PERKECAMBAHAN OLEH: BAMBANG PUJIASMANTO

Presentasi berjudul: "PERKECAMBAHAN OLEH: BAMBANG PUJIASMANTO"— Transcript presentasi:

1 PERKECAMBAHAN OLEH: BAMBANG PUJIASMANTO
Yang harus dikuasai: Pengertian perkecambahan Syarat perkecambahan (germination requirements) Proses perkecambahan.

2 Pengertian perkecambahan (concept of germination) :
Pengertian perkecambahan tidak hanya dipakai khusus untuk biji (seed) tetapi juga bagian tumbuhan lain. Dalam proses memperbanyak diri (multiplication) secara generatif, bagian yang mengalami perkecambahan, ialah : Spora pada tumbuhan paku (pteridophyta), tumbuhan lumut (bryophyta), dan cendawan. Tepungsari (pollen grain) dan biji pada tumbuhan tingkat tinggi (spermatophyta).

3 Syarat untuk perkecambahan
Adanya air untuk melembabkan biji (sufficient supply of water) Suhu yang pantas (favourable temperature) Cukup oksigen (sufficient supply of oxygen). 3 syarat mutlak. Cahaya : untuk biji graminae dsb.

4 Air diserap biji untuk melunakan kulit biji dan pengembangan embryo dan endosperm, hingga kulit biji pecah. Air memberikan fasilitas masuknya oksigen ke dalam biji. Dinding sel diimbibisis oleh air menyebabkan gas akan masuk ke dalam sel secara diffusi.Supply oksigen meningkat kepada sel-sel hidup hingga pernapasan aktif. Sebaliknya CO2 yang dihasilkan oleh pernapasan mudah mendifusi ke luar.

5 Air berguna untuk mengencerkan protoplasma sehingga dapat mengaktifkan macam-macam fungsi.
Air berguna sebagai alat transport larutan makanan dari endosperm atau cotyledon kepada titik-titik tumbuh pada embryonic axis, untuk membentuk protoplasma baru. Selama pemasakan biji air dikurangi atau hilang dari biji (dehydration), sebaliknya pada waktu perkecambahan air kembali ke dalam biji (rehydration).

6 Besarnya kebutuhan air untuk memulai perkecambahan tergantung jenis biji. Hal ini terkait pengaruh kelembaban lingkungan terhadap aerasi biji. Misal biji sorghum dengan kadar air 8% yang ditanam dg suhu rendah (50C) terjadi penundaan keluarnya radicle, berkurangnya emergence dan produksi dibanding pada kondisi kadar air 11 – 14%. Biji padai dan clover dapat berkecambah pada kondisi suplai oksigen yang rendah (di bawah permukaan air).

7 Biji bayam peka terhadap kelembaban, mudah terisi air tidak berkecambah karena kurang oksigen (reduced airation). Berapa besar rehydration yang diperlukan untuk mulai aktivitas pertumbuhan embryonic axis (berkecambah) tidak dapat ditentukan dengan tepat, tetapi tergantung terutama pada species, tingkat kemasakan biji dan pengeringan. Pada umumnya diperlukan kadar air biji sekitar 30 – 55% agar biji berkecambah.

8 Pada tanaman serealia: padi, gandum, jagung, sorghum, oats, barley diperlukan kadar air biji 30 – 35 of germination: %, gula beet 31%, jarak (castor bean) 32-36% untuk dapat dimulai perkecambahan. Biji kacang tanah, kedelai, kapas diperlukan kadar air: %. Titik kritis perkecambahan (critical point for germination):, kondisi kadar air biji, biji mulai dapat berkecambah.

9 Pada gudang atau wadah penyimpanan , RH 100%, biji kering angin 8 – 14% yang disimpan di dalamnya tidak pernah mencapai kadar air %, biji akan mati sebelum berkecambah. Juga biji masak (mature seed) yang masih melekat di pohon, tidak akan berkecambah walaupun kadar air udara relatif 100%. Yang diperlukan biji untuk rehydratation ialah air berupa cairan (liquid). Masuknya air ke dalam biji: diffusi, osmose, imbibisi.

10 Suhu Salah satu syarat perkecambahan biji ialah suhu yang pantas (favorable temperature). Bermacam-macam jenis mempunyi tiga titik (suhu) kritis yang betbeda-beda, disebut suhu (titik) kardinal atau cardinal points temperatures, yang berkaitan dengan perkecambahannya, ialah: Suhu minimum (minimum temperature) Suhu minimum ialah suhu di bawah mana proses perkecambahan biji tidak akan terjadi selama periode waktu perkecambahan.

11 Tidak mudah menentukan suhu minimum karena peneliti mengakhiri percobaannya dalam jangka waktu terbatas dan mengambil suhu terendah pada waktu perkecambahan terjadi, lalu menetapkan itu sebagai suhu minimum. 2. Suhu Maksimum (maximum temperature) Suhu di atas itu proses perkecambahan biji (visible germination) tidak akan terjadi selama periode waktu pendek atau panjang. Suhu maksimum lebih mudah ditentukan . Suhu di atas maksimum biasanya mematikan biji, karena ia menyebabkan mesin metabolisme biji non aktif sehingga biji menjadi busuk dan mati. Suhu ini disebut thermal death temperature.

12 Jika biji sedang mengadakan imbibisi diekspos kepada suhu di atas maksimum akan segera mati. Biji kering angin yang diekspos kepada suhu di atas maksimum paling kurang selama periode waktu yang diperlukan untuk perkecambahan optimum, kemudian biji dikecambahkan pada suhu di bawah maksimum, bahkan pada suhu optimum, biji tersebut tidak akan berkecambah. Aksi suhu supra-maksimal ini ialah irreversible , kecuali yang bersifat dormancy suhu tinggi. Jarang biji berkecambah di atas suhu 450C.

13 Kecepatan perkecambahan
3. Suhu optimum Suhu optimum ialah suhu pada mana kecepatan dan persentase biji yang berkecambah tertinggi pada periode waktu minimum. Kecepatan perkecambahan A B C Suhu kardinal: A. suhu minimum,B.suhu optimum,C.suhu maksimum

14 Suhu optimum terletak di antara suhu minimum dan suhu maksimum.
Ke tiga titik kardinal berbeda untuk masing-masing jenis biji, juga berbeda untuk tiap varietas di dalam species yang sama. Contoh jagung yang resisten dingin (cold resistant variety of corn) mempunyai suhu minimum lebih rendah yakni 80C dibanding varietas biasa 100C. Biji kopi dan pertumbuhan bibit yang baik terjadi jika range suhu tinggi yang sempit:260C-300C.

15 Oksigen Pernapasan/ respirasi terdai pertukaran gas. Benih berkecambah dengan baik: dalam atmosfer yang mengandung 20% O2 dan 0,03% CO2. Tekanan CO2 meningkat : daya perkecambahan menurun, karena perkecambahan lebih banyak memerlukan O2 daripada CO2. Misal biji padi kekurangan O2, daya perkecambahan menurun.

16 CAHAYA BENIH TANAMAN BUDIDAYA PADA UMUMNYA TIDAK TERPENGARUH. BENIH TETAP BERKECAMBAH WALAUPUN TIDAK ADA CAHAYA, KALAU FAKTOR YANG LAIN TERPENUHI. Bila RH tempat simpan meningkat, cahaya berpengaruh , dan cahaya hanya aktif jika benih telah menyerap air. Kepekaan maksimum dicapai sebelum peresapan air ke benih maksimum, dan kepekaan tetap ada walau benih sudah tidak meresap air.

17 Proses Perkecambahan Biji:
Imbibisi : absorbsi air melalui kulit biji dan diffusi melalui jaringan biji sehingga kulit biji menjadi lunak dn membengkak. Aktivasi enzym : pemecahan cadangan makanan, membantu transfer makanan dari kotiledon/ endosperm ke titik tumbuh, merangsang reaksi kimia, menggunakan hasil pemecahan makanan untuk mensintesis material baru.

18 3. Inisiasi pertumbuhan embrio
Sintesis material baru dicerminkan dengan peningkatan ukuran root-shoot axis (cotyledon, hypocotyl dan radikel) Cadangan makanan menurun digunakan untuk pertumbuhan root-shoot axis. Pecahnya kulit biji: selama imbibisi kulit biji menjadi membengkak selanjutnya pecah karena adanya tekanan dari dalam / internal (root axis) yang mengalami pertumbuhan dan akhirnya bibit muncul.

19 Pola perkecambahan Selama perkecambahan biji mengalami kejadian-kejadian: I. Imbibisi 1. Komponen kulit biji Imbibisi merupakan proses fisik, tak perlu energi metabolik. Mengapa air dapat masuk ke dalam biji? Karena biji mengandung protein. Protein berupa zuitter ion, menunjukkan muatan + dan -, dapat menarik molekul air yang bersifat polar, adanya muatan tinggi air dapat masuk.

20 Bukti: Biji kedelai (proteinnya tinggi) direndam dalam air, kedelai menarik air 5 kali lebih besar daripada biji jagung (proteinnya rendah). Karbohidrat ti8dak begitu menarik air, sebab strukturnya kimia tidak diberi muatan, sehingga hanya dalam keadaan pH rendah atau biji diperlakukan dengan suhu tinggi, karbohidrat menarik air.

21 2. Permeabilitas kulti biji
Daerah yang mengisap air: mikrofil dan hilum. Kulit biji bersifat impermeable, berarti selektif, mengapa demikian? Sebab hasil ionisasi dari golongan basa dan asam dari lipid membran, hingga membran menolak ion yang muatannya sama, tetapi menarik ion yang bermuatan berbeda. Molekul yang tidak diionisasi, tidak dapat masuk.

22 3. Tersedianya air. Tergantung potensi air sel yang dirupakan oleh:
Kekuatan matriks (dinding sel). Dinding sel dengan isisnya (mitokhonria, ribosom) dibungkus oleh membran, membran memiuliki muatan yang menarik molekul air dan menambah potensi air sel, sehingga air dapat masuk. Konsentrasi osmotik sel. Makin tinggi konsentrasi susunan yang larut, absorbsi sel terhadap aire makin tinggi. Tekanan turgor sel. TT sel tinggi, dalam sel air cukup, potensi sel menarik air rendah.

23 II. Aktivitas enzim t (waktu)
Fase I dan II: terjadi aktivitas enzim (fase II terjadi kenaikan respirasi, dan keluarnya substansi melalui akar, sehingga ada penurunan berat). Kenaikan air (berat basah) III II I t (waktu)

24 Aktivitas enzim pada fase II menimbulkan:
Terjadinya perombakan zat cadangan makanan Terjadinya transfer zat makanan ke titik tumbuh Merangsang reaksi kimia, menggunakan hasil perombakan untuk membentuk material baru. Misal: biji padi direndam dalam air, dihasilkan GA, GA dipindah ke aleuron, terjadi sintesis amilase, ribonuklease, endoglukonase dan phosphatase, terjadi degradasi sel endosperm, terbentuk enzim hidolitius, terbentuk ATP ase, Protease, Lipase, Peroksidase.

25 Fase III: perkecambahan sudah tampak yakni keluarnya akar menembus kulit biji dan terjadinya perpanjangan akar. KESIMPULAN: Pada perkecambahan terjadi: Imbibisi Aktivitas ensim Permulaan pertumbuhan embrio Munculnya akar.

26 Susunan kimia yang memacu perkecambahan
GA, dari 65 macam GA, 13 bentuk GA memacu perkecambahan. Yang sering GA3. GA mensubstitusi cahaya dan suhu. Cytokinin/ kinetin / sitokinetin, yang diatur: Transkripsi, bekerja sebagai pengatur ekspresi gen. Translasi, berhubungan dengan transfer RNA (t RNA). Membran permeabilitas, berhub. Phytochrom. Ethylene (C2H4), memacu perkecamb. benih; mematahkan dormansi.

27 4. Hidrogen peroksida ( H2O2 ), mempercepat perombakan zat cadangan makanan; menyediakan energi lebih cepat. Auxin (tidak dipengaruhi suhu), mempercepat perkecambahan; mematahkan dormansi. KNO3 memacu perkecambahan; mensubstitusi suhu; untuk biji tertentu menghambat perkecambahan dalam penyimpanan. Thiourea : memacu perkecambahan, substitusi cahaya dan suhu, pengganti ZPT .

28 8. Fenol Memacu perkecambahan (pada konsentrasi rendah) ; pada konsentrasi rendah berfungsi sebagai ZPT (bersifat reversible) Kadang-kadang pada konsentrasi tertentu menghambat biji tertentu, tetapi memacu biji lain.