BAB I
PENDAHULUAN
PENDAHULUAN
1.1 Tujuan Praktikum
- Mengetahui faktor-faktor internal dan eksternal yang mempengaruhi proses pertumbuhan dan perkembangan pada perkecambahan.
- Mengetahui perbedaan pertumbuhan dan perkembangan pada kecambah.
- Membandingkan laju pertumbuhan kecambah pada perlakuan kertas gulung dan di atas baskom.
1.2 Tinjauan Pustaka
Perkecambahan merupakan permulaan kembali pertumbuhan tumbuhan embrio di dalam biji. Yang diperlukannnya ialah suhu yang cocok, banyaknya air yang memadai dan persediaan oksigen yang cukup. Terbuka terhadap cahaya untuk waktu yang sesuai juga merupakan persyaratan bagi perkecambahan untuk beberapa kasus. Biji-biji beberapa tumbuhan yang terdapat di tempat-tempat berawa hanya akan berkecambah setelah lama terkena cahaya matahari. Sebaliknya, perkecambahan biji tumbuhan gurun pasir tertentu justru terhalang kalau terlalu lama terkena cahaya. Periode dormansi juga merupakan persyaratan bagi perkecambahan banyak biji.
a. Plumula terdiri atas dua daun embriotik, yang akan menjadi daun-daun sejati yang pertama tumbuhan bibit, dan tunas terminal (apikal). Tunas ini ialah meristem dan padanyalah akat terjadi pertumbuhan batang yang selanjutnya.
b. Hipokotil dan radikula yang masing-masing akan tumbuh menjadi batang dan akar primer.
c. Satu atau dua kotiledon, yang menyimpan makanan untuk digunakan biji yang berkecambah. Angiosperma yang membentuk biji dengan dua kotiledon disebut dikot, sedangkan yang hanya membentuk satu kotiledon disebut monokot (Kimball, 1983).
Bagi banyak orang perkecambahan sebuah biji menandakan permulaan kehidupan, akan tetapi pada kenyataannya biji itu sudah mengandung tumbuhan ukuran-miniatur, lengkap dengan akar dan tunas embrionik. Pada perkecambahan tumbuhan tidak memulai kehidupan akan tetapi meneruskan pertumbuhan dan perkembangan secara temporer dihentikan ketika biji menjadi dewasa dan embrionya menjadi tidak aktif. Beberapa biji berkecambah segera setelah mereka berada dalam lingkungan yang sesuai. Biji jenis lain bersifat dorman dan tidak akan berkecambah, meskipun disemaikan dalam tempat yang menguntungkan, sampai petunjuk lingkungan tertentu menyebabkan biji mengakhiri keadaan dormansi tersebut. Lama waktu dimana biji dorman masih hidup dan mampu berkecambah bervariasi dari beberapa hari hingga beberapa dekade atau lebih lama lagi, bergantung pada spesies dan kondisi lingkungan. Tanah memiliki kumpulan biji yang belum berkecambah yang kemungkinan telah tertumpuk selama beberapa bertahun (Campbell, 2003).
Pada kondisi pertumbuhan yang cocok, satu biji yang muda akan berkecambah dan menghasilkan satu tumbuhan muda atau kecambah. Gejala luar pertama dari perkecambahan adalah pecahnya testa di daerah mikropil dan dari situ muncul radikula yang kemudian menancap ke tanah dan tancapan menjadi kuat dengan munculnya rambut akar. Pada waktu yang bersamaan ketika radikula timbul, mulailah pertumbuhan aktif pada bagian embrio lainnya. Jika bagian aktif tumbuhan ini adalah hipokotil, plumula dan kotiledon yang masih terbungkus testa akan terangkat ke atas permukaan tanah dan kotiledon itu akan segera mengembang sebagai struktur daun pertama. Seringkali kotiledon itu berubah menjadi hijau dan berfungsi sebagai daun yang berfotosintesis, kotiledon kecambah yang besar tampak seperti daun sejati. Pada beberapa biji tanpa endosperma, misalnya kacang buncis (Phaseolus vulgaris), kotiledonya terisi penuh dengan cadangan makanan yang tersimpan, sehingga pada waktu cadangan ini habis, kecambah telah cukup pertumbuhannnya, sehingga dapat berdiri sendiri dan kotiledon ini layu serta rontok. Tipe perkecambahan yang epikotilnya memanjang dikatakan sebagai perkecambahan epigeal sebab kotiledonnya terangkat ke atas permukaan tanah. Perkecambahan kacang Uci (Vigna unguiculata), jarak dan labu adalah contoh dari perkecambahan kacang epigeal. Sebaliknya, jika bagian yang tumbuh aktif ketika radikula muncul ialah epikotil yaitu poros batang dari plumula yang berada di atas kotiledon tetap berada di dalam tanah. Sebelum plumula mencapai permukaan tanah, kotiledon membungkuk ke bawah seperti satu kail, sehingga meristem pucuknya yang rapuh itu terarah ke bawah dan terlindung dari gesekan dengan partikel tanah. Ketika sampai dipermukaan tanah, plumula itu meluruskan diri dan tumbuh menjadi pucuk. Kotiledonnya mengerut ketika kandungan makanannya habis. Tipe perkecambahan yang epikotilnya memanjang disebut hipogeal.
Fisiologi Perkecambahan
Yang pertama-tama diperlukan untuk memulai tumbuh bagi kebanyakan biji adalah tersedianya air. Biji menyerap air dengan cara imbibisi dan akibatnya bagian isi kaloid yang kering akan memperoleh air kembali. Hal ini pada dasarnya sama dengan apa yang terjadi jika air diberikan kepada sayur yang dikeringkan dalam sop yang terbungkus. Imbibisi diikuti dengan membengkaknya biji dan terjadi tanpa memandang apakah biji itu masih hidup atau tidak. Sebagai akibat dari air yang diserapnya gaya yang besar, sampai 2000 bar, dapat berkembang dalam biji yang kering. Ketika lebih banyak air memasuki biji dengan cara imbibisi, tenaga imbibisi untuk menyerap air akan berkurang, tetapi sel-sel yang telah terhidrasi memiliki gaya osmosis yang memudahkan penyerapan air lebih lanjut. Akhirnya jaringan kembali ke ukuran semula dan bentuk semula seperti sebelum biji mengering selama pematangan dan organisasi struktural sel kembali seperti semula.
Metabolisme aktif kini dimulai, dan hal ini ditunjukkan oleh peningkatan kecepatan respirasi yang mendadak dan sintesis protein, yang kedua-duanya berkaitan dengan hidrasi enzim-enzim yang ada. Jika tumbuhan embrio yang berada di dalam biji melanjutkan pertumbuhannya, embrio ini perlu membentuk suatu sistem perakaran penyerap dan sistem pucuk untuk fotosintesis, sehingga embrio itu dapat berdiri sendiri. Untuk mencapai tujuan ini poros embrio memerlukan bahan makanan untuk melaksanakan respirasi aktif dan untuk mensintesis protoplasma dan dinding sel baru. Dalam tahap yang sangat awal, sebelum jelas kelihatan tanda-tanda perkecambahan, poros embrio memiliki bahan yang cukup dalam tubuhnya untuk memenuhi keperluannya yang segera. Pada butir-butir serealia, misalnya, embrionya berisi sukrosa, protein cadangan dan lipid.
Cadangan makanan ini yang tak dapat larut harus di ubah menjadi bahan yang dapat larut sebelum diangkut ke bagian-bagian pertumbuhan dan kecambah yang masih sangat muda itu. Hal ini dilaksanakan dengan cara sintesis dan tindakan selanjutnya dari enzim-enzim hidrolisis seperti amilase yang merubah pati menjadi gula, protease yang merombak protein menjadi asam amino, nuklease yang menghidrolisis asam nukleat menjadi nukleotida dan lipase yang memecah lemak menjadi gliserol dan asam lemak. Tipe mekanisme pengatur yang melaksanakan mobilisasi pegaturan cadangan biji akan diuraikan dengan mengacu kepada butir barlei (Hordeum distichon) yang perkecambahannya telah dipelajari secara ekstensif daripada perkecambahan biji-biji lainnya, karena mendasari proses peragian (malting proces) pada pembuatan bir di daerah iklim sedang. Selama perkecambahan normal pembentukan hidrolase oleh sel-sel aleuron dirangsang oleh embrio. Jika embrio dikeluarkan, sel aleuron gagal membentuk hidrolase. Kini diketahui bahwa isyarat dari embrio yang menginstruksikan sel aleuron untuk menghasilkan enzim aktif hormon pertumbuhan yang disebut asam giberelat. Pengaturan hormonal mengenai pengerahan makanan cadangan sangat disederhanakan. Telah diketahui bahwa poros embrio dan skutelum mulai mensintesis asam giberelat pada permulaan perkecambahan dan asam giberelat itu bergerak ke lapisan aleuron melalui jaringan pembuluh yang terdiferensiasi dari embrio dan skutelum (Loveless, 1999).
Perkecambahan biji tergantung pada imbibisi, penyerapan air akibat potensial air yang rendah pada biji yang kering. Air yang berimbibisi menyebabkan biji mengembang dan memecahkan kulit pembungkusnya dan memicu perubahan metabolik pada embrio yang menyebabkan biji tersebut melanjutkan perubahan. Enzim-enzim akan mulai mencerna bahan-bahan yang disimpan pada endosperma atau kotiledon, dan nutrien-nutriennya dipindahkan ke bagian embrio yang sedang tumbuh. Organ pertama yang muncul dari biji yang berkecambah adalah radikula, yaitu akar embrionik. Berikutnya ujung tunas harus menembus permukaan tanah. Pada kacang ladang dan banyak tumbuhan dikotil lainnya, hipokotil akan berbentuk seperti suatu kait, dan pertumbuhan akan mendorong kait itu ke atas permukaan tanah. Dirangsang oleh cahaya, hipokotil akan tumbuh lurus, mengangkat kotiledon dan epikotil. Dengan demikian, ujung tunas yang lembut dan kotiledon yang sangat besar itu ditarik ke atas permukaan tanah, bukan didorong oleh ujungnya melalui tanah yang abrasif. Sekarang epikotil menyebarkan helai daun pertamanya, yang mengembang, menjadi hijau dan mulai membuat makanan melalui fotosintesis. Kotiledon akan layu dan rontok dari biji karena cadangan makanannya telah dihabiskan oleh embrio yang berkecambah itu. Cahaya kelihatannya merupakan petunjuk utama yang memberitahu benih bahwa ia telah menembus tanah. Kita dapat menipu biji kacang sehingga biji tersebut bertingkah laku seolah-olah ia masih tetap terkubur dengan cara mengencambahkan biji dalam kegelapan. Perkecambahan suatu biji tumbuhan, seperti kelahiran atau penetasan seekor hewan, merupakan tahapan kritis dalam siklus hidup. Biji yang keras akan menghasilkan suatu benih yang sangat rentan yang akan terpapar pada pemangsa, parasit, angin dan bahaya lainnya. Pada kehidupan liar, hanya sebagian kecil dari benih yang dapat bertahan cukup lama untuk menjadi dewasa. Produksi biji dan buah dalam jumlah besar adalah kompensasi terhadap rintangan dalam kelangsungan hidup individu dan memberikan cukup bahan bagi seleksi alam untuk menyeleksi kombinasi genetik yang paling berhasil. Namun demikian, ini merupakan cara reproduksi yang sangat mahal ditinjau dari sumber daya yang dikonsumsi dalam proses pembentukan bunga dan buah. Reproduksi aseksual, yang umumnya lebih sederhana dan kurang berbahaya bagi keturunan dibandingkan dengan reproduksi seksual, merupakan suatu cara alternatif untuk perbanyakan pertumbuhan (Campbell, 2003).
Perkecambahan merupakan permulaan kembali pertumbuhan tumbuhan embrio di dalam biji. Yang diperlukannnya ialah suhu yang cocok, banyaknya air yang memadai dan persediaan oksigen yang cukup. Terbuka terhadap cahaya untuk waktu yang sesuai juga merupakan persyaratan bagi perkecambahan untuk beberapa kasus. Biji-biji beberapa tumbuhan yang terdapat di tempat-tempat berawa hanya akan berkecambah setelah lama terkena cahaya matahari. Sebaliknya, perkecambahan biji tumbuhan gurun pasir tertentu justru terhalang kalau terlalu lama terkena cahaya. Periode dormansi juga merupakan persyaratan bagi perkecambahan banyak biji.
a. Plumula terdiri atas dua daun embriotik, yang akan menjadi daun-daun sejati yang pertama tumbuhan bibit, dan tunas terminal (apikal). Tunas ini ialah meristem dan padanyalah akat terjadi pertumbuhan batang yang selanjutnya.
b. Hipokotil dan radikula yang masing-masing akan tumbuh menjadi batang dan akar primer.
c. Satu atau dua kotiledon, yang menyimpan makanan untuk digunakan biji yang berkecambah. Angiosperma yang membentuk biji dengan dua kotiledon disebut dikot, sedangkan yang hanya membentuk satu kotiledon disebut monokot (Kimball, 1983).
Bagi banyak orang perkecambahan sebuah biji menandakan permulaan kehidupan, akan tetapi pada kenyataannya biji itu sudah mengandung tumbuhan ukuran-miniatur, lengkap dengan akar dan tunas embrionik. Pada perkecambahan tumbuhan tidak memulai kehidupan akan tetapi meneruskan pertumbuhan dan perkembangan secara temporer dihentikan ketika biji menjadi dewasa dan embrionya menjadi tidak aktif. Beberapa biji berkecambah segera setelah mereka berada dalam lingkungan yang sesuai. Biji jenis lain bersifat dorman dan tidak akan berkecambah, meskipun disemaikan dalam tempat yang menguntungkan, sampai petunjuk lingkungan tertentu menyebabkan biji mengakhiri keadaan dormansi tersebut. Lama waktu dimana biji dorman masih hidup dan mampu berkecambah bervariasi dari beberapa hari hingga beberapa dekade atau lebih lama lagi, bergantung pada spesies dan kondisi lingkungan. Tanah memiliki kumpulan biji yang belum berkecambah yang kemungkinan telah tertumpuk selama beberapa bertahun (Campbell, 2003).
Pada kondisi pertumbuhan yang cocok, satu biji yang muda akan berkecambah dan menghasilkan satu tumbuhan muda atau kecambah. Gejala luar pertama dari perkecambahan adalah pecahnya testa di daerah mikropil dan dari situ muncul radikula yang kemudian menancap ke tanah dan tancapan menjadi kuat dengan munculnya rambut akar. Pada waktu yang bersamaan ketika radikula timbul, mulailah pertumbuhan aktif pada bagian embrio lainnya. Jika bagian aktif tumbuhan ini adalah hipokotil, plumula dan kotiledon yang masih terbungkus testa akan terangkat ke atas permukaan tanah dan kotiledon itu akan segera mengembang sebagai struktur daun pertama. Seringkali kotiledon itu berubah menjadi hijau dan berfungsi sebagai daun yang berfotosintesis, kotiledon kecambah yang besar tampak seperti daun sejati. Pada beberapa biji tanpa endosperma, misalnya kacang buncis (Phaseolus vulgaris), kotiledonya terisi penuh dengan cadangan makanan yang tersimpan, sehingga pada waktu cadangan ini habis, kecambah telah cukup pertumbuhannnya, sehingga dapat berdiri sendiri dan kotiledon ini layu serta rontok. Tipe perkecambahan yang epikotilnya memanjang dikatakan sebagai perkecambahan epigeal sebab kotiledonnya terangkat ke atas permukaan tanah. Perkecambahan kacang Uci (Vigna unguiculata), jarak dan labu adalah contoh dari perkecambahan kacang epigeal. Sebaliknya, jika bagian yang tumbuh aktif ketika radikula muncul ialah epikotil yaitu poros batang dari plumula yang berada di atas kotiledon tetap berada di dalam tanah. Sebelum plumula mencapai permukaan tanah, kotiledon membungkuk ke bawah seperti satu kail, sehingga meristem pucuknya yang rapuh itu terarah ke bawah dan terlindung dari gesekan dengan partikel tanah. Ketika sampai dipermukaan tanah, plumula itu meluruskan diri dan tumbuh menjadi pucuk. Kotiledonnya mengerut ketika kandungan makanannya habis. Tipe perkecambahan yang epikotilnya memanjang disebut hipogeal.
Fisiologi Perkecambahan
Yang pertama-tama diperlukan untuk memulai tumbuh bagi kebanyakan biji adalah tersedianya air. Biji menyerap air dengan cara imbibisi dan akibatnya bagian isi kaloid yang kering akan memperoleh air kembali. Hal ini pada dasarnya sama dengan apa yang terjadi jika air diberikan kepada sayur yang dikeringkan dalam sop yang terbungkus. Imbibisi diikuti dengan membengkaknya biji dan terjadi tanpa memandang apakah biji itu masih hidup atau tidak. Sebagai akibat dari air yang diserapnya gaya yang besar, sampai 2000 bar, dapat berkembang dalam biji yang kering. Ketika lebih banyak air memasuki biji dengan cara imbibisi, tenaga imbibisi untuk menyerap air akan berkurang, tetapi sel-sel yang telah terhidrasi memiliki gaya osmosis yang memudahkan penyerapan air lebih lanjut. Akhirnya jaringan kembali ke ukuran semula dan bentuk semula seperti sebelum biji mengering selama pematangan dan organisasi struktural sel kembali seperti semula.
Metabolisme aktif kini dimulai, dan hal ini ditunjukkan oleh peningkatan kecepatan respirasi yang mendadak dan sintesis protein, yang kedua-duanya berkaitan dengan hidrasi enzim-enzim yang ada. Jika tumbuhan embrio yang berada di dalam biji melanjutkan pertumbuhannya, embrio ini perlu membentuk suatu sistem perakaran penyerap dan sistem pucuk untuk fotosintesis, sehingga embrio itu dapat berdiri sendiri. Untuk mencapai tujuan ini poros embrio memerlukan bahan makanan untuk melaksanakan respirasi aktif dan untuk mensintesis protoplasma dan dinding sel baru. Dalam tahap yang sangat awal, sebelum jelas kelihatan tanda-tanda perkecambahan, poros embrio memiliki bahan yang cukup dalam tubuhnya untuk memenuhi keperluannya yang segera. Pada butir-butir serealia, misalnya, embrionya berisi sukrosa, protein cadangan dan lipid.
Cadangan makanan ini yang tak dapat larut harus di ubah menjadi bahan yang dapat larut sebelum diangkut ke bagian-bagian pertumbuhan dan kecambah yang masih sangat muda itu. Hal ini dilaksanakan dengan cara sintesis dan tindakan selanjutnya dari enzim-enzim hidrolisis seperti amilase yang merubah pati menjadi gula, protease yang merombak protein menjadi asam amino, nuklease yang menghidrolisis asam nukleat menjadi nukleotida dan lipase yang memecah lemak menjadi gliserol dan asam lemak. Tipe mekanisme pengatur yang melaksanakan mobilisasi pegaturan cadangan biji akan diuraikan dengan mengacu kepada butir barlei (Hordeum distichon) yang perkecambahannya telah dipelajari secara ekstensif daripada perkecambahan biji-biji lainnya, karena mendasari proses peragian (malting proces) pada pembuatan bir di daerah iklim sedang. Selama perkecambahan normal pembentukan hidrolase oleh sel-sel aleuron dirangsang oleh embrio. Jika embrio dikeluarkan, sel aleuron gagal membentuk hidrolase. Kini diketahui bahwa isyarat dari embrio yang menginstruksikan sel aleuron untuk menghasilkan enzim aktif hormon pertumbuhan yang disebut asam giberelat. Pengaturan hormonal mengenai pengerahan makanan cadangan sangat disederhanakan. Telah diketahui bahwa poros embrio dan skutelum mulai mensintesis asam giberelat pada permulaan perkecambahan dan asam giberelat itu bergerak ke lapisan aleuron melalui jaringan pembuluh yang terdiferensiasi dari embrio dan skutelum (Loveless, 1999).
Perkecambahan biji tergantung pada imbibisi, penyerapan air akibat potensial air yang rendah pada biji yang kering. Air yang berimbibisi menyebabkan biji mengembang dan memecahkan kulit pembungkusnya dan memicu perubahan metabolik pada embrio yang menyebabkan biji tersebut melanjutkan perubahan. Enzim-enzim akan mulai mencerna bahan-bahan yang disimpan pada endosperma atau kotiledon, dan nutrien-nutriennya dipindahkan ke bagian embrio yang sedang tumbuh. Organ pertama yang muncul dari biji yang berkecambah adalah radikula, yaitu akar embrionik. Berikutnya ujung tunas harus menembus permukaan tanah. Pada kacang ladang dan banyak tumbuhan dikotil lainnya, hipokotil akan berbentuk seperti suatu kait, dan pertumbuhan akan mendorong kait itu ke atas permukaan tanah. Dirangsang oleh cahaya, hipokotil akan tumbuh lurus, mengangkat kotiledon dan epikotil. Dengan demikian, ujung tunas yang lembut dan kotiledon yang sangat besar itu ditarik ke atas permukaan tanah, bukan didorong oleh ujungnya melalui tanah yang abrasif. Sekarang epikotil menyebarkan helai daun pertamanya, yang mengembang, menjadi hijau dan mulai membuat makanan melalui fotosintesis. Kotiledon akan layu dan rontok dari biji karena cadangan makanannya telah dihabiskan oleh embrio yang berkecambah itu. Cahaya kelihatannya merupakan petunjuk utama yang memberitahu benih bahwa ia telah menembus tanah. Kita dapat menipu biji kacang sehingga biji tersebut bertingkah laku seolah-olah ia masih tetap terkubur dengan cara mengencambahkan biji dalam kegelapan. Perkecambahan suatu biji tumbuhan, seperti kelahiran atau penetasan seekor hewan, merupakan tahapan kritis dalam siklus hidup. Biji yang keras akan menghasilkan suatu benih yang sangat rentan yang akan terpapar pada pemangsa, parasit, angin dan bahaya lainnya. Pada kehidupan liar, hanya sebagian kecil dari benih yang dapat bertahan cukup lama untuk menjadi dewasa. Produksi biji dan buah dalam jumlah besar adalah kompensasi terhadap rintangan dalam kelangsungan hidup individu dan memberikan cukup bahan bagi seleksi alam untuk menyeleksi kombinasi genetik yang paling berhasil. Namun demikian, ini merupakan cara reproduksi yang sangat mahal ditinjau dari sumber daya yang dikonsumsi dalam proses pembentukan bunga dan buah. Reproduksi aseksual, yang umumnya lebih sederhana dan kurang berbahaya bagi keturunan dibandingkan dengan reproduksi seksual, merupakan suatu cara alternatif untuk perbanyakan pertumbuhan (Campbell, 2003).
Tidak ada komentar:
Posting Komentar