BAB IVGERMINASI

Tinjauan PustakaGerminasi

Germinasi atau pertunasan biji adalah suatu proses yang

melibatkan metabolisme, respirasi, dan hormonal. Mula-mula, biji kering

menyerap air untuk memulai pemecahan enzimatis cadangan metabolit.

Selama germinasi, cadangan makanan (protein, lemak dan minyak)

dimetabolisme untuk memperoleh energi (ATP), juga DNA dan RNA. RNA

dibutuhkan untuk produksi enzim hidrolitik tertentu seperti amilase,

protease dan lipase. Hasil dari proses biokimia dan enzimatik ini adalah

produksi sel baru dan pembentukan jaringan baru yang mengawali

pertumbuhan dan perkembangan embryo menjadi kecambah (Acquaah,

2001).

Skarifikasi adalah salah satu mekanisme dormansi pada biji

tanaman agar biji cepat mengalami perkecambahan. Skarifikasi dapat

dilakuan dengan berbagai cara seperti dengan perlakuan fisis, mekanis,

maupun kimiawi. Biji diamplas agar kulitnya sedikit terkikis sehingga air

mudah masuk. Teknik yang umum dilakukan yaitu skarifikasi atau

deoperkulasi dengan kertas amplas tepat pada bagian titik tumbuh sampai

terlihat bagian embrionya (Bewley et al.,1994). Sutopo (2004),

menambahkan bahwa skarifikasi secara mekanik bertujuan untuk

melunakkan kulit biji yang keras

Proses biokimia awal yang terjadi saat germinasi adalah

peningkatan respirasi. Tahap ini dimulai dengan penyerapan air dan

rehidrasi jaringan biji dalam proses imbibisi. Selanjutnya diikuti oleh

pelepasan enzim hidrolitik yang mencerna dan memindahkan cadangan

makanan (Hopkins, 1997). Germinasi diawali dengan penyerapan air oleh

biji (imbibisi) dan berakhir dengan mulainya proses elongasi oleh axis

embrionik, biasanya adalah radikula. Germinasi meliputi beberapa

77

tahapan, yaitu hidrasi protein, perubahan struktur subseluler, respirasi,

sintesis makromolekul, dan elongasi sel. Biji yang tidak mengalami

germinasi disebut quiescent. Biji quiescent adalah organ yang mati, pada

umumnya mengandung nutrisi yang rendah (5 sampai 15%) dengan

aktivitas metabolic hampir tidak terjadi. Agar terjadi germinasi, biji

quiescent umumnya hanya membutuhkan di hidrasi di bawah kondisi yang

memungkinkan terjadi metabolism, yaitu temperature yang cocok dan

adanya oksigen (Bewley, 1994).

Menurut Sutopo (2004), proses perkecambahan benih terdiri dari

beberapa tahap. Tahap pertama suatu perkecambahan benih dimulai dari

proses penyerapan air benih, melunaknya kulit benih dan penambahan air

pada protoplasma sehingga menjadi encer. Tahap kedua dimulai dengan

kegiatan-kegiatan sel dan enzim serta naiknya tingkat respirasi benih yang

mengakibatkan pembelahan sel dan penembusan kulit biji oleh radikel.

Tahap ketiga merupakan tahap dimana terjadi penguraian bahan-bahan

seperti karbohidrat, protein, dan lemak menjadi bentuk yang melarut dan

ditranslokasikan ke titik-titik tumbuh. Tahap keempat adalah asimilasi dari

bahan-bahan yang telah diuraikan di daerah meristematik untuk

menghasilkan energi bagi kegiatan pembentukan komponen dan

pertumbuhan sel baru. Tahap kelima adalah pertumbuhan dari kecambah

melalui proses pembelahan, pembesaran dan pembelahan sel-sel pada

titik tumbuh.

Dormansi juga menyediakan untuk distribusi pada germinasi dari

ketergantungan kerusakan dormasi pada beberapa fakor lingkungan yang

mempunyai waktu distribusi sendiri. Contohnya biji biasanya dibebeaskan

dari dormansi dengan cara didinginkan, terkadang untuk beberapa minggu

atau bulan pada temperature 1 sampai 5°C. Sejak temperature serupa

hanya ditemukan saat musim dingin, biji yang tergantung pada kerusakan

dormansi harus menunggu musim dingin sebelum mereka dapat ber

germinasi (Bewley, 1994).

78

Metode GerminasiPerkecambahan biji terjadi dalam lima tahap. Tahap pertama

dimulai dengan penyerapan air oleh biji. Biji mulai lunak dan terjadi hidrasi

dari protoplasma. Tahap kedua dimulai dengan kegiatan-kegiatan sel dan

enzim-enzim serta naiknya tingkat respirasi biji. Tahap ketiga adalah

tahap penguraian bahan-bahan seperti karbohidrat, lemak, dan protein

menjadi bentuk-bentuk terlarut dan ditranslokasikan ke titik tumbuh. Tahap

keempat merupakan asimilasi dari bahan-bahan yang telah diuraikan tadi

ke daerah meristematik untuk menghasilkan energi untuk pembentukan

komponen dan pertumbuhan sel-sel baru. Tahap kelima dalah proses

pembelahan, pembesaran, dan pembagian sel-sel pada titik tumbuh,

tahap ini merupakan tahap pertumbuhan dan perkecambahan terakhir

(Sutopo, 2004). Menurut Fisher dan Peter (1992), faktor-faktor yang

mempengaruhi perkecambahan, antara lain air, cahaya, temperatur, gas,

dan masa dormansi.

Perkecambahan tumbuhan tidak memulai kehidupan akan tetapi

meneruskan pertumbuhan dan perkembangan yang secara temporer

dihentikan ketika menjadi biji dewasa dan embrionya menjadi tidak aktif.

Beberapa biji berkecambah segera setelah biji 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 (Campbell, 2003).

79

Materi Dan Metode

MateriAlat. Alat yang digunakan dalam praktikum germinasi adalah

kapas, beaker glass, amplas, jarum, cawan petri, dan oven.

Bahan.. Bahan yang digunakan dalam praktikum germinasi adalah

biji Vigna radiata (kacang hijau), biji Sorghum bicolor (sorgum bunga

merah), kapas, dan air hangat.

MetodeMetode yang dilakukan dalam praktikum germinasi yaitu, biji

diskarifikasi dengan lima perlakuan yaitu diamplas, dilukai, perendaman

H2SO4, direndam air hangat dan dioven pada suhu 55°C. Kedua biji

ditusuk secara perlahan pada bagian permukaannya hingga ada sedikit

luka. Perlakuan pada biji yang diamplas, biji diamplas bagian

permukaannya dengan menggunakan kertas amplas hingga muncul

seperti goresan. Perlakuan pada biji yang direndam H2SO4, dimasukkan ke

dalam larutan asam sulfat selama beberapa menit. Biji yang direndam air

hangat, biji direndam di dalam air hangat yang ada dalam gelas beker.

Perlakuan pada biji yang dioven, biji dioven dalam suhu 55ºC selama 2

jam. Setelah biji diberi perlakuan kemudian diletakkan pada cawan yang

telah diberi kapas basah. Berdasarkan kelima perlakuan tersebut,

kemudian diamati pertumbuhannya selama 2 minggu. Hal-hal yang

diamati meliputi hari berkecambah dan hari keluarnya daun.

80

Hasil dan PembahasanPraktikum germinasi bertujuan untuk mengetahui proses terjadinya

germinasi dan faktor-faktor yang mempengaruhi germinasi pada biji

tanaman. Berdasarkan praktikum yang telah dilakukan diperoleh hasil

sebagai berikut

Hari berkecambah dan keluarnya daunHasil pengamatan hari berkecambah dan keluarnya daun pertama

pada biji tanaman sebagai berikut

Table 1. Hari berkecambah dan keluarnya daun

No Biji Hari Berkecambah Keluarnya daun

1

2

Kacang hijau (Vigna radiata)

Sorgum bunga merah

(Sorghum bicolor)

Hari ke-1

Hari ke-2

Hari ke-2

Hari ke-3

Berdasarkan hasil pengamatan hari berkecambah dan keluarnya

daun biji kacang hijau (Vigna radiata) lebih cepat berkecambah, yaitu

pada hari ke-1 dan keluar daun pertama pada hari ke-2. Menurut Mareza

(2009), pengaruh varietas juga menunjukkan perbedaan terhadap

kecepatan benih berkecambah. Varietas Mekogga memiliki kecepatan

berkecambah tercepat, yaitu 3,15 hari berbeda dengan verietas Batang

Piaman yaitu 3,40 hari, tetapi tidak berbeda dengan varietas IR 64, IR 42

dan Ciherang. Hal ini membuktikan bahwa masing-masing varietas

memiliki perbedaan vigor benih, karena kecepatan benih berkecambah

juga mencerminkan vigor benih.

Biji sorgum tidak perkecambahan dan tidak tumbuh daun. Wirawan

dan Wahyuni (2002) menyatakan bahwa, kecepatan benih berkecambah

juga mencerminkan vigor benih yang merupakan mutu fisiologis dari

benih. Kemampuan benih untuk berkecambah cepat sangat ditentukan

oleh peranan enzim katalitik dan sintetik. Lingkungan tumbuh untuk

tanaman sorgum adalah optimum pada ketinggian tempat kurang lebih 0

sampai 500 m dpl. Semakin tinggi tempat pertanaman akan semakin

81

memperlambat waktu berbunga dari tanaman sorgum. Temperatur yang

dibutuhkan tanaman sorgum adalah 25°C sampai 27°C adalah suhu

terbaik untuk perkecambahan biji sorgum, sedangkan untuk

pertumbuhannya perlu suhu sekitar 230C sampai 30°C dengan keasaman

tanah atau pH optimum tanah untuk pertumbuhannya sekitar 6.0 sampai

7.5 (Hanson, 2012). Menurut Sutopo (2004) perkecambahan benih dapat

dipengaruhi oleh faktor dalam yang meliputi tingkat kemasakan benih,

ukuran benih, dormansi, dan penghambat perkecambahan, serta faktor

luar yang meliputi: air, temperatur, oksigen, dan cahaya. Apabila

dibandingkan dengan literatur, hasil praktikum sudah sesuai. Tanaman

kacang hijau memang memiliki tingkat perkecambahan lebih tinggi.

Tinggi tanamanBiji kacang hijau (Vigna Radiata). Hasil pengukuran tinggi

tanaman pada biji kacang hijau sebagai berikut.

Tabel 3.1. Tinggi biji kacang hijau pada berbagai perlakuan

Hari ke- Tinggi tanaman (cm)Dilukai Diamplas Direndam

air hangatDirendam H2SO4

Dioven 55°C

2 1 1,3 1 0 03 1,2 3 1,3 0 04 2 10,8 2,5 0 06 4,2 0 4,4 0 0.58 8,8 0 8,9 0 1.210 12 0 12,4 0 2.512 24 0 24,2 0 514 34 0 34 0 7

82

Gambar 3.1 Grafik perbandingan tinggi tanaman Vigna radiata berbagai

perlakuan

Biji kacang hijau (Vigna radiata). Berdasarkan hasil pengamatan

biji kacang hijau lebih cepat tumbuh pada perlakuan direndam air hangat.

Hartman (1997) mengklasifikasikan dormansi atas dasar penyebab dan

metode yang dibutuhkan untuk mematahkannya. Adapun salah satunya

yaitu dormansi fisis dimana imbibisi atau penyerapan air terhalang oleh

lapisan biji yang impermeable. Contoh spesiesnya yaitu beberapa legume

dan myrtaceae. Metode pematahan dormansi alami yaitu dengan fluktuasi

suhu, sedangkan metode pematahan dormansi buatan yaitu dengan

skarifikasi mekanis, pemberian air panas atau bahan kimia. Menurut

Sutopo (2004), dengan metode pematahan dormansi tersebut, persentase

perkecambahan biji menigkat sebesar 90 sampai 100%.

Perlakuan skarifikasi dengan menggunakan air hangat merupakan

suatu metode perlakuan untuk biji yang memiliki kulit keras dan bersifat

impermeable agar cepat berkecambah. Konsentrasi asam yang biasanya

digunakan adalah 95%. Perlakuan ini dapat dilakukan selama 5 sampai 10

menit. Perlakuan ini diharapkan biji yang memiliki struktur kulit keras dapat

lunak sehingga air dan zat lain yang berguna untuk proses

83

perkecambahan dapat masuk ke dalam biji (Hamiliton and James, 2008). Biji sorgum bunga merah (Sorghum bicolor). Hasil pengukuran

tinggi tanaman pada biji kacang hijau sebagai berikut.

Tabel 3.2. Tinggi biji sorgum bunga merah pada berbagai perlakuan

Hari ke-Tinggi tanaman (cm)

Dilukai Diamplas Direndam air hangat

Direndam H2SO4

Dioven 55°C

2 0 0 0,1 0 03 2,5 0 0,25 0 2,54 6,7 0 0,4 0 66 0 0 1,2 0,8 08 0 0 4,3 2,7 010 0 0 5 3,6 012 0 0 5,5 4,5 014 0 0 5,6 4,6 0

Gambar 3.2 Grafik perbandingan tinggi tanaman Sorghum bicolor

berbagai perlakuan

Biji sorgum bunga merah (Sorghum bicolor). Berdasarkan

praktikum yang dilakukan, diketahui bahwa perlakuan direndam air hangat

dapat mempercepat perkecambahan biji dibandingkan dengan yang lain.

Suhu yang tinggi (pengovenan) suhu tinggi yang terlalu lama, dapat

berakibat proses perkecambahan terhambat, karena enzim mengalami

84

denaturasi (Sallisbury dan Ross, 1995). Menurut Hanson (2012),

keberhasilan perkecambahannya selain dipengaruhi oleh lingkungan

(suhu, air, cahaya, dan sebagainya) juga dipengaruhi oleh keadaan biji

(penuaan pada saat panen, penyimpanan, ukuran dan berat biji).

Menurut Bewley et al. (1994), skarifikasi adalah salah satu

mekanisme dormansi pada biji tanaman agar biji cepat mengalami

perkecambahan. Skarifikasi dapat dilakuan dengan berbagai cara seperti

dengan perlakuan fisis, mekanis, maupun kimiawi. Biji diamplas agar

kulitnya sedikit terkikis sehingga air mudah masuk. Teknik yang umum

dilakukan yaitu skarifikasi atau deoperkulasi dengan kertas amplas tepat

pada bagian titik tumbuh sampai terlihat bagian embrionya. Apabila

dibandingkan dengan literatur, perlakuan yang diberikan sudah sesuai.

Tanaman sorgum bunga merah (Sorghum bicolor) merupakan

tanaman graminae yang mampu tumbuh hingga 6 meter. Bunga sorgum

termasuk bunga sempurna dimana kedua alat kelaminnya berada di

dalam satu bunga. Daun sorgum memiliki lapisan lilin yang ada pada

lapisan epidermisnya. Adanya lapisan lilin tersebut menyebabkan

tanaman sorgum mampu bertahan pada daerah dengan kelembaban

sangat rendah (Kusuma et al., 2008).

Sorgum termasuk tanaman rumputan kekar dengan tinggi

mencapai 0,5 sampai 6 m. Batang tunggal, padat tanpa rongga, dan di

bagian tengahnya terdapat berkas-berkas pengangkut. Daun mempunyai

panjang 30 sampai 135 cm, dan lebar 1,5 sampai 15 cm. Sistem

perakaran memanjang sampai kedalaman 1,5 m ke dalam tanah, dimana

90% dari jumlah akar terletak pada kedalaman sampai 90 cm dari

permukaan tanah (Hanson, 2012).

Jumlah daunBiji kacang hijau (Vigna radiata). Hasil pengamatan jumlah daun

pada biji kacang hijau sebagai berikut.

Tabel 3.3. Jumlah daun kacang hijau

85

Hari ke-Jumlah daun

Dilukai Diamplas Direndam air hangat

Direndam H2SO4

Dioven 55°C

2 1 1 1 0 03 1 2 1 0 04 2 2 2 0 06 2 0 2 0 08 2 0 2 0 010 2 0 2 0 012 2 0 2 0 014 2 0 2 0 1

Gambar 3.3 Grafik perbandingan jumlah daun Vigna radiata berbagai

perlakuan

Biji kacang hijau (Vigna radiata). Berdasarkan pengamatan yang

dilakukan, tidak semua kecambah menghasilkan daun. Biji yang diberi

perlakuan direndam H2SO4 tidak terdapat daun, sedangkan daun paling

banyak terdapat pada perlakuan direndam air hangat. Menurut Sutopo

(2004), skarifikasi secara mekanik bertujuan untuk melunakkan kulit biji

yang keras. Biji yang direndam air hangat akan membuat biji tersebut

lunak sehingga kulitnya lembek. Hal tersebut dapat membuat air dan

udara mudah masuk.

Menurut Sutopo (2004), biji dapat berkecambah karena di

dalamnya terdapat embrio atau lembaga tumbuhan. Embrio atau lembaga

tumbuhan memiliki tiga bagian, yaitu akar lembaga atau calon akar

(radikula), daun lembaga (kotiledon) dan batang lembaga (kaulikulus).

Daun lembaga atau kotiledon merupakan daun pertama suatu tumbuhan.

Daun lembaga memiliki fungsi antara lain : sebagai tempat menimbun

makanan yang kelihatan tebal dengan bentuk umumnya cembung di satu

sisi dan rata pada sisi lainnya, sebagai alat untuk melakukan fotosintesis,

dan sebagai alat penghisap makanan untuk embrio (lembaga) yang

berupa lapisan tipis berbentuk perisai yang dinamakan skutelum pada

monokotil. Berdasarkan hasil praktikum diketahui bahwa perlakuan

dengan dilukai, direndam air hangat, dan dioven 550C sudah sesuai

86

karena tumbuhan yang telah berkecambah dan menghasilkan daun.

Biji sorgum bunga merah (Sorghum bicolor). Hasil pengamatan

jumlah daun pada biji kacang hijau sebagai berikut.

Tabel 3.4. Jumlah daun sorgum bunga merah

Hari ke-Jumlah daun

Dilukai Diamplas Direndam air hangat

Direndam H2SO4

Dioven 55°C

2 0 0 0 0 03 1 0 0 0 14 2 0 0 0 26 0 0 1 0 08 0 0 2 2 010 0 0 2 2 012 0 0 2 2 014 0 0 2 2 0

Gambar 3.4 Grafik perbandingan jumlah daun berbagai perlakuan

Biji sorgum bunga merah (Sorghum bicolor). Berdasarkan

pengamatan yang dilakukan, diperoleh data bahwa perlakuan biji yang

diamplas adalah perlakuan yang dapat tidak menghasilkan daun.

Perlakuan biji dilukai, direndam air hangat dapat tumbuh, direndam H2SO4,

dan dioven 55oC. Sorgum keluar daun pertama pada hari ke 3. Biji sorgum

berbentuk bola dan mempunyai warna yang bervariasi, dari putih, kuning

pucat, merah, cokelat, sampai cokelat tua keunguan. Keberhasilan

perkecambahannya selain dipengaruhi oleh lingkungan (suhu, air, cahaya,

dan sebagainya) juga dipengaruhi oleh keadaan biji (penuaan pada saat

panen, penyimpanan, ukuran dan berat biji) (Hanson, 2012). Berdasarkan

hasil praktikum diketahui bahwa perlakuan dilukai, direndam air hangat,

dan dioven 55°C sudah sesuai karena tumbuhan yang telah

berkecambah dan menghasilkan daun.

87

KesimpulanBerdasarkan praktikum yang dilakukan, diketahui bahwa biji kacang

hijau (Vigna radiata) lebih cepat mengalami perkecambahan dibandingkan

dengan biji sorgum bunga merah (Sorghum bicolor). Hal ini karena tingkat

perkecambahan kacang hijau lebih tinggi daripada sorgum. Perlakuan

yang paling baik dilakukan agar proses perkecambahan berlangsung

secara sempurna yaitu dengan cara direndam dengan air hangat karena

biji yang direndam air hangat akan membuat biji tersebut lunak sehingga

kulitnya menjadi lunak.

88

Daftar Pustaka

Acquaah, G., 2005, Horticulture: Principles and Practices, 3rd edition, Pearson Education Inc., London.

Anshory, A. H. 1999. Pengaruh periode konservasi dan perlakuan matriconditioning terhadap viabilitas benih kayu manis (Cinnamomum zeylanicum) Skripsi. Jurusan Budidaya Pertanian. Fakultas Pertanian. IPB.

Bewley, J. Derek, Michael Black. 1994. Seeds: Physiology of Development and Germination. Second Edition. Plenum Press, New York. Bogor.

Campbell, Jane B. 2003. Biologi. Edisi kelima-jilid 2. Erlangga. Jakarta.

Fisher N. and Petter G. 1992. Fisiologi Tanaman Tropik. Universitas Indonesia Press, Jakarta.

Hamiliton, D, and James, T. 2008. Seed Propagation of Woody Ornamentals. http://edis.ifas.ufl.edu. Diakses tanggal 17 Maret 2013.

Hartman,HT, D.E. Kester, F.T.Davies and R.L. Geneve.1997. Plant Propagation Principles and Practices. Prentice Hall. New Jersey.

Hanson, J. 2012. Petunjuk Penanaman dan Pengelolaan Rumput. www.indonesia.tropicalforages.info. Diakses tanggal 18 Maret 2013 pukul 20.35 WIB.

Hopkins, W.G., 1997, Introduction to Plant Physiology, 2nd edition, John Wiley and Sons Inc., London.

Kusuma, J., F.N. Azis, A. Hanif, Erifah I., M. Iqbal, A. Reza dan Sarno. 2008. Tugas Terstruktur Mata Kuliah Pemulihan Tanaman Terapan; Sorgum. Departemen Pendidikan Nasional, Universitas Jenderal Soedirman, Fakultas Pertanian, Purwokerto.

Mareza, Evriani, dkk. 2009. Respon Perkecambahan Lima Varietas Padi Rawa Lebak terhadap Pemberian Zat Pengatur Tumbuh 2,4D pada Fase Vegetatif di Lapangan. Akta agrosia Vol. 12 No. 2 hlm 177 – 183 Juli – Des 2009.

Purnamasari, Dyah. 2009. Pengaruh Konsentrasi Lama Perendaman dalam asam Sulfat terhadap Perkecambahan Biji Ki Hujan (Samanea saman). Jurusan Biologi Fakultas Sains dan Teknologi.

89

Universitas Islam Negeri Malang, Malang.

Sallisbury F.B and C.W .Ross,1992. Plant Physiology. Wadsworth Publishing Company Belmont, California.

Schmidt, L. 2000. Pedoman penanganan benih hutan tropis dan subtropis 2000. (terj.). Direktorat Jenderal Rehabilitasi Lahan dan Perhutanan Sosial. Departemen Kehutanan.

Setiadi, H. R. H., dan M. Munawir. 1997. Pengalaman pembuatan tanaman jati dengan plances pada awal tahun. Duta Rimba 205-206 (xx): 44-50.

Sutopo, L. 2004. Teknologi Benih. Raja Grafindo Persada: Jakarta

Wirawan B, S. Wahyuni. 2002. Memproduksi Benih Bersertifikat : Padi, Jagung, Kedelai, Kacang Tanah, dan Kacang Hijau. PT. Penebar Swadaya. Jakarta.

90