Pemecahan Dormansi Biji Kacang Hijau [PDF]

Citation preview

FISIOLOGI TUMBUHAN (JCKK 141)



Maret 2019



PEMATAHAN DORMANSI BIJI DAN PERKECAMBAHAN OLIVIA ANAFARIDA Program Studi Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Lambung Mangkurat, Banjarbaru, 70714 ABSTRAK



Dormansi benih dapat diatasi dengan berbagai perlakuan pendahuluan. Perlakuan pendahuluan yang banyak digunakan antara lain mengikir, mengasah, memukul kulit benih merendam benih di dalam air hangat dan merendam benih di dalam larutan kimia. Bahan-bahan yang digunakan dalam praktikum kali ini adalah biji kacang hijau (Vigna radiata), larutan H2SO4, larutan NaOH, air panas ±80ºC, akuades, kapas, dan tissue. Percobaan ini menggunakan biji kacang hijau (Vigna radiata) sebagai objek pengamatan. Selain itu juga menggunakan larutan H2SO4, larutan NaOH, air panas ±80ºC, dan akuades. Prosedur pada percobaan ini yaitu membersihkan alat yang digunakan, kemudian mengeringkannya.Kedua yaitu menyiapkan biji kacang hijau, kemudian membaginya menjadi 4 perlakuan. Perlakuan terhadap biji tersebut yaitu dengan merendamnya ke dalam beberapa larutan berikut: (a) Kontrol, (b) Air panas, (c) Larutan H2SO4, (d) Larutan NaOH selama 5 menit lalu meniriskannya. Ketiga adalah menyiapkan 8 buah cawan petri yang dilapisi dengan media berupa kapas lembab. Keempat yaitu meletakkan biji kacang hijau tersebut ke dalam cawan petri masing-masing sebanyak 5 biji, kemudian menutupnya dengan tutup cawan petri. Tahapan terakhir dari percobaan kali ini yaitu mengamati proses perkecambahannya selama 1 minggu. Perlakuan paling cepat untuk membuat biji kacang hijau berkecambah adalah perlakuan dengan H2SO4 yang menunjukan perkecambahan sejak hari pertama perlakuan. Semua perlakuan memberikan persentase 100%, yang artinya semua biji dapat tumbuh dengan baik. Kata kunci : Dormansi, Vigna radiata, Efektif PENDAHULUAN Berdasarkan penafsiran yang dilakukan oleh proyek Inventarisasi Hutan Nasional dari seluruh hutan yang ada, seluas ± 31,7 juta ha sudah tidak berhutan lagi. Dalam pengembangan hutan tanaman, benih memainkan peranan yang sangat penting, karena benih yang digunakan untuk pertanaman akan menentukan mutu tegakan yang dihasilkan dimasa mendatang. Benih-benih hutan berbeda dengan benih-benih pertanian, sebagian besar benih-benih hutan mempunyai kondisi kulit biji yang keras, terutama pada family Leguminosae, untuk itu jenis yang termasuk dalam kelompok family Leguminosae ini dalam upaya permudaan perlu ditunjang oleh teknik silvikultur yang sesuai. Teknik silvikultur yang dapat mengatasi sifat dormansi kulit benih sangat diperlukan untuk mempercepat perkecambahan benih sekaligus menjamin ketersediaan bibit dalam jumlah yang cukup, waktu yang tepat dan dengan mutu yang tinggi (Kaya & Rehatta, 2013).



FISIOLOGI TUMBUHAN (JCKK 141)



Maret 2019



Dormansi adalah atribut umum dari banyak populasi benih gulma dan ini biasanya menghambat tugas memprediksi waktu dan luasnya gulma munculnya Dormansi benih dapat diatasi dengan berbagai perlakuan pendahuluan. Perlakuan pendahuluan yang banyak digunakan antara lain mengikir, mengasah, memukul kulit benih merendam benih di dalam air hangat dan merendam benih di dalam larutan kimia. Tujuan perlakuan pendahuluan adalah mendorong proses pematangan embrio, pengaktifan enzim-enzim di dalam embrio dan peningkatan permeabilitas kulit benih yang memungkinkan penyerapan/imbibisi air dan gasgas yang diperlukan dalam proses-proses perkecambahan. beberapa biji tanaman tertentu, walaupun embrio telah terbentuk sempurna dan kondisi lingkungan optimum untuk perkecambahan, namun biji tetap gagal untuk berkecambah. Benih-benih yag demikian memerlukan suatu jangka waktu tertentu agar dapat berkecambah (Hafizah, 2013). Dormansi benih berhubungan dengan usaha benih untuk menunda perkecambahannya, hingga waktu dan kondisi lingkungan memungkinkan untuk melangsungkan proses tersebut. Dormansi dapat terjadi pada kulit biji maupun pada embrio. Biji yang telah masak dan siap untuk berkecambah membutuhkan kondisi klimatik dan tempat tumbuh yang sesuai untuk dapat mematahkan dormansi dan memulai proses perkecambahannya. Pretreatment skarifikasi digunakan untuk mematahkan dormansi kulit biji, sedangkan stratifikasi digunakan untuk mengatasi dormansi embrio (Suyitno, 2010). Perkecambahan adalah muncul dan berkembangnya radikula dan plumula dari benih atau biji. Secara visual dan morfologis suatu benih yang berkecambah ditandai dengan terlihatnya radikula dan plumula dari biji. Menurut Bewley (2010), tanda yang terlihat bahwa perkecambahan selesai biasanya penetrasi struktur mengelilingi embrio oleh radikula. Tipe perkecambahan benih terbagi dua yaitu perkecamahan hipogeal dan epigeal. Perkecambahan hipogeal menghasilkan kotiledon yang tenggelam di dalam tanah sedangkan tipe epigeal ditandai dengan perkecambahan yang menghasilkan kecambah dengan kotiledon muncul dipermukaan tanah (jika ditanam pada media tanah). Proses perkecambahan terjadi proses inbibisi, aktivasi enzim, insiasi pertumbuhan embrio, retaknya kulit biji dan munculnya kecambah. Faktor genetik yang berpengaruh adalah komposisi kimia, enzim dalam benih dan susunan fisik/kimia dari kulit biji. Adapun faktor lingkungan yang berpengaruh terhadap proses perkecambahan adalah air, gas, suhu dan cahaya. Benih tumbuh dengan temperatur optimum antara 26,5oC sampai dengan 35oC. Air mutlak diperlukan untuk suatu perkecambahan namun kelebihan air akan merusak benih karena membatasi respirasi. Selain itu kelebihan air akan mendorong perkembangan penyakit akibat jamur (Kaya & Rehatta, 2013). METODE Bahan Bahan-bahan yang digunakan dalam praktikum kali ini adalah biji kacang hijau (Vigna radiata), larutan H2SO4, larutan NaOH, air panas ±80ºC, akuades, dan kapas.



FISIOLOGI TUMBUHAN (JCKK 141)



Maret 2019



Alat Alat-alat yang digunakan dalam praktikum kali ini adalah cawan petri dan penutupnya, termometer larutan, dan pipet tetes. Cara Kerja Percobaan ini menggunakan biji kacang hijau (Vigna radiata) sebagai objek pengamatan. Selain itu juga menggunakan larutan H2SO4, larutan NaOH, air panas ±80ºC, dan akuades sebagai variabel terikat. Tahap pertama pada percobaan ini yaitu membersihkan alat yang digunakan, kemudian mengeringkannya. Tahap kedua yaitu menyiapkan biji kacang hijau sebanyak 40 biji, kemudian membaginya menjadi 4 perlakuan secara duplo, masing-masing 5 biji. Perlakuan terhadap biji tersebut yaitu dengan merendamnya ke dalam beberapa larutan berikut: (a) Kontrol, (b) Air panas, (c) Larutan H2SO4, (d) Larutan NaOH selama 5 menit lalu meniriskannya. Tahapan ketiga adalah menyiapkan 8 buah cawan petri yang dilapisi dengan media berupa kapas lembab. Tahapan keempat yaitu meletakkan biji kacang hijau tersebut ke dalam cawan petri masing-masing sebanyak 5 biji, kemudian menutupnya dengan tutup cawan petri. Tahapan terakhir dari percobaan kali ini yaitu mengamati proses perkecambahannya selama 1 minggu. HASIL Grafik 1. Perkecambahan Kacang Hijau



Jumlah Benih yang Berkecambah



6 5 4 Kontrol Air Panas H2SO4 NaOH



3 2 1 0



1



2



3



4 Hari



5



6



7



FISIOLOGI TUMBUHAN (JCKK 141)



Maret 2019



(a)



(b)



(c)



(d)



Gambar 1. (a) Kontrol, (b) Air panas, (c) Larutan H2SO4, (d) Larutan NaOH PEMBAHASAN Praktikum ini bertujuan untuk mengetahui perkembangan benih menjadi kecambah pada perlakuan yang berbeda, mengetahui persentase perkecambahan setiap perlakuan, mengetahui perlakuan yang menunjukkan persentase perkecambahan terbaik, hari ke berapa benih berkecambah terbanyak dan jumlah hari yang diperlukan untuk berkecambah dari perlakuan yang diberikan. Bahan yang digunakan adalah benih kacang hijau karena mudah didapatkan serta pertumbuhannya cepat dan mudah diamati. Praktikum ini menggunakan benih yang direndam di empat larutan berbeda, yaitu larutan 0,1 M H2SO4, 0,1 M NaOH, dan air panas bersuhu ± 800C dan pada setiap perlakuan ditumbuhkan masing-masing 5 benih kacang hijau pada cawan petri. Perkecambahan biji kacang hijau yang sangat rendah karena secara morfologi memiliki kulit biji yang keras dengan masa dormansi yang lama. Dormansi benih merupakan suatu keadaan benih tidak memiliki kemampuan untuk berkecambah dalam jangka waktu tertentu meskipun pada lingkungan yang memenuhi syarat perkecambahan. Kacang hijau memiliki benih yang termasuk benih ortodoks dan memiliki kadar air rendah, yaitu berkisar 5-15%. Benih dengan kadar air yang rendah dapat menurunkan laju perkecambahan, menyebabkan benih menjadi dorman dan keras sehingga menyebabkan kematian embrio benih. Dormansi dapat terbagi ke dalam dormansi embrio, dormansi kulit benih, dan kombinasi keduanya. Perlakuan perendaman dengan air dapat dilakukan untuk memecah kulit biji dan memudahkan embrio menyerap air.



FISIOLOGI TUMBUHAN (JCKK 141)



Maret 2019



Metode skarifikasi secara mekanis dan kimia (perendaman air panas dan bahan kimia) merupakan teknik yang digunakan untuk memecah dormansi (Hidayat & Marjani 2017). Benih yang dormansi biasanya disebabkan oleh rendahnya atau tidak adanya proses imbibisi air yang disebabkan oleh struktur benih (kulit benih) yang keras, sehingga mempersulit keluarmasuknya air kedalam biji. Respirasi yang tertukar, karena adanya membran atau pericarp dalam kulit benih yang terlalu keras, sehingga pertukaran udara dalam benih menjadi terhambat dan menyebabkan rendahnya proses metabolisme dan mobilisasi cadangan makanan dalam benih. Resistensi mekanis kulit biji terhadap pertumbuhan embrio juga dapat menyebabkan dormansi, karena kulit biji yang cukup kuat sehingga menghalangi pertumbuhan embrio pada biji. Dormansi sering terjadi pada benih padi, semangka non biji dan biji kacang hijau (Sadjad, 2010). Perkecambahan merupakan proses metabolisme biji hingga dapat menghasilkan pertumbuhan. Presentase perkecambahan adalah presentase kecambah normal yang dapat dihasilkan oleh benih murni pada kondisi yang dapat dihasilkan oleh benih murni pada kondisi yang menguntungkan dalam jangka waktu yang sudah ditetapkan. Faktor yang mempengaruhi perkecambahan ada 2 yaitu faktor dalam berupa gen, persediaan makanan dalam biji,hormon,ukuran dan kekerasan biji. Hormon yang berperan dalam perkecambahan biji adalah giberelin yang berperan dalam pembentangan dan pembelahan sel, pemecahan dormansi biji sehingga biji dapat berkecambah, mobilisasi endosperm cadangan selama pertumbuhan awal embrio, pemecahan dormansi tunas, pertumbuhan dan perpanjangan batang, perkembangan bunga dan buah, pada tumbuhan roset mampu memperpanjang internodus sehingga tumbuh memanjang (Imansari, 2017). Dipandang dari segi ekonomis terdapatnya keadaan dormansi pada benih dianggap tidak menguntungkan. Oleh karena itu diperlukan cara-cara agar dormansi dapat dipecahkan atau sekurang-kurangnya lama dormansi dapat dipersingkat. Beberapa cara yang telah diketahui yaitu skarifikasi mencakup caracara seperti mengikir atau menggosok kulit benih dengan kertas ampelas, melubangi kulit biji dengan pisau, perlakuan impaction (goncangan) untuk benihbenih yang memiliki sumbat gabus. Dimana semuanya bertujuan untuk melemahkan kulit biji yang keras, sehingga lebih permeable terhadap air atau gas. Dormansi juga dapat diatasi dengan penggunaan zat kimia dalam perangsangan perkecambahan benih, dengan bahan kimia misalnya: KNO3 sebagai pengganti fungsi cahaya dan suhu serta untuk mempercepat penerimaan benih akan O2, untuk mengatasi dormansi digunakan juga sitokinin serta 2,4-D dan giberelin (GA) dapat digunakan untuk memulihkan kembali vigor benih yang telah menurun, HCl untuk mengurangi senyawa kalsium oksalat pada biji. Metode pematahan dormansi yang disebabkan faktor fisik adalah skarifikasi yaitu pelukaaan kulit benih agar air dan nutrisi bisa masuk ke dalam benih. Sedangkan pematahan dormansi faktor fisiologis pada kasus after-ripening adalah dengan perendaman dengan senyawa kimia tertentu (Manurung dkk, 2013). Perlakuan pertama adalah perendaman biji kacang hijau selama 5 menit dalam air biasa (akuades). Perendaman ini berfungsi agar biji dapat menyerap air, ketika biji direndam terjadi proses imbibisi yaitu proses penyerapan air ke dalam



FISIOLOGI TUMBUHAN (JCKK 141)



Maret 2019



rongga jaringan melalui pori-pori secara pasif, terutama karena daya serap senyawa polisakarida, seperti hemiselulosa, pati, dan selulosa (Sadjad, 2010). Setelah perendaman selama 5 menit, biji dipilih sebanyak 5 biji. Biji yang dipilih adalah biji yang tenggelam, karena biji yang tenggelam memiliki kualitas yang baik dikarenakan air dapat masuk kedalam pori-pori biji dan biji tersebut masih memiliki cadangan makanan yang tersimpan yang menandakan biji tersebut tenggelam. Biji yang tenggelam ini dipindahkan kedalam cawan petri yang telah berisi media tanam berupa kapas yang telah diberi air. Air berfungsi untuk melembabkan dan menjaga kondisi biji agar tetap dalam suhu yang optimal sehingga biji dapat berkecambah dengan baik. Hari pertama dan hari kedua pengamatan menunjukan bahwa biji kacang hijau dengan perlakuan kontrol belum berkecambah. Semua biji mulai berkecambah pada hari ketiga. Perlakuan kedua menggunakan air yang dipanaskan menggunakan hot plate. Biji direndam dalam air panas selama 5 menit. Perendaman benih menggunakan air panas selama 5 menit bertujuan untuk meningkatkan kecepatan imbibisi melalui pelunakan kulit benih sehingga benih mampu berkecambah dengan cepat. Setelah direndam selama 5 menit, biji dipindahkan pada cawan petri yang berisi media kapas yang telah dibasahi. Perlakuan ini menunjukan bahwa pada hari pertama biji kacang hijau yang dapat tumbuh adalah 1 biji, sedangkan pada hari kedua biji yang dapat tumbuh ada empat biji. Hari ketiga dan seterusnya biji yang dapat tumbuh ada 5 biji. Perlakuan ketiga menggunakan H2SO4, yang berfungsi untuk mempercepat proses pemecahan dormansi pada tipe benih berkulit tebal. Larutan asam kuat seperti H2SO4 sering digunakan dengan konsentrasi yang bervariasi sampai pekat tergantung jenis benih yang diperlakukan. Lamanya perlakuan larutan asam harus memperhatikan dua hal yaitu kulit biji atau pericarp yang bisa diretakkan untuk memungkinkan imbibisi serta larutan asam tidak mengenai embrio yang menyebabkan benih rusak total (Satya dkk, 2015). Perendaman dengan H2SO4 konsentrasi 0,1 M selama 5 menit, proses perendaman hanya lima menit karena biji kacang hijau memiliki kulit yang tidak terlalu tebal. Setelah direndam selama 5 menit, biji dipindahkan kedalam cawan petri yang berisi media kapas yang telah dibasahi. Perlakuan ini menunjukan bahwa, pada hari pertama semua biji sudah berkecambah. Perlakuan terakhir menggunakan NaOH yang berfungsi untuk melunakkan biji sehingga memudahkan terjadinya peristiwa perkecambahan. NaOH yang diberikan dengan konsentrasi 0,1 M. Biji direndam kedalam larutan NaOH selama 5 menit dan di tanam pada cawat petri dengan media berupa kapas yang telah dibasahi. Perlakuan dengan NaOH menunjukan pada hari pertama dan kedua biji yang berkecambah ada 4 biji, sedangkan pada hari ketiga dan seterusnya semua biji berkecambah. Semua perlakuan memberikan persentase 100%, yang artinya semua biji dapat tumbuh dengan baik, namun semua perlakuan menunjukan hasil yang berbeda dalam hari mulai berkecambah benih. Perlakuan paling efektif untuk membuat biji kacang hijau berkecambah adalah perlakuan dengan H 2SO4 yang menunjukan perkecambahan sejak hari pertama perlakuan. Perlakuan H 2SO4 dengan konsentrasi yang sesuai dan tidak terlalu pekat yaitu 0,1 M dapat melunakan dan meretakan kulit biji sehingga imbibisi dapat berjalan dengan baik



FISIOLOGI TUMBUHAN (JCKK 141)



Maret 2019



dan cepat. Perlakuan yang tidak efektif adalah menggunakan air biasa (kontrol), karena perendaman yang dilakukan hanya 5 menit sehingga efek yang diberikan tidak terlalu cepat, yakni perkecambahan yang dimulai pada hari ketiga, sehingga perlakuan kontrol ini merupakan perlakuan yang tidak efektif dalam percobaan ini. KESIMPULAN Kesimpulan dari praktikum pematahan dormansi biji dan perkecambahan yaitu, dormansi adalah suatu keadaan dimana pertumbuhan tidak terjadi walaupun kondisi lingkungan mendukung untuk terjadinya perkecambahan. Perkecambahan adalah peristiwa tumbuhnya embrio di dalam biji menjadi tanaman baru. Hasil yang didapat pada air biasa (kontrol), air panas, H2SO4 dan NaOH persentase yang didapat 100% biji kecambah dapat tumbuh dengan baik. H2SO4 paling efektif dalam pemecahan dormansi, tetapi penggunaannya haruS disesuaikan terhadap biji yang digunakan atau biji yang ingin dipecah dormansinya. Kacang hijau memiliki kulit yang tipis, maka disarankan untuk menggunakan perlakuan NaOH, karena NaOH berfungsi untuk melunakkan biji sehingga memudahkan terjadinya peristiwa perkecambahan Perlakuan yang tidak efektif adalah menggunakan air biasa (kontrol), karena perkecambahan dimulai pada hari ketiga, sehingga perlakuan kontrol ini merupakan perlakuan yang tidak efektif dalam percobaan ini.



FISIOLOGI TUMBUHAN (JCKK 141)



Maret 2019



DAFTAR PUSTAKA Bewley, J. D. (2010). Seed germination and dormancy. The plant cell, 9(7): 1055. Hafizah, N. 2013. Pematahan Dormansi Benih Aren (Arenga Pinnata Merr) dengan Pengasahan Biji dan Berbagai Konsentrasi Asam Sulfat. Jurnal Media Sains 6(2): 43-52. Hidayat, T. R. S., & Marjani. 2017. Teknik Pematahan Dormansi untuk Meningkatkan Daya Berkecambah Dua Aksesi Benih Yute ( Corchorus o litorius L.). Buletin Tanaman Tembakau, Serat & Minyak Industri. 9(2): 7381. Kaya, M. E. & H. Rehatta. 2013. Pengaruh Perlakuan Pencelupan dan Perendaman terhadap Perkecambahan Benih Sengon (Paraserianthes Falcataria L.). Jurnal Agrologia 2(1):10-16. Manurung, D., Lollie, A. P., & Mbue, K. B. 2013. Pengaruh Perlakuan Pematahan Dormansi Terhadap Variabilitas Benih Aren (Arenga pinnata Merr.). Jurnal Online Agroekoteknologi. 1(3): 768-782. Sadjad, S., 2010. Dari Benih Kepada Benih. Grasindo, Jakarta. Suyitno. 2010. Petunjuk Yogyakarta.



Praktikum



Fisiologi



Tumbuhan



Dasar.



UNY,



FISIOLOGI TUMBUHAN (JCKK 141)



Maret 2019



Lampiran Tabel 1. Hasil Perkecambahan Benih Kacang Hijau



Hari ke (T) 1 2 3 4 5 6 7 (PP) % PPa % Perhitungan:



Kontrol 0 0 5 5 5 5 5 100%



Jumlah Benih yang Berkecambah Air Panas H2SO4 1 5 4 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 100% 100% 100%



1. Persentase Perkecambahan (PP) Kacang Hijau  Persentase perkecambahan perlakuan Kontrol PP = 



Persentase perkecambahan perlakuan Air Panas PPa =







5 ×100 % = 100 % 5



Persentase perkecambahan perlakuan H2SO4 PPa =







5 ×100 % = 100 % 5



5 ×100 % = 100 % 5



Persentase perkecambahan perlakuan NaOH PPa =



5 ×100 % = 100 % 5



PPa = PPA(1) + PPA(2) + PPA(3) + PPA(4) 4 = 100% +100% +100% +100% 4



NaOH 4 4 5 5 5 5 5 100%



FISIOLOGI TUMBUHAN (JCKK 141) = 100%



Maret 2019