Eksperimen Perkecambahan Biji

Perkecambahan Biji

III.2.2.1 Syarat Perkecambahan Biji

Perkecambahan biji:

*

Bentuk awal dari embrio yg berkembang menjadi sesuatu yg baru yaitu

tanaman anakan yg sempurna (Baker, 1950)

*

Proses tumbuhnya embrio (keluarnya radicle dan plumulae dari kulit biji

(Kramer dan Kozlowski, 1979)

Air

Suhu

Syarat

O2

Cahaya

a. Air

Fungsi 1:

Melunakkan kulit biji :

embrio dan endosperm mengembang sehingga kulit biji robek

Fungsi 2:

Memfasilitasi masuknya O2 ke dalam biji :

* air imbibisi pd dinding sel shg dinding sel jd permeabel thd gas

* gas masuk scr difusi shg suplai O2 pd sel hidup meningkat : pernafasan aktif

Fungsi 3:

Mengencerkan protoplasma : aktivasi macam2 fungsinya

Fungsi 4:

Alat transport larutan makanan dari endosperm/kotiledon

ke titik tumbuh di embryonic axis : utk membentuk protoplasma baru

Bag. biji yg mengatur masuknya air

Cara masuknya air

Kulit

imbibisi (perembesan)

mikrofil raphe hilum

difusi (perpindahan substansi krn perbedaan konsentrasi)

: dr kadar air tinggi ke rendah/konsentrasi larutan rendah ke tinggi

Faktor yg mempengaruhi kecepatan penyerapan air =

1. Permeabilitas kulit/membran biji

2. Konsentrasi air

Krn air masuk scr difusi (dr konsentrasi rendah ke tinggi), maka

konsentrasi larutan di luar biji hrs tdk lebih pekat dr di dlm biji

3.Suhu air

Suhu air tinggi : energi meningkat, difusi air meningkat shg kecepatan penyerapan tinggi

4. Tekanan hidrostatik

* Berbanding terbalik dengan kecepatan penyerapan air

* Ketika volume air dalam membran biji telah sampai pada batas tertentu, akan timbul

tekanan hidrostatik yang mendorong ke luar biji, shg kecepatan penyerapan air menurun

5. Luas permukaan biji yg kontak dengan air

* Berhubungan dg kedalaman penanaman biji

* Berbanding lurus dengan kecepatan penyerapan air

6. Daya intermolekuler

* Mrpk tenaga listrik pd molekul2 tanah/media tumbuh

: makin rapat molekul2nya, makin sulit air diserap oleh biji

* Berbanding terbalik dengan kecepatan penyerapan air

7. Spesies dan varietas

Berhubungan dg faktor genetik yg menentukan susunan kulit biji

8. Tingkat kemasakan

Berhubungan dg kandungan air dlm biji

: biji makin masak, kandungan air berkurang, kecepatan penyerapan air meningkat

9. Komposisi kimia

* Biji tersusun atas karbohidrat, protein, lemak

* Kecepatan penyerapan air : protein>karbohidrat>lemak

10. Umur

Berhubungan dg lama penyimpanan : makin lama disimpan, makin sulit menyerap air

b. Suhu

Adanya cardinal point temperatures : min - optimal - max

*

Suhu minimum : batas suhu terendah di mana tdk dpt terjadi lagi perkecambahan biji

Berpengaruh pd periode waktu perkecambahan; bersifat reversibel

*

Suhu maksimum : batas suhu tertinggi di mana tdk dpt terjadi lagi perkecambahan biji

Berpengaruh pd periode waktu panjang maupun pendek; bersifat irreversibel

*

Suhu optimum : kisaran suhu di mana keceptn dan % perkecamb berada pd titik tertinggi

Berpengaruh pd periode waktu minimum

Kondisi biji dlm merespon suhu dipengaruhi oleh

* lamanya penyimpanan pascapanen

* tingkat kerusakan biji

Suhu selama periode permulaan imbibisi adalah kritis, terutama pada 30 menit pertama

Imbibisi pada suhu < 15 oC menurunkan jumlah dan tingkat pertumbuhan benih

Chilling/alternating temperature :

* Pemberian suhu tinggi 25 oC pada fase awal imbibisi, dilanjutkan dg suhu rendah 15 oC

* Bertujuan utk mematahkan dormansi biji krn suhu dg meminimalkan kerusakan

* Mengadopsi kondisi alami pada proses pergantian siang dan malam (ada fluktuasi suhu)

Teori yg digunakan :

*

Teori zat penghambat :

Pada suhu tinggi, metabolisme dlm biji membentuk inhibitor

Ketika suhu diturunkan, konsentrasi inhibitor berkurang shg perkecambahan dpt terjadi

*

Teori O2 :

Pada suhu tinggi, O2 tidak mencukupi utk perkecambahan

Ketika suhu diturunkan, O2 menjadi tercukupkan

c. O2

*

Dibutuhkan pd proses oksidasi utk membentuk energi perkecambahan

*

Bukan mrpk faktor pembatas pd perkecambahan biji, namun dibutuhkan dlm jumlah lebih

banyak pada proses-proses selanjutnya

*

Udara di alam yg mengandung 20% O2 sudah membantu perkecambahan

Proses perkecambahan hanya butuh 0,3% O2

d. Cahaya

Pengaruh cahaya berhubungan dg waktu imbibisi

*

Berkecambah dlm gelap

*

Berkecambah dlm cahaya terus menerus

*

Berkecambah setelah penyinaran sesaat

*

Tidak terpengaruh oleh ada/tidaknya cahaya

- intensitas (energi/kuantitas)

-

lamanya/tingkat imbibisi

Cahaya

- kualitas (panjang gelombang)

imbibisi

-

jarak waktu penyinaran

- photoperiodisitas (lama penyinaran)

-

zat perangsang & penghambat

-

jarak waktu penyinaran dan imbibisi

Biji punya dua macam pigmen penyerap cahaya (phytochrome)

red light, 6600 ^

PR

PFR

nonaktif

far red light, 7300 ^

aktif

dark

III.2.2.1 Proses Perkecambahan Biji (Jann dan Amen dalam Khan, 1934)

*

Fisiologis dan genetis:

Serangkaian proses-proses yg merupakan kelanjutan dari metabolisme dan pertumbuhan

yang telah terjadi sebelumnya; serta awal dari transkripsi genom.

*

Morfologis:

Transformasi dari bentuk embrio menjadi seedling (semai) yang sempurna

*

Biokimia:

Diferensiasi sekuensial (satu persatu) pada proses-proses oksidasi dan sintesis

Penyerapan air

Pencernaan

a. Proses perkecambahan fisiologis

Pengangkutan zat makanan

Asimilasi

Pernafasan

Pertumbuhan

1. Penyerapan air

*

Masuknya air secara imbibisi dan osmose

*

Pelunakan kulit biji

*

Pengembangan embrio dan endosperm

*

Kulit biji pecah, radicle keluar

2. Pencernaan

*

Mrpk proses terjadinya pemecahan zat/senyawa bermolekul besar dan kompleks menjadi

senyawa bermolekul lebih kecil, sederhana, larut dalam air dan dapat diangkut melalui

membran dan dinding sel.

*

Makanan cadangan utama pd biji : pati, hemiselulosa, lemak, protein :

* tidak larut dalam air (water insoluble) atau berupa senyawa koloid * terdapat dlm jumlah besar pd endosperm dan/atau kotiledon * merupakan senyawa kompleks bermolekul besar * tdk dpt diangkut (immobile) ke daerah yg memerlukan : embryonic axis

*

Proses pencernaan dibantu oleh enzim

* senyawa organik yg diproduksi oleh sel hidup * berupa protein * merupakan katalisator organik * fungsi pokok =

* enzim amilase merubah pati dan hemiselulosa mjd gula

* enzim protease merubah protein mjd asam amino

* enzim lipase merubah lemak mjd asam lemak dan gliserin

* Aktivasi enzim dilakukan oleh air setelah terjadinya imbibisi

* Enzim yg telah diaktivasi masuk ke dlm endosperm/kotiledon utk mencerna cadangan makanan

3. Pengangkutan zat makanan

*

Hasil pencernaan diangkut dr jaringan penyimpanan mkn menuju titik-titik tumbuh

pd embryonic axis, radicle dan plumulae

*

Biji blm punya jaringan pengangkut, shg pengangkutan dilakukan secara difusi atau osmose

dari satu sel hidup ke sel hidup lainnya

4. Asimilasi

*

Merupakan tahap terakhir dlm penggunaan cadangan mkn

*

Merupakan proses pembangunan kembali

Misal :

*

Protein yg sdh dirombak mjd asam amino disusun kembali mjd protein baru.

Protein digunakan utk membentuk sel-sel terutama protoplasma baru.

*

Karbohidrat digunakan utk pembentukan dinding sel.

*

Tenaga/energi berasal dr proses pernafasan

5. Pernafasan (respirasi)

*

Mrpk proses perombakan makanan (karbohidrat) mjd senyawa lebih sederhana

(proses reduksi), dg membebaskan sejumlah tenaga

*

Pertama kali tjd pd embryonic axis; stl cadangan habis, baru beralih ke endosperm/kotiledon

*

Aktivitas respirasi tertinggi adl pd saat radicle menembus kulit biji

6. Pertumbuhan

*

Ada dua bentuk pertumbuhan embryonic axis :

*

Pembesaran sel-sel yg sudah ada

*

Pembentukan sel-sel baru pd titik-titik tumbuh : radicle dan plumulae

*

Tenaga/energi berasal dr proses pernafasan

b. Proses perkecambahan morfologis

• Merupakan suatu tahapan segera setelah terjadinya proses pengangkutan makanan dan pernafasan.
• Diawali oleh pembelahan dan perpanjangan sel
• Dilanjutkan dengan pertumbuhan embryonic axis yang makroskopik yaitu keluarnya radicle atau plumulae dari kulit biji.