LAPORAN ILMU HARA PENGARUH GARAM TERHADAP IMBIBISI BIJI PADI DAN BIJI KACANG TANAH
Oleh : Machrodania 113244213
UNIVERSITAS NEGERI SURABAYA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM JURUSAN BIOLOGI 2013
BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Kadar air biji merupakan salah satu komponen yang harus diketahui baik untuk tujuan pengolahan, maupun penyimpanan biji. Penyerapan air oleh biji akan mempengaruhi proses perkecambahan, mula-mula air masuk ke dalam biji secara imbibisi dan osmosis, kemudian terjadi pelunakan kulit biji, pengembangan embrio dan endosperm, dan pada akhirnya kulit biji pecah dan terjadi pengeluaran radikula (Muliana, 2013). Imbibisi adalah penyerapan air (absorpsi) oleh benda-benda yang padat (solid) atau agak padat (semi solid) karena benda-benda tersebut mempunyai zat penyusun dari bahan yang berupa koloid. Ada banyak hal yang merupakan proses penyerapan air yang terjadi pada makhluk hidup, misalnya penyerapan air dari dalam tanah oleh akar tanaman. Namun, penyerapan yang dimaksudkan di sini yaitu penyerapan air oleh biji kering. Hal ini banyak kita jumpai di kehidupan kita sehari-hari yaitu pada proses pembibitan tanaman padi, pembuatan kecambah tauge, biji kacang hijau terlebih dahulu direndam dengan air. Pada peristiwa perendaman inilah terjadi proses imbibisi oleh kulit biji tanaman tersebut. Tidak hanya itu, proses imbibisi juga memiliki kecepatan penyerapan air yang berbeda-beda untuk setiap jenis biji tanaman (Yusuf, 2009). Pe re nd am an
biji kering ke dalam air, maka sesaat kemudian dapat
di li ha t ba hw a volume biji tersebut bertambah. Kenaikan volume karena penyerapan air tersebut dapat bersifat reversibel atau dapat dikembalikan, artinya jika berkurang volumenya,maka sel pun akan berkurang (Woelaningsih, 1992: 31). Proses imbibisi biji sangat dipengaruhi oleh jenis biji dan senyawa-senyawa yang ada dalam biji serta kondisi larutan yang ada disekitar biji. Jenis biji berkaitan dengan struktur dan tekstur kulit biji (Rahayu dan Yuliani, 2013 ). Dari uraian tersebut maka dilakukan percobaan untuk mengetahui daya hisap biji (imbibisi) pada beberapa biji padi dan biji kacang tanah.
1.2. Rumusan Masalah
Adapun rumusan masalah yang dapat diambil dari latar belakang diatas bagaimana pengaruh kadar garam terhadap imbibisi biji padi dan biji kacang tanah.
1.3. Tujuan
Tujuan dari percobaan ini adalah untuk mengetahui pengaruh kadar garam terhadap imbibisi biji padi dan biji kacang tanah.
BAB II KAJIAN PUSTAKA 2.1. Transportasi Tunbuhan
Transportasi tumbuhan adalah proses pengambilan dan pengeluaran zat-zat ke seluruh bagian tubuh tumbuhan. Pada tumbuhan tingkat rendah (misal ganggang) penyerapan air dan zat hara yang terlarut di dalamnya dilakukan melalui seluruh bagian tubuh. Pada tumbuhan tingkat tinggi (misal spermatophyta) proses pengangkutan dilakukan pembuluh pengangkut yang terdiri dari xylem dan phloem. Tumbuhan memperoleh bahan dari lingkungan untuk hidup berupa O2, CO2, air dan unsur hara. Kecuali gas O2 dan CO2 zat diserap dalam bentuk larutan ion. Mekanisme proses penyerapan dapat berlangsung karena adanya proses imbibisi, difusi, osmosis dan transpor aktif (Mahran, 2012).
2.2. Imbibisi
Imbibisi merupakan salah satu proses difusi yang terjadi pada tanaman. Imbibisi merupakan masuknya air pada ruang interseluler dari konsentrasi rendah ke konsentrasi tinggi. Proses imbibisi tidak melibatkan membrane seperti pada peristiwa osmosis. Imbibisi terjadi karena permukaan-permukaan struktur mikroskopik dalam sel tumbuhan, seperti selulosa, butir pati, protein, dan bahan lainnya yang dapat menarik dan memegang molekul-molekul air dengan gaya tarik antarmolekul. Peristiwa imbibisi juga bisa dikatakan sebagai suatu proses penyusupan atau peresapan air ke dalam ruangan antar dinding sel, sehingga dinding selnya akan mengembang. Misalnya masuknya air pada biji saat berkecambah dan biji kacang yang direndam dalam air beberapa jam. Perbedaan antara osmosis dan imbibisi yaitu pada imbibisi terdapat adsorban. Ada dua kondisi yang diperlukan untuk terjadinya imbibisi adalah adanya gradient potensial air antara permukaan adsorban dengan senyawa yang diimbibisi dan adanya afinitas antara komponen adsorban dengan senyawa yang diimbibisi (Agus, 2010). Di dalam batas tertentu, makin rendah kadar air benih makin lama daya hidup benih tersebut. Kadar air optimum dalam penyimpanan bagi sebagian besar benih adalah antara 6% - 8%. Kadar air yang terlalu tinggi dapat menyebabkan benih berkecambah sebelum ditanam.
Sedang dalam penyimpanan menyebabkan naiknya aktifitas
pernapasan yang dapat berakibat terkuras habisnya bahan cadangan makanan dalam benih.
Selain itu merangsang perkecambahan cendawan patogen di dalam tempat
penyimpanan.
Tetapi perlu diingat bahwa kadar air yang terlalu rendah akan
menyebabkan kerusakan pada embrio. Proses-proses perkecambahan sangat dipengaruhi oleh ketersediaan faktor-faktor lingkungan seperti air,O2, cahaya dan suhu.
Faktor-
faktor yang mempengaruhi kecepatan penyerapan air : permeabilitas kulit /membran biji, konsentrasi air , suhu air, tekanan hidrostatik, permukaan biji yang kontak dengan air, daya intermolekuler, spesies dan varietas, tingkat kemasukan, komposisi kimiaumur (Dharama, 2011).
2.3. Difusi
Difusi merupakan perpindahan zat-zat atau molekul-molekul dari daerah konsentrasi tinggi (hipertonik) ke konsentrasi rendah (hipotonik). Difusi dapat berlangsung dalam sel-sel hidup, termasuk pada sel tumbuhan. Telah diketahui bahwa isi sel hidup adalah protoplasma yang merupakan satu larutan. Tubuh tumbuhan dibangun oleh sel-sel tumbuhan yang setiap selnya memiliki dinding sel dari selulosa. Dinding tersebut umumnya bersifat permeabel sehingga dapat dilewati air dan zat-zat telarut di dalamnya. Difusi yang tergantung pada suatu mekanisme transpor khusus dari membran seperti enzim permease disebut difusi terbantu, misalnya difusi ADP ke dalam dan difusi ATP ke luar dari mitokondria (Mahran, 2012).
2.4. Osmosis
Osmosis adalah kasus khusus dari transpor pasif, dimana molekul air berdifusi melewati membran yang bersifat selektif permeabel. Dalam sistem osmosis, dikenal larutan hipertonik (larutan yang mempunyai konsentrasi terlarut tinggi), larutan hipotonik (larutan dengan konsentrasi terlarut rendah), dan larutan isotonik (dua larutan yang mempunyai konsentrasi terlarut sama). Jika terdapat dua larutan yang tidak sama konsentrasinya, maka molekul air melewati membran sampai kedua larutan seimbang. Dalam proses osmosis, pada larutan hipertonik, sebagian besar molekul air terikat (tertarik) ke molekul gula (terlarut), sehingga hanya sedikit molekul air yang bebas dan bisa melewati membran. Sedangkan pada larutan hipotonik, memiliki lebih banyak molekul air yang bebas (tidak terikat oleh molekul terlarut), sehingga lebih banyak molekul air yang melewati membran. Oleh sebab itu, dalam osmosis aliran netto molekul air adalah dari larutan hipotonik ke hipertonik.
2.5. Transport Aktif
Transpor aktif adalah pengangkutan zat dengan bantuan energi. Sumber energi yang digunakan berasal dari ATP dan ADP. Contoh, pengangkutan glukosa dalam tubuh. Glukosa tidak dapat menembus membran sel sebelum diaktifkan oleh ATP atau ADP. Dengan mengubah glukosa menjadi glukosa fosfat. Untuk membentuk glukosa fosfat diperlukan energi pengaktifan yang tersimpan dalam ATP (Mahran, 2012)
BAB III METODE PENELITIAN 3.1. Jenis Penelitian
Penelitian ini tergolong eksperimental, karena dilakukan percobaan untuk menjawab rumusan masalah, dan
terdapat variabel-variabel dalam penelitian yang
dilakukan yaitu variabel manipulasi, variabel respon, dan variabel kontrol.
3.2. Variabel Penelitian
Variabel yang digunakan dalam melakukan percobaan ini antara lain :
Variabel kontrol
: Berat awal biji padi dan biji kacang tanah, lama perendaman (24 jam)
Variabel manipulasi
: Jenis larutan garam (KCl 2N; NaCl 2N; KI 2N; dan CaCl 2N; dan aquades ), jenis biji (biji padi dan biji kacang tanah)
Variabel respon
: Berat akhir biji
3.3. Alat dan Bahan 1. Alat
a. Timbangan b. Tabung reaksi c. Gelas plastik 2. Bahan
a. Biji kacang tanah dan padi b. Larutan KCl 2N; NaCl 2N; KI 2N; CaCl 2N dan aquades. c. Aquades
3.4. Langkah Kerja 1.
Memilih sejumlah biji kacang merah yang baik dan membaginya menjadi 5.
2.
Menimbang biji tersebut (berat awal) lalu menaburnya pada gelas plastik yang masing-masing berisi larutan KCl 2N ; NaCl 2N ; KI 2N ; dan CaCl 2 2N serta aquades.
3.
Membiarkan biji terendam selama 24 jam.
4.
Mengulangi langkah no 1 dan 2 tetapi untuk biji kacang tanah
5.
Mengambil biji-biji tersebut dari larutan dan meniriskanya sampai kering airnya.
6.
Kemudian menimbang masing-masing kelompok biji (berat akhir).
3.5. Rancangan Percobaan
Menyiapkan biji padi dan biji kacang tanah
Memba i setia bi i dalam 5
Menimbang biji dengan berat yang sama sebagai berat
Menabur bi i-bi i tersebut dalam tem at an berisi
KCl
NaCl
CaCl2
KI
Aquades
KCl
NaCl
CaCl2
KI
Aquades
Masing-masing gelas plastik ditutup plastik dan diberi karet
Bi i direndam selama 24 am
Bi i diambil dan ditiriskan
Ditimbang (sebagai berat akhir)
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Hasil
Tabel 1. Pengamatan Pengaruh Kadar Garam terhadap Imbibisi Biji Kacang Tanah dan Biji Padi Berat (gram) Jenis Biji
Perlakuan
Biji Kacang Tanah
Biji Padi
Awal
Akhir
Selisih
Aquades
3,7
3,9
0,2
KI
3,3
3,8
0,5
KCl
3,4
3,7
0,3
NaCl
3,5
3,9
0,4
CaCl3
3,7
4
0,3
Aquades
0,8
0,9
0,1
KI
1,1
1,5
0,4
KCl
1,2
1,4
0,2
NaCl
1,2
1,5
0,3
CaCl3
1,0
1,2
0,2
4.2. Analisis Data
Pada perlakuan pertama biji kacang tanah dengan berat awal 3,7 gram direndam dengan aquades dan diketahui berat akhir setelah perendaman sebesar 3,9 gram, sehingga mengalami pertambahan berat sebesar 0,2 gram. Pada perlakuan kedua yaitu direndam engan larutan KI sebesar 3,3 gram dan diketahui berat akhir 3,8 gram sehingga mengalami pertambahan berat 0,5 gram. Perlakuan ketiga yaitu direndam dengan larutan KCI sebesar 3,4 gram dan diketahui berat akhir 3,7 gram sehingga mengalami pertambahan berat 0,3 gram. Perlakuan keempat yaitu direndam dengan larutan NaCl sebesar 3,5 gram dan diketahui berat akhir 3,9 gram sehingga mengalami pertambahan berat 0,4 gram. Perlakuan kelimaa yaitu direndam engan larutan CaCl3 sebesar 3,7 gram dan diketahui berat akhir 4 gram dengan selisih 0,3 gram. Sama halnya seperti biji kacang tanah, pada biji padi juga diberi perlakuan yang sama. Perlakuan pertama biji padi dengan berat awal 0,8 gram direndam dengan aquades dan diketahui berat akhir setelah perendaman sebesar 0,9 gram, sehingga mengalami pertambahan berat sebesar 0,1 gram. Pada perlakuan kedua yaitu direndam
dengan larutan KI sebesar 1,1 gram dan diketahui berat akhir 1,5 gram sehingga mengalami pertambahan berat 0,4 gram. Perlakuan ketiga yaitu direndam dengan larutan KCI sebesar 1,2 gram dan diketahui berat akhir 1,4 gram sehingga mengalami pertambahan berat 0,2 gram. Perlakuan keempat yaitu direndam engan larutan NaCl sebesar 1,2 gram dan diketahui berat akhir 1,5 gram sehingga mengalami pertambahan berat 0,3 gram. Perlakuan kelimaa yaitu direndam dengan larutan CaCl 3 sebesar 1,0 gram dan diketahui berat akhir 1,2 gram sehingga mengalami pertambahan berat 0,2 gram. Dari pertambahan berat pada setiap perlakuan diketahui bahwa pada biji kacang tanah mempunyai daya hisap yang lebih tinggi daripada biji padi. 4.3. Pembahasan
Pada percobaan yang telah kami lakukan ini menggunakan biji kacang tanah dan biji padi sebagai bahan ekperimen dengan variabel manipulasi berupa larutan garam. Dari hasil analisis diatas dapat diketahui bahwa pada perlakuan perendaman dengan berbagai larutan menunjukkan daya imbibisi biji lebih tinggi pada biji kacang tanah. Hal ini dikarenakan oleh beberapa faktor yaitu yang pertama dilihat dari struktur biji kacang tanah yang memiliki kulit biji/testa yang tipis dan mikropil pada kacang merah lebih besar sehingga proses difusi oleh biji kacang tanah menjadi lebih cepat. Sedangkan pada biji padi laju imbibisinya rendah karena kulit biji/testa pada biji padi keras sehingga imbibisi pada biji lebih sulit (Yusuf, 2009). Masuknya air ke dalam biji karena melewati membran sel, serta adanya gaya tarik senyawa di dalam biji yang bersifat higroskopik, yaitu kristal karbohidrat (amilum) dan protein kering di dalam biji. Terjadinya penambahan berat pada biji tersebut disebabkan karena biji masih aktif melakukan proses imbibisi. Adanya tarikan oleh senyawa higroskopik dari dalam biji menyebabkan air masuk melalui membran sel, yang kemudian menyebabkan terjadinya proses imbibisi. Benih memiliki partikel koloid yang merupakan matriks, bersifat hidrofil berupa protein, pati, selulose. Proses metabolime, aktivasi enzim, hidrolisis cadangan makanan, respirasi . Karena semua perkecambahan biji harus diawali oleh penyerapan air oleh biji (Agus, 2010). Percobaan dengan menggunakan biji padi maupun biji kacang tanah tidak sesuai dengan teori karena pertambahan berat aquades lebih kecil dibandingkan pertambahan berat pada larutan KI, KCl, NaCl, maupun CaCl3. Berdasarkan teori, seharusnya pertambahan berat (imbibisi) dengan direndam dengan aquades lebih besar dan pada CaCl3 lebih rendah. Karena aquades merupakan larutan air yang netral dan tidak bermuatan ionik, sedangkan larutan CaCl 3 merupakan larutan yang bermuatan ionik dan
memiliki elektron valensi paling besar dari larutan KCl, NaCl dan KI. Semakin besar elaktron valensi dari suatu larutan, semakin sulit kemampuan biji untuk melakukan penyerapan. Kesalahan tersebut dikarenakan oleh beberapa faktor, antara lain tercampurnya larutan garam yang satu dengan lainnya, rusaknya kulit biji sehingga kemampuan menyerap tidak maksimal, pada saat menghitung berat akhir, biji kurang kering, selain itu masih banyak faktor lain yang mempengaruhi percobaan. Sedangakan data yang diperoleh sudah sesui teori yaitu imbibisi pada kacang tanah atau pertambahan berat pada kacang tanah lebih besar daipada imbibisi taau pertambahan berat pada biji padi, hal ini dikarenakan kacang tanah memiliki kulit biji yang lebih tipis dibandingkan dengan biji padi, sehingga proses penyerapan dapat dilakukan dengan mudah (Dharama, 2011).
BAB V PENUTUP 5.1. Simpulan
Berdasarkan hasil pengamatan dan pembahasan diatas dapat disimpulkan bahwa: 1. Jenis larutan garam mempengaruhi proses imbibisi biji jagung dan kacang merah. 2. Larutan yang menyebabkan imbibisi paling besar adalah aquades (kontrol). 3. Proses penyerapan dipengaruhi oleh tekstur kulit biji, jenis larutan dan besarnya electron valensi dalam proses imbibisi. 4. Semakin keras tekstur kulit biji, maka semakin susah proses imbibisi pada biji, dan semakin kecil electron valensi dari larutan maka semakin mudah dalam proses penyerapanya.
DAFTAR PUSTAKA
Agus.
2010.
Peristiwa
Imbibisi
Pada
Biji.
Web
Online.
Web
Publication:
http://agushome.blogspot.com/2010/07/peristiwa-imbibisi-pada-biji.html. (Diakses pada hari Selasa, 22 Oktober 2013 pukul 00:23 WIB). Dharama. 2011. Laporan Sementara Fisiologi Tumbuhan Imbibisi. Web Online. Web Publication. http://ekaboymaster.blogspot.com/2011/11/laporan-sementara-fisiologitumbuhan_1458.html. (Diakses pada hari Selasa, 22 Oktober 2013 pukul 01:15 WIB). Mahran.
2012.
Sisitem
Transportasi
Pada
Tumbuhan.
http://mahranzaim.blogspot.com/2012/11/sistem-transportasi-pada-tumbuhan.html . (Diakses pada hari Rabu, 23 Oktober 2013 pukul 20:15 WIB). Muliana. 2013. Penyerapan Air oleh Biji yang Berkecambah. Web Online. Web Publication: http://naturelovers-biomuli.blogspot.com/2012/04/penyerapan-air-oleh-bijiyang.html. (Diakses pada hari Selasa, 22 Oktober 2013 pukul 00:46 WIB). Rahayu, Yuni Sri dan Yuliani. 2013. Panduan Praktikum Ilmu Hara. Surabaya: Unipress
