E. Faktor – faktor yang Mempengaruhi Proses Perkecambahan Benih Perkecambahan benih dapat diartikan sebagai dimulainya proses
2. Faktor Luar
Faktor luar utama yang mempengaruhi perkecambahan di antaranya : a. Air
Air memegang peranan penting dalam proses perkecambahan biji. Air adalah merupakan factor yang menetukan di dalam kehidupan
tumbuhan. Tanpa adanya air, tumbuhan tidak bias melakukan berbagai macam proses kehidupan apapun ( Kamil, 1979).
Penyerapan air oleh benih dipengaruhi oleh sifat benih itu sendiri terutama kulit pelindungnya dan jumlah air yang tersedia pada media di sekitarnya, sedangkan jumlah air yang diperlukan bervariasi tergantung kepada jenis benihnya, dan tingkat pengambilan air turut dipengaruhi oleh suhu (Sutopo, 2002). Perkembangan benih tidak akan dimulai bila air belum terserap masuk ke dalam benih hingga 30% sampai 55% (Darjadi,1972) dalam (Irwanto, 2010) dan umumnya dibutuhkan kadar air benih sekitar 30% sampai 55% (Kamil, 1979). Benih mempunyai kemampuan kecambah pada kisaran air tersedia. Pada kondisi media yang terlalu basah akan dapat menghambat aerasi dan merangsang timbulnya penyakit serta busuknya benih karena cendawan atau bakteri (Sutopo, 2002).
Menurut Kamil (1979), kira-kira 70% berat protoplasma sel hidup terdiri dari air dan fungsi air antara lain :
1) Untuk melembapkan kulit biji sehingga menjadi pecah atau robek agar terjadi pengembangan embrio dan endosperm.
2) Untuk memberikan fasilitas masuknya oksigen ke dalam biji. Dinding sel yang kering hampir tidak permeable untuk gas, tetapi apabila dinding sel di-imbilasi oleh air, maka gas akan masuk ke dalam sel secara diffusi. Apabila dinding sel kulit biji dan embryo menyerap air, maka suplai oksigen meningkat kepada sel-sel hidup sehingga memungkinkan lebih aktifnya pernafasan. Sebaliknya juga CO2 yang dihasilkan oleh pernafasan tersebut lebih mudah mendiffusi ke luar.
3) Untuk mengencerkan protoplasma sehingga dapat mengaktifkan berbagai macam fungsinya. Sebagian besar air di dalam protoplasma sel-sel embryo dan bagian hidup lainnya pada biji, hilang sewaktu biji tersebut telah mencapai masak sempurna dan lepas dari tanaman induknya semenjak saat ini aktivitas protoplasma hampir seluruhnya berhenti sampai perkecambahan dimulai. Sel-sel hidup tidak bisa aktif melaksanakan proses-proses yang normal sperti pencernaan, pernapasan, assimilasi,dan tumbuh, apabila protoplasma tidak mengandung sejumlah air yang cukup.
4) Sebagai alat transport larutan makanan dari endosperm atau cotyledon ke titik tumbuh pada embryonic axis, di daerah mana diperlukan untuk membentuk protoplasma baru. Selama periode waktu pemasakan biji, air dikurangi atau hilang dari biji, dengan kata lain terjadi peristiwa (“dehydration”). Sebaliknya untuk perkecambahan diperlukan penambahan air kembali dalam biji, maka terjadi peristiwa( “rehydration”).
Beberapa faktor yang yang mempengaruhi kecepatan penyerapan air (“rate of water absorption”) oleh biji yaitu :
1) Permeabilitas Kulit Biji atau Membran Biji
Keadaan yang paling dramatis ialah biji yang kulit bijinya (seed coat) tidak lewat air (“completely impermeable to water”), seperti biji kulit keras (hard seed) pada legumes, okra. Biji-bijian tergolong ini, tidak akan berkecambah dalam jangka periode waktu perkecambahan walaupun biji tersebut ditempatkan (dikecambahkan) pada medium perkecambahan dengan
kelembapan yang cukup. Hal ini disebabkan karena air tidak bisa masuk ke dalam biji.
2) Konsentrasi Air
Pada faktor lain sama, penyerapan atau imbisisi air oleh biji akan lebih cepat pada biji yang ditempatkan di dalam air murni dari pada biji di dalam larutan “(solution)”.
3) Suhu
Apabila air dipanaskan maka energi dipakai “(supplied)”. Sebagian energi digunakan untuk meningkatkan diffusi air. Oleh sebab itu, apabila suhu dtingkatkan maka kecepatan penyerapan juga naik sampai batas waktu tertentu, dimana tiap10oC suhu dinaikkan kecepatan penyerapan kira-kira dua kali lipat, pada waktu permulaan.
4) Tekanan Hidrostatik
Dengan masuknya air ke dalam biji, timbul tekanan hidrostatik karena meningkatnya volume air pada membran biji. Tekanan hidrostatik ini sama dengan tekanan pada air di dalam dan menyebabkan meningkatnya tekanan diffusi air. Hal ini menyebabkan naiknya kecepatan diffusi ke luar dan menurunnya kecepatan air oleh biji.
5) Luas permukaan biji yang kontak dengan air
Pada keadaan faktor lainnya sama, kecepatan penyerapan air oleh biji berbanding lurus dengan luas permukaan biji yang kontak dengan selaput air. Pada keadaan tertentu, areal (bagian)
khusus pada biji dapat menyerap air lebih cepat, umpamanya, embryo pada biji jagung.
6) Daya Intermolekuler
Daya ini merupakan suatu tenaga listrik. Apabila tenaga ini meningkat akan menyebabkan menurunnya tekanan diffuse air dan juga berarti menurunnya kecepatan penyerapan air. Tenaga ini sangat penting pada tanah. Pada tanah kering, air kurang, dan dipegang lebih kuat oleh daya Intermolekuler.
7) Species
Masing-masing species mempunyai kecepatan penyerapan air tertentu, misalnya jarak (castor bean) menyerap air lambat, sedangkan kedele (soybean) lebih cepat.
8) Tingkat kemasakan
Jagung yang dipanen pada masak susu (milk stage) menyerap air lebih cepat sampai tingkat tertentu dibandingkan dengan biji jagung yang dipanen masak atau dent stage (butir tepung lebih lunak pada biji muda).
b. Suhu
Suhu optimal adalah yang paling menguntungkan saat berlangsungnya perkecambahan benih dimana presentase perkembangan tertinggi dapat dicapai yaitu pada kisaran suhu antara 26.5 sd 35°C (Sutopo, 2002). Suhu juga mempengaruhi kecepatan proses permulaan perkecambahan dan ditentukan oleh berbagai sifat lain yaitu sifat dormansi benih, cahaya dan zat tumbuh gibberallin. Bermacam -macam jenis biji mempunyai titik (suhu) kritis yang
berbeda-beda disebut suhu cardinal atau cardinal temperatures yang berkaitan dengan perkecambahannya yaitu:
a) Suhu Minimum
Suhu minimum adalah suhu di bawah mana proses perkecambahan biji (perkecambahan dapat dilihat) tidak akan terjadi selama periode waktu perkecambahan.
Tidak mudah menentukan suhu minimum perkecambahan ini karena umumnya si peneliti mengakhiri percobaanya dalam waktu terbata dan mengambil suatu suhu terendah dimana perkecambahan (pertumbuhan) terjadi, kemudian menetapkan itulah suhu minimum, sehingga tergantung pada kesabaran si peniliti. Sedangkan mungkin saja terjadi percambahan suatu jenis biji, walaupun lambat, pada suhu di atas titik beku, bahkan pernah mencatat ada biji berkecambah di atas lapisan es.
b) Suhu Maksimum
Suhu maksimum adalah suhu di atas mana proses perkecambahan biji tidak akan terjadi selama periode waktu pendek atau panjang. Berlawanan dengan suhu minimum, suhu mkasimum ini agak khusus dan relatif lebih mudah ditentukan. Suhu di atas maksimum biasanya mematikan biji, karena menyebabkan mesin metabolisme biji non aktif sehingga biji menjadi busuk dan mati. Suhu ini disebut ”thermal death temperature”. Apabila biji yang sedang mengadakan imbibsi diekspos kepada suhu di atas maksimum akan segera menjadi mati. Suatu biji kering angin yang diekspos kepada suhu di atas
maksimum paling kurrang selama periode waktu yang diperlukan untuk perkecambahan optimum, kemudian biji tersebut dikecambahkan pada suhu di bawah maksimum, bahkan pada suhu optimum, biji tersebut tidak akan berkecambah.
c) Suhu Optimum
Suhu optimum adalah suatu suhu pada mana kecepatan dan persentase biji berkecambah tertinggi pada periode waktu minimum. Suhu optimum terletak di antara suhu minimum dan suhu maksimum, lebih dekat kepada suhu maksimum. Dalam jangka suhu minimum ke optimum, persentase perkecambahan tidak berbeda nyata kalau waktu perkecambahan bertambah tinggi bila kian dekat ke suhu optimum ke maksimum dan kecepatan perkecambahan pada umumnya menurun setelah lewat suhu optimum, kecuali pada biji dan keadaan tertentu perkecambahan berlangsung lebih cepat (Kamil, 1979).
c. Oksigen
Saat berlangsungnya perkecambahan, proses respirasi akan meningkat disertai dengan meningkatnya pengambilan oksigen dan pelepasan CO2, air dan energi panas. Terbatasnya oksigen yang dapat dipakai akan menghambat proses perkecambahan benih (Sutopo, 2002). Kebutuhan oksigen sebanding dengan laju respirasi dan dipengaruhi oleh suhu, mikro-organisme yang terdapat dalam benih (Kuswanto, 1996). Menurut Kamil (1979) umumnya benih akan berkecambah dalam udara yang mengandung 29% oksigen dan 0.03% CO2. Namun untuk benih yang dorman, perkecambahannya
akan terjadi jika oksigen yang masuk ke dalam benih ditingkatkan sampai 80%, karena biasanya oksigen yang masuk ke embrio kurang dari 3 %.
Perkecambahan biji adalah suatu proses yang berkaitan dengan sel hidup yang mana membutuhkan energi. Energi yang dibutuhkan oleh suatu proses di dalam sel hidup biasanya diperoleh dari proses oksidasi, baik molekul O2 atau tidak. Proses ini, secara berurutan disebut pernapasan dan fermentasi, dimana terjadi pertukaran gas yaitu CO2 dikeluarkan pada kedua proses di atas dan O2 diambil dari proses pernapasan, disebut pernapasan aerob. Sedangkan pernapasan tanpa molekul O2 bebas disebut pernapasan anaerob (anaerobic respiration) dimana oksigen diperoleh dari proses kimia (Kamil, 1979).
Perkecambahan biji dipengaruhi oleh komposisi (susunan) udara di sekitarnya (ambient atmosphere). Umumnya biji akan berkecambah dalam udara yang mengandung 20% O2 dan 0,03% CO2. Tetapi diketahui ada biji dan serelia tertentu yang perkecambahannya dinaikkan dengan meningkatkan kadar O2 di atas 20%. Kebanyakan biji tidak membutuhkan O2 dengan tekanan penuh 20%. Diketahui bahwa O2 yang sampai ke embryo kurang dari 3%.
Sebetulnya di lapangan, oksigen tidaklah merupakan faktor pembatas utama untuk perkecambahan. Oksigen menjadi faktor pembatas mungkin karena tingginya kadar air tanah dimana biji tadi ditanam. Rendahnya kadar O2 di dalam tanah tidak akan
berkecambah karena kekurangan O2 . yang terlalu basah untuk perkecambahan walaupun ditempatkan di dalam germinator dengan pengaturan suhu, juga akan menyebabkan biji tidak berkecambah. d. Cahaya
Kebutuhan benih akan cahaya untuk perkecambahannya bervariasi tergantung pada jenis tanaman (Sutopo, 2002). Adapun besar pengaruh cahaya terhadap perkecambahan tergantung pada intensitas cahaya, kualitas cahaya, lamanya penyinaran (Kamil, 1979). Menurut (Sutopo, 2002) pengaruh cahaya terhadap perkecambahan benih dapat dibagi atas 4 golongan yaitu golongan yang memerlukan cahaya mutlak, golongan yang memerlukan cahaya untuk mempercepat perkecambahan, golongan dimana cahaya dapat menghambat perkecambahan, serta golongan dimana benih dapat berkecambah baik pada tempat gelap maupun ada cahaya.
Pentingnya peranan cahaya sebagai faktor pengontrol perkecambahan biji sudah lama dikenal banyak usaha penyelidikan untuk ini telah dilakukan. Usaha-usaha tersebut telah dimulai sejak akhir abad ke-19 atau permulaan abad ke-20 seperti apa yang telah dilaporkan oleh Ceisler (1883) dan Grassner (1915) dalam (Sutopo, 2002).
Berdasarkan fenomena di atas, maka biji dapat di bedakan dalam beberapa kategori, yaitu :
a. Biji yang hanya bisa berkecambah dalam gelap
b. Biji yang hanya bisa berkecambah dalam cahaya terus-menerus c. Biji yang berkecambah setelah disinari cahaya
d. Biji yang tidak terpengaruh dengan ada atau tidaknya cahaya selama perkecambahan.
Penyinaran harian matahari ternyata mempunyai pengaruh terhadap perkecambahan biji seperti halnya sama dengan peristiwa photoperiodism pada pembungaan. Sementara itu , Kinzel (1926) dalam Sutopo, (2002) telah menyusun suatu daftar dari ratusan spesies tanaman dan membaginya atas lima golongan berdasarkan respon bijinya terhadap cahaya untuk perkecambahan sebagai berikut Tanaman yang bijinya berkecambah dalam cahaya pada atau di atas suhu 200C (270 spesies)
1) Tanaman yang bijinya berkecambah dalam gelap pada atau di atas suhu 200C (114 spesies).
2) Tanaman yang bijinya berkecambah dalam cahaya sesudah mengalami suhu sangat dingin (190 spesies)
3) Tanaman yang bijinya berkecambah dalam gelap sesudah mengalami (81 spesies).
4) Tanaman yang bijinya berkecambah tidak terpengaruh oleh cahaya atau gelap (33 spesies).
e. Media
Media yang baik untuk perkecambahan haruslah memiliki sifat fisik yang baik, gembur, mempunyai kemampuan menyerap air dan bebas dari organisme penyebab penyakit terutama cendawan (Sutopo, 2002). Pengujian viabilitas benih dapat digunakan media antara lain substrat kertas, pasir dan tanah. (Irwanto, 2010).
Banyak media tanam yang bisa dipilih untuk tanaman kita. Meskipun begitu, sebagian besar kegiatan pertanian dan pertamanan sampai saat ini masih bergantung kepada tanah. Mahluk-mahluk hidup di dalam tanah membantu memecah materi sisa tumbuhan dan bangkai hewan menjadi zat hara, yang kemudian diserap oleh akar tumbuhan.
F. Tipe Perkecambahan A. Hipogeal
Pada perkecambahan hipogeal, terjadi pertumbuan memanjang dari epikotil (bakal batang) yang menyebabkan plumula keluar menembus kulit biji dan muncul di atas tanah. Kotiledon tetap berada di dalam tanah. Singkatnya, biji tidak terdorong ke atas dan tetap berada di dalam tanah B. Epigeal
Pada perkecambahan epigeal, Hipokotil (bakal akar) tumbuh memanjang, akibatnya kotiledon dan plumula terdorong ke permukaan tanah. Pada perkecambahan epigeal, kotiledon berada di atas tanah. Singkatnya, biji terdorong ke atas dan muncul di permukaan tanah.
Tipe perkecambahan trembesi (Samanea saman) adalah tipe hipogeal. Perkecambahan yang menghasilkan sedikit hipokotil sehingga kotiledon tetap berada di dalam biji dan tidak muncul di atas tanah. (Sutopo, 2002).