LAPORAN PRAKTIKUM FISIOLOGI TUMBUHAN
PEMATAHAN DORMANSI BIJI DAN PERKECAMBAHAN
NAMA
: MUHAMMAD RIZKI
NIM
: J1C111008
KELOMPO
: I (SATU)
ASISTEN
: KARTIKA NOVIASARI
KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN NASIONAL UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM PROGRAM STUDI S-1 BIOLOGI BANJARBARU 2013
BAB I PENDAHULUAN 1.1
Latar Belakang
Proses-proses perkecambahan sangat dipengaruhi oleh ketersediaan faktorfaktor lingkungan seperti air, O2, cahaya dan suhu. Air berperan dalam melunakkan kulit biji, memfasilitasi masuknya O2, pengenceran protoplasma untuk aktivasi fungsi, dan alat trasnportasi makanan. Suhu berperan dalam pematahan dormansi: aplikasi fluktuasi suhu yang tinggi berhasil mematahkan dormansi pada banyak spesies, terutama yang mengalami termodormansi. Aplikasi fluktuasi suhu ini dapat berupa pembakaran permukaan. O 2 dibutuhkan pada proses oksidasi untuk membentuk energi perkecambahan. Cahaya mempengaruhi perkecambahan melalui tiga macam bentuk yaitu intensitas cahaya, panjang gelombang, dan fotoperiodisitas (Hildayani, 2010). Dormansi merupakan suatu kondisi biji saat perkecambahan ditunda sementara. Biji mempertahankan diri terhadap kondisi yang tidak sesuai. Sehingga,
dormansi
merupakan
mekanisme
biologis
untuk
menjamin
perkecambahan berlangsung pada kondisi dan waktu yang tepat. Hal ini perlu dalam
upaya
adaptasi.
Dormansi
memberikan
kesempatan
tumbuhan
menyebarkan bijinya serta memberikan peluang hidup lebih besar bagi individu baru, sebab biji baru berkecambah setelah mendapatkan keadaan, suhu, dan kelembaban yang sesuai (Djarot,2006). 1.2
Tujuan
Praktikum ini bertujuan untuk mengetahui perkembangan benih menjadi kecambah pada perlakuan yang berbeda, mengetahui persentase perkecambahan benih dari setiap perlakuan serta mengetahui perlakuan yang menunjukkan persentase perkecambahan terbaik, hari mulai berkecambah tercepat, hari ke berapa benih berkecambah terbanyak dan jumlah hari yang diperlukan untuk berkecambah dari perlakuan yang diberikan.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Perkecambahan adalah keadaan biji yang ditandai dengan munculnya calon akar (radicle) dan calon daun ( plumule) yang menonjol keluar biji, hal ini selalu didahului proses fisiologis atau aktivitas kimiawi, meliputi beberapa tahapan yang runtut, antara lain: imbibisi, pengaktivan enzim, hidrolisa cadangan makanan, absorbsi oksigen, translokasi molekul terhidrolisis ke sumbu embrio. Dormansi juga merupakan persyaratan bagi perkecambahan banyak biji. Contohnya biji buah apel hanya dapat berkecambah setelah masa dingin yang lama. Ada bukti bahwa pencegah kimia terdapat di dalam bijinya ketika terbentuk. Pencegahan ini lambat laun dipecah pada suhu rendah sampai tidak lagi memadai untuk menghalangi perkecambahan ketika kondisi lainnya menjadi baik (Manare, 2006). Dormansi adalah suatu keadaan biji yang mati suri tetapi tetap hidup, meskipun tidak tumbuh selama jangka waktu yang lama, dan baru mulai tumbuh aktif
bila
kondisinya sudah sesuai. Hal ini bisa disebabkan kondisi luar yang tidak sesuai atau kondisi biji yang gagal berkecambah karena kondisi dalam, walaupun kondisi luar misalnya suhu, kelembaban dan atmosfer sudah sesuai. Dormansi sebagai kondisi biji saat biji gagal untuk berkecambah walaupun tersedia cukup banyak kelembaban luar, mempunyai kondisi atmosfer yang lazim, suhu dalam keadaan normal fisiologis. Untuk menghilangkan dormansi dilakukan skarifikasi agar biji dapat berkecambah dan masuknya unsur-unsur gas ke dalam.
Skarifikasi (penggoresan) yaitu pemecahan
penghalang kulit biji. Untuk itu menggunakan kikir, pisau dan kertas amplas. Di alam goresan tersebut mungkin terjadi akibat kerja mikroba, ketika biji melewati alat pencernaan pada burung atau hewan lain, biji terpajan pada suhu yang berubah-ubah, atau terbawa air melintasi pasir atau cadas.
Di laboratorium dan di bidang pertanian
digunakan alkohol atau pelarut lemak lain (Hildayani, 2010). Dormansi diklasifikasikan menjadi bermacam-macam kategori berdasarkan faktor penyebab, mekanisme dan bentuknya. A. -
Berdasarkan faktor penyebab dormansi Imposed dormancy (quiscence): terhalangnya pertumbuhan aktif karena
keadaan
lingkungan yang tidak menguntungkan. -
Imnate dormancy (rest): dormansi yang disebabkan oleh keadaan atau
di dalam organ-organ biji itu sendiri. B.
Berdasarkan mekanisme dormansi di dalam biji
kondisi
-
Mekanisme fisik
Merupakan dormansi yang mekanisme penghambatannya disebabkan oleh organ biji itu sendiri, terbagi menjadi 3 faktor yakni mekanis (embrio tidak berkembang karena dibatasi secara fisik), fisik (penyerapan air terganggu karena kulit biji yang impermeabel) dan kimia (bagian biji/buah mengandung zat kimia penghambat). -
Mekanisme fisiologis Merupakan dormansi yang disebabkan oleh terjadinya hambatan dalam proses
fisiologis; terbagi menjadi 3 faktor, yakni photodormancy (proses fisiologis dalam biji terhambat oleh keberadaan cahaya), immature embryo (proses fisiologis dalam biji terhambat oleh kondisi embrio yang tidak/belum matang) dan thermodormancy (proses fisiologis dalam biji terhambat oleh suhu). C.
Berdasarkan bentuk dormansi. Kulit biji impermeabel terhadap air / O2. Bagian biji yang impermeabel:
membran biji, kulit biji, nucellus, pericarp, endocarp. Kulit biji yang keras dapat disebabkan oleh pengaruh genetik maupun lingkungan. Pematahan dormansi kulit biji ini dapat dilakukan dengan skarifikasi mekanik. Keluar masuknya O2 pada biji disebabkan oleh mekanisme dalam kulit biji. Dormansi karena hambatan keluar masuknya O2 melalui kulit biji ini dapat dipatahkan dengan perlakuan temperatur tinggi dan pemberian larutan kuat. Embrio belum
masak (immature embryo). Dormansi karena immature
embryo ini dapat dipatahkan dengan perlakuan temperatur rendah dan zat kimia (Campbell, 2004). Perkecambahan dapat diartikan sebagai kejadian yang dimulai dengan imbibisi dan diakhiri ketika radikula (akar lembaga atau pada beberapa biji, kotiledon /hipokotil) memanjang atau muncul melewati kulit biji. Sebelum embrio memulai aktifitasnya
selalu didajului proses fisiologis atau reaksi kimia. Proses fisiologis dan aspek kimiawi meliputi beberapa tahapan yang runut, yaitu imbibisi, pengaktifan enzim, hidrolisa cadangan makanan, absorbsi oksigen, dan translokasi molekul terhidrolisa ke sumbu embrio Pertumbuhan dan hasil tumbuhan bergantung pada ketersediaan hara dan air di dalam tanah tempat tumbuhan tersebut tumbuh, dan pemeliharaan
dalam
kisaran
faktor-faktor
lingkungan
tertentu,
seperti
suhu,kelembapan dan cahaya. Selain itu pertumbuhan dan perkembangan juga dipengaruhi oleh hormon, yaitu hormon tumbuh atau auksin., giberali, sitokinin dan asam absitat. Biasanya fase awal perkembangan kecambah meliputi produksi
sejumlah sel baru melalui pembelahan sel somatis (pembelahan inti), dilanjutkan dengan sitokinesis (pembelahan sel), tapi kecambah yang tampak normal dapat juga dihasilkan dari biji beberapa spesies, tanpa ada mitosis atau pembelahan sel (Manare, 2010). Proses perkecambahan biji merupakan suatu rangkaian kompleks dari perubahan perubahan morfologi, fisiologi dan biokimia. Tahap-tahap yang terjadi pada proses perkecambahan benih adalah:
1.
Hidrasi atau imbibisi, selama kedua periode tersebut, air masuk ke dalam embrio dan membasahi protein dan koloid lain. Penyerapan air oleh benih, melunaknya kulit benih dan hidrasi dari protoplasma.
2.
Pembentukan atau pengaktifan enzim, yang menyebabkan peningkatan aktivitas metabolik. Terjadi kegiatan-kegiatan sel dan enzim-enzim serta naiknya tingkat respirasi benih.
3.
Terjadi penguraian bahan-bahan seperti karbohidrat, lemak dan protein menjadi bentuk-bentuk yang melarut dan ditranslokasikan ke titik-titk tumbuh.
4.
Asimilasi dari bahan-bahan tersebut di atas pada daerah meristematik untuk menghasilkan energi bagi pertumbuhan sel-sel baru.
5.
Pertumbuhan kecambah melalui proses pembelahan, pembesaran dan pembagian sel-sel pada titik tumbuh. Pemanjangan sel radikel, diikuti munculnya radikel dari kulit biji (perkecambahan yang sebenarnya).
BAB III METODE PENELITIAN 3.1
Waktu dan Tempat
Praktikum ini dilaksanakan pada hari Rabu 20 Maret 2013, pukul 14.0016.00 WITA, di Laboratorium Dasar FMIPA Universitas Lambung Mangkurat Banjarbaru. 3.2
Alat dan Bahan
Alat-alat yang digunakan pada praktikum kali ini adalah cawan petri dengan tutupnya, gelas ukur, pipet tetes, termometer larutan. Bahan-bahan yang digunakan pada praktikum kali ini adalah benih kacang hijau, larutan 0,1 M H 2SO4, 0,1 M NaOH, 0,1 M NaCl atau air panas dengan suhu + 80oC, air biasa, alkohol 70% dan kapas. 3.3
Prosedur Kerja
Cara kerja pada praktikum kali ini adalah sebagai berikut : 1.
Dibersihkan alat-alat yang akan digunakan seperti gelas ukur dan
petridish,
kemudian ditetesi dengan alkohol secukupnya, ratakan dan
dibiarkan
kering
2.
Disiapkan benih yang akan digunakan sebanyak 120 biji, kemudian dibagi menjadi 3 bagian masing-masing 40 biji
3.
Diperlakukan benih tersebut dalam 3 dari 4 perlakuan berikut : A = Rendam dalam air panas 80OC B = Rendam dalam 0,1 M larutan H2SO4 C = Rendam dalam larutan 0,1 M NaOH D = Rendam dalam larutan 0,1 M NaCl
4.
Disiapkan 12
petridish, Dilapisi dengan media berupa kapas, 2 lapis
kertas tissue sehingga dasar cawan tertutup seluruhnya. 5.
Diletakkan benih didalamnya, kemudian ditutup.
6.
Diamati setiap hari proses perkecambahannya selama 3 hari
.
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 HASIL
Hasil yang didapat dari praktikum ini adalah sebagai berikut : Tabel pengamatan jumlah benih yang berkecambah Hari ke-
Jumlah Benih yang Berkecambah Setiap Perlakuan A (Air Panas)
B (H2SO4)
C (NaOH)
D (NaCl)
1
0
0
0
0
2
0
0
0
0
3
8
10
10
10
4
10
10
10
10
Jumlah
18
20
20
20
Rata - rata
9
10
10
10
Persentase
180%
200%
200%
200%
Perhitungan Persentase perkecambahan perlakuan Air Panas (A) PPA = § = 180 % 18 x100% 10 Persentase perkecambahan perlakuan H2SO4 (B) PPB = § = 200 % 20 x100% 10 Persentase perkecambahan perlakuan NaOH (C) PPC = § = 200 % 20 x100% 10 Persentase perkecambahan perlakuan NaCl (D) PPD = § = 200 % 20 x100% 10 Rata-rata perkecambahan perlakuan (PPa) : §
PPa
§
=
=
PP ( A) + PP ( B ) + PP (C ) + PP ( D)
4 180% + 200% + 200% + 20 0%
4
=
195%
setiap
4.2
Pembahasan Dormansi adalah suatu keadaan biji yang mati suri tetapi tetap hidup, meskipun
tidak tumbuh selama jangka waktu yang lama, dan baru mulai tumbuh aktif
bila
kondisinya sudah sesuai Hal ini bisa disebabkan kondisi luar yang tidak sesuai atau kondisi biji yang gagal berkecambah karena kondisi dalam, walaupun kondisi luar misalnya suhu, kelembaban dan atmosfer sudah sesuai. Dormansi pada biji dapat
disebabkan oleh keadaan fisik dari kulit biji, keadaan fisiologis dari embryo atau kombinasi keduanya. Dormansi fisiologis sering disebut juga dormansi embrio. Praktikum kali ini mencoba mematahkan dormansi pada biji kacang hijau ( Phaseolus vulgaris) dengan melakukan perlakuan yaitu perendaman biji pada 4 larutan berbeda, yaitu air panas 80oC, H2SO4 0,1 M, NaOH dan NaCl 0,1 M dari tiap perlakuan ditumbuhkan masing-masing 10 biji kacang hijau. Perendaman dalam air dilakukan dengan tujuan untuk membasahi kulit biji kacang hijau yang kering sehingga akan lebih mudah untuk berkecambah. Air ini akan masuk kedalam kulit biji sehingga menyebabkan terbukanya pleuogram dan terjadi imbibisi yang merupakan tahap awal dalam perkecambahan. Imbibisi terjadi pada waktu biji kering yang tidak mempunyai kulit biji yang kedap diletakkan dalam kontak dengan air seperti biji dalam tanah. Sementara air masuk, bahan-bahan koloid terutama protein cenderung untuk menggembung dan penggembungan ini sering kali bertanggung jawab dalam pemecahan kulit biji. Pengamatan yang dilakukan didapatkan hasil yang tidak terlalu bervariasi untuk tiap perlakuan. Perkecambahan biji yang direndam dengan air panas dengan suhu 80oC pada hari pertama dan kedua tidak didapat biji yang berkecembah. Pada hari ketiga biji yang berkecambah berjumlah 8 dan pada hari keempat berjumlah 10 hal ini sesuai dengan literatur yang menyatakan bahwa suhu yang panas dapat mempercepat perkecambahan dan didapat persentase 180% Perlakuan kedua dengan merendam biji dalam larutan asam kuat yaitu H2SO4, dimana proses perkecambahan dimulai pada ketiga dengan jumlah biji berkecambah sebanyak 10 kecambah. Sehingga persentase perkecambahan biji pada perlakuan ini sebesar 200%. Hal ini disebabkan oleh air yang digunakan biji berlebih untuk menjaga kelembabannya dan menyerap air tersebut untuk proses
perkecambahan, suhu udara di sekitarnya yang berfluktuasi atau karena adanya satu benih yang terkontaminasi pada media tumbuhnya. Biji pada perlakuan ketiga, yaitu dengan perendaman NaCl didapatkan persentase perkecambahan sebesar 200%. Perkecambahan pertama di mulai pada hari ketiga, yaitu sebanyak 10 kecambah. Biji pada perlakuan ketiga, yaitu dengan perendaman NaOH didapatkan persentase perkecambahan sebesar 200%. Perkecambahan pertama di mulai pada hari ketiga yaitu sebanyak 10 kecambah Faktor-faktor yang menyebabkan dormansi pada biji dapat dikelompokkan dalam: faktor lingkungan eksternal (seperti cahaya, temperatur, dan air), faktor internal (seperti kulit biji, kematangan embrio, adanya inhibitor, dan rendahnya zat perangsang tumbuh) dan faktor waktu (yaitu waktu setelah pematangan, hilangnya inhibitor, dan sintesis zat perangsang tumbuh). Dormansi pada biji dapat dipatahkan dengan perlakuan mekanis, cahaya, temperatur, dan bahan kimia. Proses perkecambahan dalam biji dapat dibedakan menjadi dua macam, yaitu proses perkecambahan fisiologis dan proses perkecambahan morfologis. Perlakuan A (perendaman dengan air panas) didapatkan biji yang berkecambah sebanyak 10 biji sehingga persentaenya 200%. Perlakuan B (perendaman di H2SO4) didapatkan hasil 10 biji sehingga persentasenya adalah 100 %. H2SO4 bersifat asam kuat, sehingga dapat mematahkan kulit biji yang keras. Perlakuan C (perendaman dengan NaOH) didapatkan hasil 10 biji yang dapat tumbuh. Semua biji dapat tumbuh pada keadaan ini, maka dapat dikatakan bahwa pada pH basa cocok untuk pertumbuhan biji. Perlakuan D (perendaman dengan NaCl) didapatkan hasil 10 biji dapat tumbuh. Pada kadar garam yang tinggi peresentase perkecambahannya adalah 200%. Hal ini dimungkinkan karena pada larutan yang bersifat garam, ion Cl masih bisa dimanfaatkan oleh biji untuk sumber pertumbuhan nutrisinya.
BAB V PENUTUP 5.1
Kesimpulan
Kesimpulan yang dapat diperoleh dari praktikum ini antara lain : 1. Adanya air sangat diperlukan untuk melakukan imbibisi yang merupakan permulaan dari proses perkecambahan 2. Pematahan dormansi lebih efektif dengan perendaman dalam larutan asam kuat. 3. Pemberian perlakuan yang berbeda-beda bertujuan untuk mematahkan dormansi akibat kulit biji impermeabel terhadap air dan embrio belum masak. 4. Faktor-faktor yang menyebabkan dormansi pada biji dapat dikelompokkan dalam: faktor lingkungan eksternal (cahaya, temperatur, dan air), faktor internal (seperti kulit biji, kematangan embrio, adanya inhibitor, dan rendahnya zat perangsang tumbuh) dan faktor waktu (yaitu waktu setelah pematangan, hilangnya inhibitor, dan sintesis zat perangsang tumbuh).
5.2
Saran
Hendaknya kebersihan tetap terjaga sehabis praktikum, dan bahan-bahan yang digunakan dalam praktikum terlebih dahulu dipersiapkan. Saat melakukan perlakuan hendaknya asisten benar-benar menjelaskan detailnya sehingga praktikan tidak kebingungan dan hasilnya pun sesuai dengan yang diharapkan.
DAFTAR PUSTAKA
Campbell, N. A, et all. 2004. Biologi. Edisi ke-5 Jilid 3. Terjemahan Prof. Dr. Ir. Wasmen Manalu. Erlangga, Jakarta. Djarot. 2006. Adaptasi Tumbuhan terhadap Faktor Eksternal. http://www. Adaptasi .html Diakses pada tanggal 5 April 2012. Hildayani.2010. Dormansi Pada Biji. http://www.21ildahsiro.blogspot.com/dormasi pada biji
Diakses tanggal 5 April 2012. Lakitan, B. 2001. Dasar-dasar Fisiologi Tumbuhan. PT. Raja Grafinda Persada, Jakarta. Manare. 2006. Perkecambahan Benih/Biji. http://www.PerkecambahanBenih-Biji.html
Diakses tanggal 5 April 2012. Manare. 2010. Perkecambahan Biji II . http://www.manare.blogspot.com// Perkecambahan Biji II Diakses tanggal 5 April 2012.
