LAPORAN PRAKTIKUM FISIOLOGI TUMBUHAN (SB-141325) (SB -141325) DORMANSI
RIZKA RAHMAWATI R. GLADY PUTRI A.C.S LAILATUL MUFROH RISKA IRAWAN INDIRA RIZQITA I. VIA NUR FADILAH ABDUL AZIS
(1512100003) (1512100003) (1512100010) (1512100 010) (1512100025) (1512100 025) (1512100034) (1512100 034) (1512100055) (1512100 055) (1512100060) (1512100 060) (1512100061) (1512100 061)
Dosen Pengampu: Tutik Nurhidayati, S.Si., M.Si
Jurusan Biologi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahu Pengetahuan an Alam Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2014 1
ABSTRAK
Dormansi merupakan keadaan biji yang tidak berkecambah atau dengan dengan kata lain tunas yang tidak dapat tumbuh walaupun sudah diletakkan pada kondisi yang sudah sesuai. Metodologi yang digunakan pada penelitian ini adalah dengan melakukan pengukuran pertumbuhan tunas pada biji Acacia sp. dengan berbagai perlakuan fisik dan kimia untuk mempercepat pematahan dormansi. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mematahkan mematahkan dormansi biji berkulit keras dengan perlakuan fisik dan kimia. Hasil yang didapatkan adalah pada empat perlakuan tidak didapatkan pertumbuhan tunas sebagai tanda belum terpatahkannya terpatahkannya masa dormansi biji. Kata kunci : Acacia sp., Dormansi, Perkecambahan, Skarifikasi. ABSTRACT Dormancy is the state of seed that is unable to germinate or cannot grow under a combination of environmental factor that are suitable. The method that we use are measuring the growth of Acacia sp. by physic and chemical treatments. The purpose of this experiment is to break the dormant seed with hard testa by physic and chemical treatment. Result of this experiment experiment is all of pretreatment can not not break the dormant dormant of Acacia sp. seed. Key words: Acacia sp., Dormancy, Dormancy, Germination, Scarification.
i
KATA PENGANTAR
Puji syukur kami panjatkan atas kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan hidayahNya kepada kami dan dengan pertolonganNya sehingga kami dapat menyelesaikan laporan praktikum Fisiologi Tumbuhan yang berjudul Dormansi ini dengan baik. Selain itu tidak lupa kami mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang terlibat yakni Dosen pembimbing kami Ibu Tutik Nurhidayati, S.Si., M.Si yang telah membimbing kami dalam praktikum ini. Dalam laporan praktikum ini kami akan membahas mengenai konsep dasar dormansi, mekanisme pematahan dormansi, mekanisme perkecambahan, tipe-tipe dormansi, serta faktor-faktor yang dapat mempengaruhi proses dormansi pada tumbuhan. Kami memohon maaf apabila terdapat kesalahan penulisan dalam dalam laporan praktikum ini dan memohon adanya kritik maupun saran yang dapat menjadi suatu perbaikan untuk laporan praktikum ini. Semoga laporan praktikum ini dapat bermanfaat dan dapat memberikan wawasan terhadap para pembacanya.
Surabaya, 25 November 2014 Penulis
ii
DAFTAR ISI
ABSTRAK .................................................................................... i DAFTAR ISI .......................................................... ............................................................................... ..................... iii DAFTAR TABEL ........................................................................ v DAFTAR GAMBAR .................................................... .................................................................. .............. vi BAB I ................................................ ........................................................................................... ........................................... 1 PENDAHULUAN........................................................................ 1 BAB II......................................................... .......................................................................................... ................................. 3 TINJAUAN PUSTAKA ........................................................... ............................................................... .... 3 2.1 Tumbuhan Akasia ( Acacia sp.) .......................................... 3 2.2 Dormansi................................................... ............................................................................ ......................... 4 2.3 Pematahan Dormansi ......................................................... ........................ ................................. 4 2.4 Tipe-tipe Dormansi ............................................................ ....................................................... ..... 5 2.5 Perkecambahan ................................................................ 12 2.6 Tipe-tipe Perkecambah P erkecambahan an ................................................. 12 2.7 Mekanisme Perkecambahan ............................................. 14 2.8 Faktor-faktor yang Mempengaruhi Perkecambahan ......... 16 BAB III ...................................................................................... .................................. .................................................... 17 METODOLOGI ......................................................................... 17 3.1 Waktu dan Tempat Penelitian .......................................... 17 3.2 Metode yang Digunakan .................................................. 17 3.2.1 Alat ................................................... ........................................................................... ........................ 17 3.2.2 Bahan ................................................ ........................................................................ ........................ 17 3.2.3 Cara Kerja .................................................... ................................................................. ............. 17 BAB IV ....................................................... ...................................................................................... ............................... 19 HASIL DAN PEMBAHASAN .................................................. 19
iii
4.1 Fungsi Perlakuan ................................................. .............................................................. ............. 19 4.2 Persentase Perkecambahan ............................................... 20 4.3 Peran KNO 3 ..................................................................... .............................. ....................................... 24 4.4 Peran HCl................................................. ......................................................................... ........................ 25 4.5 Peran Skarifikasi .............................................................. 29 BAB V .................................................................................. .............................. ......................................................... ..... 33 KESIMPULAN ................................................... .......................................................................... ....................... 33 DAFTAR PUSTAKA ................................................................ .............. .................................................. 34
iv
DAFTAR TABEL
Tabel 1. Tipe-tipe Dormansi ................................................ ...................................... .......... 5 Tabel 2. Hasil pengukuran perkecambahan perkecambahan ....................... 20
v
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Dormansi Kontrol ............................................. ....................... ...................... 21 Gambar 2. Perlakuan KNO 3 ........................................... ..................... .......................... .... 21 Gambar 3. Perlakuan HCl .................................................. ...................................... ............ 21 Gambar 4. Perlakuan Skarifikasi ........................................ ...................... .................. 21 Gambar 5. Grafik Perkecambahan ..................................... ...................... ............... 22
vi
1 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Dormansi benih adalah ketidakmampuan benih hidup untuk berkecambah pada lingkungan yang optimum. Dormansi dapat disebabkan oleh keadaan fisik dari kulit benih, keadaan fisiologis dari embrio atau kombinasi dari kedua keadaan tersebut. Namun demikian dormansi bukan berarti benih tersebut mati atau tidak dapat tumbuh kembali (Widyawati dkk, 2009). Dormansi pada tumbuhan sangat beragam tergantung dari jenis tumbuhannya. Beberapa tumbuhan memiliki karakter biji yang memiliki kulit biji yang cukup lunak. Namun beberapa tumbuhan lainnya memiliki struktur kulit biji yang yang keras. Oleh karena itu untuk mematahkan dormansi harus dilakukan perlakuan tertentu. perlakuan yang y ang dilakukan meliputi me liputi perlakuan fisik dan perlakuan kimia. Contoh perlakuan pematahan dormansi biji adalah skarifikasi, pemberian zat kimia tertentu dsb. Dengan adanya hal tersebut, maka dilakukan praktikum fisiologi tumbuhan tentang dormansi pada tumbuhan. 1.2 Rumusan Permasalahan Adapun rumusan permasalahan pada praktikum ini adalah sebagai berikut: 1. Bagaimanakah mekanisme mekanisme dormansi pada tumbuhan? 2. Apakah yang menyebabkan dormansi pada tumbuhan? 3. Bagaimana korelasi faktor lingkungan terhadap dormansi do rmansi biji pada tumbuhan 1.3 Batasan Masalah Batasan masalah pada praktikum ini adalah biji percobaan adalah biji tumbuhan Akasia ( Acacia Acacia sp.). Perlakuan yang diberikan meliputi perlakuan dengan KNO 3, HCl, dan skarifikasi. 1.4 Tujuan Tujuan dari praktikum ini adalah untuk mematahkan dormansi biji berkulit keras dengan perlakuan fisik dan kimia 1.5 Manfaat
2 Manfaat dari praktikum ini adalah mendapatkan pengetahuan tentang dormansi pada biji berkulit keras sehingga dapat diaplikasikan dalam kehidupan sehari-hari.
3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Tumbuhan Akasia (Acacia sp.)
Akasia termasuk dalam family Leguminoceae yang tipe dormansinya dikarenakan impermeabilitas kulit biji terhadap air. Benih-benih yang menunjukkan tipe dormansi ini disebut benih keras contohnya seperti pada famili Leguminoceae, famili Leguminoceae, Malvaceae, Solanaceae. Solanaceae. Pengambilan air terhalang kulit biji yang mempunyai struktur terdiri dari lapisan sel-sel berupa palisade yang berdinding tebal, terutama dipermukaan paling luar dan bagian dalamnya mempunyai lapisan lilin. Di 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 (Pence, 1992). Acacia sp. memiliki biji dengan morfologi kulit bijinya lebar , berbentuk linier dan tergulung secara ireguler dengan lebar 3-5 mm dan panjang 7-8 cm. bijinya berwarna coklat tua hingga kehitam-hitaman dan berkilap. Panjangnya antara 3-5 mm dan lebar 2-4 mm, bijinya akan matang setelah 6-7 bulan. Habitat asli sp. adalah hidup pada daerah lembab dengan curah hujan Acacia sp. tahunan bervariasi antara 1000 mm – 4500 4500 mm. Terdapat secara luas pada ketinggian di bawah 100 meter dari permukaan laut kecuali di Australia ditemukan dua bidang tegakan pada ketinggian 450 meter dari permukaan laut dengan suhu rata-rata pertahun 26,7ºC dan suhu maksimal berkisar antara 31ºC-34ºC 31ºC -34ºC dan suhu minimum 12ºC-26ºC. Kemampuan Acacia sp. beradaptasi terhadap lingkungan sangat tinggi, jenis ini mampu mam pu hidup dengan baik pada kondisi lingkungan yang sangat terbatas. Acacia sp. tidak di temukan secara alami pada tanah yang berasal dari batu – batuan basa, namun terdapat pada tanah asam dengan pH 4,2 hal ini merupakan keistimewaan Acasia sp. yang tidak dimiliki Leguminoseae lainnya. Acacia sp. mampu tumbuh dengan baik pada jenis tanah gambut, ultisol, tanah alluvial
4 campuran, tanah lempung berpasir, tanah pegunungan, tanah kering dan rawa-rawa, di mana pH berkisar antara 5,3 - 6 (Gbadamosi, 2004) 2.2 Dormansi
Dormansi berasal dari kata “dorman yang berarti tidur atau istirahat (Campbell, 2003). Dormansi pada biji dapat meningkatkan peluang bahwa perkecambahan akan terjadi pada waktu dan tempat paling menguntungkan bagi pertumbuhan biji. Di alam, dormansi dipatahkan secara perlahan-lahan atau di suatu kejadian lingkungan yang khas. Tipe dari kejadian lingkungan yang dapat mematahkan dormansi tergantung pada tipe dormansi. do rmansi. Menurut Salisbury dan Ross (1995), dormansi merupakan bagaimana tumbuhan dapat hidup di daerah dengan suhu mendekati atau di bawah titik beku selama beberapa minggu atau bulan setiap tahunnya. Daun dan tunas tumbuhan tetap hijau menurun aktivitasnya selama musim dingin, sedangkan tumbuhan gugur daun tahunan membentuk tunas tak aktif yang khusus. Biji sebagian besar spesies di daerah dingin mengalami dormansi selama musim dingin. 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 embryo. 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 embryo (Saleh, M.S., 2004). ”
2.3 Pematahan P ematahan Dormansi
Menurut Copeland (1985) cara pematah dormansi dapat diatasi dengan melakukan perlakuan, antara lain : A. Perlakuan fisik
5 1. Pemarutan atau penggoresan (skarifikasi, scarification) yaitu dengan cara menghaluskan kulit benih atau menggores kulit benih agar dapat dilalui dilalui air dan udara. 2. Melepaskan kulit benih dari sifat kerasnya agar dengan demikian terjadi lubang-lubang yang memudahkan air dan udara melakukan aliran yang mendorong perkecambahan. 3. Stratifikasi terhadap benih dengan suhu rendah ataupun suhu tinggi (stratifikasi yaitu memberikan temperature rendah pada keadaan lembab, kebutuhan stratifikasi berbeda untuk setiap jenis tanaman. Perlakuan dengan temperature rendah dan tinggi). Temperatur tinggi jarang digunakan untuk memecahkan dormansi benih, kecuali pada kelapa sawit. 4. Perendaman biji dengan air panas sehingga memudahkan air untuk masuk ke dalam biji. B. Perlakuan kimia Pemberian bahan kimia (H 2SO4 pekat dan KNO 3) bertujuan menjadikan agar kulit biji lebih mudah dimasuki oleh air pada waktu proses imbibisi. 2.4 Tipe-tipe Dormansi
Menurut Schmidt (2000), berdasarkan hubungannya dengan sifat fisiologis, dormansi benih dapat diklasifikasikan ke dalam 6 tipe seperti pada Tabel 2.4. Pada beberapa jenis sering kali mempunyai dormansi ganda sehingga memerlukan perlakuan yang dikombinasikan untuk memecahkan dormansi benih-benih tersebut. Tabel 1. Tipe-tipe Dormansi Tipe Karakteristik Perlakuan dormansi Alami Buatan Dormansi Benih secara Pertumbuhan Pemeraman embrio fisiologis setelah belum masak penyebaran atau embrio dorman Dormansi Pertumbuhan Pembusukan Pemencaran
6 mekanis
embrio secara fisik dihambat karena kulit benih Penyerapan air dihambat karena kulit benih yang kedap air Benih mengandung zat-zat kimia penghambat perkecambaha n
bagian yang bagian yang keras oleh keras organisme tanah Dormansi Abrasi oleh Skarifikasi fisik pasir, suhu mekanis, air tinggi, mendidih, pemangsaan perlakuan oleh binatang dengan asam Dormansi Pemangsaan Menghilangkan kimia oleh daging buah dan binatang, Membersihkan pelarutan dengan air, oleh hujan perendaman atau dengan pembusukan penggantian air, daging buah rendah jemur Dormansi Benih tidak Kondisi Pemberian cahaya dapat cahaya yang cahaya selama berkecambah tepat untuk perkecambahan kecuali jika memacu atau berada dalam Perkecambah perlakuan gelap kondisi cahaya an dan terang Dormansi Perkecambaha Fluktuasi Suhu tinggi, suhu n rendah tanpa suhu harian, suhu suhu yang kebakaran berfluktuasi tepat lantai hutan Menurut Baskin dan Baskin (2005), dormansi juga dapat dikelompokkan menjadi 5 kelas, yaitu : - Dormansi fisiologi : Dormansi embrio sama dengan dormansi fisiologi pada Schmidt (2000) seperti yang terjadi pada benih pinus (Hartati, 1996), kemenyan (Suita, 2008), dan kepuh (Sudrajat et al ., ., 2010). Benih tersebut mempunyai sifat after ripening (pemasakan lanjutan) sehingga perlu pemeraman
7 selama beberapa hari atau minggu seperti pada benih kemenyan yang mengalami peningkatan perkecambahan selama penyimpanan 4-6 minggu. Beberapa penyebab dormansi fisiologis menurut Yuniarti (2002) 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 kelembapan tertentu agar viabilitasnya tetap terjaga sampai embrionya terbentuk secara sempurna dan mampu berkecambah. b. After ripening 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 penyimpanan ini berbeda beda dari beberapa hari sampai dengan beberapa tahun, tergantung dari jenis benihnya.
-
-
-
Dormansi morfologi : Disebabkan oleh kondisi embrio yang kecil dan tidak berkembang normal sebelum radikel muncul. Umumnya, embrio benih masak secara fisiologis mulai tumbuh dalam periode beberapa hari hingga 1-2 minggu, dan benih berkecambah setelah setelah 1 hingga 4 minggu setelah tabor tabor Dormansi morfofisiologi : Mempunyai embrio yang tidak berkembang normal yang secara fisiologis mengalami dormansi. Perkecambahan tidak terjadi hingga dormansi fisilogis hilang dan embrio berkembang normal Dormansi fisik :
8 Penyerapan air dihambat karena kulit benih yang kedap air. Dormansi fisik disebabkan oleh kulit buah yang keras dan impermeable atau penutup buah yang menghalangi imbibisi dan pertukaran gas. Fenomena ini sering disebut sebagai benih keras (Schmidth, 2002). Yang termasuk dormansi fisik menurut Yuniarti (2002) adalah: a. Impermeabilitas kulit kulit biji terhadap air Benih-benih yang menunjukkan tipe dormansi ini disebut benih keras contohnya seperti pada famili Leguminoceae, Leguminoceae, disini pengambilan air terhalang kulit biji yang mempunyai struktur terdiri dari lapisan sel-sel 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. 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. Adanya zat penghambat Sejumlah jenis mengandung zat-zat penghambat dalam buah atau benih yang mencegah perkecambahan.
9 Zat penghambat yang paling sering dijumpai ditemukan dalam daging buah. Untuk itu benih tersebut harus diekstrasi dan dicuci untuk menghilangkan zat-zat penghambat.
-
Dormansi kombinasi (fisik-fisiologi) : Merupakan gabungan dormansi fisik (kulit benih yang kedap air) dan fisiologis (embrio yang belum berkembang sempurna).
Secara umum tipe-tipe dormansi dapat dikelompokan menjadi (Schmidth 2002) : 1. Embrio yang belum berkembang Benih dengan pertumbuhan embrio yang belum berkembang pada saat penyebaran tidak tida k akan dapat d apat berkecambah pada kondisi perkecambahan normal dan karenanya tergolong kategori dorman. Fenomena ini seringkalidimasukkan ke dalam kategori dormansi fisiologis, dengan memperhatikankondisi morfologis embrio yang belum matang. 2. Dormansi mekanis Dormansi mekanis dapat terlihat ketika pertumbuhan embrio secara fisik dihalangi struktur kulit benih yang keras. Imbibisi dapat terjadi tetapi radikula tidak dapat membelah atau menembus kulitnya. Pada dasarnya hampir semua benih yang mempunyai dormansi mekanis mengalami keterbatasan dalam penyerapan air. 3. Zat-zat penghambat Beberapa jenis benih mengandung zat-zat penghambat dalam buah atau benih yang mencegah perkecambahan, misalnya dengan menghalangi proses metabolisme yang diperlukan untuk perkecambahan. perkecambahan. Zat-zat penghambat yang paling sering dijumpai ditemukan dalam daging buah. Gula, coumarin dan zat-zat lain dalam buah berdaging mencegah perkecambahan karena tekanan osmose yang menghalangi penyerapan. 4. Dormansi cahaya
10 Sebagian besar benih dengan dormansi cahaya hanya berkecambah pada kondisi terang. Sehingga benih tersebut disebut dengan peka cahaya. Dormansi cahaya umumnya dijumpai pada pohon-pohon pioner. 5. Dormansi suhu Istilah dormansi suhu digunakan secara luas mencakup semua tipe dormansi, suhu berperan dalam perkembangan atau pelepasan dari dormansi. Benih dengan dormansi suhu seringkali memerlukan suhu yang berbeda dariyang diperlukan untuk proses perkecambahan. perkecambahan. Dormansi Do rmansi suhu rendah ditemui d itemui pada p ada kebanyakan jenis beriklim sedang. sedang. 6. Dormansi gabungan Apabila dua atau lebih tipe dormansi ada dalam jenis yang sama,dormansi harus dipatahkan baik melalui metode beruntun yang bekerja padatipe dormansi yang berbeda, atau melalui metode dengan pengaruh ganda. B. Tipe Dormansi Berdasarkan Mekanismenya
Berdasarkan mekanismenya ada dua tipe dormansi yang berhubungan dengan lokasi dormansi pada bagian benih, yaitu dormansi embrio dan dormansi kulit benih (Villiers, 1972; Bewley dan Black, 1985; Pukittayacamee, 1990). A. Dormansi embrio Terjadi ketika embrio belum masak atau embrio dorman dimana benih yang viabel tidak mampu berkecambah meskipun berada pada kondisi lingkungan yang sesuai untuk perkecambahan. Dormansi embrio diduga melibatkan beberapa pengendali seperti seperti : 1. Kotiledon Pada banyak kasus kotiledon berperan dalam menghalangi pertumbuhan sumbuembrio dorman. Hal ini ditunjukkan oleh beberapa percobaan yang membuktikan bahwa satu atau kedua kotiledon yang dipotong akan merangsang perkecambahan lebih cepat. Pada benih ulin
11 ( Eusidiroxylon Eusidiroxylon zwagery) zwagery) pemotongan kotiledon mampu meningkatkan perkecambahan benih (Nurhasybi dan Sudrajat, 2006). Dasar fisiologi dan biokimia peran kotiledon dalam dormansi belum banyak diketahui. Informasi awal menunjukkan bahwa Abscisic acid (ABA) diturunkan dari testa yang berada dalam kotiledon. 2. Inhibitor (penghambat perkecambahan) Inhibitor penting yang ditemukan dalam banyak embrio dorman adalah Abscisic acid (ABA). Ini ditunjukkan oleh penemuan bahwa proses pembesaran dan penghijauan embrio akan terhambat pada kotiledon yang dilembabkan dengan larutan ABA (Pukittayacamee, 1990). Dengan demikian inhibitor khususnya yang ada dalam kotiledon mampu mengendalikan pertumbuhan embrio. Beberapa hal yang memperkuat dugaan ini adalah: a. Inhibitor ditemukan dalam embrio pada sebagian besar jenis yang memiliki embrio embrio dorman. b. Pencucian inhibitor mampu meningkatkan perkecambahan pada pada embrio dorman yang diisolasi c. Perlakuan pemecahan dormansi pada beberapa kasus menyebabkan turunnya tingkat inhibitor pada embrio. Mekanisme penghambatan perkecambahan oleh ABA diduga karena ABA dapat mengurangi energi yang diperlukan untuk pertumbuhan akar. Menurut Mayer dan Mayber (1982), ABA menghambat metabolisme asam nukleat terutama RNA sehingga mengganggu proses translasi mRNA. Senyawa mRNA sangat penting dalam proses sintesis protein enzim yang diperlukan sebagai katalisator reaksi-reaksi oksidasi dan reduksi dalam siklus respirasi termasuk Siklus Kreb yang menghasilkan energi. Tingginya kadar ABA pada kotiledon akan menghambat produksi energi yang dibutuhkan oleh embrio untuk menembus kulit benih yang keras. B.
Dormansi benih
12 Pada sebagian besar jenis disebabkan oleh struktur yang menyelimuti embrio yang disebut kulit benih (termasuk struktur yang mengelilingi benih seperti glumme, lemma, palea, perikarp, dan testa). Contoh dormansi yang banyak disebabkan oleh kulit benih adalah pada benih jenis-jenis legum ( Acacia spp., Albizia sp., Casia sp. dan Paraserianthes falcataria) falcataria) yang mempunyai kulit benih kedap air. Mekanisme dormansi kulit benih belum banyak dimengerti, namun beberapa bukti dapat menunjukkan kemungkinan bahwa struktur yang menyelimuti benih dapat mempertahankan embrio tidak berkecambah (Copeland dan McDonald, 1985; Murniati, 1995) karena : 1. Menghambat penyerapan air. 2. Menghambat pengambilan oksigen. 3. Berisi zat kimia inhibitor. 4. Berperan dalam menghalangi pelepasan inhibitor dari embrio. 5. Menghalangi masuknya cahaya ke embrio. 6. Pembatasan mekanik sehingga struktur penting (poros embrio) tidak dapat menembus kulit benih. 2.5 Perke P erkecambahan cambahan
Perkecambahan Perkecambahan adalah adalah proses pertumbuhan pertumbuhan embrio dan komponen-komponen biji yang memiliki kemampuan untuk tumbuh secara normal menjadi tumbuhan baru (Sudjadi, 2006). 2.6 Tipe-tipe Perke P erkecambahan cambahan
Adapun tipe-tipe perkecambahan ada tumbuhan adalah sebagai berikut : 1. Tipe Perkecambahan Epigeal Ep igeal Yaitu pertumbuhan radikula diikuti dengan memanjangnya hipokotil secara keseluruhan dan membawa serta kotiledon yang masih menutup dan plumula ke atas permukaan tanah. Kotiledon kemudian terpisah satu sama lain dan menjadi daun pertama yang berfotosintesis (paracotyledons). Paracotyledon ini secara
13 morfologi berbeda dengan daun sebenarnya, paracotyledon tidak berkembang menjadi lebih besar, tidak mempunyai urat daun dan mempunyai struktur tidak berdaging, sejalan dengan perkembangan epikotil dan plamula, paracotyledon kemudian gugur (Schmidth, 2002). 2. Tipe Perkecambahan Hipogeal Adalah perkecambahan yang menghasilkan kecambah dengan kotiledon tetap berada di bawah permukaan tanah. Dalam proses perkecambahan, plumula dan radikel masing-masing menembus kulit benih. Radikel menuju ke bawah dilinungi oleh koleoriza, dan plumula menuju ke atas dilindungi oleh koleoptil. Setelah kolepotil menembus permukaan tanah dari bawah mencapai udara, lalu membuka dan plumula terbebas dari lindungan koleoptil dan terus tumbuh dan berkembang, sedangkan koleotil sendiri berhenti tumbuh (Franklin, 1991). 3. Perkecambahan Semi Hipogeal Hipo geal Adalah perkecambahan dimana kotiledon muncul dari biji tetapi mereka tetap berada di permukaan tanah dan biasanya tidak berfotosintesis. Jenis perkecambahan menengah seperti semi hipogeal telah tercatat terjadi pada bibit beberapa spesies yang muncul dengan kotiledon terpisah (phanerocotylar), tetap pada permukaan tanah dan tidak ditinggikan oleh hipokotil (Lobo, 2014). 4. Perkecambahan Precocious Perkecambahan Precocius (dewasa sebelum waktunya) adalah keadaan dimana benih berkecambah tapi tanpa menjalani empat tahap perkecambahan, yaitu bulat, bentuk hati, torpedo, dan tahap kotiledon. Kadar ABA ( Abscisic ( Abscisic Acid ) yang ada selama perkembangan embrio mungkin dapat memblokir perkecambahan dewasa sebelum waktunya, sehingga ABA memungkinkan biji untuk menyelesaikan pematangan (Quatrano, 1986). Dalam biji tomat, tingkat ABA meningkat selama pertumbuhan embrio dan menurun ketika biji matang dan dehidrasi. Selama tahap akhir pematangan biji tomat, tingkat ABA pada embrio dan endosperm menurun (Hocher etal., 1991). ABA endogen mampu
14 menginduksi dormansi selama perkembangan benih tetapi perkecambahan dewasa sebelum waktunya dalam biji, dapat ditekan oleh stres osmotik. Dalam biji, ABA berfungsi untuk penyerapan gula yang dibutuhkan untuk pengembangan kotiledon yang normal (Pence, 1992). 5. Tipe perkecambahan durian Yaitu hipokotil memanjang tetapi kotiledon tidak muncul dari dalam tanah karena kotiledon telah keluar saat masih tertutup dalam kulit biji. Hasil perkecambahan tidak berfungsi untuk fotosintesa (Gbadamosi, 2004). 6. Tipe perkecambahan Vivipari Adalah perkecambahan dimana embrio keluar dari perikarp selagi masih menempel pada ranting pohon, kadang-kadang berlangsung lama pada pohon induknya. Vivipari terjadi pada Bruguiera, Ceriops, Rhizophora, Kandelia dan Kandelia dan Nypa Nypa.. Viviparitas ini merupakan mekanisme adaptasi terhadap beberapa aspek lingkungan, diantaranya bertujuan untuk mempercepat perakaran, pengaturan kadar garam, keseimbangan ion, perkembangan daya apung dan memperpanjang waktu memperoleh nutrisi dari induk. Kriptovivivari adalah perkecambahan dimana embrio berkembang dalam d alam buah, tapi tidak mencukupi untuk keluar dari pericarp. Kriptovivipari terjadi pada Aegialitis, Acanthus, Avicennia, Laguncularia dan Pelliciera. dan Pelliciera. 2.7 Mekanisme Perkecambahan
Mekanisme perkecambahan menurut Mader (2010) adalah sebagai berikut:
15
Proses perkecambahan pada eudicots mengalami tahapan yang berbeda. Awalnya zigot akan membelah ke dalam sel basal dan sel terminal. Ketika sel basal membelah dan memanjang untuk membentuk suspensor, yaitu sel terminal yang menjadi sel embrio. Embrio melewati tahapan globular (spherical) dan membentuk fase hati (heart). Ketika embrio melanjutkan pemanjangan dan berdiferensiasi, embrio akan memasuki fase torpedo dimana meristem akar, meristem pucuk (Shoot meristem) dan kotiledon menjadi kelihatan atau lebih tampak jelas. Pada gambar terlihat (a) Biji setelah terfertilisasi (me = micropylar end ), ), (b) Biji membelah menunjukkan micropylar end dengan endosperm cells cells (en) dan globular embryo embryo (em), (c) Globular embryo embryo dengan suspensor, (d) Sisa lengan micropylar setelah hilang dari suspensor, (e) Globular embryo, embryo , (f) Heart (f) Heart embryo (cp embryo (cp = cotyledon primordia), primordia ), (g) and (h) Awal dan akhir torpedo embryos, (i) dan (j) Fase kotiledon dan mature embryo dengan kotiledon yang memanjang, (k) Kotiledon yang membesar (co) dan hipokotil, atau sumbu embrionik (dari sisipan pada j), (l) Radicle tip yang menunjukkan embryonic root apical meristem (ram), (m) Embryonic shoot apical meristem meristem (sam) dan menginisiasi pembentukan daun, atau primordia daun/leaf primordia (lp), (n) dan (o) Mature embryonic cotyledon (N) cotyledon (N) dan hipokotil (O) pada sisi yang berlawanan (Mader, 2010). 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. Imbibisi terjadi pada waktu biji kering yang tidak mempunyai kulit biji yang kedap diletakkan dalam kontak dengan air sebagaimana biji dalam tanah.
16 Sementara air masuk, bahan-bahan koloid, terutama protein cenderung untuk menggembung dan penggembungan ini sering kali bertanggungjawab dalam pemecahan kulit biji. Derajat kontak antara tanah dan biji adalah penting untuk laju imbibisi karena air dalam tanah yang tak jenuh terdapat selaput tipis disekitar partikel-partikel tanah dan hanya bagian kulit biji yang berhubungan dengan selaput tersebut untuk pengambilan air (Goldsworthy dan Fisher, 1996). 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 ketitik-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-titk tumbuh. Sementara daun belum dapat berfungsi sebagai organ untuk fotosintesa maka pertumbuhan kecambah sangat tergantung pada persediaan makanan makanan yang ada dalam dalam biji (Sutopo, 2004). 2.8 Faktor-faktor yang Mempengaruhi Perkecambahan Perkecambahan
Faktor-faktor yang mempengaruhi (Sutopo, 2004) adalah sebagai berikut : a.
perkecambahan
Faktor internal meliputi kemasakan benih, ukuran benih, dormansi, dan penghambat perkecambahan b. Faktor eksternal meliputi suhu, kadar air, oksigen, cahaya dan medium pertumbuhan.
17 BAB III METODOLOGI 3.1 Waktu dan Tempat Peneli P enelitian tian
Praktikum fisiologi tumbuhan materi dormansi dilakukan pada 7 November 2014 pukul 07.00 – 10.40 WIB di Laboratorium Botani Jurusan Biologi FMIPA ITS. 3.2 Metode yang Digunakan 3.2.1 Alat Alat-alat yang dibutuhkan dalam praktikum ini adalah pot (bekas air mineral 1,5 L), media tanam berupa tanah berpasir dan pupuk dengan perbandingan 1:1, kertas atau alat gosok (amplas atau gerinda), cutter dan dan kertas label. 3.2.2 Bahan Bahan-bahan yang dibutuhkan dalam praktikum ini adalah biji Akasia ( Acacia sp.), Acacia sp.), larutan HCl, larutan NaOH, dan aquades atau air PAM. 3.2.3 Cara Kerja Langkah yang dilakukan adalah disiapkan 12 biji Akasia ( Acacia Acacia sp.). Kemudian keseluruhan biji tersebut dibagi menjadi 4 perlakuan. Dengan masing-masing perlakuan dalam 1 wadah/pot berisi 3 biji. a. Perlakuan kontrol
Langkah pertama, dimasukkan media tanam berupa tanah berpasir dan pupuk dengan perbandingan 1:1 ke dalam wadah/pot. Setelah itu biji dimasukkan ke dalam media tanam dan disiram dengan aquades atau air PAM. Dilakukan pengukuran pengukuran perkecambahan selama selama 14 hari. hari. b. Perlakuan dengan KNO 3
Langkah pertama, dimasukkan media tanam berupa tanah berpasir dan pupuk dengan perbandingan 1:1 ke dalam wadah/pot. Setelah itu biji direndam dalam larutan KNO 3 selama 15 menit dimasukkan ke dalam media tanam dan
18 disiram dengan aquades atau air PAM. pengukuran pengukuran perkecambahan selama selama 14 hari. hari. c.
Dilakukan
Perlakuan dengan HCl
Langkah pertama, dimasukkan media tanam berupa tanah berpasir dan pupuk dengan perbandingan 1:1 ke dalam wadah/pot. Setelah itu biji direndam dalam larutan HCl selama 15 menit dimasukkan ke dalam media tanam dan disiram dengan aquades atau air PAM. Dilakukan pengukuran pengukuran perkecambahan selama selama 14 hari. hari. d.
Perlakuan dengan skarifikasi
Langkah pertama, dimasukkan media tanam berupa tanah berpasir dan pupuk dengan perbandingan perbandingan 1:1 ke dalam wadah/pot. Setelah itu biji diamplas dengan kertas gosok dan dimasukkan ke dalam media tanam dan disiram dengan aquades atau air PAM. Dilakukan pengukuran perkecambahan perkecambahan selama 14 hari. hari.
19 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Fungsi Perlakuan
Praktikum dormansi bertujuan untuk mematahkan dormansi biji berkulit keras dengan perlakuan fisik dan kimia. Bahan yang digunakan adalah biji Acacia sp. Dipilih biji Acacia biji Acacia sp. untuk mengetahui pengaruh perlakuan skarifikasi, serta pemberian KNO3 dan HCl terhadap dormansi suatu biji. Pada percobaan dormansi langkah pertama yang dilakukan adalah disiapkan 4 botol aqua yang sebelumnya telah dibelah terlebih dahulu. Hal ini bertujuan agar mempermudah proses pengamatan dormansi biji, serta komposisi antara banyaknya tanah dan besarnya botol aqua seimbang. Selanjutnya botol aqua diberi tanah dan pupuk kompos dengan perbandingan 1:1. Dipilih biji acacia sp. sebanyak 12 buah, dipilih biji yang berkualitas unggul agar mempermudah proses dormansi. Selanjutnya biji diberi perlakuan yang berbeda-beda. 3 biji diberi perlakuan skarifikasi, hal ini bertujuan agar diketahui peran skarifikasi pada proses pematahan dormansi, d ormansi, 3 biji diberi perlakuan dengan direndam di larutan KNO 3, hal ini bertujuan agar diketahui peran KNO 3 dalam pematahan dormansi, lalu 3 biji diberi perlakuan dengan direndam di larutan HCL, hal ini bertujuan agar diketahui peran HCl dalam pematahan dormansi. Selanjutnya 3 biji terakhir ditanam biasa diatas tanah sebagai kontrol, tujuannya sebagai pembanding dengan d engan perlakuan p erlakuan yang lain. Direndam selama ± 15 menit, tujuannya untuk mematahkan masa dormansi biji dan mempermudah proses imbibisi air yang merupakan awal proses perkecambahan. perkecambahan. Pada perlakuan perendaman, diangkat biji dari larutan KNO 3 dan HCL, selanjutnya ditanam pada botol aqua yang sebelumnya telah diberi tanah dan pupuk kompos. Diletakkan biji dengan cara diberi jarak antar satu biji dengan biji lainnya, tujuannya agar terlihat perbandingan proses dormansi yang terjadi pada ketiga biji. Pada perlakuan skarifikasi, diamplas biji hingga permukaan luarnya mengelupas, tujuannya agar merusak bagian luar kulit biji dan mempermudah pematahan
20 dormansi. Selanjutnya biji ditanam di tanah dengan diberi jarak antar satu biji dengan biji lainnya. Pada perlakuan kontrol, ditanam 3 biji pada botol aqua yang telah diberi campuran tanah dan pupuk kompos. Diberi label pada tiap botol aqua, agar mempermudah saat proses pengamatan. Disiram setiap hari, agar mencegah terjadinya kekeringan pada biji. Setelah itu diamati selama 14 hari jumlah biji yang berkecambah pada tiap-tiap perlakuan. 4.2 Persentase Perkecambahan
Berdasarkan percobaan di atas, dapat dihasilkan data sebagai berikut : Tabel 2. Hasil pengukuran perkecambahan
Hari 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
Biji 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Panjang akar Biji Biji 3 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Panjang batang Biji 1 Biji 2 Biji 3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Persentase perkecambahan : % perkecambahan =
ℎ ℎ
100%
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
21 Berdasarkan perhitungan persentase perkecambahan, didapatkan hasil nol / 0% perkecambahan yang terjadi pada biji Akasia ( Acacia sp.). Dilihat dari tabel tersebut, dapat diketahui bahwa biji Akasia ( Acacia sp.). masih mengalami dormansi, ditinjau dari pertumbuhan biji dari hari ke 1 hingga hari ke 14 belum mengalami pertumbuhan akar maupun batang. Berikut adalah gambar hasil pematahan dormansi:
Gambar 1. Dormansi Kontrol
Gambar 2. Perlakuan KNO3
Gambar 3. Perlakuan HCl
Gambar 4. Perlakuan Skarifikasi
22 Sehingga grafik perkecambahan untuk semua perlakuan adalah sebagai berikut : Grafik Perkecambahan 1
r a 0.8 k A g 0.6 n a 0.4 j n a 0.2 P
Biji 1 Biji 2 Biji 3
0
H1
H3
H5
H7
H9 H11 H13
Gambar 5. Grafik Perkecambahan
Pada gambar di atas menunjukkan bahwa biji dari hari ke 1 hingga hari ke 14 belum menunjukkan adanya perkecambahan atau pertumbuhan akar dan batang. Pada hari ke 14 terlihat biji masih dalam keadaan tetap atau tidak terlihat adanya pemecahan dormansi baik untuk perlakuan KNO 3, HCl, skarifikasi dan kontrol. Jika dibandingkan antara perlakuan KNO 3, HCl, dan skarifikasi dengan kontrol, tidak nampak perbedaan pematahan dormansi secara signifikan. Ketiga pretreatment yang telah dilakukan memiliki hasil yang sama dengan kontrol. Sehingga dapat dianalisa bahwa biji Akasia ( Acacia ( Acacia sp.) masih dalam keadaan dormansi meskipun diberikan perlakuan secara fisik maupun perlakuan secara kimia. Berdasarkan pengamatan dormansi selama 14 hari pada biji Acacia biji Acacia sp. Didapatkan semua biji pada setiap perlakuan tidak tumbuh atau dapat dikatakan masih dalam keadaan dormansi. Hal ini ditunjukkan pada biji tidak terlihat adanya epikotil maupun rizoid yang menandakan berakhirnya masa dormansi biji. Tidak tumbuhnya biji dimungkinkan disebabkan karena kondisi lingkungan yang kurang sesuai dan ketidaksiapan biji untuk memulai perkecambahan, karena sebelum dikecambahkan biji
23 kontrol maupun perlakuan lainnya tidak diawali dengan perendaman di d i dalam air tetapi langsung diberi perlakuan seperti Skarifikasi dan penambahan senyawa HCl maupun KNO 3. Menurut Nuraeni dan Maemunah (2003), Pemecahan biji atau pengakhiran masa dormansi dipengaruhi kondisi lingkungan sekitar biji yaitu ketersediaan air pada medium tunbuh. Perendaman dengan air sebelum dikecambahkan mendorong proses pemasakan embrio dan meningkatnya permeabilitas kulit benih sehingga memungkinkan penyerapan ataupun imbibisi dan gas - gas yang diperlukan dalam proses perkecambahan. Imbibisi berlangsung jika potensial osmotik larutan di sekitar benih lebih rendah daripada osmotik di dalam sel-sel benih (Nuraeni dan Maemunah, 2003) Struktur biji Acacia sp. juga mempengaruhi proses imbibisi air kedalam biji. Kedapnya kulit benih Acacia sp. terhadap air atau O 2 serta kulit benih tersebut terlalu keras karena adanya lapisan lilin menyebabkan resistensi mekanis. Sedangkan embrio yang memiliki daya untuk berkecambah tidak dapat menyobek kulit dan tunas sehingga epikotil tidak dapat keluar untuk tumbuh sebagaimana mestinya. Air di dalam proses perkecambahan berfungsi untuk mencairkan zat - zat makanan yang berada dalam keping biji yang disalurkan di dalam lembaga (Jenita, AN., 2011). Proses Imbibisi lebih mudah terjadi pada biji kering yang tidak mempunyai kulit biji yang kedap diletakkan dalam kontak dengan air sebagaimana biji dalam tanah. Sementara air masuk, bahan-bahan koloid, terutama protein cenderung untuk menggembung dan penggembungan ini sering kali bertanggungjawab dalam pemecahan kulit biji. Derajat kontak antara tanah dan biji adalah penting untuk laju imbibisi karena air dalam tanah yang tak jenuh terdapat selaput tipis disekitar partikel-partikel tanah dan hanya bagian kulit biji yang berhubungan dengan selaput tersebut untuk pengambilan air (Goldsworthy dan Fisher, 1996).
24 Peningkatan konsentrasi zat-zat terlarut di luar benih dapat memperlambat kecepatan imbibisi benih. Benih dapat mengalami kekeringan fisiologis, bahkan jika konsentrasi larutan luar sel benih lebih tinggi, maka dapat terjadi pergerakan air dalam benih mengalami plasmolisis (Mugnisjah, 1994). Pada beberapa biji yang dibiarkan tunbuh dengan penyiraman air yang terlalu banyak serta proses penaburan biji yang kurang steril menyebabkan infeksi jamur pada biji sehingga mempengaruhi pertumbuhan biji. Menurut Sunarti S., et .al .al (2012) Penaburan benih biasanya dilakukan di dalam laminar airflow, 1 benih b enih per tabung. Penaburan dengan cara ini dilakukan untuk membuat kondisi perkecambahan seseragam mungkin dan menghindari adanya kontaminasi jamur yang biasa menyerang biji apabila ditabur pada bak tabur di lapangan. Benih yang telah ditabur kemudian diletakkan di atas rak yang telah dilengkapi dengan penyinaran lampu TL (Sunarti S., et .al. .al. 2012). 4.3 Peran KNO 3
Pada perlakuan dengan pemberian larutan KNO 3 (Kalium Nitrat/Potassium Nitrat) sebagai mekanisme pematahan dormansi biji Akasia secara secara kimia didapatkan hasil bahwa sepanjang hari ke 1 hingga hari ke 14 tidak menunjukkan adanya pertumbuhan. Terlihat di gambar 2, dapat diketahui tidak adanya pertumbuhan akar maupun batang. Jika dibandingkan dengan kontrol terlihat tidak ada perbedaan yang signifikan atau biji masih dalam keadaan dormansi untuk perlakuan pematahan dormansi secara kimia menggunakan KNO3 dengan perlakuan kontrol. Sehingga dapat dianalisa bahwa biji Akasia membutuhkan waktu yang lama untuk melakukan pematahan dormansi dan perkecambahan. Menurut ISTA (1996); diacu dalam Schmidth (2002), upaya yang lain dalam pematahan dormansi biji adalah dengan menggunakan Potassium Nitrat (KNO 3) merupakan salah satu perangsang perkecambahan yang sering digunakan. KNO 3
25 digunakan baik baik dalam dalam hubungannya dengan pengujian dan dalam operasional perbanyakan tanaman. KNO3 mempunyai pengaruh yang kuat terhadap persentase perkecambahan dan vigor pada perlakuan pendahuluan asam benih Acacia nilotica (Palani et al. 1995 diacu dalam Schmidth 2002). KNO3 sebagai pengganti fungsi cahaya dan suhu serta untuk mempercepat penerimaan benih akan O 2 (Kartasapoetra, 2003). KNO3 merupakan salah satu perangsang perkecambahan yang sering digunakan. Menurut Hartmann et al.(1997) dalam Schmidth (2000), KNO3 mempunyai pengaruh yang kuat terhadap presentase perkecambahan dan vigor pada perlakuan pendahuluan asam benih Acacia benih Acacia nilotica. Pada konsentrasi 1% perkecambahan meningkat dari 37% menjadi 79% dan pada konsentrasi 2% meningkat menjadi 85%. Sedangkan menurut Widhityarini (2011), KNO3 2% mampu meningkatkan daya berkecambah benih kacang tanah varietas Gajah dari 60% menjadi 80% dengan lama perendaman selama 48 jam. Hasil penelitian Saleh et al., (2008), menyatakan bahwa benih aren berkecambah terbanyak diperoleh pada perlakuan skarifikasi dan KNO 3 0,5% yang direndam selama 36 jam dan pada suhu 40 0C yang dikecambahkan pada media tumbuh pupuk organik dengan tanah (1:1) yaitu daya berkecambah 83,33 - 86,67. Dari data tersebut dapat disimpulkan bahwa KNO 3 dengan konsentrasi 2% dapat mempercepat proses perkecambahan biji tanaman. 4.4 Peran HCl
Pada perlakuan dengan pemberian larutan HCl sebagai mekanisme pematahan dormansi biji Akasia didapatkan hasil bahwa sepanjang hari ke 1 hingga hari ke 14 tidak menunjukkan adanya pertumbuhan. Terlihat di gambar 3, dapat diketahui tidak adanya pertumbuhan akar maupun batang. Jika dibandingkan dengan kontrol terlihat tidak ada perbedaan yang signifikan atau biji masih dalam keadaan dormansi untuk perlakuan pematahan dormansi secara kimia menggunakan HCl dengan perlakuan
26 kontrol. Sehingga dapat dianalisa bahwa biji Akasia membutuhkan waktu yang lama untuk melakukan pematahan dormansi dan perkecambahan. Menurut Sagala (1990), tanaman akasia mempunyai benih dengan kulit yang keras. Hal ini akan menghambat proses perkecambahan benih. Kulit benih ini sedemikian kerasnya sehingga bila akan di semai perlu diberi perlakuan khusus. Perlakuan khusus ini dapat dilakukan dengan cara fisik maupun kimia. Salah satu perlakuan kimia yang dilakukan adalah dengan cara merendam benih dalam HCl. Pada penelitian Novendra (2010) menyatakan bahwa perendaman HCl 5% dapat meningkatkan laju pertumbuhan biji Acacia dengan lama perendaman 72 jam. Dapat disimpulkan bahwa HCl 5% dapat menumbuhkan biji tanaman. Sadjad et al. (1975) menyatakan bahwa perlakuan kimia (biasanya asam kuat) yang digunakan dapat membebaskan koloid hidrofil sehingga tekanan imbibisi meningkat dan akan meningkatkan metabolisme benih. Perlakuan kimia seperti HCL pada prinsipnya adalah membuang lapisan lignin pada kulit biji yang keras dan tebal sehingga biji kehilangan lapisan yang permiabel terhadap gas dan air sehingga metabolisme dapat berjalan dengan baik. Menurut Harjadi (1979), perendaman benih dalam asam klorida selama 15 menit berpengaruh pada pelunakan kulit benih bagian luar (testa), sedangkan menurut Bewley dan da n Black B lack (1978) (1 978) asam klorida dapat mempegaruhi perkecambahan melalui peningkatan temperatur. Apabila temperatur pada saat pengenceran HCl tinggi, maka akan meningkatkan imbibisi HCl ke dalam benih. Perlakuan perendaman dengan HCl dikombinasikan dengan lama perendaman yang berbeda akan mempengaruhi banyaknya larutan HCL yang terserap kedalam benih. Semakin pekat HCl yang digunakan maka perendaman semakin cepat (Harjadi, 1979). Hasil pengamatan menunjukkan bahwa perlakuan lama perendaman tidak berpengaruh terhadap persentase perkecambahan. Hal ini karena konsentrasi HCl belum terlalu
27 pekat sehingga hanya melunakkan kulit benih dan pada perendaman 15 menit HCl tidak terserap sampai embrio sehingga embrio tidak mengalami kerusakan. Perendaman benih dalam HCl menyebabkan kulit benih menjadi lunak, air dan gas dapat berdifusi masuk selama proses perendaman (Salisbury dan Ross, 1995; Isbandi, 1989). Proses pelunakan kulit benih melalui mekanisme sebagai berikut : dinding sel tersusun atas atas mikrofibril selulosa yang terikat pada matrik nonselulosik polisakarida. p olisakarida. Mikrofibril selulosa terdiri t erdiri dari protein, pektin dan polisakarida. Pektin dapat berubah menjadi Ca pektat melalui reaksi esterisasi dengan menambahkan Ca2+. Perlakuan HCl dalam hal ini adalah merubah posisi ion Ca 2+ dari subtansi pektin, dikarenakan HCl melepaskan hydrogen pada mikrofibril selulosa. Pengikatan komponen matrik satu dengan komponen matrik yang lain melalui ikatan hidrogen. Salah satu komponen matrik yaitu siloglukan yang terikat dengan serat mikrofibril selulosa dengan membentuk ikatan hidrogen. Ikatan hidrogen ini mudah lepas dengan adanya HCl sehingga terjadi perubahan komponen dinding sel kemudian dinding sel melonggar, turgor menjadi berkurang dan kulit benih menjadi lunak (Wareing dan Phillips, 1989). Setelah terjadi penyerapan air, enzim diaktifkan dan masuk ke dalam endosperm dan mendegradasi zat cadangan makanan Enzim amilase merombak pati menjadi glukosa, enzim lipase merombak lemak menjadi asam lemak dan gliserol, sedangkan enzim protease merombak protein menjadi asam amino. Senyawa-senyawa sederhana ini akan ditrasport ke embrio untuk pertumbuhan. Selain itu dari aktivitas kerja enzim protease akan dihasilkan asam amino yang berguna untuk pembentukan protein baru misalnya α amilase. Apabila enzim α amilase semakin meningkat maka proses hidrolisis amilum menjadi gula sederhana dapat berlangsung lebih cepat. Pembentukan α amylase juga dipengaruhi oleh giberelin yang ada dalam embrio. Pada awal perkecambahan asam giberelin diaktifkan untuk membentuk α amylase (Gardner dkk, 1991).
28 Asam klorida adalah larutan akuatik dari gas hidrogen klorida (HCl). Asam klorida adalah asam kuat. Senyawa ini juga digunakan secara luas dalam industri. Ciri fisik asam klorida, seperti titik didih, titik leleh, kepadatan, dan pH tergantung dari konsentrasi atau molarity dari HCl di dalam larutan asam. Perendaman Dengan Larutan Asam Kuat (HCl) menyebabkan kerusakan pada kulit biji dan dapat diterapkan baik pada legum dan non legum. Lamanya perlakuan larutan HCl harus memperhatikan kulit biji atau atau pericarp pericarp dapat dapat diretakkan untuk memungkinkan imbibisi dan larutan asam tidak mengenai embrio. Perendaman selama 1 – 10 10 menit terlalu cepat untuk dapat mematahkan dormansi, sedangkan perendaman selama 60 menit atau lebih dapat menyebabkan kerusakan. Larutan asam kuat seperti HCl sering digunakan dengan konsentrasi yang bervariasi tergantung jenis benih yang diperlakukan, sehingga kulit biji menjadi lunak. Disamping itu pula larutan kimia yang digunakan dapat pula membunuh cendawan atau bakteri yang dapat membuat benih dorman. Perlakuan perendaman dengan menggunakan HCl terhadap parameter yang diamati berupa jumlah benih yang berkecambah, dan waktu perkecambahan tidak menunjukan pengaruh yang nyata. Wattimena (1987) menyatakan bahwa jenis asam kuat yang diberikan hanya efektif pada jumlah tertentu. Pengenceran yang terlalu tinggi tidak akan merusak bagian yang kulit benih, sedangkan konsentrasi yang rendah menjadi tidak efektif. Dari hasil analisis data terhadap perendaman dengan HCl yang diberikan tidak menunjukan pengaruh yang nyata terhadap parameter yang diamati. Hal ini sesuai dengan yang ditemukan Isbandi (1984) bahwa zat pengatur tumbuh yang berasal dari embriolah yang memegang peranan penting terhadap perkecambahan benih. Hasil analisis yang menunjukan bahwa perlakuan HCl tidak berpengaruh nyata terhadap parameter yang diamati, berarti HCl yang diperlakukan pada benih Acacia sp. tidak mampu untuk mengaktifkan embryonic, hal itu dikarenakan kurang lamanya waktu perendaman serta kadar pengenceran yang
29 terlalu tinggi. Jika hasilnya dibandingkan dengan kontrol, tidak dapat dilihat perbedaanya dikarenakan hasil kontrol juga tidak mengalami perkecambahan. Hal ini dikarenakan benih Acacia sp. mengalami kekurangan asupan air selama proses perkecambahan berlangsung. 4.5 Peran Skarifikasi
Pada perlakuan skarifikasi (perlukaan) sebagai mekanisme pematahan dormansi biji Akasia secara didapatkan hasil bahwa sepanjang hari ke 1 hingga hari ke 14 tidak menunjukkan adanya pertumbuhan. Terlihat di gambar 4, dapat diketahui tidak adanya pertumbuhan akar maupun batang. Jika dibandingkan dengan kontrol terlihat tidak ada perbedaan yang signifikan atau biji masih dalam keadaan dormansi untuk perlakuan pematahan dormansi secara fisik yaitu perlukaan (skarifikasi) dengan perlakuan kontrol. Sehingga dapat dianalisa bahwa biji Akasia membutuhkan waktu yang lama untuk melakukan pematahan dormansi dan perkecambahan. Pada benih yang dormansinya tidak bisa dipatahkan secara efektif dengan menggunakan perendaman dalam air, terutama jika kulit benihnya tebal seperti benih Acacia sp., maka perlakuan fisik lebih diperlukan, yaitu dengan cara skarifikasi. Teknik perlakuan dan metode perkecambahan yang terbaik di laboratorium yaitu perlakuan benih dicabik dengan menggunakan metode perkecambahan UDK. Hal ini sesuai dengan hasil penelitian sebelumnya bahwa perlakuan pendahuluan yang tepat untuk benih Acacia benih Acacia sp. adalah dengan cara mencabik kulit benih pada punggung endosperm dengan gunting kuku (Iriantono, et al.,1999). al.,1999). Berdasarkan literature tersebut, hal yang sama juga dilakukan pada biji Acacia sp. pada penelitian kami. Namun berbeda dengan literature, pada penelitian ini skarifikasi dilakukan dengan cara diamplas. Hasil yang didapatkan pada pengujian dengan perlakuan skarifikasi menunjukkan hasil yang negatif dimana biji tidak melakukan perkecambahan sampai hari ke 14.
30 Pada penelitian yang dilakukan oleh Gaol dan Fox (2009) menunjukkan biji Akasia dengan perlakuan seperti skarifikasi dan pemberian KNO3 memiliki waktu untuk berkecambah pada hari ke 20. Dan perlakuan pada biji tersebut membuat biji lebih cepat berkecambah jika dibandingkan dengan tanaman kontrol. Jika dibandingkan dengan literature tersebut, waktu yang diperlukan pada penelitia p enelitian n kami adalah 14 hari. Selama waktu tersebut tidak menunjukkan adanya perkecambahan baik pada biji kontrol atau biji dengan perlakuan. Diduga lama waktu pada penelitian ini belum cukup untuk mematahkan dormansi biji akasia. Selain itu diduga masih ada banyak factor yang mempengaruhi tidak terjadinya perkecambahan pada biji akasia antara lain faktor lingkungan. Skarifikasi merupakan salah satu proses yang dipercaya dapat mematahkan dormansi pada biji keras karena dapat meningkatkan imbibisi benih. Skarifikasi dilakukan dengan cara melukai benih sehingga terdapat celah tempat keluar masuknya air dan O2. Penelitian terdahulu menyebutkan bahwa, dengan skarifikasi kulit biji maka ketebalan dan kerasnya kulit biji dapat dikurangi. Peresapan larutan zat perangsang pertumbuhan embrio pada benih yang diskarifikasi menjadi lebih mudah, sehingga daya pertumbuhan biji meningkat. Teknik skarifikasi kulit biji yang keras telah dilaksanakan untuk mempercepat perkecambahan biji dalam skala komersial. Sesuai dengan perlakuan dengan skarifikasi memberikan efek sedikit kurang baik sebab pada benih yang dilukai umumnya um umnya memiliki kecacatan tersendiri selama pertumbuhannya. Kecacatan ini dapat berupa calon bakal daun yang tidak utuh karena pelukaan benih terlalu dalam, ataupun efeknya setelah benih dilukai seperti bakal daun sedikit keriting, kerdil, akar tidak tumbuh sempurna, berjamur bahkan menjadi busuk. Hal ini dapat d apat terjadi mungkin karena k arena pada benih yang dilukai, terdapat celah yang mana larutan kimia dapat langsung menuju endosperm benih (Soedjono dan Suskandari, 1996). Hal tersebut juga terjadi pada penelitian kami dimana ada
31 beberapa biji yang ditumbuhi jamur yang diduga karena tidak tepatnya perlukaan yang diberikan sehingga menghambat perkecambahan biji. Penelitian Gaol dan Fox (2009) menunjukkan pemberian kombinasi perlakuan akan semakin mempercepat perkecambahan biji berkulit keras. Kombinasi Kombinasi perlakuan tersebut antara antara lain:
32 “Halaman ini sengaja dikosongkan”
33 BAB V KESIMPULAN
Berdasarkan hasil percobaan yang dilakukan bahwa perlakuan pematahan dormansi secara fisik dengan skarifikasi, dan perlakuan pematahan dormansi secara kimia dengan penambahan KNO3 dan HCl tidak memiliki pengaruh terhadap pematahan dormansi biji Akasia Akasia ( Acacia Acacia sp.).
34 DAFTAR PUSTAKA
Baskin, C.C. and J.M. Baskin. 2005. Seed Dormancy in Trees of Climax Tropical Vegetation Types . Tropical Ecology 46(1): 17-28. Bewley, D dan M. Black. 1978. Physiology and biochemistry of Seed, Springer verlag, Berlin Heidlberg. Bewley, J.D. and M. Black. 1985. Seeds: Physiology of Development and Germination . Plenum Press. New York Campbell,N.A., J.B.Reece, & L.G. Mitchell. 2003. Biologi .Edisi ke-5. Jakarta: Erlangga Copeland, L.O. and M.B. McDonald. 1985 . Principle of Seed Science and Technology. Burgess Publishing Company. Minneapolis, Minnesota. Franklin, G. 1991. Fisiologi Tanaman Budidaya. UI PRESS : Jakarta. Franklin, G. 1991. Fisiologi Tanaman Budidaya. UI Press : Jakarta. Gardner, F.W; P. Pearce dan Michen. 1991. Fisiologi Pertumbuhan dan Perkembangan Tanaman, Universitas Indonesia Press, Jakarta Gbadamosi, A. E and O. Oni. Oni . 2004. Effect of pretreatments on germination of seeds of the medicinal plant Enantia chlorantha Oliv. Food, Agriculture & Environment Vol.2 (2) : 288-290. 2004 Goldsworthy, P.R – Fisher, N.M. 1996. Fisiologi Tanaman Budidaya Tropik . Gadjah Mada University Press. Yokyakarta Harjadi, S.S., 1979. Pengantar Agronomi. Penerbit PT Gramedia, Jakarta. Hartati, S.A. 1996. Pengaruh Metode Precuring dan Tingkat emasakan Kerucut terhadap Kualitas Benih Pinus merkusii Jungh et de Vriese. Skripsi Jurusan Manajemen Hutan Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor. Bogor.
35 Hocher, V.; Sotta, B; Maldiney, R. & Miginiac, E. 1991. Changes in abscisic acid and its b-D-glucopyranosyl ester levels during tomato (Lycopersicon esculentum Mill.) seed development. Plant Cell Reports, 10:444-447. Isbandi. 1989. Pertumbuhan dan Perkembangan Tanaman , UGM Press, Yogyakarta. Jenita, AN., 2011, “Penyebaran dan Morfologi Kemiri (Aleurites sp.)” diakses dari http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/25234/4/C hapter%20II.pdf pada hari senin 24 November 2014 jam 14.58 WIB. Lobo, G. A, Denise, Garcia de Santana, Antonieta, Nassif Salomão, Luciana, Salazar Rehbein, and Angélica Polenz Wielewicki. 2014. A technological approach to the morphofunctional classification of seedlings of 50 Brazilian forest species. Journal of Seed Science, v.36, n.1, p.087-093 , Mader, Sylvia.2010.Essensials of Biology 3rd Edition.Pearson Education, Inc. Prentice Hall, UK. Mayer, A.M. and P. Mayber. 1982. The Germination of Seed . Pergamon Press Ltd. Oxford. New York. Toronto. Syney. Paris. Frankfurt. Mugnisjah, W.Q, Asep, S, Suwarto, Cecep,S. 1994. Panduan Praktikum dan Penelitian Bidang Ilmu dan Teknologi Benih. PT. Raja Grafindo Persada. Jakarta. Novendra, M. Harri . 2010. Pengaruh Konsentrasi Larutan HCL dan Lama Perendaman Terhadap Pememcahan Dormansi Benih Acacia . Fakultas Pertanian Universitas Andalas. Sumatera Tengah. (Aleurites moluccana W). Jurnal Ilmu-Ilmu Pertanian Agroland Vol. 10 No. 3 September 2003. Nuraeni dan Maemunah. 2003. Peran Air dan KNO3 dalam Pemecahan Dormansi Benih dan Pertumbuhan Bibit Kemiri
36 Nurhasybi dan W. Widodo. 1988 . Cara Ekstraksi Benih Cendana (Santalum album ) dengan Ethyl Alkohol. Laporan Hasil Uji Coba Balai Teknologi Perbenihan No. 49. Bogor. Onrizal. 2008. Panduan Pengenalan dan Analisis Vegetasi Hutan Mangrove. Departemen Kehutanan, Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara. Pence, V.C. 1992. Abscisic acid and the maturation of cacao embryos in vitro. Plant Physiology, 98:1391-1395, 1992. Pukittayacamee, P. 1990. Pretreatment of Seeds. In Planting Stock Production Technology. Asean-Canada Forest Tree Seed Centre Project. Thailand. Quatrano, R.S. 1986. Regulation of gene expression by abscisic acid during angiosperm embryo development . Oxford Surveys of Plant Molecular & Cell Biology, 3:467-477. Sadjad, S. 1975. Teknologi Benih dan Masalah Uji Viabilitas Benih. Hal : 127- 145. Institut Pertanian Bogor, Biro Penataran. Sagala, J. 1990. Perlakuan Benih cendana Dengan Air, asam Sulfat, GA3, Jurnal Departemen Kehutanan, Bogor. Saleh,M.S. Adelina, E. Murniati, E dan Budiarti, T. 2008. Pengaruh Skarifikasi dan Media Tumbuh Terhadap Viabilitas Benih dan Vigor Kecambah Aren . Jurnal Agroland 15(3) : 182-190 Salisbury, F.B. dan C.W. Ross. 1995. Fisiologi Tumbuhan, diterjemahkan oleh Diah R Lukman, Penerbit ITB, Bandung. Salisbury, Frank. B & Ross, Cleon. W. 1995. Fisiologi Tumbuhan Perkembangan & Fisiologi Tumbuhan Edisi 4 Jilid 3. Bandung. ITB Bandung. Schmidt, L. 2000. Pedoman Penanganan Benih Tanaman Hutan Tropis dan Subtropis. Jakarta : Direktorat Jenderal Rehabilitasi Lahan dan Perhutanan Sosial. Departemen Kehutanan.
37 Schmidt, L. 2002 . Pedoman Penanganan Benih Tanaman Hutan Tropis dan Sub Tropis. Terjemahan. Kerjasama Direktorat Jenderal Rehabiltasi Lahan dan Perhutanan Sosial dengan Indonesia Forest Seed Project. Jakarta. Sudjadi, Bagod. 2006. Biologi Sains dalam Kehidupan . Jakarta : PT. Gramedia. Sudrajat, D.J., Nurhasybi, D. Syamsuwida dan T. Suhartati. 2010. Produksi, Penanganan Benih, dan Standardisasi Pengujian Mutu Benih Kepuh ( Sterculia foetida ). ). Laporan Sementara Kegiatan Penelitian Program Kementerian Negara Riset Dan Teknologi. Balai Penelitian Teknologi Perbenihan. Bogor. Suita, E. 2008. Pengaruh Ruang, Media, dan Periode Simpan terhadap Perkecambahan Benih Kemenyan (Styrax benzoin Dryand). Jurnal Hutan Tanaman. Pusat Penelitian dan Pengembangan Hutan Tanaman. 5(1): 45-52. Sunarti S., et .al. .al. 2012. Karakter Hibrid Acacia (Acacia mangiumx A. auriculiformis) Berdasarkan Viabilitas Benih, Kemampuan Bertunas Dan Berakar Stek . Balai Besar Penelitian Bioteknologi dan Pemuliaan Tanaman Hutan.Yogyakarta. Villiers, T. A. 1972. Seed Dormancy . In T.T. Kozlowski (Ed.). Seed Biology Vol. II. Academy Press. New York. P.220282. Wareing, P.F. dan I.D. Phillips. 1989. Growth and defferntiation Plants, 3rd edition, Pergamon Press, Chicago. Wattimena, G.A. 1987. Zat Pengatur Tumbuh Tanaman. Laboratorium Kultur Jaringan . Institut Pertanian Bogor. Bogor. Widhityarini, D. Suryadi Mw, Purwantoro, A. 2011. Pematahan Dormansi Acacia Dengan Skarifikasi dan Penambahn Kalium Nitrat. Jurnal Gronomi Indonesia 37 (2) : 152158.
38 Widyawati, N., Tohari, P. Yudono, dan I. Soemardi. 2009. Permeabilitas dan perkecambahan benih aren ( Arenga pinnata (Wurmb.) Merr.). Jurnal Agronomi Indonesia 37 (2) : 152 – 152 – 158. 158. Yuniarti, N. 2002. Penentuan Cara Perlakuan Pendahuluan Benih Saga Pohon ( Adenanthera sp.). Jurnal Manajemen Hutan Tropika Vol. VIII No. 2 : 97-101 (2002).
