Perkecambahan Benih Tahapan pertumbuhan tanaman padi diawali dengan perkecambahan. Proses perkecambahan benih merupakan suatu rangkaian kompleks dari perubahan-perubahan morfologi, fisiologi, dan biokimia. Menurut analis benih, benih dikat dikatakan akan berkecambah berkec ambah jika sudah dapat dilihat atribut perkecambahannya, yaitu plumula dan radikula dan keduanya tumbuh normal dalam jangka waktu tertentu sesuai dengan ketentuan ISTA. Sedangkan menurut ahli fisiologi, perkecambahan adalah proses pengaktifan kembali aktivitas pertumbuhan embryonic axis di dalam benih yang terhenti untuk kemudian membentuk bibit. Perkecambahan benih merupakan proses berubahnya benih menjadi kecambah yang diawali proses metabolisme benih dan aktivitas pertum buhan embrio menjadi kehidup an baru. Proses perkecambahan dibedakan menjadi 2 proses yaitu : (a) proses perk ecambahan morfologis dan (b) proses perkecambahan fisiologis (Kozlowski, 1972a). 1.
Proses Perkecambahan Morfologi Proses perkecambahan morfologis morfologis meliputi pertumbuhan pertumbuhan embryonic axis sebagai akibat pembelahan sel yang diikuti pemanjangan dan pembesaran sel sehingga tumbuh radikula dan plumula menjadi bibit yang normal. Tanaman padi memiliki tipe perkecambahan hipogeal dimana munculnya radikula diikuti dengan pemanjangan plumula, Hipokotil tidak memanjang ke atas permukaan tanah sedangkan kotiledon berada di dalam kulit benih di bawah permukaan tanah. Kotiledon yang di sini disebut scutellum, tetap tinggal di dalam tanah. Scutellum berfungsi
sebagai
organ
penyerap
makanan
dari
endosperma
dan
menghantarkannya kepada embryonic axis yang sedang tumbuh (Kuswanto, 1996).
Sewaktu perkecambahan, yang pertama kali keluar adalah radikula. Selanjutnya pada radikel ini keluar akar-akar cabang (lateral roots), bersama-sama dengan akar primer membentuk sistem akar primer. Sistem akar primer ini biasanya hanya berfungsi untuk sementara, dan kemudian mati. Fungsi sistem ak ar primer ini kemudian digantikan oleh akar-akar adventif yang keluar dari nodus batang yang pertama dan beberapa nodus di atasnya. Sistem akar adventif (akar serabut) inilah
yang menjamin kehidupan tanaman teresbut selanjutnya dalam hal penyerapan air dan bahan makanan dari tanah dan sebagai alat penambat pada tanah.
Berdasarkan perkembangan endosperm, maka benih dkelompokkan menjadi 2 yaitu tipe endospermik dan non endospermik. Tipe endospermik memiliki ciri bagian endosperm benih tumbuh dengan baik sebagai j aringan penyimpan cadangan makanan, sedangkan tipe non endospermik tidak tumbuh dengan baik. Benih serealia seperti padi termasuk tipe endospermik, karena sebagian besar cadangan makanan disimpan dalam endosperm. Cadangan makanan terdiri dari senyawasenyawa dengan berat molekul (BM) besar dan tidak larut dalam air, sehingga sulit diangkut ke bagian embrio kecuali diubah menjadi monomernya (Bewley dan Black, 1983). Protein, pati dan lipid setelah dirombak oleh enzim -enzim digunakan sebagai bahan penyusun pertumbuhan di daerah titik -titik tumbuh dan sebagai bahan bakar respirasi (Sutopo, 2002 cit., Kanetro, 2009). Proses perur aian cadangan makanan tersebut dapat berlangsung secara alami melalui perkecambahan, jadi sebenarnya proses perkecambahanlah yang menyebabkan terjadinya perubahan nilai kandungan kimia dalam benih.
2.
Proses Perkecambahan Fisiologis Proses perkecambahan fisiologis, dalam tahap ini embrio di dalam benih yang semula berada pada kondisi dorman mengalami sejumlah perubahan fisiologis yang menyebabkan ia berkembang menjadi tumbuhan muda. Tumbuhan muda ini dikenal sebagai kecambah. Kecambah adalah tumbuhan (sporofit) muda yang baru saja berkembang dari tahap embrionik di dalam benih. Tahap perkembangan ini disebut perkecambahan dan merupakan satu tahap kritis dalam kehidupan tumbuhan. Proses perkecambahan dalam hal ini melalui 3 tahap, yakni: (i) Perembesan air ke dalam benih (imbibisi), (ii) pengaktifan proses metabolisme; dan (iii) perkecambahan (Kozlowski, 1972b).
y
Perembesan Air ke Dalam Benih (imbibisi) Perembesan air ke dalam benih (imbibisi), merupakan proses penyerapan air yang berguna untuk melunakkan kulit benih dan menyebabkan pengembangan embrio dan endosperma. Proses perkecambahan dapat terjadi jika kulit benih permeabel terhadap air dan tersedia cukup air dengan tekanan osmosis tertentu. Dalam tahap ini, kadar air benih naik menjadi 25-35%, sehingga kadar air di dalam benih itu mencapai 50-60%, dan hal ini menyebabkan pecah atau robeknya kulit benih. Selain itu, air memberikan fasilitas untuk masuknya oksigen ke dalam benih. Dinding sel yang kering hampir tidak permeabel untuk gas, tetapi apabila dinding sel diimbibisi oleh air, maka g as akan m asuk ke dalam sel secara difusi. Hal tersebut dikarenakan selain membutuhkan air, benih yang berkecambah juga memerlukan suhu sekitar 10-40C, dan oksigen. Apabila dinding sel kulit benih dan embrio menyerap air, m aka suplai oksigen meningkat kepada sel-sel hidup sehingga memungkinkan lebih aktifnya pernapasan. Sebaliknya CO2 yang dihasilkan oleh pernapasan tersebut lebih mudah mendifusi keluar (Manurung dan Ismunadji, 1988; Kozlowski, 1972b).
y
Pengaktifan Proses Metabolisme Pengaktifan proses metabolisme, pada tahap ini kadar air dalam benih bertambah menjadi 30-40%. Peningkatan laju respirasi akibat imbibisi, akan mengaktifkan enzim-enzim yang terdapat di dalamnya sehingga terjadi proses perombakan cadangan makanan (katabolisme). Enzim-enzim yang teraktifasi pada proses perkecambahan ini adalah enzim hidrolitik seperti: amylase dan amylase yang mertombak pati menjadi gula (glukosa, fruktosa, dan sukrosa), ribonuklease yang merombak ribonukleotida endo--glukanase, glukan fosfatase yang merombak senyawa yang mengandung P, lipase yang merombak lemak menjadi glycerine dan asam lemak, dan protease yang merombak senyawa protein menjadi asam amino. Peruraian cadangan makanan bertujuan menjadikan senyawa-senyawa larut dalam air, sehingga dapat diangkut ke embryo axis, plumula, radikula dengan proses difusi atau osmose antar sel, untuk pertumbuhan. Perombakan cadangan makanan melibatkan dua proses yang akan terjadi yakni : (i) katabolisme karbohidrat, melalui proses ini ATP dan
unsur hara akan dihasilkan dan diikuti pembentukan senyawa protein melalui proses anabolisme (sintesis protein), yang mana kedua proses ini terjadi secara berurutan dan pada tempat yang berbeda, digunakan untuk pembentukan selsel baru pada embrio, dan berfungsi untuk membentuk protoplasma dan organela sel baru, guna k eperluan perkecambahan dan pertumbuhan kecambah selanjutnya, (ii) metabolisme lemak, proses ini terjadi setelah semua proses imbibisi, aktivasi enzim, dan katabolisme cadangan makanan berjalan. Melalui proses ini lemak akan dirombak oleh enzim lipase dan enzim lainnya, yang mendorong inisiasi pertumbuhan embrio. Keseluruhan proses perombakan cadangan makanan ini akan berlangsung terus dan merupakan pendukung dari pertumbuhan kecambah sampai tanaman dewasa (Kozlowski, 1972b; Mayer dan Poljakoff-Mayber, 1978).
y
Perkecambahan Perkecambahan, merupakan tahapan yang terjadi pada akhir tahap pengaktifan. Tahapan ini merupakan akibat dari proses pembentukan sel-sel baru pada embrio, yang akan diikuti proses deferensiasi sel-sel, sehingga terbentuk plumula yang merupakan bakal batang dan daun, serta radikula yang merupakan bakal akar. Kedua bagian ini akan bertambah besar. Benih padi dikatakan telah berkecambah apabila radikula telah tampak keluar menembus koleorhiza diikuti oleh munculnya koleoptil yang membungkus daun, Dalam keadaan terendam, maka yang muncul lebih dahulu adalah koleoptil dan kemudian diikuti oleh koleorhiza (Manurung dan Ismunadji, 1988).Kecambah dikatakan mantap setelah ia dapat menyerap air dan berfotosintesis (autotrof). Semula, ada masa transisi antara m asih disuplai oleh cadangan makanan sampai mampu autotrof. Saat autotrof telah dicapai, maka proses perkecambahan dikatakan telah sempurna (makna agronomis). Benih yang sudah berkecambah selanjutnya disebut bibit (seedling). Daun pertama tampaknya tidak memiliki helai daun dan hanya tumbuh sampai kira-kira 2 cm. Pada permulaan tumbuh, pertumbuhan bibit tergantung pada persediaan zat makanan dalam endosperm (Manurung dan Ismunadji, 1988). Pertumbuhan benih sangat dipengaruhi oleh suhu, cahaya, oksigen dan air. Pada suhu 22-31 C, laju pertumbuhan sangat
cepat. Menurut Yoshida (1981 cit. Manurung dan Ismunadji, 1988), 70% pertumbuhan benih pada minggu pertama tersebut didukung oleh persediaan bahan makanan dari endosperm. Perombakan endosperm tersebut bersifat enzimatis, yakni sebagai akibat aktivitas enzim amilase yang terdapat di lapisan aleuron. Selanjutnya peranaan suhu berkurang p ada minggu kedua, namun suhu 22 C dianggap sebagai suhu di bawah normal. Memanjangnya jaringan adalah sebagai akibat gabungan pembelahan sel dan pembesarannya. Suhu optimal untuk
pembelahan
sel
ujung
radikula
adalah
25
C,
sedangkan
untuk
pembesarannya adalah 30 C. Oleh karena suhu optimal unuk perpanjangan radikula secara keseluruhan adalah 30 C, maka pertumbuhan radikula tersebut didominasi oleh perpanjangan sel. Benih yang dikecambahkan di tempat gelap merangsang perpanjangan mesokotil, koleoptil, daun pertama dan kedua, ruas pertama dan kedua dan akar sekunder akan keluar dari buku di atas mesokotil.
