[Year]

PROGRAM STUDI AGROEKOTEKNOLOGIFAKULAS PERTANIAN

UNIVERSIAS ANDALASPADANG, 2010

2

PROSES PERKECAMBAHAN PADA PADI

(PERTUMBUHAN VEGETATIF TAHAP O)

OLEH:

KELOM POK I (SATU)

PROGRAM STUDI AGROEKOTEKNOLOGI

FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS ANDALAS

PADANG

2010

3

DAFTAR ANGGOTA KELOMPOK I

1. Joni Akbar 7. Elly Syafriani

2. Dila Febria 8. Leonardus T. S.

3. Siti Nur Aisyah 9. Syafri Wendri Fauzi

4. Khairum Rahmi 10. Sepno Fahmi

5. Hanafiah 11. Risa Afria Nurlis

6. Rifi Yanti 12. Harry Basri

4

KATA PENGANTAR

Pertama-tama puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT yang telah memberikan kesehatan kepada penulis, baik kesehatan jasmani, rohani dan material sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan makalah tentang “Proses Perkecambahan Pada Tanaman Padi (Pertumbuhan Vegetative Tahap O) ini dengan baik. Shalawat beriringan salam smoga slalu kita sampaikan kepada junjungan kita nabi besar Muhammad SAW yang telah membawa kita semua keluar dari zaman kebodohan ke zaman yang penuh dengan ilmu pengetahuan ini.

Dan tak lupa trimakasih penulis ucapkan kepada ibu Dr. Ir. Etti Swasti, MS selaku dosen yang mengasuh mata kuliah “Teknologi Produksi Tanaman Pangan Kelas C”. Trlmakasih juga kepada teman-teman, dan semua pihak yang telah banyak membantu dalam penyelesaian penulisan makalah ini. Makalah ini sengaja penulis buat sebagai salah satu tugas dalam kegiatan kuliah mata Kuliah Teknologi Produksi Tanaman Pangan Kelas C yang telah diberikan oleh ibu Dr. Ir. Etti Swasti , M.S.

Penulis menyadari bahwa penulisan makalah ini masih terdapat banyak kekurangannya, baik dari segi tulisan, penyampaian, lsi danbanyak lainnya. Untuk itu kritik dan saran yang membangun sangat penulis harapkan dari para pembaca semua. Agar kedepannya penulisan makalah ini dapat lebih baik lagi. Semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi kita semua.

Padang, 7 Maret 2010

Penulis

PENDAHULUAN

5

Perkecambahan adalah proses pengaktifan kembali aktivitas pertumbuhan embryonic axis di dalam biji yang terhenti untuk kemudian membentuk bibit. Proses perkecambahan ini terjadi setelah pembuahan berlangsung.

Tepung sari masak dari anther yang jatuh di atas stigma dalam keadaan yang menguntungkan, segera akan berkecambah pada bagian yang lunak yang disebut germ pore. Tonjolan ini kemudian dikenal sebagai pollen tube yang akan tumbuh memanjang masuk ke dalam style menuju mikropil. Di dalam pollen tube yang telah masak yang disebut mature male gametophyte terdapat dua buah sel sperma yang akan membuahi embryo sac. Salah satu sel sperma ini bersatu dengan sel telur untuk membentuk zigot yang mengalami pembelahan sel berulang kali, pembesaran dan diferensiasi sel, dan kemudian menjadi embrio. Sel sperma yang satu lagi bersatu dengan polar nuclei untuk membentuk endosperma. Kedua bagian yang disebut terakhir ini (embrio dan endosperma) bersama dengan bagian lainnya (integument) kemudian membentuk apa yang disebut biji, lengkap dengan kulitnya.

Selama proses pertumbuhan dan pemasakan biji, embryonic axis juga tumbuh. Setelah biji masak yaitu mencapai bobot kering maksimum yang bersamaan dengan masaknya buah, biji tersebut memasuki suatu periode waktu selama embryonic axis berhenti tumbuh.

Pada embrio yang sangat muda, sel-selnya hampir sama bentuk dan ukurannya, dan belum terdapat diferensiasi organ seperti pada tumbuhan dewasa. Sel-sel ini kemudian membelah diri berulang kali, ukuran sel bertambah, dan setelah beberapa waktu, kelihatanlah organ-organ permulaan yang belum sempurna seperti akar, batang, dan daun. Dengan kata lain, di sini terjadi pertumbuhan yang meliputi petambahan jumlah sel, pembesaran ukuran sel, dan diferensiasi sel menjadi jaringan.

Secara visual dan morfologis, suatu biji yang berkecambah umumnya ditandai dengan terlihatnya radikel atau plumula yang menonjol keluar dari biji. Dalam keadaan normal, semua jaringan yang kompleks dan organ yang membentuk bibit dan kemudian menjadi tumbuhan dewasa adalah yang berasal dari sel telur yang telah dibuahi. Sementara kulit biji berasal dari tumbuhan induk, dan endosperma berasal dari penyatuan antara sperma dengan polar nuclei di dalam embryo sac.

PROSES PERKECAMBAHAN PADA PADI

6

(PERTUMBUHAN VEGETATIF TAHAP O)

A. Tipe Perkecambahan Tanaman PadiTanaman padi memiliki tipe perkecambahan hipogeal dimana munculnya radikel

diikuti dengan pemanjangan plumula, hipokotil tidak memanjang ke atas permukaan tanah sedangkan kotiledon berada di dalam kulit biji di bawah permukaan tanah. Sewaktu perkecambahan pada padi, kotiledon yang di sini disebut scutellum, tetap tinggal di dalam tanah. Scutellum berfungsi sebagai organ penyerap makanan dari endosperma dan menghantarkannya kepada embryonic axis yang sedang tumbuh (food-absorbing and food-transporting organ).

Sewaktu perkecambahan, yang pertama kali keluar adalah radikel. Selanjutnya pada radikel ini keluar akar-akar cabang (lateral roots), bersama-sama dengan akar primer membentuk sistem akar primer. Sistem akar primer ini biasanya hanya berfungsi untuk sementara, dan kemudian mati. Fungsi sistem akar primer ini kemudian digantikan oleh akar-akar adventif yang keluar dari nodus batang yang pertama dan beberapa nodus di atasnya. Sistem akar adventif (akar serabut) inilah yang menjamin kehidupan tanaman teresbut selanjutnya dalam hal penyerapan air dan bahan makanan dari tanah dan sebagai alat penambat pada tanah.

B. Proses Perkecambahan Tanaman PadiProses perkecambahan benih merupakan suatu rangkaian kompleks dari perubahan-perubahan morfologi, fisiologi dan biokimia. Pada tanaman padi, tahapan dalam perkecambahannya terdiri dari:

Proses penyerapan air (imbibisi)Proses penyerapan air atau imbibisi berguna untuk melunakkan kulit biji dan menyebabkan pengembangan embrio dan endosperma. Hal ini menyebabkan pecah atau robeknya kulit biji. Selain itu, air memberikan fasilitas untuk masuknya oksigen ke dalam biji. Dinding sel yang kering hampir tidak permeabel untuk gas, tetapi apabila dinding sel di-imbibisi oleh air, maka gas akan masuk ke dalam sel secara difusi. Apabila dinding sel kulit biji dan embrio menyerap air, maka suplai oksigen meningkat kepada sel-sel hidup sehingga memungkinkan lebih aktifnya pernapasan. Sebaliknya CO2 yang dihasilkan oleh pernapasan tersebut lebih mudah mendifusi keluar.

Beberapa faktor yang mempengaruhi kecepatan penyerapan air oleh biji yaitu:Permeabilitas kulit biji

7

Konsentrasi airSuhu Tekanan hidrostatikLuas permukaan biji yang kontak dengan airDaya intermolekulerKomposisi kimia

Grafik penyerapan air oleh benih padi

Aktivasi enzimAktivasi enzim terjadi setelah benih berimbibisi dengan cukup. Enzim-enzim yang teraktivasi pada proses perkecambahan ini adalah enzim hidrolitik seperti :

α-amilase, yang merombak amylase menjadi glukosaribonuklease, yang merombak ribonukleotidaendo-β-glukanase, yang merombak senyawa glukan fosfatase, yang merombak senyawa yang mengandung Plipase, yang merombak senyawa lipidpeptidase, yang merombak senyawa protein.

Perombakan cadangan makananPada proses ini, ada dua proses yang akan terjadi yakni :

Katabolisme karbohidrat Melalui proses ini, ATP akan dihasilkan untuk keperluan perkecambahan dan pertumbuhan kecambah selanjutnya.

8

Skema proses katabolisme karbohidrat

Metabolisme lemakLemak akan dirombak oleh enzim lipase dan enzim lainnya.

Skema proses metabolisme lemak.

Inisiasi pertumbuhan embrioProses ini terjadi setelah semua proses imbibisi, aktivasi enzim, dan katabolisme cadangan makanan berjalan. Proses ini ditandai oleh :

Meningkatnya bobot kering embryonic axisMenurunnya bobot kering endosperma

Munculnya radikel Munculnya radikel adalah tanda bahwa proses perkecambahan telah sempurna. Proses ini akan diikuti oleh pemanjangan dan pembelahan sel-sel. Proses pemanjangan sel ada dua fase yakni :

Fase 1 (fase lambat) dimana pemanjangan sel tidak diikuti dengan penambahan bobot keringFase 2 (fase cepat), yang diikuti oleh penambahan bobot segar dan bobot kering.

Pemantapan kecambah

9

Kecambah mulai mantap setelah ia dapat menyerap air dan berfotosintesis (autotrof). Semula, ada masa transisi antara masih disuplai oleh cadangan makanan sampai mampu autotrof. Saat autotrof dicapai proses perkecambahan telah sempurna (makna agronomis).

C. Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Perkecambahan Tanaman Padi Faktor Internal

Faktor internal yang mempengaruhi proses perkecambahan padi adalah :Kemasakan benihBenih padi yang di panen sebelum tingkat kemasakan fisiologisnya tercapai, tidak mempunyai viabilitas tinggi. Diduga pada tingkatan tersebut benih padi belum memiliki cadangan makanan yang cukup dan juga pembentukan embrio yang belum sempurna. Ukuran benihDi dalam jaringan penyimpanannya, benih padi memiliki karbohidrat, protein, lemak dan mineral. Dimana bahan-bahan ini diperlukan sebagai bahan baku dan energi bagi embrio oada saat perkecambahan. Diduga bahwa benih yang berukuran besar dan berat mengandung cadangan makanan lebih banyak dibandingkan dengan benih yang kecil, mungkin pula embrionya lebih besar.DormansiSuatu benih dikatakan dorman apabila benih itu sebenarnya viabel (hidup) tetapi tidak mau berkecambah walaupun diletakkan pada keadaan lingkungan yang memenuhi syarat bagi perkecambahannya. Tipe dormansi pada padi adalah “after ripening”.Hormon Tidak semua hormon tumbuhan (fitohormon) bersifat mendukung proses perkecambahan. Ada beberapa fitohormon yang menghambat proses perkecambahan. Fitohormon yang berfungsi merangsang perkecambahan antara lain :

a. Auksin, yang berperan untuk : Mematahkan dormansi biji dan akan merangsang proses

perkecambahan biji. Perendaman biji dengan auksin dapat membantu menaikkan kuantitas hasil panen.

Memacu proses terbentuknya akar.b. Giberelin, yang berperan dalam mobilisasi bahan makanan selama

fase perkecambahan. Pertumbuhan embrio selama perkecambahan bergantung pada persiapan bahan makanan yang berada di dalam endosperma. Untuk keperluan kelangsungan hidup embrio maka

10

terjadilah penguraian secara enzimatik yaitu terjadi perubahan pati menjadi gula yang selanjutnya ditranslokasikan ke embrio sebagai sumber energi untuk pertumbuhannya. Peran giberelin diketahui mampu meningkatkan aktivitas enzim amilase.

c. Sitokinin, yang akan berinteraksi dengan giberelin dan auksin untuk mematahkan dormansi biji. Selain itu, sitokinin juga mampu memicu pembelahan sel dan pembentukan organ.

Fitohormon yang berfungsi sebagai penghambat perkecambahan antara lain :

a. Etilen, yang berperan menghambat transportasi auksin secara basipetal dan lateral. Adanya etilen dapat menyebabkan rendahnya konsentrasi auksin dalam jaringan. Meskipun begitu, pada tanaman padi, etilen juga mampu menstimulasi perpanjangan batang, koleoptil dan mesokotil.

b. Asam absisat (ABA), yang bersifat menghambat perkecambahan dengan menstimulasi dormansi benih. Selain itu, asam absisat akan menghambat proses pertumbuhan tunas.

Faktor EksternalAirAir salah satu syarat penting bagi berlangsungnya proses perkecambahan benih. Dua faktor penting yang mempengaruhi penyerapan air oleh benih adalah :

a. Sifat dari benih itu sendiri, terutama kulit pelindungnya.b. Jumlah air yang tersedia pada medium di sekitarnya.

Tingkat pengambilan air juga dipengaruhi oleh temperatur, temperatur yang tinggi menyebabkan meningkatnya kebutuhan akan air.

Fungsi air pada perkecambahan biji antara lain :

a. Air yang diserap oleh biji berguna untuk melunakkan kulit biji dan menyebabkan pengembangan embrio dan endosperma hingga kulit biji pecah atau robek.

b. Sebagai fasilitas masuknya oksigen ke dalam biji melalui dinding sel yang di-imbibisi oleh air sehingga gas dapat masuk ke dalam sel secara difusi.

c. Air berguna untuk mengencerkan protoplasma sehingga dapat mengaktifkan sejumlah proses fisiologis dalam embrio seperti pencernaan, pernapasan, asimilasi dan pertumbuhan. Proses-proses

11

tersebut tidak akan berjalan secara normal, apabila protoplasma tidak mengandung air yang cukup.

d. Sebagai alat transportasi larutan makanan dari endosperma kepada titik tumbuh pada embryonic axis, yang mana diperlukan untuk membentuk protoplasma baru.

TemperaturTemperatur merupakan syarat penting yang kedua bagi perkecambahan benih. Tetapi ini tidak bersifat mutlak sama seperti kebutuhan terhadap air untuk perkecambahan, dimana biji membutuhkan suatu level “hydration minimum” yang bersifat khusus untuk perkecambahan.Dalam proses perkecambahan dikenal adanya tiga titik suhu kritis yang berbeda yang akan dialami oleh benih. Dan tiga titik suhu kritis tersebut dikenal dengan istilah suhu cardinal yang terdiri atas :

a. Suhu minimum, yakni suhu terkecil di mana proses perkecambahan biji tidak akan terjadi selama periode waktu perkecambahan. Bagi kebanyakan benih tanaman, termasuk padi, kisaran suhu minimumnya antara 0 – 5oC. Jika benih berada di tempat yang bersuhu rendah seperti itu, maka kemungkinan besar benih akan gagal berkecambah atau tetap tumbuh namun dalam keadaan yang abnormal.

b. Suhu optimum, yakni suhu di mana kecepatan dan persentase biji yang berkecambah berada pada posisi tertinggi selama proses perkecambahan berlangsung. Temperatur ini merupakan temperatur yang menguntungkan bagi berlangsungnya perkecambahan benih. Suhu optimum berkisar antara 26,5 – 35oC.

c. Suhu maksimum, yakni suhu tertinggi di mana perkecambahan masih mungkin untuk berlangsung secara normal. Suhu maksimum umumnya berkisar antara 30 – 40oC. Suhu di atas maksimum biasanya mematikan biji, karena keadaan tersebut menyebabkan mesin metabolisme biji menjadi non aktif sehingga biji menjadi busuk dan mati.

OksigenFaktor oksigen berkaitan dengan proses respirasi. Pada saat perkecambahan berlangsung, proses respirasi akan meningkat disertai dengan meningkatnya pengambilan oksigen dan pelepasan karbon dioksida, air dan enersi yang berupa panas. Terbatasnya oksigen yang dapat dipakai akan mengakibatkan terhambatnya proses perkecambahan benih. Perkecambahan biji dipengaruhi oleh komposisi udara sekitarnya. Umumnya biji akan berkecambah pada kondisi udara yang mengandung 20% O2 dan 0,03% CO2.

12

Padi memiliki kemampuan untuk berkecambah pada keadaan yang kurang oksigen. Biji padi dapat berkecambah baik di tempat dengan kelembaban tinggi, bahkan bisa berkecambah 4 – 5 cm di bawah permukaan air, hanya saja yang lebih dahulu akan keluar bukan radikel melainkan plumulanya. Jadi, dapat disimpulkan bahwa padi dapat menggunakan energi lebih baik untuk perkecambahannya dari pernapasan anaerob.Cahaya Pengaruh cahaya akan berkaitan langsung dengan lama penyinaran harian matahari (fotoperiodesitas). Padi dapat berkecambah pada keadaan bercahaya ataupun gelap (tidak bercahaya).Hubungan antara pengaruh cahaya dan perkecambahan benih dikontrol oleh suatu sistem pigmen yang dikenal sebagai fitokrom, yang tersusun dari chromophore dan protein. Chromophore adalah bagian yang peka pada cahaya. Fitokrom memiliki dua bentuk yang sifatnya reversible (bolak-balik) yaitu fitokrom merah yang mengabsorbsi sinar merah dan fitokrom infra merah yang mengabsorbsi sinar infra merah. Bila pada benih yang sedang berimbibisi diberikan cahaya merah, maka fitokrom merah akan berubah menjadi fitokrom infra merah, yang mana menimbulkan reaksi yang merangsang perkecambahan. Sebaliknya bila diberikan cahaya infra merah, fitokrom infra merah akan berubah menjadi fitokrom merah yang kemudian menimbulkan reaksi yang menghambat perkecambahan. Dalam keadaan tanpa cahaya, dengan adanya oksigen dan temperatur yang rendah, proses perubahan itu akan berlangsung lambat. Pada keadaan di alam, cahaya merah mendominasi cahaya infra merah sehingga pigmen fitokrom diubah ke bentuk fitokrom infra merah yang aktif.

III. PENUTUP

Sebagai penutup dari makalah kami ini dapat kami simpulkan bahwa :

13

1. Tanaman padi merupakan salah satu tanaman yang perkecambahan digolongkan ke dalam tipe hipogeal dimana munculnya radikel diikuti dengan pemanjangan plumula, hipokotil tidak memanjang ke atas permukaan tanah sedangkan kotiledon berada di dalam kulit biji di bawah permukaan tanah.

2. Pada tanaman padi, proses perkecambahannya terdiri dari beberapa tahap yaitu imbibisi, aktivasi enzim, perombakan simpanan cadangan, inisiasi pertumbuhan embrio, pemunculan radikel, dan pemantapan kecambah.

3. Adapun faktor yang mempengaruhi perkecambahan padi ialah fakor internalnya yang terdiri dari kemasakan benih, ukuran benih, dormansi dan fitohormon, serta dipengaruhi juga oleh faktor eksternalnya yaitu air, temperatur, oksigen, dan cahaya.

REFERENSI

Sutopo, Lita. 2002. Teknologi Benih. Penerbit Raja Grafindo Persada : Jakarta.

14

Kamil, Jurnalis. 1979. Teknologi Benih 1. Angkasa Raya : Padang.

http://21ildahshiro.blogspot.com/2009/08/fisiologi-tumbuhan-pengaruh-inhibitor.html

http://www.free.vlsm.org/v12/sponsor/Sponsor-Pendamping/Praweda/Biologi/0055%20Bio%202-3b.htm

http://manaree.blogspot.com/2009/05/perkecambahan-biji-i-tujuan-1.html

http://hijauqoe.wordpress.com/2009/01/03/hormonik-hormon-tumbuh-zpt/

http://sugihsantosa.atspace.com/artikel/zpt.html

http://www.blogmieinstan.co.cc/2009/12/pertumbuhan-dan-perkembangan.html

http://www.ruralnet.or.jp/E/grp/contents.html

http://www.aboutrice.com/downloads/rice_growing.pdf