LAPORAN BIOLOGI "PENGARUH CAHAYA TERHADAP PERTUMBUHAN"

A.      JUDUL : Pengaruh Cahaya Terhadap Pertumbuhan

B.       TUJUAN : Membuktikan bahwa pertumbuhan kacang hijau dipengaruhi oleh cahaya

C.       DASAR TEORI

1.1         Pengertian pertumbuhan dan perkembangan

Pertumbuhan adalah proses bertambahnya ukuran (diantarnya volume, massa, dan t

inggi) serta jumlah sel secara irreversible (tidak dapat kembali ke bentuk semula). Pertumbuhan bersifat kuantitatif (dapat diukur) menggunakan auksanometer. Pertumbuhan terjadi karena pertambahan jumlah sel dan pembesaran sel. Proses ini terjadi akibat pembelahan mitosis pada jaringan bersifat meristematik. Contoh, pertambahan tinggi batang dan jumlah daun.

Perkembangan adalah proses terspesialisasi sel menuju ke bentuk dan fungsi tertentu yang mengarah ke tingkat kedewasaan yang bersifat kualitatif (tidak dapat dihitung) dan irreversible. Contoh, munculnya bunga sebagai alat perkembangbiakan.

1.2    Tahapan Pertumbuhan dan Perkembangan Tumbuhan

Pertumbuhan dan perkembangan pada tanaman diawali dengan perkecambahan biji.

1.         Perkecambahan

Perkecambahan adalah munculnya plantula (tanaman kecil dari dalam biji) karena pertumbuhan embrio di dalam biji menjadi tanaman baru. Embrio terdiri dari akar lembaga (calon akar = radikula), daun lembaga (kotiledon) dan batang lembaga (kaulikulus).

A. Struktur Biji

Pada biji tanaman dikotil maupun monokotil: Epikotil (bagian atas kotiledon) di ujung epikotil terdapat Plumula (ujung batang & calon daun) merupakan poros embrio yang tumbuh ke atas yang selanjutnya akan tumbuh menjadi daun pertama, sedangkan Hipokotil (bagian bawah kotiledon) di ujungnya terdpat  radikula (calon  akar) adalah poros embrio yang tumbuh ke bawah dan akan menjadi akar primer.

Pada tanaman monokotil, misalnya jagung, kotiledon mengalami modifikasi menjadi skutelum dan koleoptil. Skutelum berfungsi sebagai alat penyerap makanan yang terdapat di dalam endosperma, sedangkan koleoptil berfungsi melindungi plumula. Selain itu, pada jagung juga terdapat koleoriza yang berfungsi melindungi radikula.

Pada biji dikotil yang berkecambah, embrio menyerap nutrient dari endosperma (cadangan makanan) sehingga kotiledon mengecil pada akhirnya kisut dang lepas.

B. Proses Perkecambahan

Proses Fisika, (a) Terjadi ketika biji menyerap air (imbibisi) akibat dari potensial air rendah pada biji yang kering.

Proses Kimia, (b) Air yang masuk mengaktifkan embrio untuk melepaskan hormone giberelin (GA). (c) Hormon GA mendorong aleuron (lapisan tipis bagian luar endosperma) untuk sintesis dan mengeluarkan enzim. (d) Enzim bekerja menghidrolisis cadangan makanan yang terdapat dalam kotiledon dan endosperma. Proses ini menghasilkan molekul kecil larut dalam air, misal enzim amylase menghidrolisis pati dalam endosperma menjadi gula. Selanjutnya gula dan zat lain diserap dari endosperma oleh kotiledon selama pertumbuhan embrio menjadi bibit tanaman.

C. Macam Perkecambahan

                Berdasarkan letak kotiledon pada saat perkecambahan, ada dua tipe perkecambahan, yaitu :

·                       Perkecambahan Epigeal

Ciri Perkecambahan ini : Terangkatnya kotiledon dan plamula ke permukaan tanah. Pemanjangan terjadi pada bagian hipokotil (ruas batang dibawah kotiledon). Perkecambahan ini umumnya terjadi pada biji tanaman Dicotyledoneae (kecuali kacang kapri), contoh : kacang hijau, kacang kedelai, kapas.

·                       Perkecambahan Hipogeal

Ciri Perkecambahan ini : Tertinggalnya kotiledon didalam tanah, sedang plamula tetap menembus tanah. Pemanjangan terjadi pada epikotil (ruas batang diatas kotiledon). Umumnya terjadi pada biji monocotyleddoneae, contoh : Jagung, padi. dan Dicotyledoneae yaitu hanya kacang kapri.

Pada akhir perkecambahan terbentuk akar, batang dan daun. Selanjutnya, tumbuhan mengalami pertumbuhan, yaitu :

§    Pertumbuhan Primer

Pertumbuhan yang terjadi karena aktivitas meristem apical (terdapat pada ujung batang dan ujung akar), menyebabkan pemanjangan akar dan batang.

§    Pertumbuhan Sekunder

Pertumbuhan sekunder terjadi akibat aktivitas pembelahan mitosisi pada jaringan meristem sekunder (lateral) sehingga mengakibatkan diameter batang dan akar bertambah besar. Meristem lateral terbagi atas : Kambium vaskuler (terletak diantara xylem dan floem menyebabkan pembelahan sel kearah dalam membentuk xylem dan kearah luar membentuk floem. dan Kambium gabus (jaringan pelindung yang menggantikan fungsi jaringan epidermis yang rusak/mati). Pertumbuhan sekunder terjadi pada tumbuhan dikotil.

1.3           Faktor – Faktor yang Mempengaruhi Pertumbuhan dan Perkembangan Tumbuhan

§       Faktor Internal (Dalam)

1.                  Faktor Intraseluler/Genetis

Gen mengandung factor-faktor sifat keturunan yang dapat diturunkan pada keturunnanya. Gen juga berfungsi untuk mengkontrol reaksi kimia didalam sel, misalnya sintesis protein. Pembentukan yang merupakan dasar penyusun tubuh tumbuhan, yang dikendalikan oleh gen secara langsung. Maka gen dapat mengatur pertumbuhan melalui sifat yang diturunkan dan sintesis-sintesis yang dikendalikan.

2.                  Faktor Interseluler/Fisiologi

Proses yang terjadi merupakan proses fungsional tingkat seluler. Hormon adalah regulator pertumbuhan yang sangat esensial yang dibuat pada suatu bagian tumbuhan. Hormon tumbuhan disebut fitohormon.

§   Faktor Eksternal/Luar (Lingkungan)   

1.                  Air                                                                                                                  

Air termasuk senyawa utama yang sangat dibutuhkan tumbuhan. Tanpa air, reaksi kimia dalam sel tidak berlangsung sehingga tumbuhan mati.

2.              Cahaya

Kualitas, intensitas, dan lamanya radiasi yang mengenai tumbuhan mempunyai pengaruh yang besar terhadap berbagai proses fisiologi tumbuhan. pada intensitas cahaya berlebih maka auksin dan klorofil akan rusak sehingga menghambat pertumbuhan. Sebaliknya, pada intensitas kurang cahaya tumbuhan mengalami etiolasi.

3.                  Kelembapan

Laju transpirasi dipengaruhi oleh kelembapan udara. Jika kelembapan udara rendah, transpirasi akan meningkat. Hal ini memacu akar untuk menyerap lebih banyak air dan mineral dari dalam tanah.

4.                  Nutrien

Zat makanan bisa terdapat dalam air, udara, dan tanah (umumnya) dalam bentuk ion. Nutrien digunakan tumbuhan untuk sumber energi dan sumber materi untuk sintesis berbagai komponen sel yang diperlukan selama pertumbuhan.

5.                  Suhu

Suhu berpengaruh dalm proses fotosintesis, respirasi, transpirasi, dan reproduksi. Pada suhu optimum (suhu tertentu saat tumbuh dan berkembang dengan baik berkisar 10 – 38°C).

6.                  Oksigen

Oksigen mempengaruhi pertumbuhan tumbuhan. Dalam respirasi aerob pada tumbuhan, terjadi penggunaan oksigen untuk menghasilkan energi. Energi ini digunakan, antara lain untuk pemecahan kulit biji dalam perkecambahan, dan aktivitas tumbuhan.

7.                   pH medium (Tingkat keasaman)

Derajat keasaman tanah (pH tanah) sangat berpengaruh terhadap ketersediaan unsur hara yang diperlukan oleh tumbuhan.

1.4           Objek Penelitian (Kacang Hijau)

Kacang hijau merupakan salah satu tanaman semusim yang berumur pendek(kurang lebih 60 hari). Tanaman ini disebut juga mungbean, green gram atau golden gram.

Tanaman kacang hijau berbatang tegak dengan ketinggian sangat bervariasi, antara 30-60 cm, tergantung varietasnya. Cabangnya menyamping pada bagian utama, berbentuk bulat dan berbulu. Warna batang dan cabangnya ada yang hijau dan ada yang ungu. Daunnya trifoliate (terdiri dari tiga helaian) dan letaknya berseling. Tangkai daunnya cukup panjang, lebih panjang dari daunnya. Warna daunnya hijau muda sampai hijau tua. Bunga kacang hijau berwarna kuning, tersusun dalam tandan, keluar pada cabang serta batang, dan dapat menyerbuk sendiri. Polong kacang hijau berebntuk silindris dengan panjang antara 6-15 cm dan biasanya berbulu pendek. Sewaktu muda polong berwarna hijau dan dan setelah tua berwarna hitam atau coklat. Setiap polong berisi 10-15 biji.

Di dalam kacang hijau terdapat berbagai kandungan, antara lain : Protein (memperkuat daya tahan tubuh). Kalsium dan fosfor (memperkuat tulang).  Vitamin B1 (membantu proses pertumbuhan dan menghasilkan energy). Vitamin B2 (membantu penyerapan protein dalam tubuh). Vitamin E (membantu meningkatkan kesuburan). Zat besi (membantu pembentukan sel darah merah). Magnesium (menjaga fungsi otot dan syaraf) dan rendah lemak. Terdapat antioksidan yang berguna bagi tubuh.

D.      ALAT DAN BAHAN

-          Gunting

-          Penggaris

-          Kertas

-          Alat tulis

-          Biji kacang hijau

-          Botol air mineral

-          Air

E.       CARA KERJA

1. Siapkan 2 buah botol air mineral bekas ukuran besar sebagai tempat untuk menanam biji kacang hijau.
2. Potong botol dan ambil bagian bawahnya sebagai wadah untuk menanam kacang hijau.
3. Lubangi bagian bawah wadah.
4. Masukkan tanah ke dalam masing-masing wadah sebagai media tanamnya.
5. Siapkan biji kacang hijau, rendam dalam air dan buang kacang hijau yang terapung.
6. Masukkan masing-masing 5 biji kacang hijau yang tenggelam ke setiap wadah yang tersedia.
7. Beri label pada masing-masing gelas tersebut dengan label "Gelap" dan "Terang".
8. Beri label pada kelima kacang hijau.
9. Letakkan wadah yang sudah diisi dengan kacang hijau tersebut pada lingkungan yang berbeda, yaitu wadah dengan label "Terang" ditempatkan pada tempat yang terkena sinar matahari penuh, sedangkan wadah dengan label "Gelap" ditempatkan pada tempat yang tidak terkena sinar matahari.
10. Sirami kedua kacang hijau setiap pagi dan sore.
11. Ukur panjang pertumbuhan masing-masing tanaman saat tubuh tanaman tersebut mulai tumbuh di atas permukaan tanah.
12. Pengukuran panjang pertumbuhan tanaman dilakukan selama 6 atau 7 hari masa tanam.
13. Amati keadaan batang dan keadaan daun kedua tanaman tersebut.
14. Catatlah pada tabel hasil pengamatan.

F.        HASIL PENGAMATAN

1.      Tabel pengamatan pertumbuhan kacang hijau pada tempat terang

Hari ke-	Rata-rata pertumbuhan (cm)	Keadaan Batang	Keadaan Daun
1	0	- Ukuran batang lebih pendek daripada batang tanaman yang ditaruh di tempat gelap. - Batang berwarna hijau muda segar. - Batang terlihat kuat atau kokoh. - Kotiledon terangkat.	- Ukuran daun besar dan lebar. - Daun berwarna hijau tua. - Daun terlihat tebal.
2	1,1
3	3,8
4	9,8
5	14,3
6	15,1

2.      Tabel pengamatan pertumbuhan kacang hijau pada tempat gelap

Hari ke-	Rata-rata pertumbuhan (cm)	Keadaan Batang	Keadaan Daun
1	0	- Ukuran batang lebih panjang daripada batang tanaman yang ditaruh di tempat terang. - Batang berwarna putih pucat. - Batang terlihat tidak kokoh. - Kotiledon terangkat.	- Ukuran daun kecil dan sempit - Daun berwarna hijau kekuningan. - Daun terlihat tipis.
2	1,8
3	4,5
4	12,4
5	18,4
6	18,6

3.      Grafik Pertumbuhan kacang hijau

G.      PEMBAHASAN

Kecepatan pertumbuhan kacang hijau ditempat gelap lebih cepat dibandingkan dengan pertumbuhan kacang hijau di tempat terang. Tanaman kacang hijau di tempat gelap lebih tinggi, dari tanaman kacang hijau di tempat terang, namun dengan kondisi pucat, kurus, dan daunnya tidak berkembang. Sebaliknya, tanaman kacang hijau yang diletakkan di tempat terang, tumbuh lebih lambat dengan kondisi relatif pendek, daun berkembang baik, dan berwarna hijau.

Tanaman kacang hijau yang tumbuh ditempat gelap (tidak terkena cahaya) warnanya lebih pucat, diameter batang kecil dan lemah. Hal ini terjadi karena tanaman yamg ditanam di tempat yang tidak terkena cahaya, proses fotosintesis yang sangat memerlukan cahaya itu akan  terhambat. Proses fotosintesis adalah proses dasar tumbuhan untuk menghasilkan makanan. Jika proses fotosintesis terhambat, ketersediaan energi berkurang, maka tanaman yang dihasilkan pun mempunyai diameter yang kecil, lemah, dan daunnya pucat karena kekurangan klorofil akibat tidak tersedianya cahaya.

Warna daun pada tanaman kacang hijau yang di tanam di tempat terang berwarna hijau dan berkembang lebih baik dibandingkan tanaman kacang hijau yang ditanam di tempat gelap. Hal ini terjadi karena intensitas cahaya yang baik, tanaman memiliki cukup klorofil, sehingga proses fotosintesis berlangsung secara maksimal.

Secara umum tumbuhan yang hidup di tempat gelap lebih tinggi dibandingkan tumbuhan yang hidup di tempat terang. Istilah yang berkaitan dengan hal tersebut adalah etiolasi.  Etiolasi adalah istilah bagi pertumbuhan tanaman yang tidak normal yang ditandai dengan tanaman yang tumbuh sangat cepat,  batang tinggi, kurus, dan lemah, serta warna daun yang pucat (tidak berwarna hijau) dan tidak berkembang dengan baik.

Jika pertumbuhan tanaman kacang hijau di tempat gelap dilanjutkan,  yang akan terjadi adalah tanaman akan tumbuh semakin cepat, dan menghasilkan tanaman dengan batang yang tinggi, pucat, lemah, dan daunnya tidak berkembang dengan baik atau dengan kata lain terjadi Etiolasi. Hal ini disebabkan karena hormon auksin bekerja secara maksimal. Hormon auksin adalah hormon yang berperan dalam pertumbuhan. Auksin yang diedarkan ke seluruh bagian tumbuhan mempengaruhi pemanjangan, pembelahan, dan diferensiasi. Pada tempat gelap, konsentrasi auksin lebih tinggi sehingga sel akan memanjang lebih cepat dibandingkan kecepatan pemanjangan sel di daerah yang lebih terang. Selain itu, Proses fotosintesis yang memerlukan cahaya matahari,  sangat menentukan kualitas tanaman yang baik. Jika di tempat gelap, tidak terkena cahaya maka tanaman yang dihasilkan pun kurang baik, karena proses fotosintesis terhambat.

Tanaman satu dengan tanaman lainnya di dalam media tanam yang sama ada yang pertumbuhannya lebih cepat dan ada yang lambat. Ini dikarenakan adanya kompetisi antara tanaman kacang hijau satu dengan yang lainnya yang disebabkan karena peletakkan biji satu yang berdekatan dengan biji lainnya pada saat penanaman. Faktor gen juga sangat mempengaruhi hal tersebut, karena tidak semua biji membawa gen yang ‘baik’ sehingga ada tanaman yang lebih cepat pertumbuhannya dan ada juga yang lambat.

Tanaman yang ditanam di tempat gelap, terlihat  tanaman kacang hijau tumbuh lebih panjang daripada normalnya. Peristiwa itu terjadi karena pengaruh fitohormon, terutama hormon auksin. Fungsi utama hormon auksin adalah sebagai pengatur pembesaran sel dan memacu pemanjangan sel di daerah belakang meristem ujung. Hormon auksin ini sangat peka terhadap cahaya matahari. Bila terkena cahaya matahari, hormon ini akan terurai dan rusak. Pada keadaan yang gelap, hormon auksin ini tidak terurai sehingga akan terus memacu pemanjangan batang. Akibatnya, batang tanaman akan lebih panjang jika ditanam di tempat yang gelap, tetapi dengan kondisi fisik tanaman yang kurang sehat, akar yang banyak dan lebat, batang terlihat kurus tidak sehat, warna batang dan daun pucat serta kekurangan klorofil sehingga daun berwarna kuning.

Tanaman ditanam di tempat terang, kacang hijau  terlihat tumbuh lebih pendek daripada yang ditanam di tempat gelap. Peristiwa itu juga terjadi karena pengaruh fitohormon, terutama hormon auksin. Seperti yang telah dijelaskan di atas, hormon auksin ini akan terurai dan rusak sehingga laju pertambahan tinggi tanaman tidak terlalu cepat. Akibatnya, batang tanaman akan lebih pendek, tetapi dengan kondisi fisik tanaman yang sehat, subur, batang terlihat gemuk, daun terlihat segar dan berwarna hijau serta memiliki cukup klorofil.

H.      KESIMPULAN

Berdasarkan pengamatan yang dilakukan terhadap pertumbuhan biji kacang hijau, maka dapat ditarik kesimpulan bahwa pengaruh cahaya sangat mempengaruhi pertumbuhan kecambah. Cahaya akan menghambat kerja auksin pada tanaman yang diletakkan pada tempat yang terang dengan melihat pertumbuhannya yang sangat lambat. Sedangkan pada tempat yang gelap cahaya tidak dapat menghambat kerja auksin sehingga pertumbuhannya sangat cepat.

LAMPIRAN

Gambar percobaan tanaman kacang hijau.

Gambar Tanaman kacang hijau di tempat gelap.

Gambar Tanaman kacang hijau di tempat terang.