I . STRUKTUR BIJI A. Pendahuluan
1. Latar Belakang Biji adalah suatu organisme yang teratur, rapi dan mempunyai persediaan
bahan
makanan
yang
cukup
untuk
melindungi
serta
memperpanjang kehidupannya. Biji mengandung embrio atau lembaga yang berfungsi sebagai alat perkembangbiakan bagi tumbuhan. Biji memilikibanyak
bagian
yang
berbeda-beda
baik
bentuk
maupun
strukturnya,intinya memiliki fungsi dan tujuan yang sama yaitu untuk menjamin kehindupannya. Tumbuhan berbiji ( spermatophyte) spermatophyte) dapat dibedakan dikelompokka menjadi dua, yaitu tumbuhan berbiji terbuka (gymnospermae) dan tumbuhan berbiji tertutup (angiospermae). Tumbuhan berbiji tertutup (angiospermae) dikelompokkan lagi menjadi dua, yaitu tumbuhan berkeping satu (monokotil) dan tumbuhan berkeping dua (dikotil). Masing-masing jenis tumbuhan berkeping biji tersebut mempunyai ciri karakteristik yang berbeda-beda, baik secara morfologi maupun anatomi. Struktur biji berhubungan erat dengan cadangan makanan karena akumulasi cadangan makanan berhubungan erat dengan struktur biji atau tempat dimana cadangan makanan tersebut akan disimpan. Derajat dan macam variasi komponen dalam perkembangannya sama atau tidak semua tergantung dengan beberapa struktur dasar yang berbeda untuk masingmasing tipe biji. Pengetahuan tentang struktur biji akan memberikan pemahaman yang baik tentang perbedaan kedua kedua struktur biji tersebut. 2. Tujuan Praktikum Tujuan dari praktikum ini yaitu supaya mahasiswa mengetahui struktur biji berbagai tanaman pangan yang tergolong pada monokotil dan dikotil.
B. Tinjauan Pustaka
Derajat
dari
macam-macam
variasi
komponen
dalam
perkembangannya sama atau tidak semua tergantung atau berhubungan dengan beberapa struktur dasar yang berbeda untuk masing-masing tipe biji. Sebagai tambahan dalam banyak spesies jaringan ekstra ovular, khususnya dinding ovary ( pedicarp), menjadi bergabung erat dengan biji selama pembentukannya. Kita juga mencatat bahwa variasi dalam pembentukan struktur dalam biji yang dihasilkan oleh satu tanaman misalnya biji polymorphism. Variasi dalam ukuran, ada atau tidaknya endosperm, warna dari testa dan jumlah chlorophil dapat dijumpai pada beberapa spesies dan factor-faktor yang menyebabkan variasi ini belum diketahui dengan baik (Wartoyo et al. 2007). Terdapatnya kadar air dalam biji terdapat dua tipe yaitu air yang terikat secara kimiawi dan air yang terikat secara fisik. Air terikat secara kimiawi merupakan bagian dari komposisi kimia biji. Dapat dikatakan jarang dilakukan atau sama sekali tidak dilakukan untuk mengurangi atau menghilangkannya karena untuk hal tersebut harus mengubah struktur biji. Air terikat secara fisik merupakan air memang diserap yang selanjutnya air tersebut diikat pada permukaan material oleh kekuatan fisik yang kuat karena adanya daya tarik menarik antara molekul material dan air. Air secara fisik dapat diikat dalam ruangan yang terdapat sekeliling bagian dalam dari masingmasing biji baik dalam bentuk cairan maupun uap (Nitsch 2006). Kulit biji berbeda-beda strukturnya sehubungan dengan sifat khas biji, seperti jumlah dan tebal integument, pola jaringan pembuluh serta perubahan dalam integument sewaktu biji menjadi masak. Seiring dengan perkembangan biji, sel parenkim dibawahnya yang terdiri atas bagian luar dan bagian dalam, serta
epidermis
dalam
yang
mengandung
pigmen.
Seiring
dengan
perkembangan biji, sel parenkim bagian luar bertambah jumlahnya serta terbentuk penebalan pada dinding tangensial dalam dan di dasar dinding radial dari sel epidermis luar. Di saat biji masak, sel epidermis luar tampak memanjang ke arah radial dan penebalan dinding dalam arah panjang sel terlihat pada semua sudut sel. Pada biji masak yang tinggal hanyalah remukan
dinding yang membentuk selaput homogeny. Epidermis dalam yang berisi pigmen tetap bertahan dan membentuk tepi dalam darii testa (Siregar 2005). Derajat
daripada
macam-macam
variasi
komponen
dalam
perkembangannya sama atau tidak semua tergantung atau berhubungan dengan beberapa struktur dasar yang berbeda untuk masing-masing tipe biji. Sebagai tambahan dalam banyak spesies jaringan extra ovular, khususnya dinding ovari ( pedicarp), menjadi bergabung erat dengan biji selama pembentukannya. Kita juga mencatat bahwa variasi dalam pembentukan struktur dalam biji yang dihasilkan oleh satu tanaman misalnya biji polymorphism. Variasi dalam ukuran, ada atau tidaknya endosperma, warna dari testa dan jumlah klorofil dapat dijumpai pada beberapa spesies dan faktorfaktor yang menyebabkan variasi ini belum diketahui dengan baik kebenarannya (Wartoyo et al. 2007). Struktur biji yaitu terdiri dari embrio yang dibungkus oleh kulit biji yang disebut testa. Pada didalam biji tersimpan cadangan makanan atau endosperm yang digunakan oleh tanaman untuk tumbuh dan berkembang dan biji terbentuk dari ovula dewasa yang telah dibuahi. Bagian-bagian dari biji, yaitu adalah akar pertama yang disebut radikula, satu atau dua lembar daun embrio yang disebut kotiledon, daun pertama yang disebut plumula yang akan bercabang membentuk ranting, batang yang terletak di bagian bawah kotiledon disebut hipokotil, batang yang terletak di bagian atas kotiledon disebut epikotil (Suyanti 2010). C. Metodologi Praktikum
1. Waktu dan Tempat Praktikum Praktikum acara struktur biji ini dilaksanakan pada pukul 10.3012.30 WIB hari Senin tanggal 7 Mei 2013 di Laboratorium Ekologi Manajemen
dan
Produksi
Tanaman
Universitas Sebelas Maret Surakarta. 2. Alat dan Bahan 1) Alat a. Pisau atau silet b. Kaca pembesar
(EMPT)
Fakultas
Pertanian
2) Bahan a. Benih padi, jagung (monokotil) b. Benih kedelai, kacang tanah (dikotil) 3. Cara Kerja 1) Benih yang telah dipersiapkan direndam dalam air selama 12 jam. 2) Membelah benih yang akan diamati, baik secara vertikal atau membujur dan horizontal atau melintang 3) Mengamati dan menggambar struktur luar benih, benih yang dipotong secara horizontal dan vertikal 4) Lengkapi dengan bagian-bagiannya. D. Hasil Pengamatan dan Pembahasan
1. Hasil Pengamatan Tabel 1.1 Pengamatan Struktur Biji No
Komoditas
1
Komoditas:Jagung (Zea mays) Jenis Biji: Monocotyledoneae Tipe Bibit: Hypogeal
2
Komoditas: Padi (Oryza sativa) Jenis Biji: Monocotyledoneae Tipe Bibit: Hypogeal
3
Komoditas: Kedelai \ (Glycine max) Jenis Biji: Dicotyledoneae Tipe Bibit: Epigeal
4
Komoditas: Kacang Tanah (Arachis hipogaea) Jenis Biji: Dicotyledoneae Tipe Bibit: Epigeal
Biji Utuh
Sumber: Laporan Sementara
Biji Melintang
Biji Membujur
Ket.Bagian dan Fungsi 1. Endosperm berfungsi sebagai cadangan makanan 2. Kulit biji untuk melindungi biji 3. Embrio berfungsi sebagai calon individu baru 1.Endosperm berfungsi sebagai cadangan makanan 2.Kulit biji untuk melindungi biji 3.Embrio berfungsi sebagai calon individu baru 1.Embrio berfungsi sebagai calon individu baru 2.Kotiledon berfungsi sebagai cadangan makanan 3.Kulit biji untuk melindungi biji 1.Embrio berfungsi sebagai calon individu baru 2.Koiledon berfungsi sebagai cadangan makanan 3.Kulit biji untuk melindungi biji
2. Pembahasan Biji (bahasa Latin: semen) adalah bakal biji (ovulum) dari tumbuhan berbunga yang telah masak. Biji dapat terlindung oleh organ lain (buah, pada Angiospermae atau Magnoliophyta) atau tidak (pada Gymnospermae). Dari sudut pandang evolusi, biji merupakan embrio atau tumbuhan kecil yang termodifikasi sehingga dapat bertahan lebih lama pada kondisi kurang sesuai untuk pertumbuhan. Tumbuhan Spermatophyta adalah tumbuhan berbiji yang alat reproduksi generatifnya berupa biji. Ciri ciri Spermatophyta (tumbuhan berbiji) memiliki ciri-ciri antara lain: makroskopis dengan ketinggian bervariasi, bentuk tubuhnya bervariasi, cara hidup fotoautotrof, habitatnya kebanyakan di darat tapi ada juga yang mengapung di air (teratai), mempunyai pembuluh floem dan xilem, reproduksi melalui penyerbukan (polinasi) dan pembuahan (fertilisasi). Tumbuhan biji dibedakan menjadi dua golongan yaitu tumbuhan berbiji terbuka (Gymnospermae) dan tumbuhan berbiji tertutup (Angiospermae) (Malau 2009). Gymnospermae adalah tumbuhan yang memiliki biji terbuka. Gymnospermae berasal dari bahasa Yunani, yaitu gymnos yang berarti telanjang dan sperma yang berarti biji, sehingga gymnospermae dapat diartikan sebagai tumbuhan berbiji terbuka.tumbuhan berbiji terbuka merupakan kelompok tumbuhan berbiji yang bijinya tidak terlindung dalam bakal buah (ovarium). Secara harfiah Gymnospermae berarti gym = telanjang dan spermae = tumbuhan yang menghasilkan biji. Pada tumbuhan berbunga (Angiospermae atau Magnoliphyta), biji atau bakal biji selalu terlindungi penuh oleh bakal buah sehingga tidak terlihat dari luar. Pada Gymnospermae, biji nampak (terekspos) langsung atau terletak di antara daun-daun penyusun strobilus atau runjung (Anang 2010). Angiospermae memiliki bakal biji atau biji yang tertutup oleh daun buah, mempunyai bunga sejati, umumnya tumbuhan berupa pohon, perdu, semak, liana dan herba. Dalam reproduksi terjadi pembuahan ganda. Angiospermae dibedakan menjadi dua yaitu monocotyledoneae (berkeping satu) dan dicotyledoneae (berkeping dua). Monocotyledoneae, mempunyai
biji berkeping satu, berakar serabut, batangnya dari pangkal sampai ujung hampir sama besarnya. Umumnya tidak bercabang. Akar dan batang tidak berkambium. Dicotyledoneae mempunyai biji jumlah kepingnya dua, berakar tunggang, batang dari pangkal besar makin ke atas makin kecil. Batang bercabang, akar dan batang berkambium. Contohnya: Casia siamea (johar), Arachis hypogea (kacang tanah), Psidium guajava (jambu biji), Ficus elastica (karet) (Edukasi 2005). Menurut strukturnya, biji adalah suatu ovule atau bakal biji yang masak yang mengandung suatu tanaman mini atau embrio yang biasanya terbentuk dari bersatunya sel-sel generatif (gamet) di dalam kandung embrio (embryo sac) serta cadangan makanan yang mengelilingi embrio. Bagian-bagian biji terdiri dari 3 bagian dasar yaitu embrio, jaringan penyimpan cadangan makanan dan pelindung biji. Bagian tumbuhan yang telah diamati selanjutnya adalah bagian struktur biji. Bagian-bagian biji mulai dari bagian yang paling luar adalah kulit biji, selanjutnya lebih ke dalam terdapat endosperm yang merupakan cadangan bagi embrio, dan embrio yang merupakan bakal dari tanaman baru. Bahan-bahan dari praktikum ini yang berupa biji adalah biji jagung, padi, kedelai, dan kacang tanah. Berdasarkan
hasil
pengamatan
terdapat
perbedaan
struktur
melintang dan membujur biji yang masuk dalam sub kelas monokotil dan sub kelas dikotil. Biji jagung ( Zea mays) adalah biji monokotil dengan tipe bibit hypogeal yaitu pertumbuhan memanjang dari epikotil yang meyebabkan plumula keluar menembus kulit biji dan muncul di atas tanah. Struktur luar biji terlihat terlihat bagian seed coat atau kulit biji berwarna oranye kekuningan dan endosperm yang terlihat berwarna kuning tua dari luar. Penampang melintang terlihat embrio, endosperm dan scutellum. Embrio biji jagung terdapat pada sisi ventral biji. Pada potongan longitudinal terdapat susunan yang menyerupai akar (radikula) yang keduanya dihubungkan oleh hipokotil. Embrio dalam perkembangan sempurna terdiri dari yakni epikotil (calon pucuk), kotiledon (calon daun pertama), hipokotil (calon batang) dan radikel (calon akar). Scutellum
pada biji jagung berfungsi sebagai organ penyerap makanan dari endosperm dan mengantarkannya ke embryonic axis yang sedang tumbuh. Biji monokotil yang lain adalah padi ( Oryza sativa) dan memliki tipe bibit hypogeal. Struktur luar biji padi seed coat (kulit biji) yang memiliki permukaan agak berbulu. Seed coat padi dapat dikelupas untuk mengeluarkan bulir padi yang dapat dikonsumsi. Pada kulit biji ( seed coat ) padi tersusun atas lemma, palea dan glumme. Biji sebagian besar ditempati oleh endosperm yang mengandung zat tepung dan sebagian ditempati oleh embrio yang terletak dibagian sentral yakni bagian lemma (Sati a 2009). Biji dikotil yang digunakan untuk praktikum adalah biji kedelai dengan tipe bibit epigeal yaitu perkecambahan yang ditandai dengan bagian hipokotil terangkat ke atas permukaan tanah. Struktur luar biji kedelai (Glycine max) tampak adanya kotiledon dan seed coat . Seed coat biji kedelai sangat tipis dan transparan. Biji kedelai berwarna putih kekuningan jika dilihat dari luar secara utuh. Penampang melintang biji kedelai yang dapat diamati bagian-bagiannya adalah embrio, radikel dan kotiledon. Sedangkan penampang membujur yang dapat diamati bagian bagian biji kotiledon, plumula, epikotil, radikel, hipokotil, mikrofil dan hilum. Mikrofil pada biji kedelai berfungsi sebagai tempat masuknya air dan CO2 dan O2. Hilum pada biji kedelai merupakan bekas luka dari kunikulus yang terputus saat biji menjadi matang, hilum dapat terlihat dengan jelas karena berwarna berbeda dari kulit luar benih. Pada biji kacang tanah merupakan biji dikotil dan tipe bibit sama dengan kedelai yaitu epigeal. Struktur biji kacang tanah terlihat jelas selaput benih berwarna keputihan, plumula yang menjadi bakal daun serta radikula yangmenjadi bakal akar, yang paling luas bentuknya adalah kotiledon karena mengisi sebagian besar dari struktur benih secara keseluruhan. Biji kacang tanah terdapat di dalam polong. Kulit luar (testa) bertekstur keras, berfungsi untuk melindungi biji yang berada di dalamnya.Biji terdiri atas lembaga dan keping biji, diliputi oleh kulit ari tipis (tegmen). Biji berbentuk bulat agak lonjong atau bulat dengan ujung agak datar karena berhimpitan dengan butir biji yang lain selagi di dalam
polong. Warna kulit biji bervariasi: merah jambu, merah, cokelat, merah tua, dan ungu (Nadia 2012). Manfaat dari mengetahui struktur biji secara keseluruhan baik dari penampakan luar, penampang melintang dan penampang membujur biji adalah sebagai dasar dalam menentukan keputusan untuk memanfaatkan biji baik dalam kegiatan penanaman biji, pengolahan biji, penyimpanan biji dan dalam upaya peningkatan mutu biji. Mempelajari struktur biji bermanfaat dalam menentukan tipe suatu biji yaitu tipe monokotil maupun dikotil. Tipe monokotil dan dikotil akan memberikan pengetahuan mengenai tipe bibit yang dihasilkan yaitu tipe bibit hipogeal dan epigeal. Cara penanaman biji monokotil dan dikotil tersebut akan berbeda. Penanaman biji yang tidak tepat dalam meletakkan posisi embrio akan menghambat perkembangan embrio menjadi individu baru. Memahami dan mengerti bagian-bagian dari biji akan dapat berguna dalam penerapan teknologi benih.
E. Kesimpulan dan Saran
1. Kesimpulan Kesimpulan yang bisa diperoleh dari praktikum mata kuliah Teknologi Benih acara 2 Struktur Biji antara lain sebagai ber ikut ini: a. Struktur biji jagung yaitu embrio, cadangan makanan (endosperm), kulit biji ( seed coat ), pericarp, aleuron layer, scutellum, coleoptil, plumule, radikel dan koleoriza. b. Struktur
biji
padi
yaitu
lemma,
embrio,
cadangan
makanan
(endosperm), pericarp, aeuron, tegmen, palea, scutellum, coleoptil, plumula, radikel dan koleoriza. c. Struktur biji kedelai yaitu embrio, cadangan makanan (kotiledon), kulit biji ( seed coat ), plumula, epikotil, hipokotil, radikel, mikrofil dan hilum. d. Struktur biji kacang tanah adalah embrio, cadangan makanan (kotiledon), plumula, radikel, epikotil dan hipokotil. e. Bagian – bagian dasar biji ada 3 yaitu: embrio, jaringan penyimpan cadangan makanan dan pelindung biji. f.
Perbedaan yang mendasar dalam struktur biji monokotil dan dikotil adalah berdasarkan jumlah keping biji.
g. Manfaat dari pengamatan struktur biji adalah sebagai dasar dalam menentukan keputusan untuk memanfaatkan biji dalam kegiatan penanaman biji, pengolahan biji, penyimpanan biji dan dalam upaya peningkatan mutu biji. 2. Saran Dalam praktikum Teknologi Benih acara 1 Struktur Biji saran yang dapat diberikan yaitu sebaiknya lebih banyak biji yang digunakan agar hasilnya lebih bervariasi sehingga mahasiswa lebih banyak mengerti bagian-bagian dari struktur biji.
DAFTAR PUSTAKA
Anang 2010. Gymnospermae. http://meynyeng.wordpress.com. Diakses pada tanggal 12 Mei 2013. Edukasi 2005. Tumbuhan Biji. Diakses dari http://idkf.bogor.net/yuesbi/e DU.KU/edukasi.net/SMP/Biologi/Tumbuhan%20Biji/PRODUK/materi03. html pada tanggal 12 Mei 2013. Kamil J 2006. Teknologi Benih. Angkasa . Bandung. Malau
A 2009. Spermatophyta (Tumbuhan Berbiji). http://atamalaubanget.blogspot.com. Diakses pada tanggal 11 Mei 2013
Nadia N A 2012. Struktur Benih. Laporan Praktikum Mata Kuliah Teknologi Perbenihan I. Fakultas Pertanian. Universitas Padjadjaran. Nitsch J P 2006. Growth and Morphogenesis of Strawberry As Related to Auxin. Am. Journal Botany. Vol. 37 (6) : 211-215. Satia 2009. Buah Padi. http://hirupbagja.blogspot.com pada tanggal tanggal 13 Mei 2012. Siregar A Z 2005. Comparative Anatomy and Morphology of Embryos and Seedlings of Maize, Oats, and Wheat. Jurnal Kultura.Vol. 40 No.2 Hal: 77-83. Suharyono 2005. Protein of Indonesia Common. J. 9* ASEAN Food Conference . 20 (2) 2005: 18-23 Suyanti Herfen. 2010. Tumbuhan Berbiji ( Seed Plants). http://prestasiherfen.blogspot.com. Diakses pada tanggal 1 Mei 2012. Wartoyo dkk. 2007. Buku Ajar Fisiologi Benih. Surakarta. Universitas Sebelas Maret Press.
