• Perkecambahan Benih dapat dikaji secara :

10/9/2013
• Perkecambahan Benih dapat dikaji
secara :
- Morfologi
- Fisiologi
- Biokimiawi
- Teknologi Benih
1
10/9/2013
PERKECAMBAHAN SECARA
FISIOLOGIS
PERKECAMBAHAN SECARA
TEKNOLOGI BENIH
2
METABOLISME
PERKECAMBAHAN BENIH
10/9/2013
STRUKTUR KECAMBAH
3
10/9/2013
Metabolisme Perkecambahan
Tahap I
Proses awal
perkecambahan
(sebelum gejala
perkecambahan
nampak)
1. Imbibisi:
* Permeabilitas kulit benih
* Komposisi kimia benih
* Suhu
* Konsentrasi air
2. Reaktivasi:
* enzim
* respirasi (lintasan respirasi)
* organel sel
* sintesis RNA dan protein
3. Inisiasi pertumbuhan embrio
4. Retaknya kulit benih: munculnya
akarmenembus kulit benih
(emerge)
4
10/9/2013
Tahap II
Proses lanjut
perkecambahan
(sesudah gejala
perkecambahan
tampak diawali
dengan munculnya
akar menembus
kulit benih)
1. Perombakan cadangan
makanan
* karbohidrat
* lemak
* protein
* phytin
2. Respirasi (lintasan
respirasi)
3. Pertumbuhan kecambah
4. Peranan fitohormon
dalam metabolisme
perkecambahan
5
10/9/2013
Proses perkecambahan melalui beberapa tahap
1. Imbibisi yaitu proses penyerapan air oleh benih
sehingga kulit benih melunak dan terjadilah hidrasi
dari protoplasmi
2. Perombakan cadangan makanan di dalam
endosperm
3. Perombakan bahan-bahan cadangan makanan yang
dilakukan oleh enzym (amilase, protease, lipase)
- Karbohidrat dirombak menjadi glukosa
- Protein dirombak menjadi asam amino
- Lemak dirombak menjadi asam lemak & gliserol
4.Translokasi makanan ke titik tumbuh
Setelah penguraian bahan-bahan karbohidrat,
protein, lemak menjadi bentuk-bentuk yang
terlarut kemudian ditranslokasikan ke titik
tumbuh
5. Pembelahan dan pembesaran sel
Assimilasi dari bahan-bahan yang telah
diuraikan tadi di daerah meristematik
menghasilkan energi bagi kegiatan pembentukan
komponen dan pertumbuhan sel-sel baru
6. Munculnya radikel dan plumula
Radikel dan plumula muncul dari kulit biji
6
10/9/2013
Tipe Perkecambahan
Tipe perkecambahan ada 2 :
1. Hipogeal yaitu tipe perkecambahan dimana posisi
jaringan penyimpanan cadangan makanan
(endosperm) tidak terangkat ke atas permukaan
tanah.
Tipe ini biasanya terdapat pada tanaman
monokotil (kelapa sawait, kelapa, jagung, dll)
2. Epigeal yaitu tipe perkecambahan dimana jaringan
penyimpanan cadangan makanan (kotiledon)
terangkat ke atas permukaan tanah.
Tipe ini biasanya terdapat pada tanaman dikotil
(kakao, kopi, kacang-kacangan, dll)
PERKECAMBAHAN EPIGEAL
7
10/9/2013
PERKECAMBAHAN
HIPOGEAL
PERKECAMBAHAN
HIPOGEAL
8
10/9/2013
FAKTOR YANG MEMPENGARUHI
PERKECAMBAHAN
Air yang cukup (sufficient supply of
water)
Oksigen yang cukup (sufficient
supply of oxygen)
Suhu yang sesuai (favourable
temperature)
Cahaya
AIR (WATER)




Air untuk melunakkan kulit benih.
Air memungkinkan masuknya oksigen ke
dalam benih.
Air berguna untuk mengencerkan protoplasma
sehingga mengaktifkan bermacam-macam
fungsinya (mis. aktivasi enzim).
Air sebagai alat pengangkut larutan makanan
dari endosperm/kotiledon ke embrio.
9
10/9/2013
OKSIGEN
Komposisi udara : oksigen (± 20%),
karbondioksida (± 0,03%), dan nitrogen (±
80%).
Perkecambahan benih  proses yang
berkaitan dengan sel hidup yang
membutuhkan energi.
Pada umumnya benih berkecambah paling
baik pada konsentrasi oksigen udara.
Beberapa spesies berkecambah paling baik
pada konsentrasi oksigen di bawah
komposisi udara, mis Cynodon dactylon
atau di atas komposisi udara, mis. wortel,
bunga matahari, beberapa sereal
10
10/9/2013
Pengaruh rasio CO2/O2 terhadap
perkecambahan benih Oat
Konsentrasi CO2 Konsentrasi O2 % berkecambah
(%)
(%)
0,0
20,9
100
16,9
17,4
93
30,0
14,7
50
35,0
13,6
31
36,8
13,2
10
38,7
12,8
1
SUHU
SUHU MINIMUM
SUHU
KARDINAL
SUHU OPTIMUM
SUHU MAKSIMUM
11
10/9/2013
Suhu Kardinal
1. Suhu maksimum yaitu suhu paling tinggi
dimana benih masih mampu berkecambah.
2. Suhu optimum yaitu suhu dimana
diperoleh perkecambahan terbesar dalam
waktu paling singkat
3. Suhu minimum yaitu suhu paling rendah
dimana benih masih mampu berkecambah
Suhu kardinal beberapa jenis
tanaman
Tanaman
Jagung
Suhu min.
8 - 10
Suhu opt.
32 - 35
Suhu maks
40 - 44
Padi
10 - 12
30 - 37
40 - 42
Kedelai
8
32
40
Kapas
13
30 - 32
40
12
10/9/2013
CAHAYA
• Mekanisme pengendalian cahaya dalam
perkecambahan benih adalah sama seperti
pada
pengendalian
induksi
bunga,
pemanjangan tunas, pembentukan pigmen
pada daun dan buah tertentu, dan
perkembangan radikel pada kecambah
tertentu.
Pengaruh cahaya terhadap
perkecambahan tergantung pada
• Intensitas cahaya
• Kualitas cahaya
* 660-700 nm: cahaya merah, menstimulir
perkecambahan (optimum 670 nm).
* > 700 nm : cahaya infra merah atau far red
menghambat perkecambahan
* < 290 nm : menghambat
* 290-400 nm: tidak jelas
* 400 nm : cahaya biru, menghambat
perkecambahan
• Lama penyinaran (day length)
13
10/9/2013
• Pengaruh cahaya terhadap perkecambahan
benih  prosesnya berlangsung secara
photochemical reaction.
• Photochemical reaction terjadi karena
adanya suatu pigmen penyerap cahaya
(absorbsing pigment)  PHYTOCHROME
(Borthwick et al., 1952).
PHYTOCHROME
• Bentuk yang mempunyai absorbsi cahaya
maksimum pada 660 nm (Phytochromered/PR)
• Bentuk yang mempunyai absorbsi cahaya
maksimum pada 730 nm (Phytochrome-far
red/PFR)
14
10/9/2013
Red, 660 nm
Dormansi
PR
PFR
Far-Red, 730 nm
Bentuk tidak aktif
Berkecambah
Bentuk aktif
Gelap
Suhu tinggi
Peran fisiologis PFR
• Mempengaruhi sintesis gibberelin
• Mengaktifkan gen-gen tertentu.
• Mengubah permeabilitas membran.
• Meningkatkan aktivitas kinase
15
10/9/2013
A similar mechanism exists in lettuce (no aleurone and a dicot), but
the activating chemical is a pigment called phytochrome. This
chemical exists in two different forms: Pr and Pfr. How a lettuce seed
responds depends on how much of each of these two forms is in each
cell. Typical lettuce seed batches germinate 30-60% if placed in
darkness because at least this many seeds have enough Pfr to
stimulate germination. If, however, you put the lettuce seeds in red
light (660 nm), the red light causes all the Pr to change into Pfr. Now
85-95% of the seeds can sprout because they all have an abundance
of Pfr inside. On the other hand, if you put lettuce seeds in far-red
(730 nm) light, the far-red light causes all the Pfr to change into Pr. In
far-red light, then, all the seeds have essentially no Pfr and so very
few (0-5%) actually sprout. You carried out these experiments in lab,
so you know about this already.
16