V

11

I. STRUKTUR BIJI

A. Pendahuluan1. Latar Belakang

Biji yang dihasilkan suatu tanaman dibentuk dari bunga yang dihasilkannya terlebih dahulu, dengan suatu serangkaian proses yang kita kenal dengan pengertian penyerbukan dan pembuahan serta proses pemasakan akhirnya akan dihasilkan biji. Biji merupakan suatu organisasi yang teratur, rapi dan mempunyai persediaan bahan makanan yang cukup untuk melindungi serta memperpanjang kehidupannya. Walaupun banyak hal yang terdapat pada biji, tetapi baik mengenai jumlah, bentuk maupun strukturnya, mempunyai satu fungsi dan tujuan yang sama yaitu menjamin kelangsungan hidupnya.

Tumbuhan berbiji atau yang biasa disebut dengan spermatophyta adalah tumbuhan yang melakukan perkembang biakan melalui biji. Tumbuhan spermatophyta dibagi menjadi dua macam yaitu tumbuhan biji tertutup (angiospermae) dan tumbuhan biji terbuka (gymnospermae). Tumbuhan gymnospermae tidak mempunyai bunga sejati, bakal biji pada tumbuhan gymnospermae tidak terlindungi oleh buah sehingga terdapat pada luar permukaan. Tumbuhan gymnospermaee menghasilkan dua jenis spora berlainan, megaspora membentuk gamet betina, sedangkan mikrospora menghasilkan serbuk sari. Tumbuhan biji tertutup (angiospermae) pada umumnya memiliki ciri-ciri yaitu mempunyai biji yang tidak tampak dari luar karena terbungkus oleh buah, dan memiliki bunga sejati. Jenis tumbuhan biji tertutup ini dibedakan menjadi dua kelas yaitu dikotil dan monokotil.

Struktur biji pada jagung, terdiri dari seed coat/fruit coat, endosperm, scutellum, aleuron layer, coleoptil, plumule, seminal root, radiccle, coleorhizae, embryonic axis dan embryo. Pada kedelai terdiri dari seed coat, cotyledon, hilum, plumule, radical, embryonic axis dan embryo. Pengetahuan tentang struktur biji akan memberikan pemahaman yang baik tentang perbedaan kedua struktur biji tersebut.

2. Tujuan Praktikum

Tujuan praktikum Teknologi Benih acara Sruktur Biji ini adalah untuk mengetahui struktur biji berbagai tanaman pangan, yang tergolong pada monokotil dan dikotil.B. Tinjauan PustakaBiji adalah ovule yang dewasa. Terbentuk satu atau lebih di dalam satu ovari pada legume,tapi tidak pernah lebih dari satu biji terbentuk dalam ovari pada monokotil.Setiap biji matang selalu terdiri paling kurang dua bagian,yaitu: (1).Embryo, (2).Kulit biji (Seed coat atau testa).Embryo terbentuk atau berasal dari telur yang dibuahi (zygote) dengan mengalami pembelahan sel di dalam embryo sac.Kulit biji terbentuk dari integumen (satu atau lebih) dari ovule (Indah 2010).

Biji dihasilkan oleh tumbuhan angiospermae (pembawa biji) dan gymnospermae (tumbuhan berbiji telanjang). Perbedaannya keduanya terletak pada ovary. Ovary merupakan bagian dari bunga yang berisikan ovule dengan telur (egg) atau sel seksual betina (female sex cell). Pada kelompok angiospermae, ovule serta biji dibentuk dan berkembang di dalam ovary. Sedangkan pada kelompok gymnospermae, tidak mempunyai ovary, tidak mempunyai bunga dan tidak mempunyai buah seperti biasa, tetapi mempunyai biji. Biji yang dihasilkan oleh tumbuhan gymnospermae berupa biji telanjang yang berasal dari ovule telanjang (Bhatnasar dan Bhojwani 2004).

Struktur biji berhubungan erat dengan cadangan makanan karena akumulasi cadangan makanan berhubungan erat dengan struktur biji atau tempat dimana cadangan makanan tersebut akan di simpan. Biji adalah perkembangan lebih lanjut dan ovum yang dibuahi. Derajat dari macam-macam variasi komponen dalam perkembangan biji bisa sama atau tidak, semua tergantung dengan beberapa struktur dasar yang berbeda untuk masing-masing tipe biji (Mega 2011).

Biji berisi semua yang dibutuhkannya untuk menjadi sebuah tanaman yang baru. Kulit biji yang mengelilingi embrio dan sumber makanan akan melindunginya hingga kondisi yang tepat untuk berkecambah (tumbuh : saat embrio memulai untuk tumbuh menjadi tanaman baru). Beberapa kulit biji memiliki pelindung dalam seperti kayu dan pelindung luar seperti penutup yang berair, sedangkan kulit biji yang lainnya keras dan kering. Beberapa biji ditutupi lendir (substansi yang licin) atau serat yang melindunginya. Embrio memiliki dua bagian, yaitu akar embrionik (radikula) dan tunas (plumula), beberapa ada yang memiliki satu atau lebih daun biji (kotiledon). Biji dengan satu kotiledon diproduksi oleh monokotil, dan biji dengan dua kotiledon dari dikotil (Cavendish 2000).

Umumnya, strutur yang pertama kali keluar (protrudes) dari kulit biji pada proses perkecambahan adalah radicle (embryonic root), biasanya melalui micropyle zone, kemudian diikuti oleh keluarnya plumule. Tetapi pada beberapa spesies atau dalam keadaan tertentu untuk spesies yang sama, plumule keluar lebih dahulu daripada radicle. Pada beberapa jenis biji, daerah micropyle ini masih terlihat dengan nyata sewaktu biji telah masak, umpamanya kedele, beans. Pada tahap selanjutnya, radicle bertumbuh manjadi primary root (ditambah dengan root hair padanya) dari mana keluar secondary roots (lateral or radial root). Pada beberapa tanaman, seeperti jagung (corn), dalam waktu relative bersamaan, juga keluar seminal roots yang berasal dari seminal root initial yang terletak dalam embryonic axis. Pada monocots (seperti pada jagung) kemudian dibentuk adventif roots yang keluar dari mesocotyl zone, berasal dari pericycle akar adventif yang kemudian disebut akar serabut inilah yang mempertahankan kehidupan dan meneruskan pertumbuhan selanjutnya daripada bibit atau tanaman jagung (Kamil 2002).Cadangan makanan dalam biji menunjang sporofit muda yang muncul dari biji yang berkecambah sampai mampu berfotosistesis. Sebab itu, penyimpanan cadangan makanan merupakan salah satu fungsi biji. Penyimpanan makanan dilakukan terutama di luar embrio, yakni dalam endosperm atau perisperm (Suharto 2004).

Kulit biji berbeda-beda strukturnya sehubungan dengan sifat khas biji, seperti jumlah dan tebal integument, pola jaringan pembuluh, serta parubahan dalam integument sewaktu biji menjadi masak. Seiring dengan perkembangan biji, sel parenkim dibawahnya yang terdiri atas bagian luar dan bagian dalam, serta epidermis dalam yang mengandung pigmen. Seiring dengan perkembangan biji, sel parenkim bagian luar bertambah jumlahnya serta terbentuk penebalan pada dinding tangensial dalam dan di dasar dinding radial dari sel epidermis luar. Di saat biji masak, sel epidermis luar tampak memanjang ke arah radial dan penebalan dinding dalam arah panjang sel terlihat pada semua sudut sel. Pada biji masak yang tinggal hanyalah remukan dinding yang membentuk selaput homogeny. Epidermis dalam yang berisi pigmen tetap bertahan dan membentuk tepi dalam darii testa. Beberapa Angiospermae memiliki struktur tambahan yang banyak mengandung air. Pada Gyymnospermae adanya kulit biji yang berdaging sudah umum dijumpai. Selain berfungsi melindungi, beberapa macan kulit biji tampaknya mengendalikan parkecambahan. Hal itu mungkin didasari oleh sifat impermeabel kulit biji terhadap air, oksigen, atau terhadap keduanya, Efek ini mungkin disebabkan lapisan kutikula dan penyebarannya (Siregar 2005).C. Metodologi Praktikum1. Waktu dan Tempat Praktikum

Praktikum Teknologi Benih acara Struktur Biji ini dilaksanakan di Laboratorium Ekologi Manajemen dan Produksi Tanaman (EMPT) Fakultas Pertanian Universitas Sebelas Maret Surakarta pada hari Selasa, 7 Mei 2013 pukul 10.30-13.00 WIB.2. Alat dan Bahan

a. Alat

1) Pisau atau silet

2) Kaca pembesar

b. Bahan

1) Jagung (Zea mays)2) Benih kedelai (Glicyne max) 3) Kacang tanah (Arachis hypogaea)4) Padi (Oriza sativa)3. Cara Kerja

a. Benih yang telah dipersiapkan, direndam dalam air dingin selama 2 jam

b. Menggambar struktur luar biji tersebut

c. Memotong benih secara vertical/membujur dan secara horizontal/melintang untuk semua benih

d. Menggambar benih yang dipotong tersebut dan lengkapi dengan bagian-bagiannyaD. Hasil Dan Pembahasan1. Hasil Pengamatan

Tabel 1.2Pengamatan Struktur Biji

NoKomoditasBiji UtuhBiji MelintangBiji MembujurKeterangan BijiFungsi Bagian Biji

1Komoditas : Padi Jenis Biji : Monokotil

Tipe Bibit : Hypogeal1. Kulit Biji2. Endosperm

3. Embrio1. Melindungi biji2. Cadangan makanan

3. Calon tubuhan baru

2Komoditas : Jagung

Jenis Biji : Monokotil

Tipe Bibit : Hypogeal1. Kulit Biji

2. Endosperm

3. Embrio1. Melindungi biji

2. Cadangan makanan

3. Calon tubuhan baru

3Komoditas : Kedelai

Jenis Biji : Dikotil

Tipe Bibit : Epigeal1. Kulit Biji

2. Kotiledon

3. Embrio4. Radikal

5. Plumula1. Melindungi biji

2. Cadangan makanan

3. Calon tubuhan baru4. Calon akar

5. Calon pucuk

4Komoditas : Padi

Jenis Biji : Dikotil

Tipe Bibit : Epigeal1. Kulit Biji

2. Kotiledon

3. Embrio4. Radiikal

5. Plumula1. Melindungi biji

2. Cadangan makanan

3. Calon tubuhan baru

4. Calon akar

5. Calon pucuk

Sumber : Laporan sementara2. Pembahasan

Biji adalah ovule yang dewasa. Terbentuk satu atau lebih di dalam satu ovari pada legume, tapi tidak pernah lebih dari satu biji terbentuk dalam ovari pada monokotil. Setiap biji matang selalu terdiri paling kurang dua bagian,yaitu: (1).Embryo, (2). Kulit biji (Seed coat atau testa). Embryo terbentuk atau berasal dari telur yang dibuahi (zygote) dengan mengalami pembelahan sel di dalam embryo sac. Kulit biji terbentuk dari integumen (satu atau lebih) dari ovule. Pada legume umumnya terdapat dua lapis kulit biji. Lapisan sebelah dalam tipis dan lunak,sedangkan lapisan sebelah luar tebal dan keras fungsinya sebagai lapisan proteksi terhadap suhu, penyakit dan sentuhan mekanis. Manfaat mengetahui struktur biji adalah untuk menentukan biji tersebut masuk ke dalam golongan monokotil atau dikotil.

Perbedaan biji monokotil dan dikotil adalah pada biji monokotil embrio terdiri dari kotiledon, Endosperm merupakan bagian yang besar. Selain itu, Cadangan makanan pada endosperm belum dicerna sebelum biji masak. Sedangkan pada dikotil embrio terdiri atas kotiledon, plumula, epikotil, dan radikal. Endosperm merupakan bagian yang terkecil, cadangan makanan yang terdapat pada kotiledon sudah dapat dicerna dan diserap embrio sebelum biji masak.

Biji kacang tanah (Arachis hypogea) merupakan biji dikotil dengan tipe bibit epigeal yang terdapat di dalam polong. Kulit luar (testa) bertekstur keras, berfungsi untuk melindungi biji yang berada di dalamnya. Biji terdiri atas lembaga dan keping biji, diliputi oleh kulit ari tipis (tegmen). Biji berbentuk bulat agak lonjong atau bulat dengan ujung agak datar karena berhimpitan dengan butir biji yang lain selagi di dalam polong. Warna kulit biji bervariasi yaitu merah jambu, merah, cokelat, merah tua, dan ungu.

Biji jagung (Zea mays) salah satu contoh biji monokotil dengan tipe bibit hypogeal. Pada jagung, kotiledon (skutelum) akan menyerap makanan cadangan pada endosperm. Koleoptil dan koleorhiza merupakan penutup/pelindung meristem apeksakar dan pucuk. Setelah akar muncul ke permukaan biji, koleoptil kemudian akan keluar dan akhirnya diikuti oleh munculnya daun yang sebenarnya tunas (plumula). Selain itu biji jagung mempunyai aleuron layer yang merupakan selaput tipis berfungsi sebagai pelindung biji.

Pada pengamatan struktur luar biji kedelai (Glycine max), bagian-bagian biji yang dapat diamati yaitu kulit biji (seed coat), kotiledon, dan hilum. Fungsi kulit biji pada kedelai sama dengan fungsi kulit biji pada jagung. Kotiledon juga merupakan jaringan penyimpan cadangan makanan. Cadangan makanan yang tersimpan dalam biji umumnya terdiri dari karbohidrat, lemak, protein, dan mineral. Komposisi dan persentasenya berbeda-beda tergantung pada jenis biji, misalnya biji bunga matahari kaya akan fat/lemak, biji kacang-kacangan kaya akan protein, biji padi mengandung banyak karbohidrat.

Biji padi (Oryza sativa) terdiri dari seed coat yang berfungsi sebagai cadangan makanan, glumme sebagai pengunci kulit biji, lemma untuk penutup kulit biji besar, palea yang merupakan penutup kulit biji kecil dan endosperm yang merupakan cadangan makanan. Biji padi ini merupakna biji monokotil dengan tipe bibit hypogeal.

Biji tumbuhan dikotil embrionya berbentuk memanjang melekat pada kedua kotiledon. Ketika kotiledon dibuka akan tampak hipokotil, radikula (akar embrionik), epikotil, plumula (batang dan daun embrionik). Biji monokotil memiliki sebuah kotiledon, embrionya terbungkus oleh koleorhiza, yang menutupi akar embrionik, dan koleoptil yang membungkus tunas embrionik.

Testa merupakan hasil dari pembuahan salah satu atau kedua integument. Kulit biji atau testa umumnya satu kulit keras. Satu lapisan luar tipis testa dibentuk dari integumen luar. Bagian penting yang ditunjukkan oleh adanya testa adalah berapa derajat empermeabilitasnya terhadap air dan atau gas termasuk oksigen. Sehingga itu dapat memberikan konsekuensi satu pengaruh pengaturan terhadap metabolisme dan pertumbuhan jaringan luar dan organ biji. Kulit biji beberapa tumbuhan (leguminosae), tak tertembuskan oleh air dan oksigen bila utuh. Struktur sel-sel sklerenkimnya dan komposisi dinding selnya merupakan penghalang bagi perembesan air.Embrio merupakan hasil pembuahan oosphere (ovum) olleh satu inti jantan generatif. Embrio terdiri dari embryonic axis yang dikelilingi oleh satu atau lebih kotiledone. Embryonic axis disusun oleh hipokotil dimana disana menempel kotiledon, radicle, dan plumula. Bagian ini umumnya mudah untuk dikenali dalam satu embrio dikotil tetapi sulit untuk diidentifikasi dalam banyak spesies monokotil. Satu kotiledon pada embrio ini diperluas menjadi haustorial seeperti scutellum. Bagian basal lapisan kotiledon diperpanjang ke dalam koleoptil dan hipokotil mengalami modifikasi, dalam beberapa spasies bagiannya ke dalam mesokotil. Koleorhiza merupakan dasar hipokotil yang menyelimuti endogenous radicle.

Endosperm merupakan hasil fusi antara satu inti jantan generatif dan dua inti polar untuk membentuk triploidnukleus endosperm. Selama perkembangan biji, endosperm mengelilingi embrio dan mungkin tetap sebagai satu jaringan yang relative luas sampai bijicukup berkembang baik. Endosperm berfungsi sebagai tempat penyimpanan cadangan makanan (pati, protein, dan karbohidrat).

Kotiledon (disebut juga kotil atau daun lembaga) adalah bakal daun yang terbentuk pada embrio. Kotiledon merupakan organ cadangan makanan pada biji sekelompok tumbuhan, sekaligus organ fotosintetik pertama yang dimiliki oleh tumbuhan yang baru saja berkecambah. Walaupun bagi kecambah ia berfungsi seperti daun, kotiledon tidak memiliki anatomi yang lengkap seperti daun sejati. Selain melalui kulit biji, keluar masuknya air dapat melalui mikropil. Mikropil terletak pada sekitar tengah biji dan di bawah biji. Radikula akan membentuk akar setelah proses perkecambahan. Plumula selanjutnya akan membentuk tunas.

E. Kesimpulan Dan Saran1. Kesimpulana. Struktur biji pada umumnya terdiri dari embrio yang dibungkus oleh kulit biji yang disebut testa. Di dalam biji tersimpan cadangan makanan yang tersimpan dalam lapisan endosperm, yang digunakan oleh tanaman untuk mendukung tumbuh dan berkembangnya tanaman.

b. Struktur biji pada jagung terdiri dari kulit biji, kotiledon, endosperm, mikropil dan embrio. Pada kedelai terdiri dari kulit biji, embrio, kotiledon, mikropil, radikula dan plumula.c. Kulit biji berfungsi sebagai pelindung biji. Kotiledon dan endosperm digunakan untuk cadangan makanan. Embrio sebagai calon bakal tumbuh. Radikula akan menjadi akar dan plumula akan menjadi tunas. Air diserap oleh biji melalui mikropil.2. Saran

a. Sebaiknya mahasiswa lebih dikembangkan lagi untuk dapat lebih memperluas struktur biji tidak hanya pada tanaman berbiji tertutup tetapi juga pada tanaman berbiji terbuka.

DAFTAR PUSTAKA

Bhatnasar, SP dan Bhojwani 2004. The Embryologi of Angiospermae. Vika Publishing House PVT LVD. New Delhi. Cavendish, Marshall. 2000. Exploring Life Science. Marshall Cavendish Corporation. New York.

Indah 2010. Srtuktur biji. http://www.pustakaut.ac.id. Diakses 6 Mei 2013.

Kamil, J 2002. Teknologi Benih. Angkasa. Bandung.

Mega 2011. Srtuktur biji. http://20de.wordpress.com/2011/11/30/struktur-biji/. Diakses pada 7 Mei 2013Nugroho, H, Purnomo dan Issirep S 2006. Struktur dan Perkembangan Tumbuhan. Penebar Swadaya. Jakarta.

Siregar, A. Z 2005. Comparative Anatomy and Morphology of Embryos and Seedlings of Maize, Oats, and Wheat. Jurnal Kultura Vol. 40 (2) : 77-83.Suharto, E 2004. Struktur Biji, Sifat Fisik Biji dan Karakteristiknya. Jurnal Akta Agrisia Vol. 7 (1) : 24-32. 1