A. DASAR TEORI
1. Pengertian tanaman dikotil dan monokotil
Magnoliopsida adalah nama yang dipakai untuk menggantikan nama yang dipakai sistem klasifikasi yang lebih lama, kelas Dicotyledoneae (kelas "tumbuhan berdaun lembaga dua" atau "tumbuhan dikotil"). Sedangkan tanaman monokotil adalah tanaman yang berdaun lembaga satu.
2. Ciri-ciri dan contoh tanaman dikotil dan monokotil
Pada tumbuhan kelas / tingkat tinggi dapat dibedakan atau dibagi menjadi dua macam, yaitu tumbuh-tumbuhan berbiji keping satu atau yang disebut dengan monokotil / monocotyledonae dan tumbuhan berbiji keping dua atau yang disebut juga dengan dikotil / dicotyledonae. Ciri-ciri tumbuhan monokotil dan dikotil hanya dapat ditemukan pada tumbuhan subdivisi angiospermae karena memiliki bunga yang sesungguhnya
(http://organisasi.org/ciri_ciri_dan_perbedaan_tumbuhan_pohon_monokotil_dan_dikotil_biji_berkeping_satu_dan_dua_ilmu_sains_biologi)
Perbedaan ciri pada tumbuhan monokotil dan dikotil berdasarkan ciri fisik pembeda yang dimiliki :
a. Bentuk akar
- Monokotil : Memiliki sistem akar serabut
- Dikotil : Memiliki sistem akar tunggang
b. Bentuk sumsum atau pola tulang daun
- Monokotil : Melengkung atau sejajar
- Dikotil : Menyirip atau menjari
c. Kaliptrogen / tudung akar
- Monokotil : Ada tudung akar / kaliptra
- Dikotil : Tidak terdapat ada tudung akar
d. Jumlah keping biji atau kotiledon
- Monokotil : satu buah keping biji saja
- Dikotil : Ada dua buah keping biji
e. Kandungan akar dan batang
- Monokotil : Tidak terdapat kambium
- Dikotil : Ada Kambium
f. Jumlah kelopak bunga
- Monokotil : Umumnya adalah kelipatan tiga
- Dikotil : Biasanya kelipatan empat atau lima
g. Pelindung akar dan batang lembaga
- Monokotil : Ditemukan batang lembaga / koleoptil dan akar lembaga / keleorhiza
- Dikotil : Tidak ada pelindung koleorhiza maupun koleoptil
h. Pertumbuhan akar dan batang
- Monokotil : Tidak bisa tumbuh berkembang menjadi membesar
- Dikotil : Bisa tumbuh berkembang menjadi membesar
Tumbuhan monokotil dikelompokan menjadi 5 suku, yaitu :
a. Rumut-rumputan (Graminae), ex : jagung, padi
b. Pinang-pinangan (Palmae), ex : kelapa, sagu
c. Pisang-pisangan (Musaceae), ex : pisang ambon, raja
d. Anggrek-angrekan (Orchidaceae), ex : anggrek, vanili
e. Jahe-jahean (Zingiberaceae), ex : jahe, kunyit
Tumbuhan dikotil dikelaompokan menjadi 5 suku, yaitu :
a. Jarak-jarakan (Euphorbiaceae), ex : jarak, ubi, karet
b. Polong-polongan (Leguminoceae), ex : pete, kacang
c. Terung-terungan (Solanaceae), ex : terong, cabe, tomat
d. Jambu-jambuan (Myrtaceae), ex : jambu biji, jambu air
e. Komposite (Compositae), ex : bunga matahari
B. Perkecambahan
Perkecambahan (Ing. germination) merupakan tahap awal perkembangan suatu tumbuhan, khususnya tumbuhan berbiji. Dalam tahap ini, embrio di dalam biji 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 biji. Tahap perkembangan ini disebut perkecambahan dan merupakan satu tahap kritis dalam kehidupan tumbuhan. Kecambah biasanya dibagi menjadi tiga bagian utama: radikula (akar embrio), hipokotil, dan kotiledon (daun lembaga). Dua kelas dari tumbuhan berbunga dibedakan dari cacah daun lembaganya: monokotil dan dikotil. Tumbuhan berbiji terbuka lebih bervariasi dalam cacah lembaganya. Kecambah pinus misalnya dapat memiliki hingga delapan daun lembaga. Beberapa jenis tumbuhan berbunga tidak memiliki kotiledon, dan disebut akotiledon.
Kecambah sering digunakan sebagai bahan pangan dan digolongkan sebagai sayur-sayuran. Khazanah boga Asia mengenal tauge sebagai bagian dari menu yang cukup umum. Kecambah dikatakan makanan sehat karena kaya akan vitamin E namun dikritik pula karena beberapa kecambah membentuk zat antigizi. Kecambah jelai yang dikenal sebagai malt digunakan sebagai salah satu bahan baku bir. Malt juga digunakan sebagai bagian dari minuman sehat karena mengandung maltosa yang lebih rendah kalori daripada sukrosa.
Perkecambahan diawali dengan penyerapan air dari lingkungan sekitar biji, baik tanah, udara, maupun media lainnya. Perubahan yang teramati adalah membesarnya ukuran biji yang disebut tahap imbibisi (berarti "minum"). Biji menyerap air dari lingkungan sekelilingnya, baik dari tanah maupun udara (dalam bentuk embun atau uap air. Efek yang terjadi adalah membesarnya ukuran biji karena sel biologi. sel-sel embrio membesar dan biji melunak.
Kehadiran air di dalam sel mengaktifkan sejumlah enzim perkecambahan awal. Fitohormon asam absisat menurun kadarnya, sementara giberelin meningkat. Berdasarkan kajian ekspresi gen pada tumbuhan model Arabidopsis thaliana diketahui bahwa pada perkecambahan lokus-lokus yang mengatur pemasakan embrio, seperti ABSCISIC ACID INSENSITIVE 3 (ABI3), FUSCA 3 (FUS3), dan LEAFY COTYLEDON 1 (LEC1) menurun perannya (downregulated) dan sebaliknya lokus-lokus yang mendorong perkecambahan meningkat perannya (upregulated), seperti GIBBERELIC ACID 1 (GA1), GA2, GA3, GAI, ERA1, PKL, SPY, dan SLY. Diketahui pula bahwa dalam proses perkecambahan yang normal sekelompok faktor transkripsi yang mengatur auksin (disebut Auxin Response Factors, ARFs) diredam oleh miRNA. Perubahan pengendalian ini merangsang pembelahan sel di bagian yang aktif melakukan mitosis, seperti di bagian ujung radikula. Akibatnya ukuran radikula makin besar dan kulit atau cangkang biji terdesak dari dalam, yang pada akhirnya pecah. Pada tahap ini diperlukan prasyarat bahwa cangkang biji cukup lunak bagi embrio untuk dipecah (http://www.wikipedia.com/perkecambahan.)
B. METODOLOGI
1. Waktu dan Tempat
Praktikum anatomi dan perkecambahan biji dikotil dan monokotil dilaksakan pada hari Selasa, 14 Juli 2009 - 28 Juli 2009. Praktikum dilaksanakan di Laboratorium Tanaman dan Green House Politeknik Negeri Jember.
2. Alat dan Bahan
Alat dan dan bahan yang dalam praktikum anatomi dan perkecambahan dikotil dan monokotil yaitu, pensil, ballpoint, cutter, lup, bak semai, media pasir, air kran, gembor, pengaris, penghapus, dan kertas HVS.
3. Prosedur Pelaksanaan
a. Anatomi
o Menyiapkan alat dan bahan
o Membelah biji dalam keadaan melintang dan membujur
o Mengamati struktur anatomi secara utuh, dibelah melintang dan membujur biji monokotil (jagung, padi dan kelapa sawit) dikotil (kacang tanah, kacang panjang, kacang hijau dan kacang kedelai)
o Menggambar biji tersebut secara utuh, dibelah melintang dan membujur di dalam kertas HVS
o Diperiksa oleh dosen praktikum
b. Perkecambahan
o Menyiapkan alat dan bahan
o Mengamati hasil perkecambahan biji monokotil (jagung, padi dan kelapa sawit) dikotil (kacang tanah, kacang panjang, kacang hijau dan kacang kedelai) selama semainggu kemudian menggambarakannya di dalam kertas HVS.
o Diperiksa oleh dosen praktikum
C. HASIL DAN PEMBAHASAN
1. Anatomi
Dari hasil praktikum anatomi tanaman dikotil dan monokotil diperoleh bahwa biji tanaman dikotil dan monokotil mempunyai bagian-bagian biji yaitu cadangan makanan, kulit biji, epikotil, kotiledon, hipokotil dan radikuala. Kecuali untuk kelapa sawit mempunyai daging buah, kulit biji dan embrio.
Menurut sutopo (2002), bagian-bagian biji terdiri dari 3 bagian dasar :
1. Embrio
Embrio adalah suatu tanaman baru yang terjadi dari bersatunya gamet-gamet jantan dan betina pada suatu proses pembuahan. Embrio yang berkembangnya sempurna terdiri dari struktur-struktur sebagai berikut : epikotil (calon pucuk), hipokotil (calon batang), kotiledon (calon daun) dan radikula (calon akar). Tanaman di dalam kelas Angiospermae diklasifikasikan oleh banyaknya jumlah kotiledon. Tanaman monokotiledon mempunyai satu kotiledon misalnya : rerumputan dan bawang. Tanaman dikotiledon mempunyai dua kotiledon misalnya kacang-kacangan sedangakan pada kelas Gymnospermae pada umumnya mempunyai lebih dari 2 kotiledon misalnya pinus, yang mempunyai sampai sebanyak 15 kotiledon. Pada rerumputan (grasses) kotiledon yang seperti ini disebut scutellum, kuncup embrioniknya disebut plumulle yang ditutupi oleh upih pelindung yang disebut koleoptil, sedangkan pada bagian bawah terdapat akar embrionik yang disebut ridicule yang ditutupi oleh upih pelindung yang disebut coleorhiza.
2. Jaringan penyimpan cadangan makanan
Pada biji ada beberapa struktur yang dapat berfungsi sebagai jaringan penyimpan cadangan makanan, yaitu :
a. Kotoledon, misalnya pada kacang-kacangan, semangka dan labu.
b. Endosperm, misal pada jagung, gandum, dan golongan serelia lainnya. Pada kelapa bagian dalamnya yang berwarna putih dan dapat dimakan merupakan endospermnya.
c. Perisperm, misal pada famili Chenopodiaceae dan Caryophyllaceae
d. Gametophytic betina yang haploid misal pada kelas Gymnospermae yaitu pinus.
Cadangan makanan yang tersimpan dalam biji umumnya terdiri dari karbohidrat, lemak, protein dan mineral. Komposisi dan presentasenya berbeda-beda tergantung pada jenis biji, misal biji bunga matahari kaya akan lemak, biji kacang-kacangan kaya akan protein, biji padi mengandung banyak karbohidrat.
3. Pelindung biji
Pelindung biji dapat terdiri dari kulit biji, sisa-sisa nucleus dan endosperm dan kadang-kadang bagian buah. Tetapi umumnya kulit biji (testa) berasal dari integument ovule yang mengalami modifikasi selama proses pembentukan biji berlangsung. Biasanya kulit luar biji keras dan kuat berwarna kecokelatan sedangkan bagian dalamnya tipis dan berselaput. Kulit biji berfungsi untuk melindungi biji dari kekeringan, kerusakan mekanis atau serangan cendawan, bakteri dan insekta.
Dalam hal penggunaan cadangan makanan terdapat beberapa perbedaan diantara sub kelas monokotiledon dan dikotiledon dimana pada :
• Sub kleas monokotiledon: cadangan makanan dalam endosperm baru akan dicerna setelah biji masak dan dikecambhakan serta telah menyerap air. Contoh jagung, padi, gandum.
• Subkelas dikotiledon : cadangan makanan yang terdapat dalam kotileodon atau perisperm sudah mulai dicerna dan diserap oleh embrio sebelum biji masak. Contoh kacang-kacangan, bunga matahari dan labu.
C. Perkecambahan
Biji yang dilakukan perkecambahan pada tanaman dikotil yaitu jagung dan padi sedangkan pada biji dikotil yaitu : kacang tanah, kacang panjang, kacang kedelai dan kacang hijau. biji jagung pada hari pertama sudah menunjukkan pembengkakan sedangkan padi pembengkakan ditunjukan pada hari kedua. Pada hari kedua jagung sudah muncul akar dan tunas, sedangkan padi pada hari ketiga. Tipe perkecambahan pada tanaman tersebut yaitu tipe hipogeal.
Biji dari tanaman dikotil yang lambat perkecambahnnya yaitu kacang tanah, dimana pada umur 7 hari baru menunjukan panjang radikula 1,5 cm. Kacang Hijau menunjukan perkecambahan yang tercepat pada umur 7 hari mencapai 10 cm dan 2 daun. Tipe perkecambhan pada tanaman dikotil ini yaitu tipe perkecambahan epigeal.
Menurut Sutopo (2002) tipe perkecambahan epigeal adalah dimana munculnya radikel diikuti dengan memanjangnya hipokotil secara keseluruhan dan membawa serta kotiledon dan plumula ke atas permukaan tanah. Sedangkan tipe hipogeal dimana munculnya radikel diikuti dengan pemanjangan plumula, hipokotil tidak memanjang ke atas permukaan tanah sedangkan kotiledon tetap berada di dalam kulit biji di bawah permukaan tanah.
Proses perkecambahan benih merupakan suatu rangkaian kompleks dari perubahan-perubahan morfologi, fisologi, dan biokimia. Tahap pertama suatu perkecambahan benih dimulai dengan proses penyerapan air oleh benih, melunaknya kulit benih dan hidrasi dari protoplasma. Tahap kedua dimulai dengan kegiatan-kegiatan sel dan enzim-enzim serta naiknya tingkat respirasi benih tahap ketiga merupakan tahap dimana terjadi penguraian bahan-bahan seperti karbohidrat, lemak dan protein menjadi bentuk-bentuk yang melarut dan ditranslokasikan ke titik-titik tumbuh. Tahap keempat adalah asimililasi dari bahan-bahan yang telah diuraikan tadi di daerah meristematik untuk menghasilkan energi baru. Kegiatan pembentukan komponen dan pertumbuhan sel baru. Tahap kelima adalah pertumbuhan dari kecambah melalui proses pembelahan, pembesaran dan pembagian sel-sel pada titik-titik tumbuh. Sementara penyerapan air oleh benih terjadi pada tahap pertama biasanya berlangsung sampai jaringan mempunyai kandungan air 40 – 60 % (atau 67 – 150 % atas dasar berat kering). Dan akan meningkat lagi pada saat munculnya radikula sampai jaringan penyimpanan dan kecambah yang sedang tumbuh mempunyai kandunga air 70 - 90 %. Metabolisme sel-sel mulai setelah menyerap air yang meliputi reaksi-rekasi perombakan yang biasa disebut katabolisme dan sintesa komponen-komponen untuk pertumbuhan disebut anabolisme. Proses metabolisme ini akan berlangsung terus dan merupakan pendukung dari pertumbuhan kecambah sampai tanaman dewasa.
Pada proses perkecambahan ada beberapa faktor yang mempengaruhi yaitu faktor dalam dan faktor luar. Faktor dalam meliputi : tingkat kemasakan benih, ukuran benih, dormasni, dan penghambat perkecambahan. Sedangkan faktor luar meliputi : air, temperatur, oksigen, cahaya dan medium.
Tingkat kemasakan benih. Biji yang dipanen sebelum tingkat kemasakan fisiologisnya tercapai, tidak mempunyai viabilitas tinggi, bahkan pada beberapa jenis tanaman benih demikian tidak akan dapat berkecambah. Di duga pada tingkatan tersebut benih belum memiliki cadangan makanan yang cukup dan juga pembentukan embrio terjadi sempurna.
Ukuran benih : di dalam jaringaa penyimpananya benih memiliki karbohidrat, protein, lemak dan mineral. Di mana bahan-bahan ini diperlukan sebagai bahan baku dan energi pada saat perkecambahan. Di duga bahwa benih yang berukuran besar dan berat mengandung cadangan makanan lebih banyak dibandingkan yang kecil, mungkin pula embrionya lebih besar. Ukuran benih menunjukkan korelasi positif terhadap kandungan protein pada benih sorgum, makin besar/berat ukuran benih maka kandungan proteinnya makin meningkat pula.
Dormansi : suatu benih dikatakan dorman apabila benih itu sebenarnya viable (hidup) tetapi tidak mau berkecambah walaupun diletakkan pada keadaan lingkungan yang memenuhi syarat bagi perkecambahannya. Periode dormansi ini dapat berlangsung musiman atau dapat juga selama beberapa tahun, tergantung pada jenis benih dan tipe dormansinya. Dormansi dapat disebabkan oleh beberapa faktor antara lin : impermiabilitas kulit biji baik terhadap gas ataupun karena resistensi kulit biji terhadap pengaruh mekanis, embrio yang rudiameter, dormnsi sekunder dan bahan-bahan penghambat perkecambahan. Tetapi dengan perlakuan khusus maka benih yang dorman dapat dirangsang untuk berkecambah, misal : perlakuan stratifikasi, direndam dalam laruta sulfat, dan lain lain.
Penghambat perkecambahan : banyak zat-zat yang diketahui dapat menghambat perkecambahan benih yaitu : larutan dengan tingkat osmotik tinggi, misal larutan manitol, larutan NaCl, bahan-bahan yang mengganggu lintasan metabolisme, herbisida, auksin, coumarin dan bahan-bahan yang terkandung dalam buah.
Air : air merupakan salah satu syarat penting bagi berlangsungnya proses perkecambahan. Dua fakor yang mempengaruhi penyerapan air oleh benih adalah sifat dari benih itu sendiri terutama kulit pelindungnya dan junlah air yang tersedia pada medium di sekitarnya. Banyaknya air yang diperlukan bervariasi tergantung kepada jenis benih. Tetapi umumnya tidak melampaui dua atau tiga kali dari berat keringnya. Tingakat pengambilan air juga dipengaruhi oleh temperatur, temperatur yang tinggi menyebabkan meningkatknya kebutuha air.
Temperatur : temperatur merupakan syarat penting kedua bagi perkecambahan benih. Temperatur optimum adalah temperatur yang paling menguntungkan bagi berlangsungnya perkecambahan. Pada kisaran temperatur ini terdapat persentase perkecambahan yang tertinggi. Temperatur optimum bagi kebanyakan benih tanaman benih antara 26,5 – 35oC. Di bawah itu pada temperatur minimum terendah 0 – 5oC kebanyakan jenis benih akan gagal untuk berkecambah atau terjadi kerusakan yang mengakibatkan terbentuknya kecambah abnormal.
Oksigen : pada proses respirasi akan berlangsung selama benih masih hidup. Pada saat perkecambahan berlangsung proses respirasi akan meningkat disertai pula dengan meningakatnya pengambilan oksogen dan pelepasan karbondioksida, air dan energi yang berupa panas. Terbatasnya oksigen yang dapat dipakai akan mengakibatkan terhambatnya proses perkecambhan benih.
Cahaya : hubungan antara pengaruh cahaya dan perkecambahan benih dikontrol oleh suatu sistem pigmen yang dikenal sebagai phytochrome yang tersusun dari chromophore dan protein. Chromophore adalah bagian yang peka pada cahaya. Benih yang dikecambahakan dalam kedaan gelap dapat menghasilkan kecambah yang mengalami etiolasi yaitu terjadinya pemanjangan yang tidak normal pada hipokotil atau epikotilnya, kecambah berwarna pucat serta lemah.
Medium : medium yang baik untuk perkecambahan haruslah mempunyai sifat fisik yang baik, gembur, mempunyai kemampuan menyimpan air dan bebas dari organisme penyebab penyakit utama cendawan ”damping of”. Tanah dengan tekstur lempung berpasir dan dilengkapi dengan bahan-bahan organik merupakan medium yang baik untuk kecambah yang ditransplantingkan ke lapangan. Pasir dapat digunakan sebagai medium dipersemaian. Kondisi fisik dari tanah sangat penting bagi berlangsungnya kehidupan berkecambah menjadi tanaman dewasa. Benih akan terhambat perkecambahnnya pada tanah yang padat, karena benih berusaha keras untuk menembus ke permukaan tanah. Selain medium, tingkat kedalaman penanaman benih juga dapat mempengaruhi perkecambahan benih. Hal ini juga mempunyai hubungan erat dengan kondisi fisik tanah. Pada tanah gembur benih yang ditanam sedikit dalam tidak akan banyak mempengaruhi perkecambahan. Berbeda dengan tanah yang lebih padat dimana sebaiknya benih ditanam tidak terlalu dalam untuk memudahkan kecambah muncul ke permukaan tanaman. Tatapi harus diingat jangan sampai menanam benih terlalu dangkal.
