Ilmu Tanaman - Fisiologi - Perkecambahan dan Dormansi Biji PDF

Preview

Summary

LAPORAN PRAKTIKUM ILMU TANAMAN 8 FISIOLOGI TUMBUHAN : PERKECAMBAHAN DAN DORMANSI DISUSUN OLEH: VONITA AMELIA SUKMADINI (11140920000012) KELAS: AGRIBISNIS 2A DOSEN: Dr. IWAN AMINUDIN, M.Si PROGRAM STUDI AGRIBISNIS FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH JAKARTA 2015 ...

Description

LAPORAN PRAKTIKUM ILMU TANAMAN 8 FISIOLOGI TUMBUHAN : PERKECAMBAHAN DAN DORMANSI

DISUSUN OLEH: VONITA AMELIA SUKMADINI (11140920000012)

KELAS: AGRIBISNIS 2A

DOSEN: Dr. IWAN AMINUDIN, M.Si

PROGRAM STUDI AGRIBISNIS FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH JAKARTA 2015

KATA PENGANTAR Puji dan syukur kehadirat Allah swt., karena berkat limpahan Rahmat serta Karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan Laporan Praktikum 8 Ilmu Tanaman tentang Fisiologi Tumbuhan: Perkecambahan dan Dormansi. Laporan Praktikum ini disusun dengan tujuan untuk memenuhi persyaratan nilai tugas Ilmu Tanaman. Penulis menyampaikan terima kasih kepada Bapak Iwan Aminuddin selaku dosen pengampu mata kuliah Ilmu Tanaman. Beserta Bapak Iping Ruspendi, yang telah membimbing dan memberikan dukungan kepada penulis. Sehingga penulis dapat menyelesaikan Laporan Praktikum dengan baik dan tepat waktu. Penulis juga ingin menyampaikan terima kasih kepada semua pihak yang telah memberikan bantuan, dukungan serta motivasi dalam penyusunan Laporan Tugas Praktikum Ilmu Tanaman ini. Kritik dan saran membangun tentang Laporan Praktikum Ilmu Tanaman ini sangat penulis harapkan. Sebagai pembelajaran untuk penyusunan laporan praktikum yang lebih baik di masa yang akan datang. Semoga Laporan Praktikum ini dapat bermanfaat dan menjadi media pembelajaran ilmu pegetahuan bagi kita semua.

Jakarta, Mei 2015

Penulis

Laporan Praktikum Ilmu Tanaman: Fisiologi Tumbuhan

2

DAFTAR ISI KATA PENGANTAR …………………………………………………….. i DAFTAR ISI ……………………………………………………...………. ii DAFTAR TABEL, GAMBAR DAN LAMPIRAN ……………………… BAB I : PENDAHULUAN ……………………………………………….. 1 1.1 Latar Belakang ……………….……………………………………….. 1 1.2 Rumusan Masalah ……………………………………….……………. 2 1.3 Tujuan Praktikum ……………………………..…………………...…. 2 BAB II : TINJAUAN PUSTAKA ……………………………………..….. 3 2.1

Pertumbuhan dan Perkembangan ……………………………..…. 3

2.2

Dormansi…………………………………………………….…… 6

2.3

Imbibisi ……………………………………………………….…15

BAB III : METODE PRAKTIKUM …………………………….……….. 18 3.1 Waktu dan Tempat Pelaksanaan ……………………………………... 18 3.2 Alat dan Bahan ………………………………………………………. 18 3.3 Cara Kerja Percobaan 1: Pengaruh faktor Lingkungan terhadap perkecambahan ………….…………………………………………… 18 3.4 Cara Kerja Percobaan 2: Biji dengan Kulit Biji yang Relatif Keras … 19 BAB IV: HASIL DAN PEMBAHASAN …………………………….…. 20 4.1 Hasil Praktikum ……………………………………………………… 20 4.2 Pembahasan ………………………………………………………….. 21 BAB V : KESIMPULAN ……………………………………………… 24

Laporan Praktikum Ilmu Tanaman: Fisiologi Tumbuhan

3

DAFTAR PUSTAKA …………………………………………………… 25

DAFTAR TABEL, GAMBAR, LAMPIRAN TABEL Tabel 1.1 Hasil Pengamatan Percobaan Pertama (Kacang Hijau) ……… 20 Tabel 1.2 Hasil Pengamatan Percobaan Kedua (Biji Saga atau Trembesi). 20 GAMBAR Gambar Praktikum …………………………………………,,,,,…………26 LAMPIRAN Lampiran 1 ………………………………………………………..…….. 26

Laporan Praktikum Ilmu Tanaman: Fisiologi Tumbuhan

4

BAB I PENDAHULUAN 1.4

Latar Belakang Benih merupakan komponen penting teknologi kimiawi-biologis yang pada setiap musim tanam untuk komoditas tanaman pangan masih menjadi masalah karena produksi benih bermutu masih belum dapat mencukupi permintaan pengguna atau petani. Benih dari segi teknologi diartikan sebagai organisme mini hidup yang dalam keadaan “istirahat” atau dorman yang tersimpan dalam wahana tertentu yang digunakan sebagai penerus generasi. Dormansi adalah suatu keadaan berhenti tumbuh yang dialami organisme hidup atau bagiannya sebagai tanggapan atas suatu keadaan yang tidak mendukung pertumbuhan normal. Dengan demikian, dormansi merupakan suatu reaksi atas keadaan fisik atau lingkungan tertentu. Pemicu dormansi dapat bersifat mekanis, keadaan fisik lingkungan, atau kimiawi. Pada beberapa jenis varietas tanaman tertentu, sebagian atau seluruh benih menjadi dorman sewaktu dipanen, sehingga masalah yang sering dihadapi oleh petani atau pemakai benih adalah bagaimana cara mengatasi dormansi tersebut. Selama penyimpanan benih-benih dalam keadaan dormansi (tidur) dan perlu dilakukan perlakuan sebelum di kecambahkan. Benih dikatakan dormansi apabila benih itu sebenarnya hidup (viable) tetapi tidak berkecambah walaupun diletakkan pada keadaan lingkungan yang memenuhi syarat bagi perkecambahan dan periode dormansi ini dapat berlangsung semusim atau tahunan tergantung pada tipe dormansinya. Kondisi dormansi mungkin dibawa sejak benih masak secara fisiologis ketika masih berada pada tanaman induknya atau mungkin setelah benih tersebut terlepas dari tanaman induknya. Oleh karena itu, perlu dilakukan praktikum tentang perkecambahan dan dormansi biji. Hal ini

Laporan Praktikum Ilmu Tanaman: Fisiologi Tumbuhan

5

dilakukan untuk mengetahui bagaimana cara-cara pematahan dormansi pada biji.

1.5

Rumusan Masalah

 Apa yang dimaksud dengan dormansi biji?

 Apa saja faktor-faktor yang mempengaruhi perkecambahan biji ?  Bagaimana cara-cara pematahan dormansi biji?

1.6

Tujuan Praktikum

 Mengetahui apa yang dimaksud dengan dormansi

 Mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi perkecambahan biji  Megetahui cara-cara pematahan dormansi biji

Laporan Praktikum Ilmu Tanaman: Fisiologi Tumbuhan

6

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Pertumbuhan dan Perkembangan Tanaman

Keadaan hidup dari organisme dicirikan oleh pertambahan berat dan kekompleksannya secara sistematik. Peristiwa ini dapat dibahas dalam pengertian proses pertumbuhan dan perkembangan yang saling menjalin. Pertumbuhan, dalam arti terbatas, menunjuk pada penambahan ukuran yang tidak

dapat

dibalik,

yang

mencerminkan

pertambahan

protoplasma.

Perkembangan diartikan pada diferensiasi, suatu perubahan dalam tingkat lebioh tinggi yang menyangkut spesialisasi dan organisasi secara anatomi dan fisiologi (Harjadi, 1996).

Pertumbuhan didefinisikan sebagai peningkatan ukuran tanaman sebagai akibat adanya pembelahan dan pembesaran sel, termasuk sintesis berbagai bahan seluler dan organisasi organel-organel subseluler. Pertumbuhan merupakan proses yang tidak dapat dibalik (irreversible), dan laju pertumbuhannya dapat diukur dengan menghitung peningkatan berat segar, berat kering, volume, panjang, tinggi, atau luas area. Oleh karena ukurannya bertambah, maka bentuk tanaman pun berubah-ubah sebagaimana ditentukan oleh faktor-faktor genetiknya (Zulkarnain, 2009).

Istilah perkembangan, mengacu pada total perubahan pertumbuhan yang bertahap dan progresif baik secara kualitatif maupun kuantitatif, yang meliputi transformasi dari satu zigot menjadi tanaman dewasa yang reproduktif, fenomena ini dicirikan oleh perubahan ukuran dan berat, munculnya struktur dan fungsi baru serta hilangnya struktur dan fungsi yang lama. Perkembangan dapat dipandang sebagai suatu fenomena yang terdiri dari atas tiga proses, yang biasanya terjadi secara bersamaan, yakni pertumbuhan, diferensiasi seluler, dan morfogenesis. (Zulkarnain, 2009). Laporan Praktikum Ilmu Tanaman: Fisiologi Tumbuhan

7

Perkecambahan merupakan suatu proses dimana radikula (akar embrionik) memanjang keluar menembus kulit biji (Salibury, 1985: 4160). Di balik gejala morfologi dengan permunculan radikula tersebut, terjadi proses fisiologibiokemis yang kompleks, dikenal sebagai proses perkecambahan fisiologis.

Secara fisiologi, proses perkecambahan berlangsung dalam beberapa tahapan penting meliputi : 



Absorbsi air dan Metabolisme pemecahan materi cadangan makanan



bertumbuh



Respirasi



Transport materi hasil pemecahan dari endosperm ke embrio yang aktif

Proses-proses pembentukan kembali materi-materi baru

Pertumbuhan

Banyak faktor yang mengontrol proses perkecambahan biji, baik yang internal dan eksternal. Secara internal proses perkecambahan biji ditentukan keseimbangan antara promotor dan inhibitor perkecambahan, terutam asam giberelin (GA) dan asam absisat (ABA). Faktor eksternal yang merupkan ekologi perkecambahan meliputi air, suhu, kelembaban, cahaya dan adanya senyawa-senyawa

kimia

tertentu

yang

berperilaku

sebagai

inhibitor

perkecambahan (Mayer, 1975:46-43). Proses Perkecambahan Biji (Jann dan Amen dalam Khan, 1934) 1. Penyerapan air (1) Masuk air secara imbibisi dan osmosis (2) Kulit biji (3) Pengembangan embrio dan endosperm (4) Kulit biji pecah, radikal keluar

Laporan Praktikum Ilmu Tanaman: Fisiologi Tumbuhan

8

2. Pencernaan Merupakan proses terjadinya pemecahan zat atau 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 pada biji yaitu pati, hemiselulosa, lemak, protein: • Tidak larut dalam air atau berupa senyawa koloid • Terdapat dalam jumlah besar pada endosperm dan kotiledon • Merupakan senyawa kompleks bermolekul besar • Tidak

dapat

diangkut

(immobile)

ke

daerah

yang

memerlukan

embrionikaksis Proses pencenaan dibantu oleh enzim: •

Senyawa organik yang diproduksi oleh sel hidup

•

Berupa protein

•

Merupakan katalisator organik

•

Memiliki fungsi pokok: * Enzim Amilase merubah pati dan hemiselulosa menjadi gula * Enzim Protease merubah protein menjadi asam amino * Enzim Lipase merubah lemak menjadi asam lemak dan gliserin

•

Aktivasi enzim dilakukan oleh air setelah terjadinya imbibisi

•

Enzim yang telah diaktivasi masuk ke dalam endosperm atau kotiledon

untuk mencerna cadangan makanan

3. Pengangkutan zat makanan Hasil pencernaan diangkut dari jaringan penyimpanan makanan menuju titik-titik tumbuh pada embrionik axis, radicle dan plumulae. Biji belum punya jaringan pengangkut, sehingga pengangkutan dilakukan secara difusi atau osmosis dari satu sel hidup ke sel hidup lainnya.

Laporan Praktikum Ilmu Tanaman: Fisiologi Tumbuhan

9

4. Asimilasi Merupakan tahapan terakhir dalam penggunaan cadangan makanan. Termasuk proses pembangunan kembali, misalnya protein yang sudah dirombak menjadi asam amino disusun kembali menjadi protein baru. Tenaga atau energi berasal dari proses pernapasan.

5. Pernafasan (Respirasi) Merupakan proses perombakan makanan (karbohidrat) menjadi senyawa lebih sederhana dengan membebaskan sejumlah tenaga. Pertama kali terjadi pada embrionik axis setelah cadangan habis baru beralih ke endosperm atau kotiledon. Aktivasi respirasi tertinggi adalah pada saat radicle menembus kulit.

6. Pertumbuhan Ada dua bentuk pertumbuhan embrionik axis: 



Pembesaran sel-sel yang sudah ada Pembentukan sel-sel yang baru pada titik-titik tumbuh

2.2 Dormansi

 Definisi Dormansi 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.

Laporan Praktikum Ilmu Tanaman: Fisiologi Tumbuhan

10

Istilah yang pernah digunakan untuk menjelaskan dormansi dan yang paling lazim adalah istilah istirahat dan pasif. Lebih banyak istilah yang menyertakan kata dormansi di belakang kata keadaan (adjektif), misalnya primer, sekunder, bawaan, dan sebagainya. Secara logis menjelaskan pentingnya kesatuan istilah dan menganjurkan tiga istilah baru saja, yakni endodormansi, ekodormansi, dan paradormansi. Di laboratorium dan di bidang pertanian (bila perlu) digunakan alkohol atau pelarut lemak (yang menghilangkan bahan berlilin) yang kadang mengahalangi masuknya air atau asam pekat. Sebagai contoh, perkecambahan biji kapas dan kacangan tropika dapat sangat dipacu dengan merendam biji terlebih dahulu dengan asam sulfat selama beberapa menit sampai satu jam dan selanjutnya dibilas untuk menghilangkan asam itu (Salisbury dan Ross, 1992).  Penyebab Terjadinya Dormansi Benih Benih yang mengalami dormansi biasanya disebabkan oleh : • Rendahnya atau tidak adanya proses imbibisi air yang disebabkan oleh struktur benih (kulit benih) yang keras, sehingga mempersulit keluar masuknya air ke dalam benih. • 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, karena kulit biji yang cukup kuat sehingga menghalangi pertumbuhan embrio. Pada tanaman pangan, dormansi sering dijumpai pada benih padi, sedangkan pada sayuran dormani sering dijumpai pada benih timun putih, pare dan semangka non biji.  Tipe-tipe Dormansi Benih Ada beberapa tipe dari dormansi dan kadang-kadang lebih dari satu tipe terjadi didalam benih yang sama. Di alam, dormansi dipatahkan secara perlahan-lahan atau disuatu kejadian lingkungan yang khas. Tipe

Laporan Praktikum Ilmu Tanaman: Fisiologi Tumbuhan

11

dari kejadian lingkungan yang dapat mematahkan dormansi tergantung pada tipe dormansi. Secara umum menurut Aldrich (1984) Dormansi dikelompokkan menjadi 2 tipe yaitu : 1. Innate dormansi (dormansi primer) Dormansi primer adalah dormansi yang paling sering terjadi, terdiri dari dua sifat: • Dormansi eksogenous yaitu kondisi dimana komponen penting perkecambahan tidak tersedia bagi benih dan menyebabkan kegagalan dalam perkecambahan. Tipe dormansi tersebut berhubungan dengan sifat fisik dari kulit benih serta faktor lingkungan selama perkecambahan. • Dormansi endogenous yaitu dormansi yang disebabkan karena sifatsifat tertentu yang melekat pada benih, seperti adanya kandungan inhibitor yang berlebih pada benih, embrio benih yang rudimenter dan sensitivitas terhadap suhu dan cahaya.

2.

Induced dormansi (dormansi sekunder) Dormansi sekunder adalah sifat dormansi yang terjadi karena

dihilangkannya satu atau lebih faktor penting perkecambahan. Dormansi sekunder disini adalah benih-benih yang pada keadaan normal maupun berkecambah, tetapi apabila dikenakan pada suatu keadaan yang tidak menguntungkan selama beberapa waktu dapat menjadi kehilangan kemampuannya untuk berkecambah. Kadang-kadang dormansi sekunder ditimbulkan bila benih diberi semua kondisi yang dibutuhkan untuk berkecambah kecuali satu. Misalnya kegagalan memberikan cahaya pada benih yang membutuhkan cahaya. Diduga dormansi sekunder tersebut disebabkan oleh perubahan fisik yang terjadi pada kulit biji yang diakibatkan oleh pengeringan yang berlebihan sehingga pertukaran gas-gas pada saat imbibisi menjadi lebih terbatas.

Laporan Praktikum Ilmu Tanaman: Fisiologi Tumbuhan

12

Sedangkan menurut Sutopo (1985), Ada beberapa tipe dormansi, yaitu dormansi Fisik dan dormansi Fisiologis.

1.

Dormansi Fisik

Pada tipe dormansi ini yang menyebabkan pembatas structural terhadap perkecambahan adalah kulit biji yang keras dan kedap sehingga menjadi penghalang mekanis terhadap masuknya air atau gas pada berbagai jenis tanaman. Yang termasuk dormansi fisik adalah: a.

Impermeabilitas kulit biji terhadap air Benih-benih yang menunjukkan tipe dormansi ini disebut benih

keras contohnya seperti pada famili Leguminoceae, disini pengambilan air terhalang kulit biji yang mempunyai struktur terdiri dari lapisan selsel berupa palisade yang berdinding tebal, terutama dipermukaan paling luar dan bagian dalamnya mempunyai lapisan lilin. Di alam selain pergantian suhu tinggi dan rendah dapat menyebabkan benih retak akibat pengembangan dan pengkerutan, juga kegiatan dari bakteri dan cendawan dapat membantu memperpendek masa dormansi benih. b.

Resistensi mekanis kulit biji terhadap pertumbuhan embrio Pada tipe dormansi ini, beberapa jenis benih tetap berada dalam

keadaan dorman disebabkan kulit biji yang cukup kuat untuk menghalangi pertumbuhan embrio. Jika kulit ini dihilangkan maka embrio akan tumbuh dengan segera. Tipe dormansi ini juga umumnya dijumpai pada beberapa genera tropis seperti Pterocarpus, Terminalia, Eucalyptus, dll. (Doran, 1997). Pada tipe dormansi ini juga didapati tipe kulit biji yang biasa dilalui oleh air dan oksigen, tetapi perkembangan embrio terhalang oleh kekuatan mekanis dari kulit biji tersebut. Hambatan mekanis terhadap pertumbuhan embrio dapat diatasi dengan dua cara mengekstrasi benih dari pericarp atau kulit biji. c.

Permeabilitas yang rendah dari kulit biji terhadap gas-gas.

Laporan Praktikum Ilmu Tanaman: Fisiologi Tumbuhan

13

Pada dormansi ini, perkecambahan akan terjadi jika kulit biji dibuka atau jika tekanan oksigen di sekitar benih ditambah. Pada benih apel misalnya, suplai oksigen sangat dibatasi oleh keadaan kulit bijinya sehingga tidak cukup untuk kegiatan respirasi embrio. Keadaan ini terjadi apabila benih berimbibisi pada daerah dengan temperatur hangat. Benih kacang adalah benih sayur yang tidak kenal masa dormansinya.

2.

Dormasi fisiologis (embrio) Penyebabnya

adalah

embrio

yang

belum

sempurna

pertumbuhannya atau belum matang. Benih-benih demikian memerlukan jangka waktu tertentu agar dapat berkecambah (penyimpanan). Jangka waktu penyimpanan ini berbeda-beda dari kurun waktu beberapa hari sampai beberapa tahun tergantung jenis benih. Benih-benih ini biasanya ditempatkan pada kondisi temperatur dan kelembaban tertentu agar viabilitasnya tetap terjaga sampai embrio terbentuk sempurna dan dapat berkecambah (Schmidt, 2002).

Beberapa penyebab dormansi fisiologis adalah : a.

Immaturity Embrio Pada dormansi ini perkembangan embrionya tidak secepat jaringan

sekelilingnya sehingga perkecambahan benih-benih yang demikian perlu ditunda. Sebaiknya benih ditempatkan pada tempe-ratur dan kelembaban tertentu agar viabilitasnya tetap terjaga sampai embrionya terbentuk secara sempurna dan mampu berkecambah. b.

After ripenin

Benih yang mengalami dormansi ini memerlukan suatu jangkauan waktu simpan tertentu agar dapat berkecambah, atau dika-takan membutuhkan jangka waktu "After Ripening". After Ripening diartikan sebagai setiap perubahan pada kondisi fisiologis benih selama penyimpanan yang mengubah

benih

menjadi

mampu

berkecambah.

Laporan Praktikum Ilmu Tanaman: Fisiologi Tumbuhan

Jangka

waktu

14

penyimpanan ini berbeda-beda dari beberapa hari sampai dengan beberapa tahun, tergantung dari jenis benihnya.

c.

Dormansi Sekunder Dormansi sekunder disini adalah benih-benih yang pada keadaan

normal maupun berkecambah, tetapi apabila dikenakan pada suatu keadaan yang tidak menguntungkan selama beberapa waktu dapat menjadi kehilangan kemampuannya untuk berkecambah. Kadang-kadang dormansi sekunder ditimbulkan bila benih diberi semua kondisi yang d...