan dimana benih-benih sehat (viabel) namun gagal berkecambah ketika berada dalam kondisi yang secara normal baik untuk berkecambah, seperti kelembaban yang cukup, suhu dan cahaya yang sesuai (Lambers 1992, Schmidt 2002).

d. Penghambat perkecambahan
            Menurut Kuswanto (1996), penghambat perkecambahan benih dapat berupa kehadiran inhibitor baik dalam benih maupun di permukaan benih, adanya larutan dengan nilai osmotik yang tinggi serta bahan yang menghambat lintasan metabolik atau menghambat laju respirasi.

Faktor Luar
            Faktor luar utama yang mempengaruhi perkecambahan diantaranya :
a. Air
            Penyerapan air oleh benih dipengaruhi oleh sifat benih itu sendiri terutama kulit pelindungnya dan jumlah air yang tersedia pada media di sekitarnya, sedangkan jumlah air yang diperlukan bervariasi tergantung kepada jenis benihnya, dan tingkat pengambilan air turut dipengaruhi oleh suhu (Sutopo, 2002). Perkembangan 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 persen 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.

b. Suhu
            Suhu optimal adalah yang paling menguntungkan berlangsungnya perkecambahan benih dimana presentase perkembangan tertinggi dapat dicapai yaitu pada kisaran suhu antara 26.5 sd 35°C (Sutopo, 2002). Suhu juga mempengaruhi kecepatan proses permulaan perkecambahan dan ditentukan oleh berbagai sifat lain yaitu sifat dormansi benih, cahaya dan zat tumbuh gibberallin.

c. Oksigen
            Saat berlangsungnya perkecambahan, proses respirasi akan meningkat disertai dengan meningkatnya pengambilan oksigen dan pelepasan CO2, air dan energi panas. Terbatasnya oksigen yang dapat dipakai akan menghambat proses perkecambahan benih (Sutopo, 2002). Kebutuhan oksigen sebanding dengan laju respirasi dan dipengaruhi oleh suhu, mikro-organisme 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 untuk benih yang dorman, perkecambahannya akan terjadi jika oksigen yang masuk ke dalam benih ditingkatkan sampai 80 persen, karena biasanya oksigen yang masuk ke embrio kurang dari 3 persen.

d. Cahaya
            Kebutuhan benih akan cahaya untuk perkecambahannya berfariasi tergantung pada jenis tanaman (Sutopo, 2002). Adapun besar pengaruh cahanya terhadap perkecambahan tergantung pada intensitas cahaya, kualitas cahaya, lamanya penyinaran (Kamil, 1979). 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.

e. 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.

TIPE DORMASI

Dormasi fisik: yang menyebabkan pembatasan struktur terhadap perkecambahan, seperti: Kulit, biji yang keras dan kedap sehingga menjadi penghalang mekanis terhadap masuknya air atau gas pada beberapa jenis benih tanaman.

1. Impermeabilitas kulit biji terhadap air

Dalam istilah pertanian, benih-benih yang menunjukan tipe dormasi ini disebut sebagai “benih keras”. Hal mana dapat ditemui pada sejumlah famili tanaman di mana beberapa spesiesnya mempunyai kulit biji yang keras antara lain : Leguminosae, Malvaceae, Liliaceae, dll.

Disini pengambilan air terhalang kulit biji yang mempunyai struktur terdiri dari lapisan sel-sel serupa palisade berdinding tebal terutama di permukaan paling luar dan bagian dalamnya mempunyai lapisan lilin dari bahan kutikula.

Pada famili Papilionaceae seperti Meliotus alba, Troginella arabica dan Crotalaria aegyptiaca, masuknya air melalui kulit biji diatur oleh suatu pintu kecil pada kulit biji, yang ditutup dengan sumbat gabus diambil atau dikendorkan barulah air dapat masuk kee dalam biji.

Di alam, selain pergantian temperatur tinggi dan rendah yang dapat menyebabkan benih retak akibat pengembangan dan pengkerutan, juga kegiatan dari bakteri dan cendawan dapat membantu memperpenndek masa dormasi benih.

2. Resistensi mekanis kulit biji terhadap pertumbuhan embrio

Beberapa jenis benih tetap berada dalam keadaan dorman disebabkan oleh kulit bijinya yang cukup kuat untuk menghalangi pertumbuhan dari embrio. Jika kulit biji dihilangkan maka embrio akan tumbuh dengan segera. Tipe dormasi ini dijumpai pada beberapa jenis gulma seperti mustrad (brassica sp), Peppergrass(Lepidium sp). Sebagai contoh benih dari pigweed (Amaranthus sp) didapati kulit bijinya bisa dilalui oleh air dan oksigen, tetapi perkembangan embrio terhalang oleh kekuatan mekanis dari kulit biji tersebut.

3. Permeabilitas yang rendah dari kuli biji terhadap gas-gas

Suatu contoh klasik mengenai permeabilitas rendah dari kulit biji terhadap gas adalah hasil penelitian Crocker (1906,dalam Vilier, 1972) pad benih cocklebur (Xanthium pennsylvanicum). Buah cocklebur mengandung dua biji dimana sebelah atas dorman sedang yang bawah tidak. Di alam biasanya biji yang sebelah bawah akan berkecambah segera setelah cukup tua pada musim semi, biji yang sebalah atas tetap dorman sampai tahun berikutnya. Kemudian diketahui bahwa keadaan dormasi tersebut disebabkan oleh impermibilitas kulit biji terhadap oksigen.

Perkecambahan bakan terjadi bila kulit biji dibuka atau jika tekanan oksigen disekitar benih ditambah. Kebutuhan oksigen untuk perkecambahan lebih besar pada biji sebelah atas dari pada yang sebelah bawah. Dan kebutuhan akan oksigen ini dipengaruhi oleh tempratur. Konsentrasi minimum oksigen dimana biji sebelah bawah akan berkecambah adalah 6% pad 21⁰C dan 4% pada 30⁰C sedangkan untuk biji sebelah atas adalah 60% pada 10⁰C dan 30% pada 30⁰C. Dari penelitian berikutnya oleh Wareing dan Foda diperlihatkan bahwa pengaruh oksigen pada biji sebelah atas adalah disebabkan oleh hadirnya suatu penghambat pertumbuhan yang terhalang keluarnya kulit biji yang semi permeabel dan dengan adanya oksigen nmenjadi tidak aktif.

Pada benih apel suplay oksigen sangat dibatasi oleh keadaan kulit bijinya sehingga tidak cukup untuk kegiatan respirasi embrio apabila benih berimbibisi pada teperatur hangat.

Karbondioksida di atas 5% dietemukan menjadi penghambat perkecambahan pada benih trifolium subterraneum. Benih Cucurbita pepo, membran nucellarnya bagian dalam menunjukan permeabilitas yang berbeda terhadap gas oksigen dan karbondioksida, yaitu 15,5 ml/cm²/jam untuk CO₂ dan 4-3 ml/cm²/jam untuk O_2.

Dormasi fisiologis: dapat disebabkan oleh sejumlah mekanisme hukum umumnya dapat juga disebabkan pengaturan tubuh baik penghambatan atau perangsang tumbu, dapat juga disebabkan oleh faktor-faktor dalam seperti imaturiti atau ketidak masakan embrio dan sebab-sebab fisiologi lainnya.

1. immaturity embryo

Beberapa jenis tanaman mempunyai biji dimanaperkecambahan embrionya tidak secepat jaringan sekelilingnya. Sehingga perkecambahan dari benih-benih demikian perlu ditunda, sebainya benih ditempatkan pada kondisi temperatur dan kelembaban tertentu agar viabilitasnya tetap terjaga sampai embrio terbentuk sempurna dan dapat berkecambah. Benih wortel secara normal melengkapi perkembangan embrionya dalam waktu sekitar 90 hari, sedang benih holly (Ilex opaca) memerlukan waktu 18-36 bulan dan selama itu benih harus ditempatkan pada keadaaan dingin dan lembab. Tipe dormansi ini juga ditemukan pada giolongan anggrek.

2. After ripening

Sering pula didapati bahwa walaupun embrio telah terbentuk sempurna dan kondisi lingkungan memungkinkan, namun benih tetap gagal untuk berkecambah. Benih-benih yang demikian ternyata memerlukan suatu jangka waktu simpan tertentu agar dapat berkecambah atau dikatakan membutuhkan jangka waktu “after ripening“.

Definisi yang sering digunakan untuk istilah after ripening sebagai setiap perubahan pada kondisi fisiologis benih selama penyimpanan yang mengubah benih menjadi mampu berkecambah. Jangka waktu penyimpanan ini berbeda-beda dari hanya beberapa hari sampai dengan beberapa tahun tergantung jenis benih.

3. Dormansi sekunder

Benih-benih yang pada keadaan normal mampu berkecambah, tetapi apabila dikenakan pada suatu keadaan lingkungan yang tidak menguntungkan selama beberapa waktu dapat menjadi kehilangan kemampuan untuk berkecambah. Fenomena ini disebut dormansi sekunder atau dormansi kedua. Kadang-kadang dormansi sekunder ditimbulkan bila benih-benih diberi semua kondisi yang dibutuhkan untuk berkecambah kecuali satu. Misalnya, kegagalan memberikan cahaya pada benih-benih yang membutuhkan cahaya atauppun sebaliknya dapat menimbulkan dormansi pada benih-benih tersebut.

Benih selada bila dibiarkan berimbibisi dalam gelap pada suhu tinggi tidak akan berkecambah walaupun dikembalikan ke suhu rendah, dan tak ada respon lagi terhadap cahaya. Hanya perlakuan yang drastis chiling atau pemberian Giberellin dapat merangsang perkecambahannya.

Tekanan O₂ yang rendah dapat menyebabkan dormansi sekunder pada benih Xanthium sp. Sedangkan tekanan CO₂ yang tinggi dapat menyebabkan dormansi sekunder pada Grassica alba.

Nutile dan Woostock (1967) dapat menginduksi dormansi sekunder pada benih Sorghum vulgare dengan pengeringan buatan pada 46-47 derajat celcius sehingga kadar air menjadi sekitar 7%. Mereka menduga bahwa dorrmansi 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.

4. Dormansi yang disebabkan oleh hambatan metabolis pada embrio.

Keperluan akan cahaya: banyak dari jenis-jenis benih tanaman diketahui peka terhadap cahaya. Respon perkecambahan dari benih-benih. Keperluan akan “chilling”: tipe dormansi ini sering diasosiasikan dengan hadirnya zat-zat penghambat perkecambahan didalam embrio. Dengan perlakuan “chilling“ ataupun mencuci embrio dengan air dapat merangsang terjadinya perkecambahan.

Tipe dormansi ini ditemui pada jenis-jenis Malus spp, Rosa sp.

Zat-zat penghambat perkecambahan yang diketahui terdapat pada tanaman antara lain adalah ammonia; abscisic acid; benzoic acid; ethylene; alkaloid, alkaloids lactone. Coumarin diketahui menghambat krja enzim-enzim penting dalam perkecambahan.

Kombinasi dari beberapa tipe dormansi: terkadang terjadi bahwa lebih dari satu mekanisme yang menyebabkan keadaan dormansi pada benih. Sehingga diperlukan beberapa perlakuan untuk dapat memecahkan dormansi tersebut.

BAB III

PENUTUP

 Kesimpulan
1. Perkecambahan adalah proses pertumbuhan dan perkembangan embrio pada tumbuhan.
2. Perkecambahan dibagi dua tipe yakni perkecambahan hipogeal dan perkecambahan epigeal.
3. Kacang Tanah merupakan biji dikotil sedangkan Jagung merupakan biji monokotil.

Saran
1. Biji monokotil dan dikotil direndam sejenak dalam air sebelum dikecambahkan agar kecambah mudah tumbuh.
2. Kelembaban pada media kapas harus diperhatikan dengan menyiramnya dengan air secukupnya agar pertumbuhan kecambah memperoleh hasil maksimal .
3. Pilih biji dikotil dan monokotil yang baik agar perkecambahan memperoleh hasil maksimal.