PERKECAMBAHAN BENIH

1. Pengertian

Perkecambahan benih adalah proses aktif kembali dari embrio atau lembaga yang akan menghasilkan pecahnya kulit benih dan kemunculan tanaman muda (Copeland, 1976). Difinisi ini beranggapan bahwa benih memasuki waktu istirahat setelah selesai proses pembentukannya. Selama proses istirahat tersebut benih dalam keadaan relatif inaktif dan memiliki tingkat metabolise yang rendah. Benih berada pada masa istirahat ini sampai mendapat waktu dan tempat yang sesuai bagi perkecambahannya.

2. Tipe Perkecambahan Benih
   
Perkecambahan benih tanaman pada umumnya dapat digolongkan menjadi dua tipe (Mayer dan Poljakoff, 1982) yaitu :

a.    Perkecambahan Benih Tipe Epigeus yaitu :

Tipe perkecambahan benih tanaman yang selama proses perkecambahan benih berlangsung keping biji muncul di atas permukaan tanah. Pada tipe perkecambahan epigeus hipokotil benih memanjang dan mengangkat keping biji menembus permukaan tanah, kemudian keping biji membuka dan epikotil benih tumbuh menjadi tunas. Contoh benih yang memiliki tipe perkecambahan ini adalah benih kopi, kakao, jarak. kacang merah, kacang hijau.

Gambar 1 Tipe perkecambahan benih epigeal

b.    Perkecambahan Benih Tipe Hipogeus yaitu :

Tipe perkecambahan benih tanaman yang selama proses perkecambahan benih berlangsung keping biji tetap berada dalam tanah. Tipe perkecambahan hipogeus hipokotil benih tidak memanjang tetapi epikotil benih yang memanjang menembus permukaan tanah. Contoh benih yang memiliki tipe perkecambahan ini adalah benih padi, jagung, kelapa, pinang.

Gambar 2. Tipe perkecambahan benih hypogeal

Keterkaitan tipe perkecambahan benih dengan kedalaman tanam berpengaruh terhadap keragaan kecambah bibit yang dihasilkan, terutama untuk benih tipe perkecambahan epigeus semakin dalam kedalaman tanam benih semakin banyak enersi yang dibutuhkan untuk mengangkat keping biji di atas tanah. Hasil pengamatan keragaan perkecambahan benih jati (Tectona grandis) yang termasuk tipe perkecambahan hipogeus dengan berbagai kedalaman tanam seperti tabel berikut :




Tabel.1. Pengaruh Kedalaman Tanam Benih Jati (Tectona grandis) Terhadap
              Persentase Perkecambahan
No    Kedalaman tanam benih    Perkecambahan benih (%)
1.    Permukaan tanah    27,1
2.    Setengah benih masuk dalam tanah    42,6
3.    Seluruh benih dalam tanah    46,3
4.    Benih 1,0 cm dibawah permukaan tanah    22,8
5.    Benih 2,5 cm dibawah permukaan tanah    18,7
6.    Benih 5,0 cm dibawah permukaan tanah    7,0
7.    Benih 7,5 cm dibawah permukaan tanah    2,0
10.  Benih 10,0 cm dibawah permukaan tanah    0,5
Sumber : Kandya dan Kandya (1989)

Tempat menyemaikan benih jati berupa bedengan berukuran 1 m x 2 m dengan media berupa pasir kali atau tanah berpasir setebal 10 cm. Kemudian benih jati yang sudah diseleksi ditanam secara teratur dengan jarak tanam 4 x 4 cm, dan ditutup dengan sekam padi setebal 2-3 cm.


Gambar 3. Penampang bedengan pasir/tanah berpasir

Pada pengecambahan benih jati pada hari ke-10 sampai hari ke-15, biji jati di bedengan pasir mulai berkecambah, dan mencapai tingkat perkecambahan yang merata pada hari ke-25. Apabila benih jati tersebut mulai berkecambah, maka dari lembaga (embrio) keluar bakal daun dan bakal akar. Pada saat tumbuh dua lembar (sepasang) daun, saat terbaik untuk memindahkan dari bedengan pesemaian/pengecambahan ke media pembesaran dalam kantung plastik/polibeg (Purwanto, 1997).



Gambar 4. Kecambah jati yang tepat untuk dipindah

3. Tahap Perkecambahan Benih
  
Proses utama yang terjadi dalam perkecambahan benih berlangsung secara bertahap meliputi : proses imbibisi air, aktivasi enzim, pertumbuhan embrio, kemunculan kecambah.

a.    Imbibisi air (penyerapan air)

Air diserap melalui pori-pori pada kulit benih dan secara berdifusi memasuki jaringan benih. Air menyebabkan sel menjadi membesar, dan seluruh volume benih juga membesar serta kulit menjadi lebih mudah dilalui oleh oksigen dan karbon dioksida. Sewaktu volume benih membesar seringkali kulit benih pecah memudahkan munculnya titik tumbuh. 



b.    Aktivasi enzim

Air diserap jaringan benih mengaktifkan berbagai enzim yang berperan didalam kegiatan (1) Penguraian senyawa cadangan makanan, (2) Pengangkutan nutrisi dari endosperm atau kotiledon ke titik tumbuh. (3) Menggerakkan reaksi sintesa senyawa baru

c.    Pertumbuhan embrio

Mengikuti aktivasi enzim akan terjadi pertumbuhan pada titik tumbuh atau embrio (Epikotil, hipokotil, radikel) menggunakan nutrisi dan enersi bersumber dari cadangan makanan yang ada dalam endosperm atau kotiledon.

d.   Kemunculan kecambah  
             
Selama  proses imbibisi air seringkali kulit benih pecah, tetapi pada umumnya penyebab pecahnya kulit benih karena terjadi tekanan akibat pertumbuhan embrio. Pada umumnya akar merupakan struktur kecambah yang muncul pertama, memberikan kesempatan awal membentuk hubungan dengan lengas tanah. Pertumbuhan kecambah pada awalnya masih mengandalkan kepada cadangan makanan benih yang ada pada kotiledon yang lambat-laun akan habis, pada saat itu bibit akan mampu melakukan proses fotosintesa untuk memenuhi kebutuhnnya.
                       
 4. Syarat Perkecambahan Benih

Faktor luar utama yang dibutuhkan untuk berkecambah benih adalah air, suhu, oksigen, dan cahaya yang sesuai.



a.    Air

Air memegang peranan penting, dan merupakan kebutuhan dasar proses perkecambahan benih. Air diperlukan untuk proses aktivasi ensim, memungkinkan terjadinya perombakan cadangan makanan,  memiliki peranan dalam transportasi serta penggunaan cadangan makanan. Pada keadaan istirahat, benih memiliki kadar air rendah dan memiliki tingkat metabolisme relatif inaktif.

Kapasitas lapang merupakan kandungan air optimum untuk perkecambahan di dalam tanah, tetapi perkecambahan benih dapat dimulai pada kandungan air titik layu permanen. Bahkan pase metabolisme awal perkecambahan benih dapat dimulai pada keadaan kelembaban udara tinggi meskipun tidak cukup untuk perkecambahan benih secara sempurna.

Benih Jagung mulai berkecambah pada kadar air benih 30,5 persen, benih Padi pada kadar air benih 26,5 persen, benih Kedele pada kadar air 50 persen. Kandungan air beberapa benih yang masih relatif tinggi (40%) justru dapat menghambat perkecambahan benih. Pada saat kandungan air benih diturunkan menjadi 20% dapat dipacu perkecambahannya

b.    Udara

Udara normal tersusun dari 20 persen gas Oksigen (O2), 0,03 persen gas Karbon dioksida (CO2),  dan 80 persen gas Nirogen. Kebanyakan benih tanaman berkecambah baik pada komposisi udara normal. Berdasarkan hasil penelitian kompisisi udara dengan konsentrasi ketiga yang berbeda pengaruhnya terhadap perkecambahan benih tanaman dapat disimpulkan bahwa gas Oksigen diperlukan bagi perkecambahan benih kebanyakan tanaman, konsentrasi gas Karbon dioksida di atas 0,03 persen menghambat perkecambahan benih, sedangkan gas Nitrogen tidak berpengaruh terhadap perkecambahan.

Respirasi benih meningkat dengan tajam selama proses perkecambahan benih berlangsung. Respirasi adalah proses oksidasi yang memerlukan ketersediaan gas Oksigen yang cukup. Apabila konsentrasi gas Oksigen udara turun di bawah keadaan udara normal perkecambahan kebanyakan benih akan terhambat. Perkecualian untuk perkecambahan benih tanaman air dan benih padi dapat berlangsung dalam air dimana konsentrasi gas Oksigen relatif rendah. Benih padi bahkan mampu berkecambah dalam keadaan tanpa gas Oksigen, meskipun pertumbuhan bibitnya lemah dan abnormal.

Tabel 2. Pengaruh perbandingan gas CO2 dan O2 terhadap perkecambahan
               benih

Gas campuran    Perkecambahan (%)
CO2    O2   
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

Pengaruh gas CO2 terhadap perkecambahan benih biasanya berlawanan dengan gas O2. Kebanyakan benih gagal berkecambah apabila konsentrasi CO2 udara lebih besar dari 0,03 persen.

c. Temperatur 

Perkecambahan benih merupakan proses komplek yang melibatkan reaksi kimiawi yang dipengaruhi oleh temperatur. Pengaruh temperatur terhadap perkecambahan benih dapat ditunjukkan dalam temperatur kardinal, yang terdiri dari minimum, optimum, dan maksimum dimana proses perkecambahan benih dan berlangsung.

Temperatur minimum adalah temperatur terendah dimana perkecambahan benih dapat terjadi dan di bawah temperatur ini perkecambahan benih tidak berlangsung. Temperatur optimum adalah temperatur yang dapat memberikan hasil perkecambahan yang tertinggi dan tercepat. Temperatur maksimum adalah temperatur tertinggi  dimana perkecambahan benih dapat berlangsung dan temperatur di atas ini perkecambahan benih tidak terjadi.

Respon perkecambahan benih terhadap temperatur sangat bervariasi tergantung kepada species, varietas, tempat tumbuh, dan waktu panen. Benih tanaman subtropis pada umumnya memerlukan temperatur perkecambahan lebih rendah dibanding benih tanaman tropis. Temperatur optimal perkecambahan  benih kebanyakan tanaman 15 – 30oC. Temperatur maksimum perkecambahan benih untuk kebanyakan tanaman adalah 35 – 40o C. Kebanyakan benih tanaman membutuhkan temperatur harian yang berubah-rubah untuk perkecambahan secara optimal. Kebutuhan temperatur yang berubah-ubah untuk perkecambahan benih secara optimal diduga berkaitan dengan alasan sebagai berikut : 1. Temperatur yang berubah-rubah menyebabkan perubahan makromolekul yang dalam bentuk aslinya bersifat menghambat perkecambahan benih. 2. Temperatur yang berubah-ubah dapat menciptakan keseimbangan hasil respirasi yang pada temperatur tinggi tidak sesuai untuk perkecambahan benih, dan pada temperatur rendah memacu perkecambahan benih. 3. Dalam internal benih terdapat fluktuasi harian metabolisme, dan fluktuasi lingkungan khususnya temperatur dapat mensinkronisasi  metabolisme diseluruh bagian sel benih sehingga memacu perkecambahan.

d. Cahaya  

Air, udara, dan temperatur merupakan kebutuhan utama bagi perkecambahan kebanyakan benih, benih tanaman tertentu juga memerlukan cahaya. Mekanisme pengendalian cahaya terhadap perkecambahan benih sama dengan pengendalian cahaya terhadap induksi pembungaan, pemanjangan batang, pembentukan pigmen, perkembangan akar, dan pembukaan keping biji/epikotil. Cahaya berpengaruh terhadap perkecambahan benih melalui kaulitas dan intensitas cahaya. Cahaya dapat digambarkan dengan cahaya yang dapat dilihat dan terdiri dari beberapa panjang gelombang dan beberapa warna. Cahaya dapat diuraikan menjadi daerah cahaya ultraviolet (panjang gelombang ≤ 400 nanometer(nm)) dan daerah cahaya merah jauh ( panjang gelombang ≥ 700 nm). Kedua cahaya ini tidak dapat dilihat dengan mata telanjang. Sedangkan cahaya yang dapat dilihat adalah cahaya yang memiliki panjang gelombang antara 400 – 700 nm yang terdiri dari cahaya violet, biru, hijau, kuning, oranye, dan merah.

1.    Intesitas Cahaya

Pengaruh intensitas cahaya sangat bervariasi diantara spesies, perkecambahan benih yang memerlukan cahaya dilaporkan dipacu perkecambahannya oleh cahaya bulan yang intensitasnya beberapa footcandle. Intensitas cahaya dalam kebanyakan laboratorium berkisar antara 100-200 footcandle dari cahaya tidak langsung sudah cukup memenuhi perkecambahan benih kebanyakan tanman. Sebagai gambaran pada saat tengah hari cahaya matahari langsung mencapai 10.000 footcandle, dan pada keadaan tertutup awan hanya 1.500 footcandle.

2.   Kualitas Cahaya

Pemacuan perkecambahan benih terbesar dalam daerah cahaya merah (660 – 700 nm) dengan puncak 670 nm, kemudian diikuti zona penghambatan perkecambahan benih cahaya merah jauh (panjang gelombang di atas 700 nm) dan zona penghambatan perkecambahan benih cahaya ultraviolet  (panjang gelombang di bawah 400 nm).

Berdasarkan hasil penelitian dilaporkan perkecambahan benih dikendalikan oleh senyawa yang respon terhadap cahaya dikenal dengan phitokrom. Ada dalam tanaman termasuk benih dalam dua bentuk yakni phitokrom merah dan phitokrom merah jauh. Phitokrom merah jauh adalah bentuk phitokrom yang aktif yang berfungsi mengaktifkan ensim perkecambahan benih sehingga memacu perkecambahan. Phitokrom merah adalah bentuk phitokrom tidak aktif sehingga menghambat perkecambahan benih. Phitokrom merah akan menyerap cahaya merah dan berubah menjadi phitokrom merah jauh bersifat memacu perkecambahan. Sebaliknya phitokrom merah jauh akan menyerap cahaya merah jauh dan berubah menjadi phitokrom merah bersifat menghambat perkecambahan.

Pengaruh pemberian cahaya merah dan merah jauh (Infra merah) secara bergantian terhadap perkecambahan benih selada yang sedang berimbibisi,  menunjukkan bahwa perkecambahan benih selada dipacu dan dihambat tergantung kepada cahaya terakhir yang diberikan sebagai berikut :

Tabel 3. Pengaruh cahaya merah jauh dan merah terhadap perkecambahan
               benih selada
Pemberian cahaya    Perkecambahan,%
Merah    70
Merah + Infra merah     6
Merah + Infra merah + Merah    74
Merah + Infra merah + Merah + Infra merah    6
Merah + Infra merah + Merah + Infra merah + Merah    76
Merah + Infra merah + Merah + Infra merah + Merah+Infra merah    7

5.    Metoda Pengecambahan Benih

Pada umumnya perkecambahan benih tanaman membutuhkan kondisi benih dan faktor lingkungan yang berbeda satu dengan yang lain. Perbedaan ini menimbulkan metode pengecambahan benih yang berbeda pula, dan dalam tabel 4 berikut disajikan metode pengecambahan benih beberapa tanaman.

Tabel 4. Metode pengecambahan benih beberapa tanaman
Tanaman    Media    Pengamatan    Perlakuan
Jambu mente    Pasir    14-28 hari    Perendaman 24 jam
Makadamia    Pasir    30-75 hari    Oven, suhu 35ºC, 3 hari
Kemiri    Pasir    50-80 hari    KNO3 0,2 %, 30 menit
Melinjo    Pasir    3-9 bulan    Inkubasi 42ºC, lembab 10 hari
Tamarin (asam)    Pasir/merang    14-21hari    Normal
 Sumber : Sukarman (2002)