PEMATAHAN DORMANSI

PEMATAHAN DORMANSI

ABSTRAKSI

Praktikum Fisiologi Benih acara 2 yaitu “Pematahan Dormansi” dilaksanakan pada hari Senin, 14 Oktober 2013 di Laboratorium Teknologi Benih, Jurusan Budidaya Pertanian, Fakultas Pertanian, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta. Alat yang digunakan dalam acara ini adalah pemotong kuku, pisau, sarung tangan, petridish dan alat tulis. Bahan yang dibutuhkan adalah biji semangka (Citrullus lanatus), KNO₃ pada konsentrasi 10%, air kran, dan kertas saring. Praktikum ini bertujuan Untuk mengetahui kecepatan pematahan dormansi pada biji semangka dengan menggunakan bahan kimia dan perlakuan skarifikasi. Parameter yang digunakan adalah menghitung gaya berkecambah dan indeks vigor untuk mengetahui laju perkecambahan pada biji.

I. PENDAHULUAN

A. Latar belakang

Benih dari spesies tanaman,mempunyai sifat dapat menunda perkecambahannya sampai benih tersebut menemukan kondisi lingkungan yang optimum untuk berkecambah. Akan tetapi tidak semua benih yang ditanaman dalam kondisi tumbuh optimum akan berkecambah, meskipun sebenarnya benih tidak mati. Benih hidup yang mempunyai sifat demikian disebut benih dorman.

Dormansi dapat disebabkan oleh berbagai faktor antara lain yaitu impermiabilitas kulit biji terhadap air atau gas ataupun resistensi mekanis kulit biji terhadap pertumbuhan embrio, embrio yang rudimenter, after ripening, dormansi sekunder dan bahan-bahan penghambat perkecambahan. Benih yang mengalami dormansi ini dapat distimuluskan untuk berkecambah dengan suatu perlakuan mekanis, fisis, maupun kimia.

Benih yang berkulit keras seperti mengkudu atau famili Leguminoceae umumnya memiliki sifat dormansi disebabkan karena kulit biji keras sehingga impermiabel terhadap air atau gas atau embrio tidak dapat menembus kulit biji. Kadang benih diselimuti oleh lapisan lilin sehingga pengambilan air untuk proses perkecambahan terhalang. Perlakuan fisik dengan perusakan kulit (skarifikasi) misalnya pelukaan, goresan pada kulit benih merupakan salah satu cara meningkatkan permiabilitas benih dalam air maupun bahan kimia ditujukan untuk menghilangkan senyawa penghambat perkecambahan yang terdapat dalam kulit benih.

B. Tujuan

            Untuk mengetahui kecepatan pematahan dormansi pada biji semangka dengan menggunakan bahan kimia dan perlakuan skarifikasi.

II. TINJAUAN PUSTAKA

Dormansi digambarkan sebagai peristiwa benih yang berkecambah, tidak akan berkecambah walaupun faktor lingkungan mendukung untuk terjadinya perkecambahan. Istilah dormansi mempunyai aplikasi yang luas dalam fisiologi tanaman yang mengacu pada ketidak adaan pertumbuhan di dalam bagian tanaman yang dipengaruhi faktor dalam dan luar. Dormansi pada biji merupakan salah satu penyebab gagalnya perkecambahan walaupun biji dapat menyerap air dan berada dalam temperatur dan tingkat oksigen yang baik (Edmon et al., 1957).

Biji akan berkecambah setelah mengalami masa dorman yang disebabkan berbagai faktor internal, seperti embrio masih berbentuk rudiment atau belum masak (dari segi fisiologis), kulit biji yang tahan (impermeabel), atau adanya penghambat tumbuh. Kekerasan kulit biji merupakan hambatan fisik terhadap perkembangan embrio sehingga menyebabkan embrio kurang mampu menyerap air dan oksigen serta karbon dioksida tidak dapat keluar secara baik yang berakibat proses respirasi tidak sempurna. Berbagai cara untuk memperpendek dormansi dapat dilakukan dengan meretakkan kulit biji, perendaman dalam zat kimia seperti kalium nitrat pada konsentrasi tertentu atau dengan pemanasan (Harjadi, 2002).

Kualitas benih ditentukan antara lain oleh tingkat kemasakan biji yang dalam proses perkembangannya dipengaruhi oleh tingkat kemasakan buah. Benih yang berasal dari yang masih muda, kualitasnya akan jelek karena benih akan menjadi tipis, ringan, dan keriput, serta apabila dikeringkan daya hidupnya sangat rendah. Dalam hal itu, kemungkinan embrio blum berkembang sempurna dan cadangan makanan dalam endosperma belum lengkap (Santosa, 2004).

Benih Striga asiatica memerlukan stimulasi dalam pengkondisian (pra-kondisi/pra-perawatan) dan stimulasi kimia sebelum mereka berhasil berkecambah (Vogler et al., 1996). Bahan perbanyakan yang digunakan lamtoro adalah bijinya, sebaiknya biji itu diambil dari polong yang telah tua. Daya hidup biji sungguh tinggi. Presentase daya kecambahnya dalam 8 hari mencapai 80% bila biji yang dikecambahkan itu sebelumnya direndam dalam air panas (80^oC) selama 2-3 menit. Presentase ini dapat ditingkatkan lagi dengan melakukan pengocokan air panas (Vogler et al., 1996 cit. Anonim, 2010).

Dormansi biji primer lebih umum dari dormansi biji sekunder. Dapat dalam bentuk dormansi eksogen atau endogen. Dormansi primer eksogen adalah suatu kondisi dimana input lebih penting (Misalnya: air, cahaya, dan suhu) tidak tersedia untuk benih dan perkecambahan tidak terjadi. Genetika dan faktor lingkungan juga memodifikasi ekspresi dormansi eksogen. Dormansi endogen primer juga dipengaruhi oleh banyak faktor lingkungan selama biji dalam kondisi pengembangan atau pematangan (Siregar dan Utami, 1994). Faktor eksternal perkecambahan meliputi air, suhu, kelembaban, cahaya dan adanya senyawa-senyawa kimia tertentu yang berperilaku sebagai inhibitor perkecambahan (Mayer, 1975).

Perlakuan skarifikasi digunakan untuk mematahkan dormansi biji, sedangkan skarifikasi adalah salah satu upaya perlakuan pada benih yang ditujukan untuk mematahkan dormansi. Upaya ini dapat berupa pemberian perlakuan dengan cara fisik, mekanis dan khemis (Zono, 2009). Larutan asam kuat seperti asam sulfat dengan konsentrasi pekat membuat kulit biji menjadi lunak sehingga dapat dilalui air dengan mudah (Esmaeili, 2009).

III. METODOLOGI

Praktikum fisiologi biji acara II yaitu Pengukuran Laju Respirasi Benih dilaksanakan pada hari Senin, 14 September 2013 di Laboratorium Teknologi Benih, Jurusan Budidaya Pertanian, Fakultas Pertanian, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta. Alat yang digunakan dalam acara ini adalah pemotong kuku, pisau, sarung tangan, petridish dan alat tulis. Bahan yang dibutuhkan adalah biji semangka (Citrullus lanatus), KNO₃ pada konsentrasi 10%, air kran, dan kertas saring.

Langkah kerja praktikum ini yakni  disiapkan benih semangka yang baru dipanen (setelah disortasi). Kemudian, biji semangka dicuci bersih pada air kran yang mengalir, dan digosok menggunakan abu gosok. Dipecah bagian ujung benih semangka untuk satu perlakuan (K1) dengan menggunakan pemotong kuku. Direndam benih semangka dengan larutan KNO₃ pada konsentrasi 10% selama 48 jam (K2). Pastikan semua benih terendam sempurna. Benih semangka dikecambahkan pada petridish tiap kombinasi perlakuan sebanyak 30-50 butir biji, dilakukan sebanyak 4 ulangan. Diamati vigor benih setiap hari selama 7 hari. Pengamatan daya tumbuh benih dilakukan pada umur 21 hst dan di analisis data menggunakan Uji T (T-test).

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

A.  Hasil Pengamatan

Parameter	skarifikasi	kimiawi	ket
GB	85	49,17	ns
IV	7,87	0	*

Ket:   - * (Beda nyata)

   - ns (Tidak beda nyata)

Contoh perhitungan GB =

Skarifikasi (ulangan 1) =

GB rata-rata (skarifikasi) =

Contoh perhitungan IV =

Skarifiksi (ulangan 1) =

IV rata-rata (skarifikasi) =

B.  Pembahasan

Dormansi adalah keadaan suatu biji yang tidak mau berkecambah meskipun berada pada keadaan yang mendukung utnuk berkecambah atau kondisi biji/benih yang gagal dan tidak mau berkecambah meskipun keadaan dalam serta luar biji menguntungkan untuk berkecambah dormansi ini bisa disebabkan oleh beberapa faktor, antara lain komposisi gas atau udara dan suhu yang kurang sesuai atau memadai, adanya zat penghambat, kulit biji yang keras, embrio belum dalam keadaan matang, embrio yang rudimentair, dan kulit biji yang impermeable atau sulit menyerap air. Dormansi dapat dipengaruhi faktor internal dan faktor eksternal. Faktor internal yaitu faktor yang berasal dari keadaan biji itu sendiri misalnya kulit biji yang keras sehingga menyebabkan dormansi. Sedangkan faktor eksternal yaitu faktor di luar keadaan biji yang menyebabkan dormansi, misalnya keadaan lingkungan yang berada pada suhu lingkungan tang terlalu ekstrem (suhu yang terlalu panas atau terlalu dingin). Biji yang mengalami dormansi ditandai oleh rendahnya atau tidak adanya proses imbibisi air, proses respirasi tertekan atau terlambat, dan rendahnya proses metabolisme cadangan makanan. Kondisi dormansi mungkin dibawa sejak benih masak secara fisiologi ketika masih berada pada tanaman induknya.

Ada beberapa tipe dormansi, yaitu dormansi Fisik dan dormansi Fisiologis.

1. Dormansi Fisik

Pada tipe dormansi ini yang menyebabkan pembatas struktural terhadap perkecambahan adalah kulit biji yang keras dan kedap sehingga menjadi penghalang mekanis terhadap masuknya air atau gas pada berbagai jenis tanaman. Yang termasuk dormansi fisik adalah:

a. Impermeabilitas kulit biji terhadap air

Benih-benih yang menunjukkan tipe dormansi ini disebut benih keras contohnya seperti pada famili Leguminoceae, disini pengambilan air terhalang kulit biji yang mempunyai struktur terdiri dari lapisan sel-sel berupa palisade yang berdinding tebal, terutama dipermukaan paling luar dan bagian dalamnya mempunyai lapisan lilin. Di alam selain pergantian suhu tinggi dan rendah dapat menyebabkan benih retak akibat pengembangan dan pengkerutan, juga kegiatan dari bakteri dan cendawan dapat membantu memperpendek masa dormansi benih.

b. Resistensi mekanis kulit biji terhadap pertumbuhan embrio

Pada tipe dormansi ini, beberapa jenis benih tetap berada dalam keadaan dorman disebabkan kulit biji yang cukup kuat untuk menghalangi pertumbuhan embrio. Jika kulit ini dihilangkan maka embrio akan tumbuh dengan segera. Tipe dormansi ini juga umumnya dijumpai pada beberapa genera tropis seperti Pterocarpus, Terminalia,Eucalyptus, dll ( Doran, 1997). Pada tipe dormansi ini juga didapati tipe kulit biji yang biasa dilalui oleh air dan oksigen, tetapi perkembangan embrio terhalang oleh kekuatan mekanis dari kulit biji tersebut. Hambatan mekanis terhadap pertumbuhan embrio dapat diatasi dengan dua cara mengekstrasi benih dari pericarp atau kulit biji.

c. Adanya zat penghambat

Sejumlah jenis mengandung zat-zat penghambat dalam buah atau benih yang mencegah perkecambahan. Zat penghambat yang paling sering dijumpai ditemukan dalam daging buah. Untuk itu benih tersebut harus diekstrasi dan dicuci untuk menghilangkan zat-zat penghambat.

dormansi fisiologis adalah :

a.       Immaturity Embrio

            Pada dormansi ini perkembangan embrionya tidak secepat jaringan sekelilingnya sehingga perkecambahan benih-benih yang demikian perlu ditunda. Sebaiknya benih ditempatkan pada tempe-ratur dan kelembapan tertentu agar viabilitasnya tetap terjaga sampai embrionya terbentuk secara sempurna dan mampu berkecambah.

b.    After ripening

            Benih yang mengalami dormansi ini memerlukan suatu jangkauan waktu simpan tertentu agar dapat berkecambah, atau dika-takan membutuhkan jangka waktu "After Ripening". After Ripening diartikan sebagai setiap perubahan pada kondisi fisiologis benih selama penyimpanan yang mengubah benih menjadi mampu berkecambah. Jangka waktu penyimpanan ini berbeda-beda dari beberapa hari sampai dengan beberapa tahun, tergantung dari jenis benihnya.

c. Dormansi Sekunder

            Dormansi sekunder disini adalah benih-benih yang pada keadaan normal maupun berkecambah, tetapi apabila dikenakan pada suatu keadaan yang tidak menguntungkan selama beberapa waktu dapat menjadi kehilangan kemampuannya untuk berkecambah. Kadang-kadang dormansi sekunder ditimbulkan bila benih diberi semua kondisi yang dibutuhkan untuk berkecambah kecuali satu. Misalnya kegagalan memberikan cahaya pada benih yang membutuhkan cahaya.

            Diduga dormansi sekunder tersebut disebabkan oleh perubahan fisik yang terjadi pada kulit biji yang diakibatkan oleh pengeringan yang berlebihan sehingga pertukaran gas-gas pada saat imbibisi menjadi lebih terbatas.

d. Dormansi yang disebabkan oleh hambatan metabolis pada embrio.

            Dormansi ini dapat disebabkan oleh hadirnya zat penghambat perkecambahan dalam embrio. Zat-zat penghambat perkecambahan yang diketahui terdapat pada tanaman antara lain : Ammonia, Abcisic acid, Benzoic acid, Ethylene, Alkaloid, Alkaloids Lactone (Counamin) dll

Keuntungan dari keadaan dormansi suatu biji misalnya yang disebabkan adanya penghambat dalam cairan daging buah adalah biji dapat bertahan lama sehingga dapat disimpan dalam jangka waktu yang lama. Sedangkan kerugiannya yaitu diperlukan waktu yang lama dan perlakuan khusus untuk mengecambahkan biji tersebut. Dormansi dapat dipecahkan melalui beberapa metode sesuai dengan penyebab dari dormansi biji. Tujuan dari pemecahan dormansi ini adalah untuk memecahkan masa dormansi biji sehingga biji lebih cepat berkecambah. Metode pemecahan dormansi antara lain pemberian zat kimia yang dapat mempercepat perkecambahan seperti H₂SO_4, KNO₃ dan larutan dextrose, dan metode skarifikasi pada biji yang berkulit keras. Pada praktikum pematahan dormansi dilakukan dua macam perlakuan, yaitu perlakuan mekanis pada biji berkulit keras (dengan gunting kuku), perlakuan khemis pada biji berkulit keras (dengan  KNO₃) dengan penggunaan biji berkulit keras adalah biji semangka (Citrullus lanatus). Biji semangka merupakan salah satu biji yang mempunyai kulit berbiji keras. Perlakuan mekanis diantaranya dengan dipecah bagian ujung semangka dikecambahkan. Kulit biji yang terlalu keras menyebabkan biji bersifat impermeable pada air dan gas-gas yang sangat diperlukan untuk perkecambahan. Selain itu, kulit biji yang keras menyebabkan embrio yang memiliki daya berkecambah rendah sehingga tidak dapat menyobek kulit dan berarti embrio tidak dapat keluar untuk tumbuh sebagaimana mestinya. Fungsi pemecahan pada kulit biji yang keras agar terjadi celah atau lubang untuk memudahkan air dan udara melakukan aliran yang mendorong perkecambahan dan sebagai tempat keluar embrio untuk melakukan pertumbuhan. Apabila perlakuan mekanis tidak berhasil atau gagal disebabkan oleh pemecahan bagian ujung benih yang salah karena tepi biji tidak terkelupas dan kurangnya air yang dibutuhkan oleh biji untuk berkecambah.

Dormansi yang disebabkan oleh kulit biji yang keras dapat dipecahkan melalui (a) metode skarifikasi (mekanis) misalnya pengupasan, pemecahan, pengikiran, serta pemotongan sebagian kulit; (b) perlakuan khemis seperti pemberian alkohol, H₂SO₄, dan kalium nitrat; (c) perlakuan fisis misalnya dengan perebusan atau perlakuan pada suhu tertentu. Keadaan biji yang keras menyebabkan kulit biji sulit menyerap air dan udara sehingga menghambat perkecambahan.

Dormansi yang disebabkan oleh embrio yang rudimentair dapat dipecahkan melalui penambahan khemikalia seperti larutan dextrose 5%. Embrio yang tidak sempurna misalnya terdapat pada biji melinjo (Gnetum Gnemon). Kadang–kadang biji hanya berisi endosperm tanpa atau dengan embrio kecil yang kurang berkembang. Keadaan ini tentu akan menyebabkan biji menjadi sulit untuk berkecambah.

Penggunaan bahan kimia seharusnya mempunyai keuntungan yang lebih bila dibandingkan dengan perlakuan mekanis, dengan perlakuan mekanis kurang efisien dan efektif baik dalam waktu dan tenaga terutama bila diterapkan dalam proses perkecambahan dalam jumlah besar. Disamping memberikan keuntungan, perlakukan khemis juga memberikan kerugian yaitu apabila dosisnya berlebihan dan  metode  pelaksaannya tidak cermat akan menghambat proses perkecambahan. Ini terjadi karena sifat bahan kimia yang keras dan juga karena kulit biji sangat peka terhadap pengaruh dari luar. Selain itu juga disebabkan kekurangan air untuk melakukan proses imbibisi air.

Hasil pengamatan yang dilakukan, ditampilkan dalam bentuk histogram gaya berkecambah dan grafik indeks vigor pada berbagai hari pengamatan dibawah ini. Gaya berkecambah adalah banyaknya biji yang berkecambah dari sejumlah biji murni yang dikecambahkan dinyatakan dalam persen dalam waktu tertentu. Suatu tanaman dikatakan memiliki gaya berkecambah yang baik jika persentasenya lebih dari 80%. Semakin tinggi persentase gaya berkecambahnya, maka hal tersebut akan menyatakan kualitas perkecambahan tanaman yang semakin bagus pula. Sedangkan indeks vigor atau kecepatan berkecambah adalah banyaknya biji yang berkecambah dari sejumlah biji murni yang dikecambahkan dalam waktu yang lebih pendek dari pada waktu untuk penentuan gaya berkecambah. Waktu yang diperlukan untuk menentukan kecepatan berkecambah adalah waktu dimana jumlah biji yang berkecambah paling banyak. Kecepatan berkecambah menggambarkan  apakah biji berkecambah serentak atau tidak.

Pada percobaan perlakuan khemis biji semangka (Citrullus lanatus) didapat hasil sebagai berikut:

Gambar 2.1 Histogram Gaya Berkecambah benih semangka (Citrullus lanatus) dengan berbagai perlakuan

Pada perlakuan mekanis yaitu dengan memecah bagian ujung  benih semangka (Citrullus lanatus). Biji semangka ini memiliki kulit biji yang keras sehingga bersifat impermeabel. Dengan perlakuan mekanik yaitu pemecahan bagian ujung benih sehingga sifat impermeabelnya berkurang dan zat-zat yang dibutuhkan untuk perkecambahan seperti air dan oksigen dapat terpenuhi. Berdasarkan hasil pengamatan, didapat gaya berkecambah dengan skarifikasi sebesar 85% dan perendaman bahan kimiawi 49,17%, sedangkan menurut teori gaya perkecambahan biji yang baik adalah >80%. Rendahnya gaya berkecambah biji semangka dengan perendaman bahan kimiawi ini disebabkan konsentrasi KNO₃  dan lama perendaman sehingga menimbulkan kerusakan pada benih. semakin lama benih direndam benih maka benih tidak berkecambah hal ini dapat terjadi karena benih rusak terkena zat kimia.

Grafik 2.1  Indeks Vigor Biji semangka (Citrullus lanatus) Dengan Berbagai Perlakuan

Berdasarkan grafik di atas, dapat dilihat bahwa indeks vigor biji semangka perlakuan skarifikasi meningkat pada hari ketiga, akan tetapi dengan kimiawi belum mengalami perkecambahan sampai hari ke-7. Hal ini disebabkan karena benih semangka menyerap air dan bahan kimia yang banyak, sehingga proses perkecambahan menjadi terhambat.

V. KESIMPULAN

1.    Dormansi adalah keadaan suatu biji yang tidak mau berkecambah meskipun berada pada keadaan yang mendukung untuk berkecambah.

2.    Dormansi ini bisa disebabkan oleh beberapa faktor, antara lain adanya zat penghambat, kulit biji yang keras, embrio dalam keadaan belum matang, embrio yang rudimentair, dan kulit biji yang impermeable atau sulit menyerap air.

3.    Perlakuan mekanis dan khemis yang diberikan pada biji yang berkulit keras bertujuan untuk mengurangi kekerasan kulit biji sehingga biji bersifat permeable terhadap air dan gas yang sangat diperlukan untuk perkecambahan.

4.    Berdasarkan percobaan yang dilakukan, pematahan ujung benih semangka akan mempercepat perkecambahan, akan tetapi perendaman biji dalam KNO₃ terlalu lama dapat memperlambat perkecambahan.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2010. Pertumbuhan Biji Tanaman Lamtoro. http://www.eprints.undip.ac.id. Diakses tanggal 9 November 2013.

Edmond, J. B., T. L. Senn, and F. S. Andrew. 1957. Fundamentals of Holticulture. McGraw-Hill Book Company, New York.

Esmaeili, M. 2009. Ecology of seed dormancy and germination of Carex divisa huds: effects of stratification, temperature and salinity. International Journal of Plant Production, New York.

Harjadi, Sri Setyati. 2002. Pengantar Agronomi. PT Gramedia Pustaka Utama, Jakarta.

Mayer, Lynn, 1975, Biology, Harper & Raws Publishers, New York.

Santoso. 2004. Perkecambahan dan pertumbuhan palem Jepang (Actinophloeus mochorturii) akibat perendaman dalam lumpur. Jurnal Natur Indonesia 6: 99-100.

Siregar dan N. W. Utami. 1994. Anatomi Tumbuhan Berbiji. Institut Teknologi Bandung, Bandung.

Vogler, R. K., Ejeta, G., and Butler, L. G. 1996. Inheritance of low production of Siriga germination in stimulant in sorghum. Journal of Crop Science 36: 1185-1186.