DORMANSI DAN PERKECAMBAHAN BIJI

DORMANSI DAN PERKECAMBAHAN BIJI

III.1 PENDAHULUAN

Pokok Bahasan Dormansi dan Perkecambahan Biji terdiri dari dua Subpokok Bahasan yaitu 1) Dormansi Biji dan 2) Perkecambahan Biji.

III.2 PENYAJIAN

III.2.1 Subpokok Bahasan I:

Dormansi Biji

III.2.1.1 Klasifikasi Dormansi Biji

Dormansi benih berhubungan dengan usaha benih untuk menunda perkecambahannya, hingga waktu dan kondisi lingkungan memungkinkan untuk melangsungkan proses tersebut. Dormansi dapat terjadi pada kulit biji maupun pada embryo. Biji yang telah masak dan siap untuk berkecambah membutuhkan kondisi klimatik dan tempat tumbuh yang sesuai untuk dapat mematahkan dormansi dan memulai proses perkecambahannya. Pretreatment skarifikasi digunakan untuk mematahkan dormansi kulit biji, sedangkan stratifikasi digunakan untuk mengatasi dormansi embryo.

Dormansi diklasifikasikan menjadi bermacam-macam kategori berdasarkan faktor penyebab, mekanisme dan bentuknya.

a. Berdasarkan faktor penyebab dormansi

§  Imposed dormancy (quiscence): terhalangnya pertumbuhan aktif karena keadaan lingkungan yang tidak menguntungkan

§  Imnate dormancy (rest): dormancy yang disebabkan oleh keadaan atau kondisi di dalam organ-organ biji itu sendiri

b. Berdasarkan mekanisme dormansi di dalam biji

Mekanisme fisik

Merupakan dormansi yang mekanisme penghambatannya disebabkan oleh organ biji itu sendiri; terbagi menjadi:

-          mekanis : embrio tidak berkembang karena dibatasi secara fisik

-          fisik: penyerapan air terganggu karena kulit biji yang impermeabel

-          kimia: bagian biji/buah mengandung zat kimia penghambat

Mekanisme fisiologis

Merupakan dormansi yang disebabkan oleh terjadinya hambatan dalam proses fisiologis; terbagi menjadi:

-          photodormancy: proses fisiologis dalam biji terhambat oleh keberadaan cahaya

-          immature embryo: proses fisiologis dalam biji terhambat oleh kondisi embrio yang tidak/belum matang

-          thermodormancy: proses fisiologis dalam biji terhambat oleh suhu

c. Berdasarkan bentuk dormansi

Kulit biji impermeabel terhadap air/O2

• Bagian biji yang impermeabel: membran biji, kulit biji, nucellus, pericarp, endocarp
• Impermeabilitas dapat disebabkan oleh deposisi bermacam-macam substansi (misalnya cutin, suberin, lignin) pada membran.
• Kulit biji yang keras dapat disebabkan oleh pengaruh genetik maupun lingkungan. Pematahan dormansi kulit biji ini dapat dilakukan dengan skarifikasi mekanik.
• Bagian biji yang mengatur masuknya air ke dalam biji: mikrofil, kulit biji, raphe/hilum, strophiole; adapun mekanisme higroskopiknya diatur oleh hilum.
• Keluar masuknya O2 pada biji disebabkan oleh mekanisme dalam kulit biji. Dormansi karena hambatan keluar masuknya O2 melalui kulit biji ini dapat dipatahkan dengan perlakuan temperatur tinggi dan pemberian larutan kuat.

Embrio belum  masak (immature embryo)

• Ketika terjadi abscission (gugurnya buah dari tangkainya), embrio masih belum menyelesaikan tahap perkembangannya. Misal: Gnetum gnemon (melinjo)
• Embrio belum terdiferensiasi
• Embrio secara morfologis sudah berkembang, namun masih butuh waktu untuk mencapai bentuk dan ukuran yang sempurna.

Dormansi karena immature embryo ini dapat dipatahkan dengan perlakuan temperatur rendah dan zat kimia.

Biji membutuhkan pemasakan pascapanen (afterripening) dalam penyimpanan kering

Dormansi karena kebutuhan akan afterripening ini dapat dipatahkan dengan perlakuan temperatur tinggi dan pengupasan kulit.

Biji membutuhkan suhu rendah

Biasa terjadi pada spesies daerah temperate, seperti apel dan Familia Rosaceae. Dormansi ini secara alami terjadi dengan cara: biji dorman selama musim gugur, melampaui satu musim dingin, dan baru berkecambah pada musim semi berikutnya. Dormansi karena kebutuhan biji akan suhu rendah ini dapat dipatahkan dengan perlakuan pemberian suhu rendah, dengan pemberian aerasi dan imbibisi.

Ciri-ciri biji yang mempunyai dormansi ini adalah:

-          jika kulit dikupas, embrio tumbuh

-          embrio mengalami dormansi yang hanya dapat dipatahkan dengan suhu rendah

-          embrio tidak dorman pada suhu rendah, namun proses perkecambahan biji masih membutuhkan suhu yang lebih rendah lagi

-          perkecambahan terjadi tanpa pemberian suhu rendah, namun semai tumbuh kerdil

-          akar keluar pada musim semi, namun epicotyl baru keluar pada musim semi berikutnya (setelah melampaui satu musim dingin)

Biji bersifat light sensitive

Cahaya mempengaruhi perkecambahan dengan tiga cara, yaitu dengan intensitas (kuantitas) cahaya, kualitas cahaya (panjang gelombang) dan fotoperiodisitas (panjang hari).

Kuantitas cahaya

Cahaya dengan intensitas tinggi dapat meningkatkan perkecambahan pada biji-biji yang positively photoblastic (perkecambahannya dipercepat oleh cahaya); jika penyinaran intensitas tinggi ini diberikan dalam durasi waktu yang pendek. Hal ini tidak berlaku pada biji yang bersifat negatively photoblastic (perkecambahannya dihambat oleh cahaya).

Biji positively photoblastic yang disimpan dalam kondisi imbibisi dalam gelap untuk jangka waktu lama akan berubah menjadi tidak responsif terhadap cahaya, dan hal ini disebut skotodormant. Sebaliknya, biji yang bersifat negatively photoblastic menjadi photodormant jika dikenai cahaya. Kedua dormansi ini dapat dipatahkan dengan temperatur rendah.

Kualitas cahaya

Yang menyebabkan terjadinya perkecambahan adalah daerah merah dari spektrum (red; 650 nm), sedangkan sinar infra merah (far red; 730 nm) menghambat perkecambahan. Efek dari kedua daerah di spektrum ini adalah mutually antagonistic (sama sekali bertentangan): jika diberikan bergantian, maka efek yang terjadi kemudian dipengaruhi oleh spektrum yang terakhir kali diberikan. Dalam hal ini, biji mempunyai 2 pigmen yang photoreversible (dapat berada dalam 2 kondisi alternatif):

§  P650 : mengabsorbir di daerah merah

§  P730 : mengabsorbir di daerah infra merah

Jika biji dikenai sinar merah (red; 650 nm), maka pigmen P650 diubah menjadi P730. P730 inilah yang menghasilkan sederetan aksi-aksi yang menyebabkan terjadinya perkecambahan. Sebaliknya jika P730 dikenai sinar infra merah (far-red; 730 nm), maka pigmen berubah kembali menjadi P650 dan terhambatlah proses perkecambahan.

Photoperiodisitas

Respon dari biji photoblastic dipengaruhi oleh temperatur:

-          Pemberian temperatur 10-20⁰C : biji berkecambah dalam gelap

-          Pemberian temperatur 20-30⁰C : biji menghendaki cahaya untuk berkecambah

-          Pemberian temperatur >35⁰C : perkecambahan biji dihambat dalam gelap atau terang

Kebutuhan akan cahaya untuk perkecambahan dapat diganti oleh temperatur yang diubah-ubah. Kebutuhan akan cahaya untuk pematahan dormansi juga dapat digantikan oleh zat kimia seperti KNO3, thiourea dan asam giberelin.

Dormansi karena zat penghambat

            Perkecambahan biji adalah kulminasi dari serangkaian kompleks proses-proses metabolik, yang masing-masing harus berlangsung tanpa gangguan. Tiap substansi yang menghambat salah satu proses akan berakibat pada terhambatnya seluruh rangkaian proses perkecambahan. Beberapa zat penghambat dalam biji yang telah berhasil diisolir adalah soumarin dan lacton tidak jenuh; namun lokasi penghambatannya sukar ditentukan karena daerah kerjanya berbeda dengan tempat di mana zat tersebut diisolir. Zat penghambat dapat berada dalam embrio, endosperm, kulit biji maupun daging buah.

III.2.1.2 Teknik Pematahan Dormansi Biji

Biji yang telah masak dan siap untuk berkecambah membutuhkan kondisi klimatik dan tempat tumbuh yang sesuai untuk dapat mematahkan dormansi dan memulai proses perkecambahannya. Pretreatment skarifikasi digunakan untuk mematahkan dormansi kulit biji, sedangkan stratifikasi digunakan untuk mengatasi dormansi embryo.

Skarifikasi merupakan salah satu upaya pretreatment atau perawatan awal pada benih, yang ditujukan untuk mematahkan dormansi, serta mempercepat terjadinya perkecambahan biji yang seragam (Schmidt, 2000). Upaya ini dapat berupa pemberian perlakuan secara fisis, mekanis, maupun chemis. Hartmann (1997) mengklasifikasikan dormansi atas dasar penyebab dan metode yang dibutuhkan untuk mematahkannya.

Tipe dormansi	Karakteristik	Contoh spesies	Metode pematahan dormansi
			Alami	Buatan
Immature embryo	Benih secara fisiologis belum mampu berkecambah, karena embryo belum masak walaupun biji sudah masak	Fraxinus excelcior, Ginkgo biloba, Gnetum gnemon	Pematangan secara alami setelah biji disebarkan	Melanjutkan proses fisiologis pemasakan embryo setelah biji mencapai masa lewat-masak (after-ripening)
Dormansi mekanis	Perkembangan embryo secara fisis terhambat karena adanya kulit biji/buah yang keras	Pterocarpus, Terminalia spp, Melia volkensii	Dekomposisi bertahap pada struktur yang keras	Peretakan mekanis
Dormansi fisis	Imbibisi/penyerapan air terhalang oleh lapisan kulit biji/buah yang impermeabel	Beberapa Legum & Myrtaceae	Fluktuasi suhu	Skarifikasi mekanis, pemberian air panas atau bahan kimia
Dormansi chemis	Buah atau biji mengandung zat penghambat (chemical inhibitory compound) yang menghambat perkecambahan	Buah fleshy (berdaging)	Pencucian (leaching) oleh air, dekomposisi bertahap pada jaringan buah	Menghilangkan jaringan buah dan mencuci bijinya dengan air
Foto dormansi	Biji gagal berkecambah tanpa adanya pencahayaan yang cukup. Dipengaruhi oleh mekanisme biokimia fitokrom	Sebagian besar spesies temperate, tumbuhan pioneer tropika humida seperti eucalyptus dan Spathodea	Pencahayaan	Pencahayaan
Thermo dormansi	Perkecambahan rendah tanpa adanya perlakuan dengan suhu tertentu	Sebagian besar spesies temperate, tumbuhan pioneer daerah tropis-subtropis kering, tumbuhan pioneer tropika humida	Penempatan pada suhu rendah di musim dingin Pembakaran Pemberian suhu yang berfluktuasi	Stratifikasi atau pemberian perlakuan suhu rendah Pemberian suhu tinggi Pemberian suhu berfluktuasi