KARYA ILMIAH BIOLOGI-MATERI PERTUMBUHAN BIJI KACANG HIJAU

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

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.

B. Rumusan Masalah

1.      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. Tujuan Penelitian

1.      Untuk mengetahui dan mengamati pengaruh lamanya perendaman terhadap

pertumbuhan biji kacang hijau.

2.      Untuk mengetahui berapa waktu perendaman yang baik untuk melakukan

perkecambahan biji kacang hijau.

D. Manfaat Penelitian

Manfaat dari penelitian ini antara lain untuk mengetahui pengaruh lama

perendaman terhadap pertumbuhan biji kacang hijau.

E. Batasan Masalah

Penelitian dilakukan selama 6 hari. Mulai tanggal 30 Juli sampai tanggal 4

Agustus 2012.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

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, dinamakan kecambah (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 proses imbibisi. 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 Primer

Terjadi sebagai hasil pembelahan sel-sel jaringan meristem primer. Berlangsung pada

embrio, bagian ujung-ujung dari tumbuhan seperti akar dan batang.

2.         Pertumbuhan Sekunder

Merupakan 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.

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.

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

A. Lokasi dan Waktu Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan di ruang kelas XII IA, SMAN 1 Sejangkung. Tanggal 30 Juli

2012.

B. Populasi dan Sampel

Populasi: Biji Kacang Hijau (Phaseolus radiatus).

Sampel: 25 biji kacang hijau.

C. Variabel Penelitian

Ada tiga jenis variabel dalam penelitian ilmiah, yaitu:

1.      Variabel bebas: lama perendaman.

2.      Variabel terikat: tinggi tanaman dan jumlah daun.

3.      Variabel kontrol: faktor lingkungan.

D. Metode Penelitian

Metode penelitian yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode studi

pustaka, yaitu mempelajari teori-teori perkecambahan melalui buku-buku referensi.

Selain itu juga menggunakan metode eksperimen, yaitu metode yang dilakukan melalui

percobaan dan pengamatan untuk membandingkan pertambahan biji kacang hijau

(Phaseolus radiatus) dalam 5 gelas plastik.

E. Rancangan Penelitian

Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan 25 biji kacang hijau yang ditanam

di dalam 10 gelas plastik yang berisi kapas yang telah dibasahi. Masing-masing gelas

plastik terdapat 5 buah biji kacang hijau. Komposisi masing-masing gelas plastik adalah

sebagai berikut:

a.       Gelas plastik A: 5 biji kacang hijau tanpa direndam.

b.      Gelas plastik B: 5 biji kacang hijau direndam selama 1 jam.

c.       Gelas plastik C: 5 biji kacang hijau direndam selama 2 jam.

d.      Gelas plastik D: 5 biji kacang hijau direndam selama 4 jam.

e.       Gelas plastik E: 5 biji kacang hijau direndam selama 6 jam.

F. Alat dan Bahan

1.         Pot/gelas plastik bekas mineral 10 buah

2.         Penggaris

3.         Kapas

4.         Air

5.         Biji kacang hijau

G. Langkah Kerja

1.         Ambillah 25 biji kacang hijau dengan kondisi yang baik.

2.         Rendamlah biji kacang hijau dengan perlakuan sebagai berikut:

a.          PO (biji kacang hijau tanpa direndam, digunakan sebagai kontrol).

b.         PA (biji kacang hijau direndam selama 1 jam).

c.          PB (biji kacang hijau direndam selama 2 jam).

d.         PC (biji kacang hijau direndam selama 4 jam).

e.          PD (biji kacang hijau direndam selama 6 jam).

Catatan: Tiap perlakuan terdiri dari 2 ulangan, di mana tiap ulangan/pot berisi 5 biji

kacang hijau. Usahakan biji kacang hijau yang direndam, diambil pada saat yang sama,

yaitu ketika akan ditanam.

3.         Masukkan biji kacang hijau ke dalam pot yang telah berisi kapas yang telah

dibasahi.

4.         Letakkan pot di tempat yang sama/tidak terpisah.

5.         Lakukanlah pengukuran tinggi kecambah kacang hijau tersebut menggunakan

penggaris pada hari ke-6, kemudian tulislah hasil pengukurannya pada tabel yang telah

disediakan.

6.         Analisislah data yang telah diperoleh.

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Hasil

Tabel Pengamatan

Pengaruh Lama Perendaman terhadap Pertumbuhan Biji Kacang Hijau

Perlakua

n

Lama

Perendaman

(jam)

Tinggi Tanaman (cm)

Keterangan1 2 Rata-Rata

PO 0 20,6 cm 21 cm 20,8 cmPertumbuhan pada

biji kacang hijau

dipengaruhi oleh

air dan waktu

perendaman serta

sedikit banyaknya

kapas yang

digunakan

mempengaruhi

penyerapan air.

PA 1 19 cm 21,2 cm 20,1 cm

PB 2 18 cm 19,3 cm 18,65 cm

PC 4 18 cm 20,5 cm 19,25 cm

PD 6 20 cm 20,7 cm 20,35 cm

B. Pembahasan

Tumbuhan memerlukan air, itu sudah pasti. Jika tidak disiram maka tumbuhan

tersebut akan mati. Begitu juga dengan biji kacang hijau, dalam menanamnya

diperlukan air untuk menunjang pertumbuhannya.

Banyak faktor yang mempengaruhi pertumbuhan di antaranya adalah faktor

genetik untuk internal dan faktor eksternal terdiri dari cahaya, kelembapan, suhu, air,

dan hormon. Untuk proses perkecambahan banyak di pengaruhi oleh faktor cahaya,

hormon, dan air walaupun faktor yang lain ikut mempengaruhi.

Biji kacang hijau yang diberi air dengan teratur, dengan kata lain disini

perendamannya tidak terlalu lama dan air yang ada di dalam kapas juga tidak

berlebihan akan tumbuh lebih subur. Dan perkembangannya pun tidak selama jika biji

kacang hijau kekurangan air.

Sedangkan untuk biji kacang hijau yang tidak direndam dan air yang ada didalam

kapas hanya sedikit, biji kacang hijau akan layu dan akhirnya tidak dapat tumbuh

dengan baik selayaknya biji kacang hijau yang cukup airnya.

Untuk membedakan tanaman yang memiliki hormon yang banyak atau sedikit

kita harus mengetahui bentuk anatomi dan fisiologi pada tanaman sehingga kita lebih

mudah untuk mengetahuinya.

Selain yang disebutkan diatas, masih ada satu lagi faktor yang menyebabkan

pertumbuhan biji kacang hijau tersebut terhambat, yaitu terlalu banyaknya air. Mungkin

karena terlalu lamanya perendaman maka tumbuhan itu membusuk. Atau banyaknya

air yang ada di dalam media kapas. Jika biji kacang hijau tersebut membusuk, maka

akan mengluarkan bau yang tidak sedap.

BAB V

PENUTUP

A. Kesimpulan

Faktor eksternal yang mempengaruhi pertumbuhan biji kacang hijau adalah :

1. Air

Berfungsi untuk melunakkan kulit biji, melarutkan cadangan makanan, sarana

transportasi makanan terlarut, dan hormon ke daerah meristematik (titik tumbuh) serta

bersama dengan hormon membangun pemanjangan dan pengembangan sel.

2. Cahaya

Cahaya merupakan faktor pengendali pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan

terutama berperan dalam proses berlangsungnya fotosintesis. 

3. Suhu

Suhu berperan dalam mengontrol perkecambahan dan pertumbuhan vegetatif.

Sehubungan dengan perkecambahan proses imbibisi berlangsung lebih cepat pada

suhu yang lebih tinggi.

B. Saran

1) Sebelum biji kacang hijau direndam, pilihlah biji kacang hijau yang baik dan dengan

ukuran yang sama. Jika ukuran sampel yang pertama besar maka sampel yang lain

menyesuaikan dengan menggunakan biji kacang hijau yang ukurannya besar.

2) Saat memberi media kapas sebagai pengganti media tanah, pastikan kapas pada saat

itu tidak terlalu basah juga tidak terlalu kering. Karena jika kapas terlalu basah biji

kacang hijau akan membusuk karena terlalu banyak air yang diserap dan jika kapas

terlalu kering maka biji kacang hijau akan layu atau mungkin mati karena kekurangan

air.

3) Jangan terlalu dekat menanam biji kacang hijau, karena pertumbuhan biji kacang hijau

dapat terhambat karena terlalu dekat menanam biji kacang hijau tersebut.

4) Agar pertumbuhan biji kacang hijau cepat saat perkecambahan usahakan perendaman

biji lebih lama.

5) Selalu memantau pertumbuhan biji kacang hijau setiap harinya.