ABSTRAK
PENGARUH LAMA PEMAPARAN MEDAN MAGNET 0,1 mT DAN PERENDAMAN BIJI TERHADAP KECEPATAN PERTUMBUHAN
KECAMBAH DAN ANATOMI SEL KACANG HIJAU (Phaseolus radiatus) DAN KEDELAI
(Glycine max (L.). Meriil)
Oleh
Rita Zahara
pemaparan medan magnet baik pada kacang hijau (Phaseolus radiatus) maupun kedelai (Glycine max (L) Meriill). Perlakuan perendaman menghasilkan ukuran stomata yang lebih lebar dengan rata-rata lebar 16 µm pada kacang hijau dan 16,07 µm pada kedelai.
PENGARUH LAMA PEMAPARAN MEDAN MAGNET 0,1 mT DAN PERENDAMAN BIJI TERHADAP KECEPATAN PERTUMBUHAN
KECAMBAH DAN ANATOMI SEL KACANG HIJAU (Phaseolus radiatus) DAN KEDELAI
(Glycine max (L.). Meriil)
(Skripsi)
Oleh RITA ZAHARA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS LAMPUNG
DAFTAR GAMBAR
Gambar Halaman
Gambar 1. Struktur Tanaman Kacang Hijau (Phaseolus radiatus) ………. 10
Gambar 2. Tanaman Kedelai ……… 14
Gambar 3. Tipe Perkecambahan ……… 20 Gambar 4a. Histogram pengaruh perendaman dan lama pemaparan medan
magnet terhadap kecepatan pertumbuhan kecambah kacang
hijau (Phaseolus radiates)………. 37 Gambar 4b. Histogram pengaruh perendaman dan lama pemaparan medan
magnet terhadap kecepatan pertumbuhan kecambah kedelai
(Glycine max (L) Meriil)………. 37 Gambar 5a. Histogram pengaruh perendaman dan lama pemaparan medan
magnet 0,1 mT terhadap lebar pembuluh xylem pada kacang
hijau (Phaseolus radiates)……… 39 Gambar 5b. Histogram pengaruh perendaman dan lama pemaparan medan
magnet 0,1 mT terhadap lebar pembuluh xylem pada kedelai
(Glycin max (L) Meriil)………. 39 Gambar 6a. Histogram pengaruh perendaman dan lama pemaparan medan
magnet 0,1 mT terhadap diameter sel parenkim pada kacang
hijau (Phaseolus radiates)………. 42 Gambar 6b. Histogram pengaruh perendaman dan lama pemaparan medan
magnet 0,1 mT terhadap diameter sel parenkim pada kedelai
(Glycine max (L) Meriil)………. 42 Gambar 7a. Histogram pengaruh perendaman dan lama pemaparan medan
magnet 0,1mT terhadap panjang stomata pada daun kacang hijau
(Phaseolus radiates)……… 44 Gambar 7b. Histogram pengaruh perendaman dan lama pemaparan medan
magnet 0,1 mT terhadap panjang stomata pada daun kedelai
Gambar 8a. Histogram pengaruh perendaman dan lama pemaparan medan magnet 0,1 mT terhadap lebar stomata pada daun kacang hijau
(Phaseolus radiates)……….. 46 Gambar 8b. Histogram pengaruh perendaman dan lama pemaparan medan
magnet 0,1 mT terhadap lebar stomata pada daun kedelai
i
B. Pertumbuhan dan Perkembangan Tumbuhan……… 19
C. Medan Magnet & Prospek Manfaatnya Untuk Tanaman Pertanian... 28
BAB III METODE PENELITIAN A. Waktu dan Tempat Penelitian……….. 31
B. Alat dan Bahan………. 31
C. Rancangan Penelitian……… 31
D. Pelaksanaan Penelitian………. 32
E. Parameter Penelitian………. 33
F. Analisis Data……… 35
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN A. Hasil………. 36
B. Pembahasan……….. 47
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN……….. 55
DAFTAR LAMPIRAN
Tabel 1. Rerata Kecepatan Pertumbuhan Kecambah Kacang Hijau (Phaseolus radiates)
Tabel 2. Uji Homogenitas Kecepatan Pertumbuhan Kecambah Kacang Hijau (Phaseolus radiates)
Tabel 3. Analisis Ragam Kecepatan Pertumbuhan Kecambah Kacang Hijau (Phaseolus radiates)
Tabel 4. Uji lanjut BNT Kecepatan Pertumbuhan Kecambah Kacang Hijau (Phaseolus radiates) pada Interaksi A*B
Tabel 5. Rerata Kecepatan Pertumbuhan Kecambah Kedelai (Glycine max (L.).Meriil)
Tabel 6. Uji Homogenitas Kecepatan Pertumbuhan Kecambah Kedelai (Glycine max (L.). Meriil)
Tabel 7. Analisis Ragam Kecepatan Pertumbuhan Kecambah Kedelai (Glycine max (L.). Meriil)
Tabel 8. Uji lanjut BNT Kecepatan Pertumbuhan Kecambah Kedelai (Glycine max (L.). Meriil) pada Interaksi A*B
Tabel 9. Rerata Lebar Pembuluh Xilem Kacang Hijau (Phaseolus radiates) Tabel 10. Uji Homogenitas Lebar Pembuluh Xilem Kacang Hijau (Phaseolus
radiates)
Tabel 11. Analisis Ragam Lebar Pembuluh Xilem Kacang Hijau (Phaseolus radiates)
Tabel 12. Uji lanjut BNT Lebar Pembuluh Xilem Kacang Hijau (Phaseolus radiates) pada Interaksi A*B
Tabel 13. Rerata Lebar Pembuluh Xilem Kedelai (Glycine max (L.). Meriil)
Tabel 15. Analisis Ragam Lebar Pembuluh Xilem Kedelai (Glycine max (L.). Meriil)
Tabel 16. Uji lanjut BNT Lebar Pembuluh Xilem Kedelai (Glycine max (L.). Meriil) pada Interaksi A*B
Tabel 17. Rerata Diameter Parenkim Kacang Hijau (Phaseolus radiates)
Tabel 18. Uji Homogenitas Diameter Parenkim Kacang Hijau (Phaseolus radiates) Tabel 19. Analisis Ragam Diameter Parenkim Kacang Hijau (Phaseolus radiates) Tabel 20. Uji lanjut BNT Diameter Parenkim Kacang Hijau (Phaseolus radiates) pada Interaksi A*B
Tabel 21. Rerata Diameter Parenkim Kedelai (Glycine max (L.). Meriil)
Tabel 22. Uji Homogenitas Diameter Parenkim Kedelai (Glycine max (L.) Meriil) Tabel 23. Analisis Ragam Diameter Parenkim Kedelai (Glycine max (L.) Meriil) Tabel 24. Uji lanjut BNT Diameter Parenkim Kedelai (Glycine max (L.) Meriil) pada Interaksi A*B
Tabel 25. Rerata Panjang Stomata Kacang Hijau (Phaseolus radiates)
Tabel 26. Uji Homogenitas Panjang Stomata Kacang Hijau (Phaseolus radiates) Tabel 27. Analisis Ragam Panjang Stomata Kacang Hijau (Phaseolus radiates) Tabel 28. Uji lanjut BNT Panjang Stomata Kacang Hijau (Phaseolus radiates) pada Interaksi A*B
Tabel 29. Rerata Panjang Stomata Kedelai (Glycine max (L.). Meriil)
Tabel 30. Uji Homogenitas Panjang Stomata Kedelai (Glycine max (L.) Meriil) Tabel 31. Analisis Ragam Panjang Stomata Kedelai (Glycine max (L.) Meriil) Tabel 32. Uji lanjut BNT Panjang Stomata Kedelai (Glycine max (L.) Meriil) pada Interaksi A*B
Tabel 33. Rerata Lebar Stomata Kacang Hijau (Phaseolus radiates)
Tabel 35. Analisis Ragam Lebar Stomata Kacang Hijau (Phaseolus radiates)
Tabel 36. Uji lanjut BNT Lebar Stomata Kacang Hijau (Phaseolus radiates) pada Faktor A (Perendaman)
Tabel 37. Rerata Lebar Stomata Kedelai (Glycine max (L.). Meriil)
MOTO
“…Maka sesungguhnya bersama kesulitan ada kemudahan. Sesungguhnya
bersama kesulitan ada kemudahan. Maka apabila engkau telah selesai dengan suatu urusan, tetaplah bekerja keras untuk urusan yang lain. Dan
hanya kepada Tuhanmulah engkau berharap” (QS Al-Insyirah: 5-8)
“Four things support the world: the learning of the wise, the justice of the great, the prayers of the good and the valor of the brave”
PERSEMBAHAN
Perjalanan hidup tak selamanya mulus adakalanya ditemui hamparan kerikil yang keras dan tajam yang mengajarkan kaki ini kuat dalam melangkah, adakalanya ditemui jalanan yang terjal yang mengajarkan arti sebuah perjuangan dan harapan. Ada banyak cita-cita dan harapan besar dalam hidup yang tanpa jalanan penuh kerikil dan terjal kita tidak dapat memperolehnya dan ketekunan, semangat, sabar serta ikhlas karena Allah dalam menjalaninya. Alhamdulillah sebuah harapan dan cita telah terwujud. “Dan seandainya pohon-pohon di bumi menjadi pena dan lautan menjadi tinta ditambahkan kepadanya tujuh lautan lagi setelah keringnya niscaya tidak akan habis-habisnya dituliskan kalimat-kalimat Allah . sesungguhnya Allah Mahaperkasa Mahabijaksana” (QS Luqman; 27).
Kupersembahkan karya ini kepada kedua orangtuaku Abah dan Ema atas cinta kasih, Saudara/I ku yang selalu mendo’akan, guru-guruku, sahabat-sahabatku dan para
inspiratorku.
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Pringsewu pada 18 Juli 1990, merupakan anak keenam dari enam bersaudara, putri dari Bapak Daud Dana Suhanda dan Ibu Saadah. Alamat penulis adalah di Jl. Marlando no. 01 Sinar Mulya Kecamatan Banyumas Kabupaten Pringsewu. Riwayat pendidikan yang telah
ditempuh diawali dengan sekolah dasar di Madrasah Ibtida’iyah Islamiyah (MII) Sinar Mulya tahun 1995-2001. Setelah itu
melanjutkan sekolah menengah pertama di Madrasah Tsanawiyah Negeri 1 (MTsN 1) Sukamulya tahun 2001-2004. Kemudian melanjutkan sekolah menengah atas di Madrasah Aliyah Negeri 1 (MAN 1) Pringsewu tahun 2004-2007.
Tahun 2008, penulis terdaftar sebagai mahasiswa Jurusan Biologi Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Lampung melalui jalur Seleksi Penerimaan Mahasiswa Baru (SPMB).
Selama menjadi mahasiswa penulis aktif di organisasi: Himpunan Mahasiswa Biologi (HIMBIO) sebagai anggota bidang humas (2009-2010). Rohani Islam (ROIS) FMIPA sebagai anggota Biro Dana dan Usaha (2009-2010). Bendahara Umum Himpunan Mahasiswa Biologi (HIMBIO) (2010-2011). Forum
Indonesia (KAMMI) Komisariat Unila (2011-2012). Ka. Dept. Kebijakan Publik Badan Eksekutif Mahasiswa (BEM-FMIPA) (2011-2012). Asmen Luar Negeri Badan Eksekutif Mahasiswa Universitas Kabinet Cerdas dan Progresif (2012-2013). Anggota Pembinaan Fakultas (2012-(2012-2013). Sek. Dept. Kebijakan Publik KAMMI Wilayah Lampung (2013-2014).
Tahun 2010, penulis mendapatkan beasiswa Bantuan Belajar Mahasiswa (BBM) dari Unila. Kemudian tahun 2012 penulis mendapatkan beasiswa bantuan penelitian mahasiswa dari LAZIS.
SANWACANA
Bismillahirrohmanirrohim…
Alhamdulillahirobbilalamin segala puji dan syukur hanya milik Allah SWT serta sholawat dan salam ke atas nabi Muhammad SAW sebaik-baik teladan. Atas kuasa dan pertolongan Nya penulis dapat menyelesaikan studi dengan menyelesaikan skripsi yang berjudul “Pengaruh Lama Pemaparan Medan Magnet 0,1 mT dan
Perendaman Biji Terhadap Kecepatan Pertumbuhan Kecambah dan Anatomi Sel Pada Kacang Hijau (Phaseolus radiates) dan Kedelai (Glycine max (L) Meriil)” yang merupakan syarat untuk memperoleh gelar sarjana Sains pada jurusan Biologi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Lampung. Dalam menyelesaikan skripsi dan masa studi tentunya banyak sekali pihak yang mendukung dan membantu oleh karena itu penulis mengucapkan terimakasih banyak dan jazakumulloh khoiron katsir kepada :
1. Abah (Daud Dana Suhanda) dan Ema (Saadah) yang selalu mendo’akan dan merupakan motivasi terbesar penulis dalam menyelesaikan studi.
2. Kakak ku Khojanah S. Pd dan Wagio S.Pd yang selalu mendukung dan membersamai penulis dalam menyelesaikan masa studi.
4. Ibu Rochmah Agustrina Ph.D sebagai pembimbing I yang memberikan banyak sekali bantuan, ilmu, kesabaran dan perhatian dalam bimbingan serta kritik dan saran yang membangun sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan baik.
5. Ibu Dra. Tundjung Tripeni Handayani, M.S. sebagai pembimbing II yang telah banyak memberikan ilmu, bimbingan, nasihat dan perhatian dengan penuh kasih dan sayang.
6. Ibu Dra. Eti Ernawiati M.P sebagai pembahas yang memberikan banyak ilmu pengetahuan, kritik, saran, nasihat serta semangat kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan skripsi dengan baik.
7. Ibu Dra. Sri Murwani, M.Sc sebagai pembimbing akademik yang telah memberikan dukungan, motivasi dan nasihat kepada penulis selama masa studi.
8. Ibu Dra. Nuning Nurcahyani M.Sc. sebagai Ketua Jurusan Biologi FMIPA Universitas Lampung atas dukungan dan motivasinya.
9. Bapak Prof. Suharso, Ph.D. sebagai Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Lampung.
10.Seluruh dosen khususnya dosen Biologi yang telah memberikan banyak ilmu pengetahuan dan pendidikan.
12.Guru-guruku disetiap jenjang pendidikan dan Murobiku atas ilmu, bimbingan dan semangat yang telah membersamai dan mengantarkanku menuju
perguruan tinggi
13.Sahabat-sahabat “Good Girls” Nepi, Widia ssi, Aulia, Irke, Arind, Kiki, Lyra, Sari, Dina, Santi, , Ruri, Devi M, Devi E, Melinda, Okta yang selalu
memberikan semangat dan do’a.
14.Sahabat-sahabat Bionila’08 Rahmat ketum, Alan ketan, Aji, Hafid, Nando, M kiki, Muchlis, Nofree, Evan (alm), Destia.Ute, Bona, Eka, Ira, Indah, Irham dan semua biologi angkatan 2008. Angkatan 2007dan angkatan 2009 yang tidak dapat disebutkan satu per satu.
15.Sahabat seperjuangan serta keluarga besar Edelweiss (Kabku Wina Halimah, beb Anis, Ima joheun cingu, beb shinNana, Chuy April Ani, Guru Iik, Eonni Ulfah, Kaka Mida, Mba phe nanik, Hnif Qthink. Dik: Nisa, Ayu, Ida, Rita, Fida, Finna, Ari, Martini, Sari dll ) atas ukhuwah dan persaudaraan yang telah diajarkan semoga sampai kembali bertemu di jannahNya.
16.Saudara seperjuangan KAMMI ( Serly, Septi, Dani, Agus, Nofra, Arjun, Elyulfasari, Nurul, Wiwin, Nurhalimah, Dian P, K Hadi, K Adit (alm), Mba Sufi, Mba Ayu, Uni, Putri, CCG yang memberikan banyak pembelajaran dan arti sebuah perjuangan dan persaudaraan keep BTP!.
18.Saudara seperjuangan BEM FMIPA, HIMBIO, ROIS FMIPA, Forum Perempuan BEM SI, FSLDKN, DPF MIPA yang telah memberikan banyak pembelajaran, pengalaman dan arti persaudaraan.
19.My Little Friend Kibo yang memberikan banyak pembelajaran dalam hidup. 20.Adik-adik motivator : Umi Lathifah dkk, Resti dkk, Wina dkk, Balqis dkk,
Ratu dkk, Sumarni dkk, Sifa dkk.
21. Sahabat d’Arvaneza (Dewi, Amel, Rizki, Eva, Eni) dan MAN boy Rudi, Wahyu, Jalil serta Shaifudin BOD atas semangat, tangis, tawa dan keceriaan. 22.Teman-teman K (Han ji en, Yongjay, Janggem, Jung Ki, Jesuk, Jiyong,
Canyol, Onyu, Dehan Minguk Manse dll) yang telah memberikan tawa dan fighting selama menyelesaikan skripsi semoga Allah SWT memberikan
hidayahNya.
23.Dan semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu yang telah banyak memberikan isnpirasi, semangat dan dukungan.
Semoga Allah SWT membalas dengan sebaik-baik balasan. Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan, akan tetapi penulis berharap semoga karya kecil ini dapat memberikan informasi dan ilmu yang bermanfaat. Amin.
Bandar Lampung, September 2014 Penulis,
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Umumnya, tumbuhan bersifat stasioner atau tidak bisa berpindah sendiri meskipun beberapa jenis alga hijau bersifat motil karena memiliki flagellum. Akibat sifatnya yang pasif ini, tumbuhan harus mampu beradaptasi secara fisik terhadap perubahan dan pengaruh lingkungan. Faktor lingkungan yang dapat mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan salah satunya adalah medan magnet.
2
Medan magnet utama bersumber dari dalam bumi sehingga bumi dianggap sebagai magnet yang sangat besar, lengkap dengan kutub utara dan kutub selatan (Soedojo, 2000).
Dalam teori magnetohidrodinamik yang dikemukakan oleh W.M. Elasasser dan E.C. Bullard, dinyatakan bahwa di dalam inti bumi terdapat aliran fluida yang terionisasi sehingga menimbulkan aksi dinamo oleh dirinya sendiri (self exiting dynamo action) yang dapat menimbulkan medan magnet utama bumi (Racuciu,
2011).
Semua mahluk hidup yang ada di bumi secara alami dipengaruhi oleh medan magnet dan melakukan adaptasi terhadap medan magnet tersebut (Racuciu, 2011). Begitupun pada tumbuhan, medan magnet dapat mempengaruhi proses pertumbuhan karena adanya unsur-unsur hara yang terkandung di dalamnya seperti karbon, oksigen, hydrogen, nitrogen, sulphur, fosfor, kalium, kalsium, mangan, besi, seng, klorida, tembaga, molybdenum, boron dan nikel (Campbell dkk., 2003). Unsur-unsur yang diperlukan tersebut sebagian besar bersifat megnetis atau dapat dipengaruhi oleh medan magnet (Alonso dan Finn, 1992). Medan magnet dapat dimanfaatkan untuk meningkatkan kualitas pertumbuhan tanaman namun mekanisme pengaruhnya belum bisa dijelaskan dengan baik (Saragih dkk., 2010).
3
tumbuhan pada tanaman Calendula officinalis (Crivenue and georgeli, 2006 dan
Rochalsca and Orzesko-Rywka, 2005). Di dalam sel tanaman terdapat partikel-partikel bermuatan listrik dan memiliki massa. Partikel-pertikel tersebut bergerak dengan kecepatan tertentu. Interaksi antara medan elektromagnetik luar dengan partikel-partikel tersebut menyebabkan terserapnya energi medan elektromagnetik. Energi hasil interaksi tersebut selanjutnya diubah ke dalam bentuk senyawa kimia yang dapat mempercepat proses perkecambahan dan pertumbuhan tanaman (Aladjadjiyan, 2002).
Observasi terhadap kecepatan penguapan air dalam media perkecambahan biji
legum juga menunjukkan bahwa perlakuan medan magnet sampai 165 A/m
menyebabkan peningkatan penguapan yang cukup signifikan dibandingkan
kontrol meskipun tidak diikuti dengan peningkatan suhu. Peningkatan kuat
medan magnet sampai 275 A/m meningkatkan suhu sebesar 2,5°C. Adanya
peningkatan penguapan air pada medium menunjukkan bahwa potensial air pada
medium tersebut meningkat sehingga dapat mempercepat hidrasi air ke dalam
benih (Agustrina, 2008).
4
tomat menyebabkan pembesaran pembuluh xylem, sel parenkim dan luas stoma (Sari, 2012). Pertumbuhan kecambah kedelai dan kacang hijau di bawah pengaruh medan magnet juga memberi prospek yang menjanjikan untuk meningkatkan kualitas (vigor) kecambah. Pemaparan medan magnet 0,1 mT dapat meningkatkan aktivitas enzim α-amilase pada biji kedelai dan kacang hijau. Lama pemaparan medan magnet yang paling optimum untuk
mempercepat perkecambahan kacang hijau yaitu 11 menit 44 detik (11’44’’) dan 15 menit 36 detik (15’36’’) pada perkecambahan kedelai putih (Angraini, 2012).
Tanaman legum seperti: kacang hijau dan kedelai merupakan komoditas yang
bernilai ekonomi tinggi dengan kandungan karbohidrat, protein serta vitamin A,
vitamin B1, fosfor, zat besi dan mangan yang sangat tinggi. Kacang hijau
(Phaseolus radiatus) merupakan komoditas tanamankacang-kacangan yang banyak
dikonsumsi oleh masyrakat Indonesia. Kacang hijau mengandung banyak zat gizi
antara lain: amylum, protein, besi, belerang, kalsium, lemak, mangan, magnesium,
niasin, vitamin B1, A, dan E. Kacang hijau (Phaseolus radiatus) dapat diolah
menjadi buburkacang hijau, tepung, isi onde-onde, dan tauge (Atman, 2007).
Masalah yang dihadapi dalam pengembangan kacang hijau adalah masih rendahnya
produksi yang dicapai petani. Penyebabnya adalah teknik budidaya yang kurang
baik, persediaan air tidak cukup, adanya serangan penyakit terutama seperti bercak
5
Kedelai (Glycine max [L.] Meriill.) merupakan sumber protein pada berbagai bahan makanan seperti tempe, tahu, kecap, tauco, dan tauge. Sebagai bahan industri, kedelai merupakan bahan baku untuk membuat tepung kedelai dan minyak kedelai. Tepung kedelai dapat langsung digunakan untuk membuat susu, vetsin, dan kue-kue. Sedangkan minyak kedelai diolah menjadi margarin dan minyak goreng. Kedelai juga digunakan sebagai bahan baku industri bukan makanan, antara lain diolah menjadi kertas, tinta cetak, bahan plastik, dan kosmetik (Suprapto,1999).
Kebutuhan komoditas kedelai yang semakin meningkat, sampai saat ini belum dapat dipenuhi dengan baik oleh pemerintah. Berdasarkan data yang diperoleh dari badan pusat statistik (BPS) dan kementrian pertanian menunjukkan bahwa capaian produksi kedelai tahun 2010-2012 sebanyak 0,9 juta ton, 0,85 juta ton dan 0,84 juta ton, sedangkan target produksi yang telah ditetapkan dalam rencana kerja pemerintah tahun 2011-2012 yaitu masing-masing sebanyak 1,5 juta ton dan 1,6 juta ton. Hal tersebut menunjukkan bahwa selain terjadi
penurunan produksi kedelai juga hasil produksi tersebut tidak mampu memenuhi target kebutuhan nasional (Bappenas, 2014). Banyak usaha yang telah dilakukan
6
Berdasarkan alasan di atas maka diajukan proposal penelitian lanjutan mengenai pengaruh pemaparan medan magnet dan perendaman biji terhadap kecepatan pertumbuhan kecambah dan anatomi sel kacang hijau (Phaseolus radiatus) dan kedelai (Glycine max (L) Meriill). Kecepatan pertumbuhan kecambah adalah salah satu indikator benih yang berkualitas atau vigor.
B. Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah mengetahui pengaruh lama pemaparan medan magnet 0,1 mT dan perendaman biji terhadap kecepatan pertumbuhan kecambah dan anatomi sel kacang hijau (Phaseolus radiatus) dan kedelai (Glycine max (L) Meriill).
C. Manfaat Penelitian
Manfaat penelitian ini adalah untuk memperoleh pengetahuan tentang pengaruh lama pemparan medan magnet dan perendaman biji terhadap kecepatan
7
D. Kerangka Pemikiran
Komoditas kacang-kacangan memiliki potensi yang sangat baik, selain bernilai ekonomi tinggi juga merupakan sumber protein yang mempengaruhi kualitas gizi. Diantara komoditas kacang-kacangan yang sering dikonsumsi adalah kacang hijau (Phaseolus radiatus) dan kedelai (Glycine max (L) Meriill). Kebutuhan kacang hijau dan kedelai di Indonesia meningkat setiap tahun seiring dengan pertambahan penduduk dan perbaikan pendapatan per kapita. Sampai saat ini produksi dalam negeri belum dapat mencukupi kebutuhan masyarakat, sehingga harga di pasar terus meningkat karena pengadaannya tergantung pada impor. Peningkatan produksi kacang hijau dan kedelai untuk mencukupi kebutuhan dalam negeri dapat dilakukan dengan cara memperbaiki teknis
penanaman salah satunya menggunakan benih dengan kualitas benih yang tinggi atau vigor.
Perkecambahan kacang hijau dan kedelai di bawah pemaparan medan magnet
diketahui dapat meningkatkan dan mempercepat laju pertumbuhan kecambah.
8
biji kacang hijau dengan waktu pemaparan medan magnet yang terbaik untuk mempercepat perkecambahan yaitu selama 11 menit 44 detik (11’44’’)
Dalam penelitian ini akan dilakukan penelitian lanjutan mengenai pengaruh lama pemaparan medan magnet terhadap kecepatan pertumbuhan kecambah dan anatomi sel kacang hijau dan kedelai
E. Hipotesis
II. TINJAUAN PUSTAKA
A. Tanaman Uji
Penelitian ini menggunakan kacang hijau dan kedelai sebagai bahan uji. Kedua spesies tersebut di pilih sebagai tanaman uji karena memiliki kandungan gizi yang cukup tinggi, mudah diperoleh, dan bernilai ekonomi tinggi.
1. Kacang Hijau 1.1Biologi Tanaman
Tanaman kacang hijau termasuk famili leguminosae yang banyak
varietasnya. Secara taksonomi, kacang hijau diklasifikasikan sebagai berikut: Regnum : Plantae
Divisi : Magnoliophyta Class : Magnoliopsida Ordo : Fabales
Family : Fabaceae/Leguminoceae Genus : Phaseolus
Species : Phaseolus radiatus (Purwono dan Hartono 2005).
1.2Morfologi dan Budidaya
10
mempunyai banyak cabang akar pada permukaan tanah dan tipe
pertumbuhannya menyebar, sementara sistem perakaran xerophytes memiliki akar cabang lebih sedikit dan memanjang ke bawah (Purwono dan Hartono, 2005).
Gambar 1. Struktur tanaman kacang hijau (Phaseolus radiatus) (Rukmana, 1997).
Batang tanaman kacang hijau berukuran kecil, berbulu, dan berwarna hijau kecokelatan atau kemerah-merahan. Batang tumbuh tegak dan dapat
mencapai ketinggian 30-110 cm dengan cabang yang menyebar. Setiap buku batang menghasilkan satu tangkai daun, kecuali pada daun pertama berupa sepasang daun yang berhadapan dan masing-masing daun berupa daun tunggal (Rukmana, 1997).
akar daun
batang bunga
buah
11
Daun kacang hijau terdiri dari 3 helaian dengan letak duduk daun bersilangan. Tangkai daun ada yang berwarna hijau muda atau hijau tua dan tangkai
daunnya lebih panjang dari panjang daun (Andriarto dan Indarto, 2004). Seperti pada umumnya tanaman dikotil, kacang hijau memiliki susunan tulang daun yang menjari (Campbell dkk., 2003).
Bunga kacang hijau merupakan jenis bunga kupu-kupu yang berumah satu atau berkelamin ganda. Penyerbukannya terjadi di malam hari. Pagi hari bunga akan mekar dan layu di sore hari. Bunga kedelai berwarna kuning kehijauan atau kuning pucat (Purwono dan Hartono, 2005).
Buah kacang hijau berbentuk polong bulat silindris atau pipih, dengan bagian ujungnya agak runcing. Panjang polong rata-rata mencapai 5-16 cm dan berisi 10-15 biji. Warna polong berwarna hijau ketika masih muda dan akan berubah warna menjadi kecoklatan atau kehitaman setelah tua atau sudah siap panen (Purwono dan Hartono, 2005).
12
1.3Manfaat dan Kendala Produksi
Secara ekonomi kacang hijau merupakan tanaman pangan yang dibutuhkan masyarakat. Oleh karena itu harganya relatif stabil. Hingga saat ini
permintaan terhadap kacang hijau belum mencapai titik jenuh, terlihat dari peningkatan permintaan yang terus menerus setiap tahun (Purwono dan Hartono, 2005). Kacang hijau memiliki banyak kandungan zat gizi dan fitonutrien diantaranya: asam folat, protein, thiamin, asam pentotenat, provitamin A, vitamin B1, vitamin B2, mineral, potasium, kalsium, kalium, isoflavon, fitoestrogen dan saponin. Manfaat kacang hijau dalam kesehatan antara lain dapat membantu menurunkan kolesterol dan resiko terkena artherosklerosis, sebagai antioksidan, mencegah osteoporosis, menurunkan resiko serangan jantung dan struk serta mengurangi sakit pada masa monopause pada wanita (Wirakusumah, 2005).
13
penanaman yang tepat dan perkembangan luas lahan tanamnya sehingga untuk memenuhi ketersediaan tersebut harus mengimpor dari beberapa Negara lain seperti India, Filipina dan Thailand.
Kurangnya perhatian dan pemahaman para petani terhadap budi daya kacang hijau menyebabkan perlu waktu yang cukup lama untuk mendapatkan hasil panen dan atau panen kacang hijau tidak dapat serempak. Kendala tersebut dapat diatasi dengan pemakaian bibit unggul dan perbaikan teknologi. Namun saat ini ketersediaan bibit unggul relatif masih sedikit demikian pula dengan adopsi teknologi pertanian (Purwono dan Hartono, 2005). Hasil survei sosial ekonomi nasional (susenas) dan badan pusat statistika (BPS) menunjukkan kebutuhan kacang hijau nasional tahun 2007-2011 rata-rata mencapai 1,93 % sedangkan ketersediaannya hanya mencapai rata-rata 0,16 %. Data tersebut menunjukkan bahwa ketersediaan kacang hijau tidak mampu memenuhi target kebutuhan nasional (Kementrian pertanian. 2012).
2. Kedelai 2.1Biologi kedelai
Kedelai dikenal dengan beberapa nama botani, yaitu Glycine soja dan Soja max. Pada tahun 1948 disepakati bahwa nama botani kedelai yang dapat diterima dalam istilah ilmiah, yaitu Glycine max (L.) Merill. Secara taksonomi, kedelai dapat diklasifikasikan sebagai berikut:
Regnum : Plantae
14
Ordo : Fabales
Family : Fabaceae/Leguminoceae Genus : Glycine
Species : Glycine max (L). Meriil (Adisarwanto, 2005).
2.2Morfologi dan Budidaya
Gambar 2. Tanaman kedelai (Irwan, 2006).
Sistem perakaran kedelai terbentuk dari calon akar yang membentuk akar tunggang. Beberapa akar sekunder, cabang akar sekunder dan cabang akar adventif tumbuh dari bagian bawah hipokotil (Adie dan Krisnawati, 2004). Akar kedelai muncul dari belahan kulit biji yang muncul di sekitar misofil. Calon akar tersebut kemudian tumbuh dengan cepat ke dalam tanah,
15
bakteri pengikat nitrogen, Rhizobium japonicum. Bakteri bintil akar mampu mengikat nitrogen langsung dari udara dalam bentuk gas N2 yang kemudian
digunakan kedelai setelah dioksidasi menjadi nitrat (NO3). Terjadi simbiosis
mutualisme antara bakteri bintil akar dengan kedelai. Dalam simbiosis ini akar kedelai mendapatkan nitrat dari bakteri rhizobium, dan bakteri
rhizobium mendapatkan karbohidrat dari akar kedelai yang dapat digunakan
sebagai sumber energi. Bakteri Rhizobium biasanya terdapat di dalam tanah. Jika tanah ditanami kedelai maka bintil akar akan terbentuk dalam waktu sekitar 15-20 hari setelah tanam (Andrianto dan Indarto, 2004).
Batang kedelai berkisar antara 30-100 cm. Batang tanaman kedelai berasal dari jaringan embrio. Bagian atas poros embrio berakhir dengan epikotil yang pendek dan bagian hipokotilnya akan membentuk batang (Lamina, 1989). Pertumbuhan batang kedelai dibedakan menjadi dua tipe, yaitu tipe determinate dan indeterminate. Perbedaan sistem pertumbuhan determinate
16
Tanaman kedelai mempunyai dua bentuk daun yang dominan, yaitu stadia kotiledon yang tumbuh saat tanaman masih berbentuk kecambah dengan dua helai daun tunggal dan daun bertangkai tiga (trifoliate leaves) yang tumbuh selepas masa perkecambahan. Umumnya, bentuk daun kedelai ada dua, yaitu bulat (oval) dan lancip (lanceolate). Kedua bentuk daun tersebut dipengaruhi oleh faktor genetik. Bentuk daun diperkirakan mempunyai korelasi yang sangat erat dengan potensi produksi biji. Umumnya, daun mempunyai bulu, panjang bulu bisa mencapai 1 mm (Irwan, 2006).
Bunga kedelai menyerupai kupu-kupu. Tangkai bunga umumnya tumbuh dari ketiak tangkai daun. Jumlah bunga pada setiap ketiak tangkai daun beragam, antara 2-5 bunga, tergantung kondisi lingkungan tumbuh dan
varietas kedelai. Bunga pertama yang terbentuk umumnya pada buku kelima, keenam, atau pada buku yang lebih tinggi. Pembentukan bunga juga
17
indeterminate. Warna bunga pada berbagai varietas kedelai hanya dua, yaitu putih dan ungu (Irwan, 2006).
Buah kedelelai berbentuk polong. Polong kedelai pertama kali terbentuk sekitar 7-10 hari setelah munculnya bunga pertama. Panjang polong muda sekitar 1 cm. Jumlah polong yang terbentuk pada setiap ketiak tangkai daun sangat beragam,antara 1-10 buah dalam setiap kelompok. Pada setiap tanaman, jumlah polong dapat mencapai lebih dari 50, bahkan ratusan. Kecepatan pembentukan polong dan pembesaran biji akan semakin cepat setelah proses pembentukan bunga berhenti. Ukuran dan bentuk polong menjadi maksimal pada saat awal periode pemasakan biji. Hal ini kemudian diikuti oleh perubahan warna polong, dari hijau menjadi kuning kecoklatan pada saat masak (Irwan, 2006).
Biji kedelai terbagi menjadi dua bagian utama, yaitu kulit biji dan embrio. Pada kulit biji terdapat bagian yang disebut hilum yang berwarna coklat, hitam, atau putih. Pada ujung hilum terdapat mikrofil, berupa lubang kecil yang terbentuk pada saat proses pembentukan biji. Warna kulit biji
18
3. Manfaat dan Kendala Produksi
Kedelai merupakan bahan pokok tempe yang merupakan produk makanan yang sering dikonsumsi oleh masyarakat Indonesia maupun dunia, selain diolah menjadi tempe kedelai juga dapat diolah menjadi tahu dan susu kedelai. Kedelai memiliki kandungan protein yang sangat tinggi yang dapat berfungsi sebagai pembangun tubuh, penambah stamina dan membantu perkembangan sel-sel otak. Kedelai juga mengandung isoflavin yang mampu mencegah kanker, isoflavin kedelai juga bersifat antiaging yang baik untuk membantu menangkal radikal bebas yang dapat menyebabkan penuaan dini (Ihsan, 2011).
Kendala dalam pemenuhan kebutuhan kedelai antara lain ketersediaan bibit unggul serta lahan tanam. Perkembangan tanaman kedelai beberapa tahun terakhir menunjukkan penurunan yang cukup besar, mencapai sekitar 50%, baik karena luas areal maupun produksinya. Pada tahun 1992 luas areal tanaman kedelai mencapai 1,6 juta ha, sedangkan pada tahun 2003 luas areal hanya 600.000 ha. Total produksi selama periode yang sama menurun dari 1,9 juta ton menjadi 700 000 ton (Irwan, 2006).
Target produksi yang telah ditetapkan dalam rencana kerja pemerintah (RKP) tahun 2011-2012 yaitu masing-masing sebanyak 1,5 juta ton dan 1,6 juta ton. Berdasarkan data yang diperoleh dari badan pusat statistik (BPS) dan
19
selain terjadi penurunan produksi kedelai juga hasil produksi tersebut tidak mampu memenuhi target kebutuhan nasional (Bappenas, 2014).
B. Pertumbuhan dan Perkembangan Tumbuhan
1. Pertumbuhan dan Perkecambahan
Pertumbuhan merupakan penambahan ukuran, volume, jumlah sel serta berat. Pertumbuhan terbatas pada beberapa bagian tertentu tanaman. Berbeda dengan perkembangan, perkembangan merupakan pertumbuhan serta diferensiasi sel menjadi jaringan, organ dan organisme. Pertumbuhan dan perkembangan merupakan kelanjutan dari pembelahan sel, pembesaran sel dan diferensiasi sel (Salisbury dan Ross, 1995).
Perkecambahan adalah serangkaian proses penting yang terjadi pada biji setelah fase dorman sampai menjadi biji yang terus tumbuh. Biji merupakan suatu bentuk embrio yang masih dalam keadaan perkembangan dorman, perkecambahan akan berlangsung pada waktu dan tempat yang mendukung terjadinya perkecambahan (Sutopo, 1988).
Perkecambahan melibatkan beberapa proses diantaranya proses fisiologis dan morfologis yang meliputi absorbsi oksigen, pengaktifan enzim, peningkatan respirasi, transfer molekul, hidrasi jaringan, inisiasi pembelahan dan
20
Kandungan air hasil dari imbibisi yang kurang dari batas optimum dapat memperlambat proses perkecambahan.
Perkembangan perkecambahan merupakan hidrolisis cadangan makanan yang disimpan dan disintesis pada jaringan baru dengan melibatkan enzim. Senyawa yang dihidrolisis berupa gula, asam amino, asam lemak dan mineral (Gardner dkk., 1991).
Perkecambahan dapat dibedakan menjadi dua tipe, yaitu epigeal dan hypogeal. Tipe epigeal merupakan perkecambahan yang hipokotilnya memanjang disebabkan kotiledon yang terangkat ke atas tanah misal pada tanaman kacang hijau, tomat, jarak dan labu. Sedangkan tipe hypogeal adalah perkecambahan yang bagian epikotilnya tumbuh aktif memanjang dan kotiledonnya tetap berada dalam tanah. Sebelum plumula mencapai
permukaan tanah kotiledon melengkung ke bawah seperti kail. Tanaman yang memiliki tipe perkecambahan hypogeal adalah kacang kapri dan jagung (Loveless, 1989).
21
Pada saat kecambah berumur 5 hari organ-organ sudah terlihat jelas seperti epikotil, hipokotil dan daun, di dalam organ-organ tersebut ditemui jaringan-jaringan seperti xylem, parenkim, dan stomata.
Xylem merupakan jaringan pengangkut yang mengangkut air dan mineral dari akar menuju daun. Xilem terdiri atas unsur-unsur sebagai berikut: Unsur trakeal yang terdiri dari trakea yang sel-selnya berbentuk tabung dan trakeid yang sel-selnya lancip panjang, dinding selnya berlubang-lubang. Serabut xilem yang terdiri dari sel-sel panjang dan ujungnya meruncing. Parenkim kayu yang berisi berbagai zat seperti cadangan makanan, tannin dan kristal (Campbell dkk., 2003).
Parenkim merupakan jenis sel tumbuhan yang relatif belum terspesialisasi yang melakukan sebagian besar kegiatan metabolisme, sintesis, dan
22
Stomata merupakan lubang atau pori mikroskopik yang dikelilingi oleh sel pelindung pada epidermis daun dan batang yang memungkinkan adanya pertukaran gas antara lingkungan dan bagian dalam tumbuhan (Campbell dkk., 2003). Secara garis besar mekanisme kerja stomata bergantung pada tekanan air sel penjaga. Sel penjaga dilengkapi dengan mikrofibril yang membantu penggembungan dan pengempisan sel penjaga tersebut. Pada kondisi tumbuhan yang cukup air, sel penjaga menggembung sehingga stomata akan terbuka. Namun apabila tumbuhan mengalami kekurangan air, air dalam sel penjaga akan keluar mengakibatkan sel penjaga mengempis dan menutup bukaan stomata (Hopkins dan Huner, 2009).
2. Faktor-faktor yang mempengaruhi perkecambahan
Faktor yang mempengaruhi perkecambahan benih antara lain :
Tingkat kematangan benih
23
Ukuran biji
Biji yang berukuran besar dan berat mengandung cadangan makanan yang lebih banyak dibandingkan dengan yang kecil pada jenis yang sama. Cadangan makanan yang terkandung dalam jaringan penyimpan digunakan sebagai sumber energi bagi embrio pada saat perkecambahan (Sutopo, 2002). Berat biji berpengaruh terhadap kecepatan pertumbuhan dan produksi karena berat biji menentukan besarnya kecambah pada saat permulaan dan berat tanaman pada saat dipanen (Blackman dalam Sutopo, 2002).
Dormansi
Biji dikatakan dorman apabila biji tersebut sebenarnya hidup tetapi tidak berkecambah walaupun diletakkan pada keadaan yang secara umum dianggap telah memenuhi persyaratan bagi suatu perkecambahan atau juga dapat dikatakan dormansi biji menunjukkan suatu keadaan dimana biji-biji sehat (viabel) namun gagal berkecambah ketika berada dalam kondisi yang secara normal baik untuk berkecambah, seperti kelembaban yang cukup, suhu dan cahaya yang sesuai (Lambers 1992 dan Schmidt 2002).
Hormon
24
a. Auksin
Auksin berperan dalam menghentikan dormansi biji dan merangsang proses perkecambahan biji serta memacu proses terbentuknya akar. Auksin banyak diproduksi di jaringan meristem di dalam ujung-ujung tanaman seperti pucuk, kuncup bunga, tunas daun dan lain-lainnya lagi (Dwidjoseputro, 1990)
b. Giberelin
Giberelin berperan dalam mobilisasi bahan makanan selama proses
perkecambahan. Pertumbuhan embrio selama perkecambahan bergantung pada persiapan bahan makanan yang berada di dalam endosperma. Untuk keperluan kelangsungan hidup embrio maka 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 amylase.
c. Sitokinin
25
Fitohormon yang berfungsi sebagai penghambat perkecambahan antara lain:
a. Etilen
Etilen berperan dalam menghambat transportasi auksin secara basipetal dan lateral. Adanya etilen dapat menyebabkan rendahnya konsentrasi auksin dalam jaringan. Etilen diproduksi oleh tumbuhan tingkat tinggi dari asam amino metionin yang esensial pada seluruh jaringan tumbuhan.
b. Asam Absisat
Asam Absisat bersifat menghambat perkecambahan dengan menstimulasi dormansi biji. Selain itu, asam absisat akan menghambat proses
pertumbuhan tunas. Penghambat perkecambahan menurut Kuswanto (1996), penghambat perkecambahan biji dapat berupa kehadiran inhibitor baik dalam biji maupun di permukaan biji, adanya larutan dengan nilai osmotik yang tinggi serta bahan yang menghambat lintasan metabolik atau menghambat laju respirasi.
Air
Penyerapan air oleh biji dipengaruhi oleh sifat biji itu sendiri terutama sifat kulit pelindungnya dan jumlah air yang tersedia pada media di sekitarnya. Sedangkan jumlah air yang diperlukan bervariasi tergantung kepada jenis bijinya. Laju absorbsi air dipengaruhi pula oleh suhu (Sutopo, 2002). Umumnya biji memerlukan kadar air minimal sekitar 30 sampai 55 % untuk berkecambah (Kamil, 1979). Menurut Kamil (1979), sekitar 70 %
26
melembabkan atau melunakkan kulit biji sehingga dapat pecah atau robek dan terjadi pengembangan embrio dan endosperm; memberikan fasilitas masuknya oksigen kedalam biji melalui dinding sel yang diimbibisi oleh air sehingga gas dapat masuk ke dalam sel secara difusi; mengencerkan protoplasma sehingga dapat mengaktifkan sejumlah proses fisiologis dalam embrio seperti
pencernaan, pernapasan, asimilasi dan pertumbuhan; mengangkut bahan makanan dari endosperm atau kotiledon ke titik tumbuh dimana akan
terbentuk protoplasma baru. Proses-proses tersebut tidak akan berjalan secara normal, apabila protoplasma tidak mengandung air yang cukup (Kusfebriani dkk., 2010).
Suhu
Suhu merupakan syarat penting bagi perkecambahan biji, tetapi tidak bersifat mutlak sama seperti kebutuhan terhadap air dimana biji membutuhkan tingkat kelembaban minimal yang bersifat khusus untuk perkecambahan. Pada suhu minimum yaitu antara 0-5o C kemungkinan besar biji akan gagal berkecambah atau tetap tumbuh namun dalam keadaan yang abnormal. Pada suhu 30-40oC atau suhu maksimum perkecambahan masih mungkin untuk berlangsung secara normal. Suhu di atas maksimum dan atau di bawah minimum biasanya mematikan biji karena keadaan tersebut menyebabkan mesin metabolism biji menjadi nonaktif sehingga biji menjadi busuk dan mati. Biji akan
27
yang menguntungkan bagi berlangsungnya perkecambahan biji (Kusfebriani dkk., 2010).
Oksigen
Oksigen berperan penting pada proses respirasi. Saat proses perkecambahan berlangsung, laju respirasi meningkat disertai dengan peningkatan penyerapan oksigen dan pelepasan CO2, air dan energi panas. Terbatasnya ketersediaan
oksigen akan menghambat proses perkecambahan biji (Sutopo, 2002). Menurut Kamil (1979) umumnya biji berkecambah dalam udara yang
mengandung 29% oksigen namun untuk benih yang dorman, perkecambahan akan berlangsung jika oksigen yang masuk ke dalam biji ditingkatkan sampai 80%, karena biasanya oksigen yang masuk ke embrio dalam biji yang dorman kurang dari 3% (Kusfebriani dkk., 2010).
Cahaya
28
Sebaliknya bila diberikan cahaya infra merah, fitochrom infra merah akan berubah menjadi fitochrom merah yang kemudian menginduksi reaksi
penghambatan perkecambahan. Di alam, cahaya merah mendominasi cahaya infra merah sehingga lebih banyak pigmen fitochrom yang diubah ke bentuk fitochrom infra merah yang aktif.
Kebutuhan biji akan cahaya untuk perkecambahannya bervariasi tergantung pada jenis tanaman (Sutopo, 2002). Adapun besar pengaruh cahanya terhadap perkecambahan tergantung pada intensitas cahaya, kualitas cahaya, lamanya penyinaran (Kamil, 1979). Menurut Adriance and Brison dalam Sutopo (2002) pengaruh cahaya terhadap perkecambahan biji 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 biji dapat berkecambah baik pada tempat gelap maupun ada cahaya.
C. Medan Magnet dan Prospek Manfaatnya Untuk Tanaman Pertanian Magnet berasal dari bahasa yunani yang artinya batu magnesian. Kata
29
Magnet terdiri dari dua kutub yaitu kutub utara dan kutub selatan. Pergerakan
garis-garis medan magnet dari arah kutub utara ke kutub selatan (Haliday dan
Resnick, 1986). Gaya medan magnet dapat digambarkan dengan garis-garis
bayangan. Semakin jauh dari sumber magnet maka semakin kecil pengaruh
gaya tarik medan magnet tersebut (Supiyanto, 2012).
Gaya tarik menarik atau saling tolak pada medan magnet menyerupai gaya Coloumb atau listrik statis yang membedakan adalah sumbernya. Pada medan magnet kutub utara dan kutub selatan selalu berpasangan dan tidak terpisah satu sama lain meskipun medan magnet dipotong hingga ukuran kecil tetap akan muncul kutub utara dan kutub selatan. Sedangkan pada medan listrik muatan negatif dan positifnya dapat dipisahkan (Ishaq, 2007).
Diketahui medan magnet dapat menstimulasi perkembangan tunas dalam proses perkecambahan (Aladjadjian, 2002). Pada penelitian sebelumnya yang dilakukan Morejon dkk (2007), medan magnet dapat menstimulasi proses perkecambahan pada biji pinus (Pinus tropicalis M) perkecambahan dapat meningkat dari 43% hingga 81 %. Perlakuan medan magnet juga
30
hingga 72 % dibandingkan dengan kontrol (tanpa perlakuan medan magnet) ini dapat ditandai dengan meningkatnya permeabilitas biji. Telah dibuktikan bahwa terdapat perubahan yang spesifik elektrokonduktifitas pada ekstrak biji Zea mays terhadap medan magnet (Aladjadjian, 2002). Pada penelitian yang
dilakukan Alikamanoglu dkk (2007) menunjukkan bahwa medan magnet dan radiasi gamma menyebabkan percepatan pertumbuhan pada tanaman
Paulownia tomentosal (Alikmanoglu dkk., 2007).
Penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa lama pemaparan medan magnet 0,1 mT mempengaruhi perkecambahan tanaman legum dan aktivitas enzim α -amilase dalam biji kacang kedelai. Lama pemaparan medan magnet yang baik untuk mempercepat perkecambahan kacang hijau yaitu 11 menit 44 detik (11’44’’) dan 15 menit 36 detik (15’36’’) pada kecambah kedelai (Angraini,
III. METODE PENELITIAN
A. Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini akan dilaksanakan pada November 2013-Mei 2014 di Laboratorium Botani Jurusan Biologi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Lampung.
B. Alat dan Bahan 1. Alat
Alat yang akan digunakan dalam penelitian ini adalah solenoid untuk menghasilkan kuat medan magnet sebesar 0,1 mT, cawan petri, refrigator, pipet tetes, object glass, cover glass, mikroskop, mistar, tabung reaksi, gelas ukur, oven, kertas merang, tissue, silet, pinset, alat tulis dan kertas label. 2. Bahan
Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah benih kacang hijau dan kedelai putih, antibiotik chlorophenicol dan ammoxcilin, aquades, safranin.
C. Rancangan Penelitian
32
perendaman air selama 15 menit (R) dan tanpa perendaman (TR). Faktor kedua adalah pemaparan medan magnet 0,1 mT dengan lama pemaran 0 menit (kontrol), 7 menit 48 detik (M 7), 11 menit 44 detik (M 11) 15 menit 36 detik
(M15). Setiap percobaan diulang 3 kali dengan ulangan dijadikan sebagai
kelompok.
D. Pelaksanaan penelitian 1. Persiapan bahan
Biji kacang hijau dan kedelai yang digunakan adalah varietas lokal yang diperoleh di pasar Koga Bandar Lampung. Biji yang akan digunakan masing-masing dalam ukuran yang hampir sama.
2. Perlakuan perendaman dan pemaparan medan magnet
Biji kedelai putih dan kacang hijau yang telah dipilih dibagi menjadi dua kelompok. Kelompok pertama untuk perlakuan perendaman selama 15 menit sebelum perlakuan dan kelompok kedua tanpa perendaman sebelum perlakuan Selama proses perkecambahan air yang digunakan untuk perkecambahan diberi amoxilin 0,0001 g/mol dan chloroamphinecol 0,0001 g/mol masing-masing 2-3 tetes sebagai antibiotik. Perlakuan pemaparan medan magnet pada biji yang telah direndam dan yang tidak direndam diberikan selama 7 menit 48 detik (M7), 11 menit 44 detik (M11) dan 15 menit 36 detik (M15) dan tanpa
33
E. Parameter Penelitian
1. Kecepatan Pertumbuhan Perkecambahan
Ditentukan dengan cara mengukur kecepatan pertumbuhan kecambah dari pertumbuhan panjang batang kecambah. Pengukuran panjang kecambah dilakukan setiap hari selama 7 hari.
2. Anatomi sel
Pengamatan anatomi sel menggunakan mikrometer okuler yang sebelumnya telah dikalibrasi terlebih dahulu dengan mikrometer objektif. Kalibrasi dilakukan dengan menghimpitkan skala mikrometer objektif dan okuler pada perbesaran yang diinginkan. Skala ke nol (garis pertama) kedua mikrometer disimpulkan menjadi 1 garis kemudian dilihat pada skala ke berapa kedua jenis mikrometer tersebut bertemu/berhimpit kembali. Dari hasil tersebut dapat diketahui satu satuan panjang pada skala mikrometer okuler itu
berdasarkan beberapa jumlah skala kecil mikrometer objektif yang berada di antara garis yang berhimpit tadi.
1 skala okuler = Jarak yang diketahui antara 2 garis pada mik. objektif Jarak skala pada mikrometer okuler
= 0,01 x skala objektif
skala okuler (mm) = 10 x skala objektif (µm)
skala okuler
Adapun anatomi sel yang di amati adalah sebagai berikut: a. Diameter sel parenkim
34
kemudian diberi pewarna safranin sebanyak 2- 3 tetes dan ditunggu sampai 5-10 detik sebelum ditutup dengan cover glass. Preparat batang di bawah cover glass ditekan mengunakan benda tumpul pelan-pelan sampai jaringan preparat menipis dan tersebar merata. Preparat kemudian diamati dengan pembesaran 1000x. Pengamatan diameter sel parenkim untuk seluruh perlakuan dilakukan dengan membuat tiga preparat setiap preparat diamati lima sel parenkim dari seluruh bidang pandang. Pengamatan diulang sebanyak 3 kali.
b. Lebar Pembuluh Xylem
Pengukuran lebar xylem dilakukan dengan membuat sayatan membujur tipis pada batang tanaman yang berumur sekitar 1 bulan. Sayatan membujur batang kemudian diletakkan di atas object glass dan diberi pewarna safranin sekitar 2-3 tetes dan di diamkan beberapa menit agar warna lebih meresap. Preparat ditutup dengan cover glass dan diamati dengan pembesaran mikroskop 1000x yang telah dikalibrasi. Pengamatan lebar xilem untuk seluruh perlakuan dilakukan dengan membuat tiga preparat setiap preparat diamati lima sel pembuluh xilem dari seluruh bidang pandang. Pengamatan diulang sebanyak 3 kali.
c. Panjang dan lebar stomata
35
selama beberapa menit agar warna lebih meresap, preparat ditutup dengan cover glass dan diamati dengan pembesaran mikroskop 1000x.
Pengamatan panjang dan lebar stomata untuk seluruh perlakuan dilakukan dengan membuat tiga preparat setiap preparat diamati lima sel stomata dari seluruh bidang pandang. Pengamatan diulang sebanyak 3 kali.
F. Analisis Data
V. SIMPULAN DAN SARAN
A. Simpulan
Dari hasil penelitian dapat diambil kesimpulan bahwa ;
1. Perlakuan pemaparan medan magnet 0,1 mT meningkatkan ukuran lebar xylem, diameter sel parenkim, dan panjang stomata kecambah kacang hijau dan kedelai.
a. Xylem paling lebar pada kecambah kacang hijau diperoleh dari perlakuan lama pemaparan medan magnet 11 menit 48 detik (RM11) dan pada
kecambah kedelai dari perlakuan lama pemaparan medan magnet 15 menit 36 detik (RM15).
b. Diameter parenkim tertinggi pada kecambah kacang hijau dan kedelai diperoleh dari perlakuan lama pemaparan medan magnet 11 menit 48 detik (RM11).
c. Stomata terpanjang pada kecambah kacang hijau diperoleh dari perlakuan lama pemaparan medan magnet 7 menit 44 detik (RM7) dan kecambah
kedelai dari perlakuan lama pemaparan 15 menit 36 detik (RM15)
55
kacang hijau (Phaseolus radiatus) maupun pada kedelai (Glycine max (L) Meriill). Rata-rata lebar stomata dari kecambah biji kacang hijau dan kedelai yang diberi perlakuan perendaman sebelum pemaparan medan magnet masing-masing adalah 16 µm 16.07 µm pada kedelai.
B. Saran
DAFTAR PUSTAKA
Adie, M.M dan A. Krisnawati. 2004. Peluang peningkatan kualitas biji kedelai. Prosiding.Risalah Seminar. 23 November 2008. Badan Litbang Pertanian. pp.216-230
Adisarwanto, T; 2005.Kedelai. Penebar Swadaya: Jakarta
Agustrina, R. 2008. Perkecambahan dan Pertumbuhan Kecambah Leguminoceae Dibawah Pengaruh Medan Magnet. Prosiding Seminar Hasil Penelitian dan Pengabdian kepada Masyarakat. Universitas Lampung. Lampung Aladjadjiyan, A. 2002. Study of the influence of magnetic field on some biological
characteristic of Zea mays. Journal of Central European Agriculture.3: 90-94 Aladjadjan, A. dan T. Ylieve. 2003. Influence of Stationary Magnetic Field on the
Early Stages of Development of Tobacco Seeds (Nicotiana tabacum L.). Journal Central Europian Agriculture. Vol. 4. No. 2. Hlmn: 131-137.
Alonso, M dan E.J. Finn. 1992. Dasar-dasar Fisika Universitas. Penerbit Erlangga. Jakarta.
Amrin, Totok. 2002. Susu Kedelai. Penebar Swadaya: Depok
Andrianto, T.T. dan N. Indarto, 2004. Budidaya dan Analisis Usaha Tani Kedelai, Kacang Hijau, Kacang Panjang, Absolut, Yogyakarta
Angraini, W. 2013. Isolasi dan Karakterisasi Aktivitas Enzim α-amilase pada Kecambah Kedelai Putih (Glycine max (L) Meriill) dan Kacang Hijau (Phaseolus radiates) Di Bawah Pengaruh Medan Magnet 0,1 mT. Lampung : Universitas Lampung
Atak, C., Emiroglu O., Alikmanoglu, S dan Rzakoulieva, A. 2003. Stimulation Soybean (Glycine max L.) Tissue Cultures. J Cell Mol. Biol., 2 : 113 - 119 Atman, 2007.Teknologi Budidaya Kacang Hijau (VignaradiataL.) Di Lahan
Sawah. Peneliti Balai Pengkajian Teknologi Pertanian (BPTP) Sumatera Barat. Sumatera Barat
Campbell, N.A., Reece, J.B dan Mitchell, L.G. 2003. Biologi Jilid 2. Erlangga
Criveanu, HR., G. Taralunga. 2006. Influence of magnetic fields of variable intensity on behaviour of some medicinal plants. Journal of Central European
Agricultura. Vol 7: 643-648
Darjadi, L. dan Hardjono. 1972.Sendi-SendiSilvikultur. Jakarta: Dirjen Kehutanan Dewi, K.M. Kemala. 2011. Efek Medan Elektromagnetik Pada Perkecambahan
Benih Dan Pertumbuhan Tanaman Tomat Cherry (Lycopersicum cerasifornme). Universitas Udayana : Bali
Dhawi, Faten., Jameel, M., Hassan, E. 2009. Static Magnetic Field Influence On Elements Composition In Date Palm (Phoenix dactylifera L.). King Faisal University : Saudi Arabia
Dwidjoseputro. 1990. Pengantar Fisiologi Tumbuhan. Jakarta : Gramedia Pustaka Utama
Fahn, A. 1985. Anatomi Tumbuhan Jilid III. Yogyakarta : Gadjah Mada University Press
Gardner, F.P dan Pearce, R.B. 1991. Fisiologi Tanaman Budidaya, Alih Bahasa; Herawati Susilo. UI Press. Jakarta
Giancoli, D.C. 1998.Fisika Jilid II. Jakarta : Erlangga
Goodman, E.M., B. Greenabaum dan T.M. Morron. 1995. Effect of Electromagnetic Fields on Molecules and Cells. Intl. Rev. Cytol.,158 : 279 – 325
Haliday, D. dan Resnick, R. (Pantur Silaban Ph.D & Drs. Erwin Sucipto).1986. Fisika. Jakarta: Erlangga
Hopkins. W.G. & N.P.A. Huner. 2009. Introduction of Plant Physiology. 4th ed. London: John Wiley & Sons Inc.
Ihsan, I. 2011. Manfaat Kedelai. http://www.garudaterkini.wed.id/2011/11 manfaat kedelai.html. diakses tanggal 25 oktober 2013
Irwan, Wawan. 2006. Budidaya Tanaman Kedelai. Unpad: Jatinangor
Ishaq, M. 2007. Fisika Dasar: Elektrisitas dan Magnetisme. Yogyakarta : Graha Ilmu
Kusfebriani, dkk. 2010. Perkecambahan Dan Dormansi. Jakarta : FMIPA Universitas Negeri Jakarta
Kuswanto, H. 1996. Dasar-dasar Teknologi Produksi dan Sertifikasi Benih. Yogyakarta: PenerbitAndi
Lakitan, B. 1995. Fisiologi Tumbuhan dan Perkembangan Tanaman. Jakarta : Penerbit Raja Grafindo Persada
Lamina. 1989. Kedelai dan Pengembangannya. CV Simplek:Jakarta
Loveless, A. R. 1989. Prinsip-prinsip Biologi Tumbuhan Untuk Daerah Tropik 2 (judul asli : Principles of Plant Biology for the Tropics). Jakarta : PT Gramedia
Martheen, E.K., dan Rehatta, H. 2013. Pengaruh Perlakuan Pencelupan dan Perendaman Terhadap Perkecambahan Benih Sengon (Paraserlanthes falcataria L.). Jurnal Agrologia. Vol.2. No.1. Hlmn: 1-85
Morejon, LP., Palacio, JC. Castro., Abad, Valazquez., Govea, AP. 2007. Stimulation of Pinus tropicalis M. Seeds by Magnetically Treated Water. Internatoinal Journal Agrophysics. 21:173-177
Mulyani, S. 2006. Anatomi Tumbuhan. Yogyakarta : Kanisius
Muwaris, Hindah. 2006. Susu Kedelai Tinggi Protein Dan Rendah Kolesterol. Jakarta: Gramedia
Noggle, G.R and G. J. Fritz. 1993. Introductory Plant Physiology. Second Edition. Prentice Hall, Inc. Englewood Cliffs, New Jersey 627 p
Purwono dan R. Hartono. 2005. Kacang Hijau. Penebar Swadaya: Depok
Pusat Data dan Sistem Informasi Pertanian. 2012. Statistik Konsumsi Pangan Tahun 2012 : Kementrian Pertanian. Jakarta
Racuciu M. 2011. 50 Hz Frequency Magnetic Field Effects On Mitotic Activity In The Maize Root. Romanian Journal Of Biophysics, Vol. 21, No.1.PP.53-62
Rochalska, M.; Orzeszko-Rywka, A. 2005. Magnetic field treatment improves seed performance. Journal Seed Science and Technology. 33: 669-674
Roniyus, M.S. 2005. Pertumbuhan dan Perkembangan Cocor Bebek ( Kallance pinnata Pers.) Di Sekitar Medan Listrik, Medan Magnet Dan Gelombang Elektromagnetik. Laporan Penelitian Proyek Pengembangan Diri.
Rukmana, R. , 1997. KacangHijau, Budidaya dan Paska Panen. Penerbit Kanisius, Cet.I. Yogyakarta
Rusono, Nono., dkk. 2013. Rencana Pembangunan Jangka Menengah Nasional (RPJMN) Bidang Pangan dan Pertanian: Direktorat Pangan dan Pertanian, Bappenas. Jakarta
Salisbury, F.B., dan Ross, C.W. 1995. Fisiologi Tumbuhan Jilid 1. Penerbit Institut Teknologi Bandung. Bandung
Saragih, H., Tobing, J., dan Silaban, O. 2010. Meningkatkan Laju Pertumbuhan Kecambah Kedelai dengan Bantuan Medan Magnetik Statik. Prosiding Seminar Nasional Fisika. Universitas Advent Indonesia. Bandung
Sari, E.N. 2011.Pengaruh Lama Pemaparan Medan Magnet yang Berbeda Terhadap Indeks Mitosis dan Anatomi Tanaman Tomat (Lycopersicum esculentum Mill). Skripsi. Jurusan Biologi Universitas Lampung: Bandar Lampung
Schmidt, L. 2002. Pedoman Penanganan Benih Tanaman Hutan Tropis dan Sub Tropis. (diterjemahkan oleh: Dr. Mohammad Na’iem dkk). Bandung Soedojo, P. 2000. Azas-azas Ilmu Fisika Jilid II. Yogyakarta : Gadjah Mada
University Press
Supiyanto. 2002. Sains Fisika. Jakarta : Erlangga
Suprapto, H.S. 1999. Bertanam Kedelai. Penebar Swadaya : Jakarta Surat Kabar Harian Tribun Edisi Senin 2 September 2013
Sutopo, L. 1989. Teknologi Benih. Rajawali Press: Jakarta