LANDASAN TEORI DAN HIPOTESIS

BAB II LANDASAN TEORI DAN HIPOTESIS

2.1. Landasan Teori 1 Kacang Merah Taksonomi tanaman Kingdom : Plant Kingdom Divisio : Spermatophyta Sub divisio : Angiosspermae Kelas : Dicotyledonae Sub kelas : Calyciflorae Ordo : Rosales Leguminales Famili : Leguminosae Papilionaceae Sub famili : Papilionoideae Genus : Phaseolus Spesies : Phaseolus vulgaris L. Habitat tanaman Kacang merah akan berbunga pada panjang hari 9-18 jam dan untuk tipe berhari pendek memerlukan panjang hari terendah antara 11-12.3 jam untuk inisiasi bunga. Temperatur optimum antara 16 hingga 27 ° C. Curah hujan normal tahunan adalah 900-1500 mm tetapi dapat toleran dengan sedikitnya 500-600 mm dalam satu musim penanaman. Kacang ini tumbuh di dataran rendah tropis dan area subtropis tetapi dapat tumbuh hingga ketinggian 2000-2500 m. Kacang merah menyukai lahan beraerasi dan berdrainase baik dengan pH 6.0-6.8. Beberapa kultivar tahan terhadap lahan asam dengan pH serendah-rendahnya 4.4. 2 Pengertian Pertumbuhan dan Perkembangan Pertumbuhan dapat diartikan sebagai suatu proses pertambahan ukuran atau volume serta jumlah sel secara irreversible, atau tidak dapat kembali ke bentuk semula. Sedangkan Perkembangan adalah peristiwa perubahan biologis menuju kedewasaanm tidak dapat dinyatakan dengan ukuran tetapi dengan perubahan bentuk tubuh metamorfosis dan tingkat kedewasaan. Pada proses pertumbuhan selalu terjadi peningkatan volume dan bobot tubuh peningkatan jumlah sel dan protoplasma. Berbeda dengan pertumbuhan, perkembangan bukan merupakan besaran sehingga tidak dapat diukur. Perkembangan pada tumbuhan diawalai sejak terjadi fertilisasi. Calon Tumbuhan akan berubah bentuk dari sebuah telur yang dibuahi menjadi zigot, embrio, dan akhirnya menjadi sebatang pohon. Proses pertumbuhan dan perkembangan pada tumbuhan diawali dengan aktivitas sintetis bahan mentah bahan baku berupa molekul sederhana dan molekul kompleks. Tahapan yang dilalui selama melangsungkan proses tersebut adalah sebagai berikut : a.Tahap pembelahan sel, yaitu sel induk membelah menjadi beberapa sel anak. b.Tahap pembentangan, yaitu pembesaran atau peningkatan volume sel anak. Pada sel tumbuhan, peningkatan tersebut biasanya disebabkan oleh penyerapan air kedalam vakuola. c.Tahap pematangan, yaitu perkembangan sel anak yang telah mencapai ukuran tertentu menjadi bentuk khusus terspesialisasi melalui proses diferensiasi. Pada akhirnya terbentuk jaringan, organ, dan individu. 3 Pertumbuhan dan Perkembangan Awal Pertumbuhan awal tumbuhan berbiji dimulai dari biji. Biji mengandung potensi yang dibutuhkan untuk tumbuh menjadi individu yang baru, misalnya embrio, cadangan makanan, dan calon daun calon akar. Sebutir biji mengandung satu embrio. Embrio terdiri atas radikula yang akan tumbuh menjadi akar dan planula yang akan tumbuh menjadi kecambah. Cadangan Makanan bagi embrio tersimpan dalam kotiledon yang didalamnya terkandung pati, protein, dan beberapa jenis enzim. Kotiledon dikelilingi oleh bahan yang kuat, yang disebut testa. Testa berfungsi sebagai pelindung kotiledon untuk mencegah kerusakan embrio dan masuknya bakteri atau jamur kedalam biji. Testa memiliki sebuah lubang kecil, disebut mikropil. Didekat mikropil terdapat hilum yang menggabungkan kulitkotiledon. Biji memiliki kandungan air yang sangat sedikit. Pada saat biji terbentuk, air didalamnya dikeluarkan sehingga biji mengalami dehidrasi. Akibat ketiadaan air, biji tidak dapat melangsungkan proses metabolism sehingga menjadi tidak aktif dorman. Dormansi biji sangat bermanfaat pada kondisi tidak nyaman suasana ekstrem, sangat dingin atau kering karena struktur biji yang kuat akan melindungi embrio agar tetap bertahan hidup. Perkembangan Embrio Embrio berkembang didalam biji. Setelah fertilisasi, zigot mengalami rangakian pembelahan sel. Salah satu dari dua sel yang berasal dari mitosis zigot akan berkembang menjadi embrio asli, sedangkan sel yang lain menjadi bahan awaldari jaringan suspensor. Embrio didalam bakaln biji ovulum berkembang menjadi massa bulat yang mengandung ratusan sel. Massa sel tersebut berkembang menjadi jaringan primer dan akhirnya membentuk seluruh jaringan utama tumbuhan dewasa, termasuk kotiledon. Kotiledon berfungsi untuk menyimpan cadangan makanan dan perkecambahan germinasi. Pada kutub embrio ditemukan dua massa sel yang belum terdiferensiasi, yaitu meristem apical ujung terminal dan meristem apical akar. Sel-sel tersebut berada dalam kondisi dorman ketika biji pada masa dorminasi. Setelah biji berkecambah, kedua massa sel tersebut berkembang menjadi daerah pertumbuhan batang dan akar. Perkembangan embrio terhenti setelah mencapai tahapan tertentu, yaitu saat bakal biji telah menjadi biji matang. Biji tersebut tetap, yaitu sesuai untuk perkecambahan. Didalam biji yang matang, endosperma akan telah terdiferensiasi menjadi lapisan terluar sel aleuron dan massa sel terdalam bertepung. Sel-sel aleuron menyintesis enzim amilase. Enzim tersebut dapat mengubah cadangan zat pati didalam endosperma menjadi gula yang dapat digunakan oleh embrio. 4 Perkecambahan Perkecambahan adalah proses pertumbuhan embrio dan komponen-komponen biji yang memiliki kemampuan untuk tumbuh secara normal menjadi tumbuhan baru. Komponen biji tersebut adalah bagian kecambah yang terdapat didalam biji, misalnya radikula dan plumula. Tahapan perkecambahan Perkembangan biji berhubungan dengan aspek kimiawi. Proses tersebut meliputi beberapa tahapan, antara lain imbibisi, sekresi hormone dan enzim, hidrolisis cadangan makanan, pengiriman bahan makanan terlarut dan hormone ke daerah titik tumbuh atau daerah lainnya, serta asimilasi fotosintetis. Proses penyerapan cairan pada biji imbibisi terjadi melalui mikropil. Air yang masuk kedalam kotiledon membengkak. Pembengkakan tersebut pada akhirnya menyebabkan pecahnya testa. Awal perkembangan didahului aktifnya enzim hidrolase protease, lipase, dan karbohidrase dan hormone pada kotiledon atau endosperma oleh adanya air. Enzim protease segera bekerja mengubah molekul protein menjadi asam amino. Asam amino digunakan untuk membuat molekul protein baru bagi membrane sel dan sitoplasma. Timbunan pati diuraikan menjadi maltose kemudian menjadi glukosa. Sebagian glukosa akan diubah menjadi selulosa, yaitu bahan untuk membuat dinding sel bagi sel-sel yang baru. Bahan makanan terlarut berupa maltosa dan asam amino akan berdifusi ke embrio. Semua proses tersebut memerlukan energi. Biji memperoleh energy melalui pemecahan glukosa saat proses respirasi. Pemecahan glukosa yang berasal dari timbunan pati menyebabkan biji kehilangan bobotnya. Setelah beberapa hari, plumula tumbuh di atas permukaan tanah. Daun pertama membuka dan mulai melakukan fotosintesis. Tipe Perkecambahan Berdasarkan posisi kotiledon dalam proses perkecambahan dikenal perkecambahan hypogeal dan epigeal. 1. Hipogeal Hipogeal adalah pertumbuhan memanjang dari epikotil yang meyebabkan plumula keluar menembus kulit biji dan muncul di atas tanah. Kotiledon relative tetap posisinya. Contoh tipe ini terjadi pada kacang kapri dan jagung. 2. Epigeal Pada epigeal hipokotillah yang tumbuh memanjang, akibatnya kotiledon dan plumula terdorong ke permukaan tanah. Perkecambahan tipe ini misalnya terjadi pada kacang merah dan jarak. Pengetahuan tentang hal ini dipakai oleh para ahli agronomi untuk memperkirakan kedalaman tanam. 5 Pengaruh Cahaya pada Pertumbuhan Tumbuhan Cahaya bermanfaat bagi tumbuhan terutama sebagai energi yang nantinya digunakan untuk proses fotosintesis. Cahaya juga berperan dalam proses pembentukan klorofil. Akan tetapi cahaya dapat bersifat sebagai penghambat inhibitor pada proses pertumbuhan, hal ini terjadi karena cahaya dapat memacu difusi auksin kebagian yang tidak terkena cahaya. Sehingga, proses perkecambahan yang diletakan di tempat yang gelap akan menyebabkan terjadinya etiolasi. 6 Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Pertumbuhan dan Perkembangan Faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan tanaman : Gen Setiap jenis tumbuhan membawa gen untuk sifat-sifat tertentu, seperti berbatang tinggi atau berbatang rendah. Tumbuhan yang mengandung gen ‘baik’ dan didukung oleh lingkungan yang sesuai akan.memperlihatkan pertumbuhan yang baik.  Hormon Hormon pada tumbuhan juga memegang peranan penting dalam proses perkembangan dan pertumbuhan. Auksin :untuk membantu perpanjangan sel Giberelin :untuk pemanjangan dan pembelahan sel Sitokinin :untuk menggiatkan pembelahan sel Etilen :untuk mempercepat buah menjadi matang Asam traumalin :Merangsang pemebelahan sel di bagian tumbuhan yang luka Kalin :Merangsang pembentukan organ tumbuhan sbb : - Rizokalin : Untuk pembentukan akar - Aulokalin : Untuk pembentukan batang - Filokalin : Untuk pembentukan daun - Antokalin : Untuk pembentukan bunga b. Faktor Eksternal  Air Fungsi air antara lain : - Untuk Fotosintesis - Mengaktifkan reaksi-reaksi enzim - Membantu proses perkecambahan biji - Menjaga mempertahankan kelembapan - Untuk transpirasi - Meningkatkan tekanan turgor sehingga merangsang pemebelahan sel - Menghilangkan asam asbisat  Suhu Temperatur Lingkungan Tinggi rendah suhu menjadi salah satu faktor yang menentukan tumbuh kembang, reproduksi dan kelangsungan hidup dari tanaman. Suhu yang baik bagi tumbuhan adalah antara 22°C-37°C. Temperatur yang lebih atau kurang dari batas normal tersebut dapat mengakibatkan pertumbuhan yang lambat atau berhenti.  Kelembaban Udara Kadar air dalam udara dapat mempengaruhi pertumbuhan serta perkembangan tumbuhan. Tempat yang lembab menguntungkan bagi tumbuhan di mana tumbuhan dapat mendapatkan air lebih mudah serta berkurangnya penguapan yang akan berdampak pada pembentukan sel yang lebih cepat.  Cahaya Matahari Sinar matahari sangat dibutuhkan oleh tanaman untuk dapat melakukan fotosintesis khususnya tumbuhan merah. Jika suatu tanaman kekurangan cahaya matahari, maka tanaman itu bisa tampak pucat dan warna tanaman itu kekuning-kuningan etiolasi. Pada kecambah, justru sinar matahari dapat menghambat proses pertumbuhan.  Nutrien Tumbuhan memerlukan nutrien untuk kelangsungan hidupnya. Nutrien yang dibutuhkan dalam jumlah banyak disebut unsur makro makronutrien. Unsur makro misalnya karbon, oksigen, hidrogen, nitrogen, sulfur, kalium, kalsium, fosfor, dan magnesium. Sedangkan nutrien yang dibutuhkan tumbuhan dalam jumlah sedikit disebut unsur mikro Mikronutrien. Contoh unsur mikro adalah klor, besi, boron, mangan, seng, tembaga, dan molibdenum. Kekurangan nutrien di tanah atau media tempat tumbuhan hidup menyebabakan tumbuhan mengalami defisiensi. Defisiensi mengakibatkan tumbuhan menjadi tumbuh dan berkembang dengan tidak sempurna.  Kelembapan Kelembapan ada kaitannya dengan laju transpirasi melalui daun, karena transpirasi akan terkait dengan laju pengangkutan air dan unsur hara terlarut. Jika kondisi lembap dapat dipertahankan, akan banyak air yang diserap dan lebih sedikit yang diuapkan. Kondisi ini mendukung aktivitas pemanjangan sel sehingga sel-sel lebih cepat mencapai ukuran maksimum dan tumbuhan membesar. 2.2. Hipotesis Biji kacang merah yang tumbuh di tempat gelap akan tumbuh lebih cepat dibandingkan biji kacang merah yang tumbuh di tempat yang terkena matahari. Pertumbuhan Kacang merah pertambahan panjangtinggi batang kian hari akan semakin terhambat dan lama kelamaan tanaman tersebut akan mati dikarenakan media perkecambahan yang digunakan berupa kapas kering.

BAB III METODE PENELITIAN