Pertumbuhan awal tumbuhan berbiji dimulai dari biji. Biji mengandung
potensi yang dibutuhkan untuk tumbuh menjadi individu baru, misalnya embrio,
cadangan makanan, dan calon daun (calon akar). Sebutir biji mengandung satu
embrio. Embrio terdiri atas radikula (yang akan tumbuh menjadi akar) dan
plumula (yang akan tumbuh menjadi kecambah). Cadangan makanan bagi embrio
tersimpan dalam kotiledon yang didalamnya terkandung pati, protein dan beberapa
jenis enzim. Kotiledon dikelilingi oleh bahan yang kuat, disebut testa. Testa
berfungsi sebagai pelindung kotiledon untuk mencegah kerusakan embrio dan
masuknya bakteri atau jamur ke dalam biji. Testa memiliki sebuah lubang kecil,
disebut mikropil. Di dekat mikropil terdapat hilum yang menggabungkan kulit
kotiledon (Sudjadi, 2006).
Biji memiliki kandungan air yang sangat sedikit. Pada saat biji
terbentuk, air di dalamnya dikeluarkan sehingga biji mengalami dehidrasi.
Akibat ketiadaan air, biji tidak dapat melangsungkan proses metabolism sehingga
menjadi tidak aktif (dorman). Dormansi biji sangat bermanfaat pada kondisi
tidak nyaman (ekstrem; sangat dingin atau kering) karena struktur biji yang
kuat akan melindungi embrio agar tetap bertahan hidup. (Sudjadi, 2006)
Perkecambahan merupakan sustu proses dimana radikula (akar embrionik)
memanjang ke luar menembus kulit biji. Di balik gejala morfologi dengan
pemunculan radikula tersebut, terjadi proses fisiologi-biokemis yang kompleks,
dikenal sebagai proses perkecambahan fisiologis. (Salisbury, 1985)
Fisiologi
Perkecambahan
Embrio yang tumbuh belum memiliki klorofil, sehingga embrio belum dapat
membuat makanan sendiri. Pada tumbuhan, secara umum makanan untuk pertumbuhan
embrio berasal dari endosperma. (Istamar Syamsuri, 2004)
Perkecambahan dimulai dengan proses penyerapan air ke dalam sel-sel.
Proses ini merupakan proses fisika. Masuknya air pada biji menyebabkan enzim
aktif bekerja. Bekerjanya enzim merupakan proses kimia. Enzim amilase bekerja
memecah tepung menjadi maltose, selanjutnya maltose dihidrolisis oleh maltase
menjadi glukosa. Protein juga dipecah menjadi asam-asam amino. Senyawa glukosa masuk ke proses metabolisme
dan dipecah menjadi energi atau diubah menjadi yang senyawa karbohidrat yang
menyusun struktur tubuh. Asam-asam amino dirangkaikan menjadi protein yang
berfungsi untuk menyusun struktur sel dan menyusun enzim-enzim baru. Asam-asam
lemak terutama dipakai untuk menyusun membrane sel. (Istamar Syamsuri, 2004)
Perkecambahan biji berhubungan dengan aspek kimiawi. Proses tersebut
meliputi beberapa tahapan, antara lain imbibisi, sekresi hormon dan enzim,
hidrolisis cadangan makanan, pengiriman bahan makanan terlarut dan hormon ke
daerah titik tumbuh atau daerah lainnya, serta asimilasi (fotosintesis). (Bagod
Sudjadi, 2006)
Proses penyerapan cairan pada biji (imbibisi) terjadi melalui mikropil. Air yang masuk ke dalam kotiledon
menyebabkan volumenya bertambah, akibatnya kotiledon membengkak. Pembengkakan
tersebut pada akhirnya menyebabkan pecahnya testa. (Bagod Sudjadi, 2006)
Secara fisiologi, proses perkecambahan berlangsung dalam beberapa
tahapan penting, meliputi:
1. Absorbsi air
2. Metabolisme pemecahan
materi cadangan makanan
3. Transpor materi hasil
pemecahan dari endosperm ke embrio yang aktif tumbuh.
4. Proses-proses pembentukan
kembali materi-materi baru.
5. Respirasi
6. Pertumbuhan (Mayer dan
Mayber, 1975)
Banyak faktor yang mengontrol proses perkecambahan biji, baik yang
bersifat internal dan eksternal. Secara internal proses perkecambahan biji
ditentukan keseimbangan antara promoter dan inhibitor perkecambahan, terutama
asam gliberelin (GA) dan asam abskisat (ABA). Faktor eksternal yang merupakan
ekologi perkecambahan meliputi air, suhu, kelembaban, cahaya, dan adanya
senyawa-senyawa kimia tertentu yang berperilaku sebagai inhibitor
perkecambahan. (Mayer dan Mayber, 1975)
Faktor-Faktor
Yang Mempengaruhi Perkecambahan Biji yaitu :
1.
Faktor
Internal
Faktor internal yang
mempengaruhi proses perkecambahan adalah :
a. Hormon
Tidak
semua hormon tumbuhan (fitohormon) bersifat mendukung proses perkecambahan,
adapula beberapa fitohormon yang menghambat proses perkecambahan. Fitohormon
yang berfungsi merangsang pertumbuhan perkecambahan antara lain : Auksin, yang
berperan untuk : Mematahkan dormansi biji dan akan merangsang proses
perkecambahan biji. Perendaman biji dengan auksin dapat membantu menaikkan
kuantitas hasil panen serta dapat memacu proses terbentuknya akar.
Giberelin,
yang berperan dalam mobilisasi bahan makanan selama fase perkecambahan.
Pertumbuhan embrio selama perkecambahan bergantung pada persiapan bahan makanan
yang berada di dalam endosperma. Untuk keperluan kelangsungan hidup embrio maka
terjadilah penguraian secara enzimatik yaitu terjadi perubahan pati menjadi
gula yang selanjutnya ditranslokasikan ke embrio sebagai sumber energi untuk
pertumbuhannya. Peran giberelin diketahui mampu meningkatkan aktivitas enzim
amilase.
Sitokinin,
yang akan berinteraksi dengan giberelin dan auksin untuk mematahkan dormansi
biji. Selain itu, sitokinin juga mampu memicu pembelahan sel dan pembentukan
organ.
Fitohormon
yang berfungsi sebagai penghambat perkecambahan antara lain : Etilen, yang
berperan menghambat transportasi auksin secara basipetal dan lateral. Adanya
etilen dapat menyebabkan rendahnya konsentrasi auksin dalam jaringan. Meskipun
begitu, pada tanaman, etilene juga mampu menstimulasi perpanjangan batang,
koleoptil dan mesokotil. Asam absisat (ABA), yang bersifat menghambat
perkecambahan dengan menstimulasi dormansi benih. Selain itu, asam absisat akan
menghambat proses pertumbuhan tunas.
b. Kemasakan
benih
Benih
yang dipanen sebelum tingkat kemasakan fisiologisnya tercapai, tidak mempunyai
viabilitas tinggi. Diduga pada tingkatan tersebut benih belum memiliki cadangan
makanan yang cukup dan juga pembentukan embrio yang belum sempurna.
c. Ukuran
benih
Di
dalam jaringan penyimpanannya, benih memiliki karbohidrat, protein, lemak dan
mineral. Bahan-bahan ini diperlukan sebagai bahan baku dan energi bagi embrio
pada saat perkecambahan. Diduga bahwa benih yang berukuran besar dan berat
mengandung cadangan makanan lebih banyak dibandingkan dengan benih yang kecil,
kemungkinan embrionya lebih besar.
d. Dormansi
Suatu
benih dikatakan dorman apabila benih itu sebenarnya viabel (hidup) tetapi tidak
mau berkecambah walaupun diletakkan pada keadaan lingkungan yang memenuhi
syarat bagi perkecambahannya. Tipe dormansi pada adalah after ripening.
2.
Faktor
Eksternal
Faktor
Eksternal yang mempengaruhi proses perkecambahan adalah :
a. Air
Air
salah satu syarat penting bagi berlangsungnya proses perkecambahan benih.
Fungsi air pada perkecambahan biji antara lain; Air yang diserap oleh biji
berguna untuk melunakkan kulit biji dan menyebabkan pengembangan embrio dan
endosperma hingga kulit biji pecah atau robek. Air juga berfungsi sebagai
fasilitas masuknya oksigen ke dalam biji melalui dinding sel yang di-imbibisi
oleh air sehingga gas dapat masuk ke dalam sel secara difusi. Selain itu, air
juga berguna untuk mengencerkan protoplasma sehingga dapat mengaktifkan
sejumlah proses fisiologis dalam embrio seperti pencernaan, pernapasan,
asimilasi dan pertumbuhan. Proses-proses tersebut tidak akan berjalan secara
normal, apabila protoplasma tidak mengandung air yang cukup. Air juga Sebagai
alat transportasi larutan makanan dari endosperma kepada titik tumbuh pada
embryonic axis, yang mana diperlukan untuk membentuk protoplasma baru.
b. Temperatur
Temperatur
merupakan syarat penting yang kedua bagi perkecambahan benih. Tetapi ini tidak
bersifat mutlak sama seperti kebutuhan terhadap air untuk perkecambahan, dimana
biji membutuhkan suatu level hydration minimum yang bersifat khusus untuk
perkecambahan.
Dalam
proses perkecambahan dikenal adanya tiga titik suhu kritis yang berbeda yang
akan dialami oleh benih. Dan tiga titik suhu kritis tersebut dikenal dengan
istilah suhu cardinal yang terdiri atas: (1) suhu minimum, yakni suhu terkecil
dimana proses perkecambahan biji tidak akan terjadi selama periode waktu
perkecambahan. Bagi kebanyakan benih tanaman, termasuk kisaran suhu minimumnya
antara 0 – 5oC. Jika benih berada di tempat yang bersuhu rendah
seperti itu, maka kemungkinan besar benih akan gagal berkecambah atau tetap
tumbuh namun dalam keadaan yang abnormal. (2) Suhu optimum, yakni
suhu dimana kecepatan dan persentase biji yang berkecambah berada pada posisi
tertinggi selama proses perkecambahan berlangsung. Temperatur ini merupakan
temperatur yang menguntungkan bagi berlangsungnya perkecambahan benih. Suhu
optimum berkisar antara 26,5 – 35oC. (3) Suhu maksimum, yakni suhu
tertinggi dimana perkecambahan masih mungkin untuk berlangsung secara normal.
Suhu maksimum umumnya berkisar antara 30 – 40oC. Suhu diatas
maksimum biasanya mematikan biji, karena keadaan tersebut menyebabkan mesin
metabolisme biji menjadi non aktif sehingga biji menjadi busuk dan mati.
c. Oksigen
Faktor
oksigen berkaitan dengan proses respirasi. Pada saat perkecambahan berlangsung,
proses respirasi akan meningkat disertai dengan meningkatnya pengambilan
oksigen dan pelepasan karbon dioksida, air dan energi yang berupa panas.
Terbatasnya oksigen yang dapat dipakai akan mengakibatkan terhambatnya proses
perkecambahan benih.
Perkecambahan
biji dipengaruhi oleh komposisi udara sekitarnya. Umumnya biji akan berkecambah
pada kondisi udara yang mengandung 20% O2 dan 0,03% CO2 memiliki
kemampuan untuk berkecambah pada keadaan yang kurang oksigen. Biji dapat
berkecambah baik di tempat dengan kelembaban tinggi, bahkan bisa berkecambah 4
– 5 cm di bawah permukaan air, hanya saja yang lebih dahulu akan keluar bukan
radikel melainkan plumulanya.
d. Cahaya
Hubungan
antara pengaruh cahaya dan perkecambahan benih dikontrol oleh suatu sistem
pigmen yang dikenal sebagai fitokrom, yang tersusun dari chromophore dan
protein. Chromophore adalah bagian yang peka pada cahaya. Fitokrom memiliki dua
bentuk yang sifatnya reversible (bolak-balik) yaitu fitokrom merah yang
mengabsorbsi sinar merah dan fitokrom infra merah yang mengabsorbsi sinar infra
merah.
Bila
pada benih yang sedang berimbibisi diberikan cahaya merah, maka fitokrom merah
akan berubah menjadi fitokrom infra merah, yang mana menimbulkan reaksi yang
merangsang perkecambahan. Sebaliknya bila diberikan cahaya infra merah, fitokrom
infra merah akan berubah menjadi fitokrom merah yang kemudian menimbulkan
reaksi yang menghambat perkecambahan. Dalam keadaan tanpa cahaya, dengan adanya
oksigen dan temperatur yang rendah, proses perubahan itu akan berlangsung
lambat. Pada keadaan di alam, cahaya merah mendominasi cahaya infra merah
sehingga pigmen fitokrom diubah ke bentuk fitokrom infra merah yang aktif.
Komentar
Posting Komentar