PERTUMBUHAN TANAMAN Melya Nisa (1210423012) Jurusan Biologi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Andalas ABSTRAK Pertumbuhan berkaitan dengan perubahan ukuran dan massa. Pada sel, pertumbuhan merupakan pertambahan volume yang tidak dapat balik. Pada jaringan dan organ, pertumbuhan secara normal mencerminkan pertambahan jumlah sel dan ukuran sel. Pertumbuhan dapat diukur secara kuantitatif. Perkembangan merupakan istilah kualitatif yaitu perubahan dari sel, jaringan, organ, atau organisme dalam siklus kehidupan. Perkembangan adalah perubahan yang dapat dilihat secara nyata dalam bentuk organ atau organisme, seperti perubahan embrio menjadi kecambah, dari kuncup daun menjadi daun sepenuhnya, atau dari organ reproduksi vegetatif menjadi struktur reproduksi bunga.Percobaan dilakukan di Laboratorium Pendidikan IV, Jurusan Biologi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Andalas, Padang. Percobaan ini bertujuan untuk meneliti laju tumbuh daun sejak dari embrio dalam biji sampai daun mencapai ukuran tetap dan mengamati daerah tumbuh pada akar dan batang. Percobaan dilakukan dengan melakukan pengukuran panjang daun dan petiol kecambah biji kacang dan untuk pengamatan daerah tumbuh akar dan batang, diukur jarak interval pada tiap kecambah yang telah ditandai dengan tinta cina. Hasil penelitian menunjukkan bahwa
Kata kunci: pertumbuhan, perkembangan, irreversibel
PENDAHULUAN Perkembangan merupakan istilah kualitatif yaitu perubahan dari sel, jaringan, organ, atau organisme dalam siklus kehidupan. Perkembangan adalah perubahan yang dapat dilihat secara nyata dalam bentuk organ atau organisme, seperti perubahan embrio menjadi kecambah, dari kuncup daun menjadi daun sepenuhnya, atau dari organ reproduksi vegetatif menjadi struktur reproduksi bunga. Pertumbuhan merupakan istilah kuantitatif, yang berkaitan dengan perubahan ukuran dan massa. Pada sel, pertumbuhan merupakan pertambahan volume yang tidak dapat balik. Pada jaringan dan organ, pertumbuhan secara normal mencerminkan pertambahan jumlah sel dan ukuran sel. Pertumbuhan dapat diukur secara kuantitatif (Hopkin dan Huner, 2008). Pada angiosperma dan tumbuhan tinggi lainnya, berat segar tidak selalu menjadi pengukuran yang dapat diandalkan. Kebanyakan jaringan tumbuhan terdiri dari kira-kiar 80 % air, tapi kandungan air bervariasi dan berat segar akan berubah tergantung pada kelembaban sekitarnya dan kandungan air dari tumbuhan. Berat kering, ditentukan setelah pengeringan material menjadi berat yang konstan, merupakan pengukuran dari jumlah protoplasma atau bahan kering (Hopkin dan Huner, 2008).
Pertumbuhan didefinisikan sebagai pertambahan yang tidak dapat dibalikkan dalam ukuran pada sistem biologi. Secara umum pertumbuhan berarti pertambahan ukuran karena organisme multisel tumbuh dari zigot, pertumbuhan itu bukan hanya dalam volume, tapi juga dalam bobot, jumlah sel, banyaknya protoplasma, dan tingkat kerumitan. Pertumbuhan biologis terjadi dengan dua fenomena yang berbeda antara satu sama lain. Pertambahan volume sel dan pertambahan jumlah sel. Pertambahan volume sel merupakan hasil sintesa dan akumulasi protein, sedangkan pertambahan jumlah sel terjadi dengan pembelahan sel (Kaufman, 1975). Pada setiap tahap dalam kehidupan suatu tumbuhan, sensitivitas terhadap lingkungan dan koordinasi respons sangat jelas terlihat. Tumbuhan dapat mengindera gravitasi dan arah cahaya dan menanggapi stimulus-stimulus ini dengan cara yang kelihatannya sangat wajar bagi kita. Seleksi alam lebih menyukai mekanisme respons tumbuhan yang meningkatkan keberhasilan reproduktif, namun ini mengimplikasikan tidak adanya perencanaan yang disengaja pada bagian dari tumbuhan tersebut (Campbell, 2002). Pada batang yang sedang tumbuh, daerah pembelahan sel batang lebih jauh letaknya dari ujung daripada daerah pembelahan akar, terletak beberapa sentimeter dibawah ujung (tunas). Sedangkan pertambahan panjang tiap lokus pada akar tidak diketahui pertambahan panjang terbesar dikarenakan kecambah mati. Pertambahan volume (ukuran) sering ditentukan denagn cara mengukur perbesaran ke satu atau dua arah, seperti panjang (misalnya, tinggi batang) atau luas (misalnya, diameter batang), atau luas (misalnya, luas daun). Pengukuran volume, misalnya dengan cara pemindahan air, bersifat tidak merusak, sehingga tumbuhan yang sama dapat diukur berulang-ulang pada waktu yang berbeda (Salisbury dan Ross, 1996). Pengukuran daun tanaman mulai dari waktu embrio dengan menggunakan kurva sigmoid juga memiliki hubungan erat dengan perkecambahan biji tersebut yang otomatis juga dipengaruhi oleh waktu dormansi karena periode dormansi juga merupakan persyaratan bagi perkecambahan banyak biji. Ada bukti bahwa pencegah kimia terdapat di dalam biji ketika terbentuk. Pencegah ini lambat laun dipecah pada suhu rendah sampai tidak lagi memadai untuk menghalangi perkecambahan ketika kondisi lainnya menjadi baik. Waktu dormansi berakhir umumnya didasarkan atas suatu ukuran yang bersifat kuantitatif. Untuk tunas dan biji dormansi dinyatakan berhasil dipecahkan jika 50 % atau lebih dari populasi biji tersebut telah berkecambah atau 50% dari tunas yang diuji telah menunjukkan pertumbuhan. Bagi banyak tumbuhan angiospermae di gurun pasir mempunyai pencegah yang telah terkikis oleh air di dalam tanah. Dalam proses ini lebih banyak air diperlukan daripada yang harus ada untuk perkecambahan itu sendiri. (Kimball, 1992). Laju pertumbuhan suatu tumbuhan atau bagiannya berubah menurut waktu. Oleh karena itu, bila laju tumbuh digambarkan dengan suatu grafik, dengan laju tumbuh ordinat dan waktu pada absisi, maka grafik itu merupakan suatu kurva berbentuk huruf S atau kurva sigmoid. Kurva sigmoid ini berlaku bagi tumbuhan lengkap, bagianbagiannya ataupun sel-selnya. Pertumbuhan tanaman mula-mula lambat, kemudian berangsur-angsur lebih cepat sampai tercapai suatu maksimum, akhirnya laju tumbuh menurun. Apabila digambarkan dalam grafik, dalam waktu tertentu maka akan terbentuk kurva sigmoid (bentuk S). Bentuk kurva sigmoid untuk semua tanaman kurang lebih
tetap, tetapi penyimpangan dapat terjadi sebagai akibat variasi-variasi di dalam lingkungan. Ukuran akhir, rupa dan bentuk tumbuhan ditentukan oleh kombinasi pengaruh faktor keturunan dan lingkungan (Tjitrosoepomo, 1999). Kurva pertumbuhan berbentuk S (sigmoid) yang ideal yang dihasilkan oleh banyak tumbuhan setahun dan beberapa bagian tertentu dari tumbuhan setahun maupun bertahunan, Pada fase logaritmik ukuran (V) bertambah secara eksponensial sejalan dengan waktu (t). Ini berarti laju kurva pertumbuhan (dV/dt) lambat pada awalnya. Tetapi kemudian meningkat terus. Laju berbanding lurus dengan organisme, semakin besar organisme semakin cepat ia tumbuh (Tjitrosoepomo, 1999). Fase pertumbuhan logaritmik juga menunjukkan sel tunggal. Fase ini adalah fase dimana tumbuhan tumbuh secara lambat dan cenderung singkat.Pada fase linier, pertambahan ukuran berlangsung secara konstan, biasanya pada waktu maksimum selama beberapa waktu lamanya. Laju pertumbuhan ditunjukkan oleh kemiringan yang konstan pada bagian atas kurva tinggi tanaman oleh bagian mendatar kurva laju tumbuh dibagian bawah. Fase senescence ditunjukkan oleh laju pertumbuhan yang menurun saat tumbuhan sudah mencapai kematangan dan mulai menua. Kurva pertumbuhan berbentuk S (Sigmoid) yang ideal, yang dihasilkan oleh banyak tumbuhan setahun dan beberapa bagian tertentu dari tumbuhan setahun maupun bertahun, dengan mengambil contoh tanaman jagung. Kurva menunjukkan ukuran kumulatif sebagai fungsi dan waktu. Tiga fase utama biasanya mudah dikenali: fase logaritmik, fase linear, dan fase penuaan (Salisbury dan Ross, 1992). METODE PERCOBAAN Percobaan ini dilakukan pada hari Rabu, tanggal 7 Mei 2014 pukul 08.00 – 11.00 WIB di Laboratorium Pendidikan 4, Jurusan Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Andalas, Padang. Alat yang digunakan pada percobaan adalah kertas milimeter, pisau silet, pot berisi campuran pasir dan tanah dengan perbandingan 1:1, tabung gelas, lempeng kaca, penggaris, dan kertas filter. Sedangkan bahan yang digunakan adalah biji tanaman jenis kacang-kacangan, kecambah tanaman kacang-kacangan, dan tinta cina. a. Kurva Sigmoid Pertumbuhan Daun Biji direndam selama 2-3 jam dalam beaker glass, diambil sebanyak 30 biji untuk percobaan. Tiga biji dikupas dan dibuka kotiledonnya, panjang daun diukur pada embrionya dengan kertas milimeter, kemudian dihitung nilai rata-ratanya. Sebanyak 25 biji ditanam dalam pot, siram dengan air, dan dipelihara selama 2 minggu di laboratorium. Pengamatan yang dilakukan yaitu mengukur panjang daun dan petiolnya (daun pertama yang merupakan sepasang daun tunggal) ada umur 3, 5, 7, 10, dan 14 hari. Pada umur 3 dan 5 hari dilakukan pengukuran dengan menggali biji. Tiap pengukuran dilakukan terhadap 3 tanaman. Pengukuran selanjutnya dilakukan tanpa memotong kecambah tanaman. Gunakan selalu 3 tanaman yang sama untuk pengukuran lanjutan ini. Tentuka rata-rata panjang daun dari tiap seri pengukuran. Buat grafik dengan panjang rata-rata daun (termasuk petiolnya) sebagai ordinat dan waktu pengukuran (umur tanaman) sebagai absis.
b. Daerah Tumbuh akar dan batang Pengamatan daerah tumbuh pada akar, metodenya yaitu diambil 10 buah kecambah yang akarnya lurus dan panjangnya lebih dari 2 cm, mulai dari ujungnya diberi tanda dengan tinta cina 10 buah garis dengan interval 1 mm. Dengan menggunakan karet gelang kecambah diletakkan dengan kedudukan tegak pada lempeng kaca yang telah dibalut dengan kertas filter. Diambil lagi 10 buah kecambah dan diberi tanda garis 10 mm dari ujung akar sebagai kontrol dan diletakkan pada lempeng kaca. Lempeng kaca yang telah ditempeli kecambah dimasukkan ke dalam tabung gelas berisi sedikit air kemudian ditutup agar berada dalam dalam tabung yang tetap lembab. Tabung diletakkan dalam ruangan gelap. Setelah 24 jam, jarak interval masing-masing interval tiap kecambah diukur. Untuk pengamatan daerah tumbuh pada batang, diambil 20 tanaman yang batangnya lurus. Epikotil tanaman tersebut diberi tanda garis 10 buah dari ujung dengan interval 2 mm. Perlakuan pada 10 tanaman yang dipilih dan diberi label tanaman nomor 1 sampai dengan 10. Sebagai kontrol pada 10 tanama yang lain diberi satu tanda pada 20 mm dari ujung dan diberi label 1 sampai dengan 10. Pot dengan tanaman itu semuanya diletakkan pada tempat yang gelap. Setelah 48 jam, jarak masing-masing interval diukur kemudian pertambahan panjang rata-rata tiap interval digambar pada grafik. HASIL DAN PEMBAHASAN Percobaan A. Kurva Sigmoid Pertumbuhan Daun. Tabel 1. Panjang daun pada embrio Embrio ke-
Panjang daun embrio
1
1 mm
2
2 mm
3
1 mm
Nilai rata-rata
1,33 mm
kurva sigmoid pertumbuhan daun 3 2 1
rata-rata daun
0 3 hari 5 hari 7 hari 10 hari 14 hari
Dari grafik diatas terlihat bahwa kurva pertumbuhan menunjukkan angka yang semakin tinggi setiap pertambahan umur tanaman dan grafik tersebut membentuk kurva sigmoid (huruf S). Pada umur 3 hari rata-rata panjang daun yaitu 0,2cm , hari ke-5 rata-ratanya 0,66cm, hari ke-7 nilai rata-ratanya 1,31, pada hari ke-10 sebesar 1,93cm dan hari ke-14 sebesar 2,3 cm. Hasil tersebut sesuai dengan pendapat Tjitrosoepomo (1999) bahwa dalam proses pertumbuhan terjadi penambahan dan perubahan volume sel secara signifikan seiring dengan berjalannya waktu danbertambahnya umur tanaman. Proses pertumbuhan menunjukkan suatu perubahan dan dapat dinyatakan dalam bentuk kurva/diagram pertumbuhan. Pertumbuhan tanaman mula-mula lambat, kemudian berangsur-angsur lebih cepat sampai tercapai suatu maksimum, akhirnya laju tumbuh menurun. Apabila digambarkan dalam grafik, dalam waktu tertentu maka akan terbentuk kurva sigmoid (bentuk S). Percobaan B. Daerah Tumbuh Akar dan Batang. a. Daerah tumbuh pada akar interval 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1 1 1 1 1 1 2 2 2 3 3
2 1 1 1 2 3 3 3 3 4 4
3 1 1 1 1 1 1 2 3 3 3
4 1 2 2 2 2 3 3 3 3 3
Tanaman ke(mm) 5 6 1 1 1 2 1 2 1 2 1 2 2 2 2 2 2 2 3 3 3 3
7 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2
8 1 1 1 1 1 2 2 3 3 3
9 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2
10 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2
b. Daerah tumbuh pada batang Tabel 2. Daerah tumbuh pada batang interval 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1 3 3 3 4 4 4 5 5 5 5
2 3 3 4 4 5 5 5 6 6 6
3 3 3 3 3 3 4 4 4 4 4
4 3 3 3 3 3 4 4 4 5 5
Tanaman ke(mm) 5 6 3 3 3 4 3 4 3 4 4 6 4 6 5 7 5 7 6 7 6 7
7 3 3 3 3 3 3 4 4 4 4
8 3 3 3 3 4 4 5 6 6 6
9 3 3 3 3 3 3 5 5 5 5
10 3 3 3 3 3 3 3 4 4 4
Pada tabel 1. Terlihat bahwa pemanjangan daerah bagian akar yang signifikan yaitu pada interval 10 dekat ujung akar hal ini sesuai dengan pendapat Azrai (2003) bahwa proses pemanjangan akar terkonsentrasi pada sel-sel dekat ujung akar, dimana terletak tiga zona sel dengan tahapan pertumbuhan primer yang berurutan. Dari ujung akar ke arah atas terdapat zona pembelahan sel, zona pemanjangan dan zona pematangan.Selanjutnya sel-sel dekat ujung akar aktif berproliferasi, dimana terletak tiga zona sel dengan tahapan pertumbuhan primer yang berurutan (zona pembelahan sel, zona pemanjangan dan zona pematangan). Zona pembelahan sel meliputi meristem apikal dan turunannya, yang disebut meristem primer (terdiri dari protoderm, prokambium dan meristem dasar). Meristem apikal yang terdapat di pusat zona pembelahan menghasilkan sel-sel meristem primer yang bersifat meristematik. Zona pembelahan sel bergabung ke zona pemanjangan (elongasi). Disini sel-sel memanjang sampai sepuluh kali semula, sehingga mendorong ujung akar, termasuk meristem ke depan. Meristem akan mandukung pertumbuhan secara terus-menerus dengan menambahkan sel-sel ke ujung termuda zona pemanjangan tersebut. Pertumbuhan ini disebabkan pembelahan sel dan pemanjangan sel dalam ruas tersebut (Kaufman, 1975). SIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Dari hasil percobaan dapat disimpulkan bahwa : 1. Proses pemanjangan akar terkonsentrasi pada sel-sel dekat ujung akar.
2. Nilai pertambahan panjang terbesar adalah pada interval 8, 9 dan 10 yang terletak pada area dekat tunas 3. Pertumbuhan daun sangat dipengaruhi oleh beberapa faktor. Faktor tersebut antara lain : cahaya, suhu dan lain-lain. 4. Pertumbuhan tanaman dapat ditunjukkan dengan kurva sigmoid. Saran Diharapkan kepada praktikan agar lebih teliti, cermat dan berhati-hati dalam melaksanakan praktikum terutama dalam mengamati gejala-gejala yang terjadi pada tanaman selama pengamatan. DAFTAR PUSTAKA Campbell dan Reece. 2003. Biologi Edisi Kelima Jilid 2. Erlangga. Jakarta. Harjadi, Sri Setyadi. 1979. Pengantar Agronomi. Gramedia. Jakarta. Hopkins, W. G. Dan N. P. Huner. 2008. Introduction To Plant Physiology. John Wiley & Sons, Inc. USA. Kaufman, P. B., J. Labavitch, A. A. Prouty, N.S Ghosheh. 1975. Laboratory Experiment in Plant Physiology.Macmillan Publishing Co., Inc. New York. Kimbal, 1992. Tinjauan Konseptual Model Pertumbuhan dan Hasil Tegakan Hutan. USU-Digital Library. Medan. Salisbury, F.B dan C.W. Ross., 1992. Fisiologi Tumbuhan Jilid Tiga Edisi Keempat. ITB-Press. Bandung. Tjitrosoepomo, G., 1999. Botani Umum 2. Angkasa. Bandung.Salisbury, F. B and Cleon W, Ross. 1995. Fisiologi Tumbuhan Jilid I. ITB. Bandung.
