10/9/2013

1

• Perkecambahan Benih dapat dikajisecara :- Morfologi

- Fisiologi

- Biokimiawi

- Teknologi Benih

10/9/2013

2

PERKECAMBAHAN SECARA FISIOLOGIS

PERKECAMBAHAN SECARA TEKNOLOGI BENIH

10/9/2013

3

STRUKTUR KECAMBAHM

ET

AB

OL

ISM

E

PE

RK

EC

AM

BA

HA

N B

EN

IH

10/9/2013

4

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 embrio4. Retaknya kulit benih: munculnya

akarmenembus kulit benih (emerge)

10/9/2013

5

Tahap IIProses lanjutperkecambahan(sesudah gejalaperkecambahantampak diawalidengan munculnyaakar menembuskulit benih)

1. Perombakan cadanganmakanan* karbohidrat* lemak* protein* phytin

2. Respirasi (lintasan respirasi)

3. Pertumbuhan kecambah4. Peranan fitohormon

dalam metabolisme perkecambahan

10/9/2013

6

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 tumbuhSetelah penguraian bahan-bahan karbohidrat,protein, lemak menjadi bentuk-bentuk yangterlarut kemudian ditranslokasikan ke titiktumbuh

5. Pembelahan dan pembesaran selAssimilasi dari bahan-bahan yang telahdiuraikan tadi di daerah meristematikmenghasilkan energi bagi kegiatan pembentukankomponen dan pertumbuhan sel-sel baru

6. Munculnya radikel dan plumulaRadikel dan plumula muncul dari kulit biji

10/9/2013

7

Tipe Perkecambahan

Tipe perkecambahan ada 2 :1. Hipogeal yaitu tipe perkecambahan dimana posisi

jaringan penyimpanan cadangan makanan(endosperm) tidak terangkat ke atas permukaantanah.Tipe ini biasanya terdapat pada tanamanmonokotil (kelapa sawait, kelapa, jagung, dll)

2. Epigeal yaitu tipe perkecambahan dimana jaringanpenyimpanan cadangan makanan (kotiledon)terangkat ke atas permukaan tanah.Tipe ini biasanya terdapat pada tanaman dikotil(kakao, kopi, kacang-kacangan, dll)

PERKECAMBAHAN EPIGEAL

10/9/2013

8

PERKECAMBAHAN HIPOGEAL

PERKECAMBAHAN HIPOGEAL

10/9/2013

9

FAKTOR YANG MEMPENGARUHI PERKECAMBAHAN

Air yang cukup (sufficient supply of water)

Oksigen yang cukup (sufficient supply of oxygen)

Suhu yang sesuai (favourabletemperature)

Cahaya

AIR (WATER) Air untuk melunakkan kulit benih.

Air memungkinkan masuknya oksigen kedalam benih.

Air berguna untuk mengencerkan protoplasmasehingga mengaktifkan bermacam-macamfungsinya (mis. aktivasi enzim).

Air sebagai alat pengangkut larutan makanandari endosperm/kotiledon ke embrio.

10/9/2013

10

OKSIGEN

Komposisi udara : oksigen (± 20%),karbondioksida (± 0,03%), dan nitrogen (±80%).

Perkecambahan benih proses yangberkaitan dengan sel hidup yangmembutuhkan energi.

Pada umumnya benih berkecambah palingbaik pada konsentrasi oksigen udara.

Beberapa spesies berkecambah paling baikpada konsentrasi oksigen di bawahkomposisi udara, mis Cynodon dactylonatau di atas komposisi udara, mis. wortel,bunga matahari, beberapa sereal

10/9/2013

11

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 KARDINAL

SUHU MINIMUM

SUHU OPTIMUM

SUHU MAKSIMUM

10/9/2013

12

Suhu Kardinal

1. Suhu maksimum yaitu suhu paling tinggidimana benih masih mampu berkecambah.

2. Suhu optimum yaitu suhu dimanadiperoleh perkecambahan terbesar dalamwaktu paling singkat

3. Suhu minimum yaitu suhu paling rendahdimana benih masih mampu berkecambah

Suhu kardinal beberapa jenis tanaman

Tanaman Suhu min. Suhu opt. Suhu maks

Jagung 8 - 10 32 - 35 40 - 44

Padi 10 - 12 30 - 37 40 - 42

Kedelai 8 32 40

Kapas 13 30 - 32 40

10/9/2013

13

CAHAYA

• Mekanisme pengendalian cahaya dalamperkecambahan benih adalah sama sepertipada pengendalian induksi bunga,pemanjangan tunas, pembentukan pigmenpada daun dan buah tertentu, danperkembangan radikel pada kecambahtertentu.

Pengaruh cahaya terhadap perkecambahan tergantung pada

• Intensitas cahaya• Kualitas cahaya

* 660-700 nm: cahaya merah, menstimulirperkecambahan (optimum 670 nm).* > 700 nm : cahaya infra merah atau far redmenghambat perkecambahan* < 290 nm : menghambat* 290-400 nm: tidak jelas* 400 nm : cahaya biru, menghambatperkecambahan

• Lama penyinaran (day length)

10/9/2013

14

• Pengaruh cahaya terhadap perkecambahanbenih prosesnya berlangsung secaraphotochemical reaction.

• Photochemical reaction terjadi karenaadanya suatu pigmen penyerap cahaya(absorbsing pigment) PHYTOCHROME(Borthwick et al., 1952).

PHYTOCHROME

• Bentuk yang mempunyai absorbsi cahayamaksimum pada 660 nm (Phytochrome-red/PR)

• Bentuk yang mempunyai absorbsi cahayamaksimum pada 730 nm (Phytochrome-farred/PFR)

10/9/2013

15

PR PFR

Red, 660 nm

Far-Red, 730 nm

Dormansi

Bentuk tidak aktif Bentuk aktif

Ber-kecambah

Gelap

Suhu tinggi

Peran fisiologis PFR

• Mempengaruhi sintesis gibberelin

• Mengaktifkan gen-gen tertentu.

• Mengubah permeabilitas membran.

• Meningkatkan aktivitas kinase

10/9/2013

16

A similar mechanism exists in lettuce (no aleurone and a dicot), butthe activating chemical is a pigment called phytochrome. Thischemical exists in two different forms: Pr and Pfr. How a lettuce seedresponds depends on how much of each of these two forms is in eachcell. Typical lettuce seed batches germinate 30-60% if placed indarkness because at least this many seeds have enough Pfr tostimulate germination. If, however, you put the lettuce seeds in redlight (660 nm), the red light causes all the Pr to change into Pfr. Now85-95% of the seeds can sprout because they all have an abundanceof 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. Infar-red light, then, all the seeds have essentially no Pfr and so veryfew (0-5%) actually sprout. You carried out these experiments in lab,so you know about this already.