KARYA ILMIAH BIOLOGI-MATERI PERTUMBUHAN BIJI KACANG HIJAU

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. (Bagod 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 metabolisme 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. (Bagod Sudjadi, 2006) Perkecambahan adalah proses pertumbuhan embrio dan komponen-komponen biji yang memiliki kemampuan untuk tumbuh secara normal menjadi tumbuhan baru. Komponen biji tersebut adalah bagian kecambah yang terdapat di dalam biji, misalnya radikula dan plumula. Perkecambahan merupakan proses pertumbuhan dan perkembangan embrio. Hasil perkecambahan ini adalah munculnya tumbuhan kecil dari dalam biji. Proses perubahan embrio saat perkecambahan adalah plumula tumbuh dan berkembang menjadi batang, dan radikula tumbuh dan berkembang menjadi akar. 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. 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 membran 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) Proses perkecambahan dipengaruhi oleh oksigen, suhu, dan cahaya. Oksigen dipakai dalam proses oksidasi sel untuk menghasilkan energi. Perkecambahan memerlukan suhu yang tepat untuk aktivasi enzim. Perkecambahan tidak dapat berlangsung pada suhu yang tinggi, karena suhu yang tinggi dapat merusak enzim. Pertumbuhan umumnya berlangsung baik dalam keadaan gelap. Perkecambahan memerlukan hormon auksin dan hormon ini mudah mengalami kerusakan pada intensitas cahaya yang tinggi. Karena itu di tempat gelap kecambah tumbuh lebih panjang daripada di tempat terang.

A. Kacang Hijau Kacang hijau adalah sejenis tanaman budidaya dan palawija yang dikenal luas didaerah tropika. Tumbuhan yang termasuk suku polong-polongan (Fabaceae) ini memiliki banyak manfaat dalam kehidupan sehari-hari sebagai sumber bahan pangan berprotein nabati tinggi. Bagian paling bernilai ekonomi adalah bijinya. Di samping itu, panen kacang hijau ini harus dikerjakan beberapa kali. Peningkatan produksi kacang hijau dilakukan dengan cara memperbaiki kultur teknis petani, mendapatkan varietas-varietas yang produksinya tinggi dan masak serempak, serta peningkatan usaha pasca panen. Dari segi agronmis dapat dilakukan dengan tindakan pemupukan NPK dan pengaturan jumlah populasi, jarak tanam, sanitasi, pengendalian hama dan penyakit tanaman. Di dalam kacang hijau terdapat banyak kandungan gizi antara lain protein, kalsium, fosfor, vitamin B1, vitamin B2, vitamin E, zat besi, magnesium dan zat antioksidan.

B. Pertumbuhan Tanaman Pertumbuhan diartikan sebagai suatu proses pertambahan ukuran atau volume serta jumlah sel secara irreversible, atau tidak dapat kembali ke bentuk semula. Perkembangan adalah peristiwa perubahan biologis menuju kedewasaan tidak dapat dinyatakan dengan ukuran tetapi dengan perubahan bentuk tubuh (metamorfosis) dan tingkat kedewasaan. Pertumbuhan dan perkembangan merupakan dua aktifitas kehidupan yang tidak dapat dipisahkan, karena prosesnya berjalan bersamaan.Tumbuhan yang masih kecil, belum lama muncul dari biji dan masih hidup dari persediaan makanan yang terdapat di dalam biji, dinamakankecambah(plantula). Awal perkecambahan dimulai dengan berakhirnya masa dormansi. Masa dormansi adalah berhentinya pertumbuhan pada tumbuhan dikarenakan kondisi lingkungan yang tidak sesuai. Berakhirnya masa dormansi ditandai dengan dengan masuknya air ke dalam biji suatu tumbuhan, yang disebut dengan prosesimbibisi. Imbibisi terjadi karena penyerapan air akibat potensial air yang rendah pada biji yang kering. Air yang berimbibisi menyebabkan biji mengembang dan memecahkan kulit pembungkusnya dan juga memicu perubahan metabolik pada embrio yang menyebabkan biji tersebut melanjutkan pertumbuhan. Enzim-enzim akan mulai mencerna bahan-bahan yang disimpan pada endosperma atau kotiledon, dan nutrien-nutriennya dipindahkan ke bagian embrio yang sedang tumbuh.Biji dapat berkecambah karena di dalamnya terdapat embrio atau lembaga tumbuhan. Embrio atau lembaga tumbuhan mempunyai tiga bagian, yaitu akar lembaga/calon akar (radikula), daun lembaga (kotiledon), dan batang lembaga (kaulikulus). Terdapat dua macam pertumbuhan, yaitu:1. Pertumbuhan PrimerTerjadi sebagai hasil pembelahan sel-sel jaringan meristem primer. Berlangsung pada embrio, bagian ujung-ujung dari tumbuhan seperti akar dan batang.2. Pertumbuhan SekunderMerupakan aktivitas sel-sel meristem sekunder yaitu kambium dan kambium gabus. Pertumbuhan ini dijumpai dikotil, gymnospermae dan menyebabkan membesarnya ukuran diameter tumbuhan. Mula-mula kambium hanya terdapat pada ikatan pembuluh, yang disebut kambium vasic atau kambium intravaskuler. Fungsinya adalah membentuk xylem dan floem primer. Selanjutnya parenkim akar/batang yang terletak di antara ikatan pembuluh, menjadi kambium yang disebut kambium intervasis.

Faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan pada tumbuhan dibedakan atas faktor luar dan faktor dalam.1. Faktor Luar (Eksternal)a. Makanan Makanan adalah sumber energi dan sumber materi untuk menyintesis sebagai komponen sel. Nutrien yang dibutuhkan tumbuhan bukan hanya karbon dioksida dan air, tetapi juga unsur-unsur lainnya. Karbon dioksida diabsorbsi oleh daun, sedangkan air dan mineral diserap oleh akar.b. Air Tanpa air, tumbuhan tidak akan tumbuh. Air termasuk senyawa utama yang sangat dibutuhkan tumbuhan. Air berfungsi antara lain untuk fotosintesis, mengaktifkan reaksi enzimatik, menjaga kelembapan dan membantu perkecambahan biji. Tanpa air, reaksi kimia dalam sel tidak dapat berlangsung sehingga mengakibatkan tumbuhan mati.c. Suhu Suhu yang baik atau ideal yang diperlukan tumbuhan sehingga pertumbuhan dan perkembangan berlangsung baik disebut suhu optimum (10oC-38oC). Umumnya tumbuhan tidak dapat tumbuh di bawah suhu 0oC dan di atas 40oC. Keberadaan suhu ini erat hubungannya dengan kerja enzim. Jika suhu terlalu tinggi atau terlalu rendah, enzim akan rusak.d. Kelembapan Kelembapan udara memengaruhi penguapan air yang berhubungan dengan penyerapan nutrien. Penguapan air akan meningkat apabila kelembapan rendah, akibatnya tumbuhan dapat menyerap banyak nutrien.e. Cahaya Cahaya sangat dibutuhkan oleh tanaman untuk dapat melakukan fotosintesis. Jika suatu tanaman kekurangan cahaya, maka tumbuhan itu bisa tampak pucat dan warna tanaman itu kekuning-kuningan.2. Faktor Dalam (Internal)a. Gen Gen merupakan substansi hereditas dan penentu sifat individu yang terdapat di dalam kromosom. Sifat kenetik ini memengaruhi ukuran dan bentuk tumbuh tumbuhan.b. Hormon Tumbuhan (Fitohormon) Fitohormon adalah senyawa organik yang dihasilkan oleh tumbuhan, yang dalam konsentrasi rendah atau kecil dapat mengatur proses fisiologis. Adapun syarat-syarat fitohormon yaitu senyawa organik yang dihasilkan oleh tumbuhan itu sendiri; harus dapat ditranslokasikan; tempat sintesis dan kerja berbeda; dan aktif dalam konsentrasi rendah.

Kacang hijau yang berada pada gelas yang mendapatkan cahaya matahari yang cukup untuk melakukan proses fotosintesis, sehingga proses fotosintesis dapat dilaksanakan dengan baik dan daun kacang hijau pun berwarna hijau segar. Sedangkan kacang hijau yang berada pada gelas lain diletakkan di tempat gelap tanpa ada cahaya matahari. Jadi, proses fotosintesis tidak dapat berlangsung, sehingga daun kacang hijau pada gelas itu berwarna kuning pucat. Kacang hijau yang direndam lebih lama, akan lebih cepat pertumbuhannya dibandingkan dengan kacang hijau yang direndam dalam waktu lebih singkat dan tidak direndam.

B. Rumusan Masalah1. Apakah lama perendaman berpengaruh terhadap biji kacang hijau?2. Faktor-faktor apa sajakah yang mempengaruhi pertumbuhan biji kacang hijau?3. Apakah kelembapan berpengaruh terhadap pertumbuhan biji kacang hijau?

C. Hipotesis Lama perendaman akan mempengaruhi pertumbuhan kacang hijau. Kacang hijau akan tumbuh lebih cepat bila di rendam lebih lama. Dan cahaya juga mempengaruhi pertumbuhan kacang hijau. Cahaya dapat memperlambat pertumbuhan kacang hijau.