Salah satu ciri tumbuhan adalah mengalami pertumbuhan dan perkembangan. Pertumbuhan adalah proses pertambahan volume yang irreversible (tidak dapat balik) karena adanya pembesaran sel dan pertambahan jumlah sel atau pembelahan sel (pembelahan mitosis) atau keduanya. Pertumbuhan pada tumbuhan dapat dinyatakan secara kuantitatif karena pertumbuhan dapat diketahui dengan mengukur besar dan tinggi batang, menimbang massa sel baik berupa berat kering maupun berat basahnya, menghitung jumlah daun, jumlah bunga, maupun jumlah buahnya.
Saat biji dibelah di dalamnya terdapat bagian-bagian berupa cadangan makanan dan embrio atau calon individu baru yang disebut juga lembaga tumbuhan. Embrio terdiri dari akar lembaga (calon akar = radikula), daun lembaga (kotiledon) dan batang lembaga (kaulikulus). Kotiledon pada biji tumbuhan monokotil seperti padi (Oryza sativa), jagung (Zea mays) maupun rumput-rumputan (Gramineae atau Poaceae) disebut sebagai skutelum. Pada bagian akar embrionya, terbungkus oleh lapisan yang disebut koleorhiza, sedangkan pada ujung tunas embrioniknya dibungkus oleh koleoptil.
Embrio pada biji tumbuhan dikotil seperti kacang atau buncis, melekat pada kotiledon disebut kuncup embrionik. Kaulikulus terdiri dari hipokotil (“hypo”= di bawah) yaitu bagian bawah (pangkal) yang melekat pada kotiledon dan epikotil (“epi”= di atas), yang terdapat di sebelah atas hipokotil. Epikotil akan tumbuh menjadi batang dan daun serta hipokotil akan tumbuh menjadi akar.
Salah satu fase atau tahapan dari pertumbuhan dan perkembangan adalah poses perkecambahan. Perkecambahan adalah proses perubahan fisiologi biji dari bentuk dorman (“istirahat” atau tidak aktif) ke bentuk semai setelah melalui perkembangan sedemikian rupa, ditandai dengan pembentukan radikula, kaulikulus dan plumula.
Cahaya pada proses perkecambahan dapat memengaruhi hormon auksin. Hormon ini rusak atau terurai jika terkena intensitas cahaya yang tinggi. Dengan demikian, pertumbuhan kecambah akan ke arah datangnya cahaya.
c. Tipe Perkecambahan
Tumbuhan monokotil dan dikotil akan menghasilkan struktur kecambah yang berbeda. Perbedaan tersebut terjadi karena tumbuhan monokotil dan dikotil memliliki struktur biji yang berbeda atau berdasarkan letak kotiledonnya. Ada dua tipe perkecambahan berdasarkan letak kotiledonnya pada saat berkecambah:
Embrio pada biji tumbuhan dikotil seperti kacang atau buncis, melekat pada kotiledon disebut kuncup embrionik. Kaulikulus terdiri dari hipokotil (“hypo”= di bawah) yaitu bagian bawah (pangkal) yang melekat pada kotiledon dan epikotil (“epi”= di atas), yang terdapat di sebelah atas hipokotil. Epikotil akan tumbuh menjadi batang dan daun serta hipokotil akan tumbuh menjadi akar.
Pada ujung epikotil terdapat plumula (pucuk lembaga) yang terdiri dari ujung tunas dengan sepasang pucuk daun. Radikula berada pada bagian ujung pangkal hipokotil. Pada biji terdapat hilum yang berfungsi untuk memasukkan air dan O2. Selain melewati hilum, air dan gas-gas terlarut dapat masuk
lewat mikropil. Mikropil juga merupakan pintu masuknya inti sperma dan inti vegetatif pada saat pembuahan berlangsung.
Setelah biji ditanam dan daerah persemaian telah memenuhi syarat, biji akan dapat berkecambah. Pada saat biji berkembang (sebelum berkecambah), kotiledon maupun skutelum menyerap makanan dari endosperma. Pada saat perkecambahan tiba, kotiledon memindahkan makanannya ke embrio. Akibatnya kotiledon semakin mengecil.
Setelah biji ditanam dan daerah persemaian telah memenuhi syarat, biji akan dapat berkecambah. Pada saat biji berkembang (sebelum berkecambah), kotiledon maupun skutelum menyerap makanan dari endosperma. Pada saat perkecambahan tiba, kotiledon memindahkan makanannya ke embrio. Akibatnya kotiledon semakin mengecil.
Salah satu fase atau tahapan dari pertumbuhan dan perkembangan adalah poses perkecambahan. Perkecambahan adalah proses perubahan fisiologi biji dari bentuk dorman (“istirahat” atau tidak aktif) ke bentuk semai setelah melalui perkembangan sedemikian rupa, ditandai dengan pembentukan radikula, kaulikulus dan plumula.
a. Masa Dormansi Biji
Persyaratan pertama agar biji dapat berkecambah adalah berakhirnya masa dormansi biji. Dormansi biji adalah kondisi biji yang masih hidup tetapi tidak aktif, berada dalam kondisi kering (kelembabannya kurang) dan tidak dapat (gagal) berkecambah selama periode waktu tertentu karena faktor internal biji. Biji kuisen (quiscence) adalah biji yang tidak dapat berkecambah apabila faktor luar tidak memenuhi persyaratan. Keadaan ini akan berakhir hingga adanya kondisi yang menguntungkan untuk perkembangan.
Dalam bidang pertanian benih-benih yang belum sempurna pertumbuhannya (matang) memerlukan jangka waktu tertentu agar dapat berkecambah (penyimpanan). Jangka waktu penyimpanan ini berbeda-beda dari kurun waktu beberapa hari sampai beberapa tahun tergantung jenis benih. Benih-benih ini biasanya ditempatkan pada kondisi temperatur dan kelembaban tertentu agar viabilitasnya tetap terjaga sampai embrio terbentuk sempurna dan dapat berkecambah.
Dalam bidang pertanian benih-benih yang belum sempurna pertumbuhannya (matang) memerlukan jangka waktu tertentu agar dapat berkecambah (penyimpanan). Jangka waktu penyimpanan ini berbeda-beda dari kurun waktu beberapa hari sampai beberapa tahun tergantung jenis benih. Benih-benih ini biasanya ditempatkan pada kondisi temperatur dan kelembaban tertentu agar viabilitasnya tetap terjaga sampai embrio terbentuk sempurna dan dapat berkecambah.
b. Proses Perkecambahan
Perkecambahan 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.
Dua faktor yang memengaruhi perkecambahan yaitu faktor internal (dari dalam) dan faktor eksternal (dari luar atau lingkungan). Faktor internal meliputi tingkat kemasakan biji, ukuran biji, absorbansi (daya serap biji terhadap air), dan ada tidaknya zat penghambat. Faktor eksternal meliputi suhu, O2, dan air. Secara umum proses perkecambahan antara lain sebagai berikut.
- Pertumbuhan dan perkembangan telah dimulai sejak biji mengalami imbibisi, embrio di dalam biji melakukan perbanyakan sel. Pada tahapan tertentu, sel mengalami proses diferensiasi dan mengalami proses penambahan jenis dan fungsi sel menjadi jelas. kemudian dilanjutkan proses pembentukan organ-organ yang disebut organogenesis sehingga struktur dan fungsi menjadi semakin lengkap. Proses ini disebut perkembangan atau morfogenesis. Proses perkecambahan diawali dengan berubahnya struktur embrio biji menjadi tumbuhan kecil di dalam biji yaitu terlihat daun kecil, calon batang, dan calon akar.
- Setelah biji menyerap air (imbibisi), biji membesar sehingga kulit biji pecah. Secara umum, proses perkecambahan terjadi secara kimiawi. Dengan masuknya air ke dalam biji, enzim akan bekerja dengan aktif. Jika embrio terkena air, embrio menjadi aktif dan melepaskan hormon giberelin (GA). Hormon ini memacu aleuron untuk membuat dan mengeluarkan enzim. Enzim yang dikeluarkan antara lain: enzim α-amilase, maltase, dan enzim pemecah protein.
- Amilase merubah amilum (pati) menjadi maltosa. Maltosa dihidrolisis oleh maltase menjadi glukosa. Metabolisme glukosa menghasilkan energi dan atau senyawa-senyawa untuk menyusun struktur tubuh tumbuhan. Pembentukan energi ini membutuhkan oksigen (O2) sehingga proses perkecambahan membutuhkan oksigen. Protein yang ada dipecah menjadi asam amino yang berfungsi menyusun struktur sel dan enzim-enzim baru. Enzim-enzim di dalam biji dapat bekerja dengan baik pada suhu tertentu, sedangkan suhu yang tinggi dapat merusak enzim.
Cahaya pada proses perkecambahan dapat memengaruhi hormon auksin. Hormon ini rusak atau terurai jika terkena intensitas cahaya yang tinggi. Dengan demikian, pertumbuhan kecambah akan ke arah datangnya cahaya.
c. Tipe Perkecambahan
Tumbuhan monokotil dan dikotil akan menghasilkan struktur kecambah yang berbeda. Perbedaan tersebut terjadi karena tumbuhan monokotil dan dikotil memliliki struktur biji yang berbeda atau berdasarkan letak kotiledonnya. Ada dua tipe perkecambahan berdasarkan letak kotiledonnya pada saat berkecambah:
- Perkecambahan hipogeal bakal batang tumbuh memanjang ke permukaan tanah, kotiledon tetap berada di dalam tanah. Contoh: perkecambahan kacang kapri (Pisum sativum), dan jagung (Zea mays).
- Perkecambahan epigeal hipokotil tumbuh menembus permukaan tanah sehingga kotiledon terangkat ke permukaan tanah. Contoh: perkecambahan pada kacang hijau (Phaseolus sp.), kacang tanah (Arachis hypogaea) dan kapas (Gossypium sp).
