Praktikum ini menguji pengaruh allelopati dari dua jenis tanaman, yaitu alang-alang dan orok-orok, terhadap perkecambahan biji jagung dan kacang tolo. Hasilnya menunjukkan bahwa ekstrak allelopati 40% dan 60% dari kedua tanaman hambat perkecambahan biji jagung, sedangkan tidak berpengaruh pada perkecambahan biji kacang tolo.
1. LATIHAN PRAKTIKUM EKOLOGI TUMBUHAN
LATIHAN III
PENGARUH ALLELOPATI JENIS TANAMAN TERHADAP
PERKECAMBAHAN
Disusun Oleh :
Nama
: Firlita Nurul Kharisma
NIM
: A420120008
Kelompok
:3
Korektor
: Desti Trisnaningsih
Nilai
:
LABORATORIUM BIOLOGI
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN BIOLOGI
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2013
1
2. BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Ekosistem adalah suatu sistem ekologi yang terbentuk oleh hubungan timbal balik
antara makhluk hidup dengan lingkungannya. Ekosistem bisa dikatakan juga suatu
tatanan kesatuan secara utuh dan menyeluruh antara segenap unsur lingkungan hidup
yang saling mempengaruhi. Ilmu yang mempelajari ekosistem disebut ekologi. Ekologi
mempelajari bagaimana makhluk hidup dapat mempertahankan kehidupannya dengan
mengadakan hubungan atarmakhluk hidup dan dengan benda tak hidup di dalam tempat
hidupnya atau lingkungannya.
Para ahli ekologi mempelajari hal berikut : pertama, perpindahan energi dan
materi dari makhluk hidup yang satu ke makhluk hidup yang lain ke dalam
lingkungannya dan faktor-faktor yang menyebabkannya. Kedua, perubahan populasi atau
spesies pada waktu yang berbeda dalam faktor-faktor yang menyebabkannya. Dan ketiga,
terjadi hubungan antarspesies (interaksi antarspesies) makhluk hidup dan hubungan
antara makhluk hidup dengan lingkungannya. Komponen-komponen pembentuk
ekosistem adalah komponen hidup (biotik) dan komponen tak hidup (abiotik). Kedua
komponen tersebut berada pada suatu tempat dan berinteraksi membentuk suatu kesatuan
yang teratur (Heddy, 2000).
Allelopati merupakan sebuah fenomena yang berupa bentuk interaksi antara
makhluk hidup yang satu dengan makhluk hidup lainnya melalui senyawa kimia).
Kemampuan untuk menghambat pertumbuhan tumbuhan lain merupakan akibat adanya
suatu senyawa kimia tertentu yang terdapat pada suatu jenis tumbuhan (Odum, 2000).
Zat-zat kimia atau bahan organik yang bersifat allelopati dapat dibagi menjadi dua
golongan berdasarkan pengaruhnya terhadap tumbuhan atau tanaman lain, yaitu
autotoxin, yaitu zat kimia bersifat allelopati dari suatu tumbuhan yang dapat mematikan
atau menghambat pertumbuhan anaknya sendiri atau individu lain yang sama jenisnya
dan antitoxic, yaitu zat kimia bersifat allelopati dari suatu tumbuhan yang dapat
mematikan atau menghambat pertumbuhan tumbuhan lain yang berbeda jenisnya.
2
3. Zat-zat kimia atau bahan organik yang bersifat allelopati dilepaskan oleh
tumbuhan penghasilnya ke lingkungan tumbuhan lain melalui beberapa cara antara lain
melalui serasah yang telah jatuh kemudian membusuk, melalui pencucian daun atau
batang oleh air hujan, melalui penguapan dari permukaan organ-organ tumbuhan, dan
eksudasi melalui akar (root exudation) ke dalam tanah. Contoh jenis tumbuhan yang
mengeluarkan zat kimia bersifat allelopati melalui daun, misalnya
Adenostena
fasciculatum, Eucalyptus globules, Camelina alyssum, Erenophylla mitchellii, yang
mengeluarkan zat allelopati melalui perakaran misalnya gandum, gandum hitam, dan
apel, sedangkan yang mengeluarkan zat allelopati melalui pembusukan misalnya
Helianthus, Aster, dan Agropyron repens (Indrianto 2006).
Oleh karena itu praktikum ini diperlukan karena bertujuan untuk mengetahui
pengaruh allelopati terhadap perkecambahan.
B. Permasalahan
1. Apa pengertian allelopati?
2. Bagaimana pengaruh allelopati jenis tanaman terhadap perkecambahan?
C. Tujuan
Mempelajari pengaruh allelopati yang dihasilkan oleh tanaman terhadap perkecambahan
biji.
D. Manfaat
1. Mahasiswa dapat mengetahui pengertian allelopati.
2. Mahasiswa dapat
mengetahui
pengaruh allelopati
jenis
tanaman
terhadap
perkecambahan.
3
4. BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Interaksi antarkomponen ekologi dapat merupakan interaksi antarorganisme,
antarpopulasi, dan antarkomunitas. Interaksi antar organisme dimana semua makhluk
hidup selalu bergantung kepada makhluk hidup yang lain. Tiap individu akan selalu
berhubungan dengan individu lain yang sejenis atau lain jenis, baik individu dalam satu
populasinya atau individu-individu dari populasi lain. Interaksi demikian banyak kita
lihat di sekitar kita. Interaksi antar organisme dalam komunitas ada yang sangat erat dan
ada yang kurang erat.
Interaksi antarorganisme dapat dikategorikan sebagai netral, predasi, parasitisme,
komensalisme, dan mutualisme. Netral yakni hubungan tidak saling mengganggu
antarorganisme dalam habitat yang sama yang bersifat tidak menguntungkan dan tidak
merugikan kedua belah pihak, disebut netral. Predasi adalah hubungan antara mangsa dan
pemangsa (predator). Hubungan ini sangat erat sebab tanpa mangsa, predator tak dapat
hidup. Sebaliknya, predator juga berfungsi sebagai pengontrol populasi mangsa
(Resosoedarmo, 2000).
Interaksi antarpopulasi, yakni terjadi antara populasi yang satu dengan populasi
lain
selalu
terjadi
interaksi
secara
langsung
atau
tidak
langsung
dalam
komunitasnya.Contoh interaksi antarpopulasi adalah alelopati. Allelopati merupakan
interaksi antarpopulasi, bila populasi yang satu menghasilkan zat yang dapat
menghalangi tumbuhnya populasi lain. Contohnya, di sekitar pohon walnut (juglans)
jarang ditumbuhi tumbuhan lain karena tumbuhan ini menghasilkan zat yang bersifat
toksik. Pada mikroorganisme istilah alelopati dikenal sebagai anabiosa.
Kompetisi
merupakan interaksi antarpopulasi, bila antarpopulasi terdapat kepentingan yang sama
sehingga terjadi persaingan untuk mendapatkan apa yang diperlukan (Setiadi, 2003).
Modern agriculture is productivity-oriented and relies primarily on synthetic
inputs to tackle weeds and other pest problems. Intensive herbicide use to control weeds
over the last few decades is posing serious ecological and environmental threats to the
planet and its inhabitants. Herbicide residues in produce, soil and ground water, shifts in
4
5. weed populations, evolution of resistant weed biotypes, and associated health hazards
have diverted the attention of researchers to discover and establish alternative weed
management strategies. There is an increasing thrust for organically-produced
commodities worldwide. Allelopati, an important ecological phenomenon that explains
interference among species through biochemical pathways is a tool that can be
manipulated to manage weeds in agroecosystems (Khanh et al., 2005). Use of
allelopathic properties of native plant/crop species offers promising opportunities for this
purpose. Allelopati can regulate plant biodiversity through its impact on plant adaptation,
survival, and community organization (Chou, 2000).
Allelopati tentunya menguntungkan bagi spesies yang menghasilkannya, namun
merugikan bagi tumbuhan sasaran. Oleh karena itu, tumbuhan-tumbuhan yang
menghasilkan alelokimia umumnya mendominasi daerah-daerah tertentu, sehingga
populasi hunian umumnya adalah populasi jenis tumbuhan penghasil alelokimia. Dengan
adanya proses interaksi ini, maka penyerapan nutrisi dan air dapat terkonsenterasi pada
tumbuhan penghasil alelokimia dan tumbuhan tertentu yang toleran terhadap senyawa ini.
Proses pembentukkan senyawa allelopati sungguh merupakan proses interaksi
antarspesies atau antarpopulasi yang menunjukkan suatu kemampuan suatu organisme
untuk mempertahankan kelangsungan hidup dengan berkompetisi dengan organisme
lainnya, baik dalam hal makanan, habitat, atau dalam hal lainnya (Soerianegara, 2002).
Senyawa-senyawa kimia dari dalam tubuh tumbuhan yang bersifat allelopati
misalnya phenolic, terpenes, alkaloids, nitrils, glycosides, difenol, asam benzoate, asam
lemak, koumarin, fanin, slfida, glucocida, parin dan nucleocida. Beberapa jenis
tumbuhan penghasil sat allelopati antara lain, Juglans nigra, Salvia leucophylla,
Parthenium argentatum, Arthemisia absinthium dan A. vulgaris, Encelia farinose,
Hordeum vulgare, Helianthus annuus, dan diduga jenis tumbuhan lainnya yang diduga
menghasilkan zat allelopati, yaitu genus Eucalyptus, Acacia, pinus, Eucelia, Hordeum,
grevillea, Camelina, Adenostena, Erenophylla, dan Agropyron (Indrianto, 2006).
5
6. BAB III
METODE PELAKSANAAN PRAKTIKUM
A. Alat dan Bahan
1. Alat
a. Cawan petri
: 4 buah
b. Pipet tetes
: 2 buah
c. Pisau/gunting
: 1 buah
d. Botol air mineral bekas
: 5 buah
2. Bahan
a. Biji kacang tolo
: 12 biji
b. Biji jagung
: 8 biji
c. Aquades
: secukupnya
d. Allelopati
: secukupnya
e. Kapas
: secukupnya
B. Cara Kerja
Prosedur pelaksanaan :
Hari
: Sabtu
Tanggal
: 19 Oktober 2013
Waktu
: 10.20-12.00
Tempat
: Green House
6
7. 1. Memilih biji yang mudah berkecambah.
2. Menyediakan beberapa cawan petri yang dberi kapas.
3. Membuat ekstrak alang-alang/orok-orok dengan cara sebagai berikut:
•
Menghaluskan bagian tumbuhan masing-masing tumbuhan dengan mangkuk
penggerus atau memotong dengan gunting.
4. Membuat ekstrak atau hasil rendaman bagian tumbuhan tersebut dengan (air aquades)
dengan perbandingan sebagai berikut:
•
Bagian tumbuhan dan air (1:14) dan biarkan selama 1 hari.
•
Setelah 24 jam menyaring ekstrak yang diperoleh dengan menggunakan alat
penyaring
•
Mengekstrak di dalam botol
5. Meletakkan masing-masing 5 biji yang mudah berkecambah ke dalam cawan petri
yang berbeda dan sudah diberi tisu.
6. Menyiram 5 ml ekstrak allelopati tumbuhan yang diamati ke dalam cawan petri yang
sudah diberi biji-biji tadi, dan selanjutnya dibasahi dengan air.
7. Mengamati perkecambahan biji-biji tesebut setiap hari, selama 7 hari dan mengamati
pula perkecambahannya.
8. Menentukan prosentase perkecambahan dan mengukur panjang kecambahnya dari
akar sampai ujung batang.
9. Membandingkan hasil percobaan tersebut dengan perkecambahan yang hanya diberi
perlakuan disiram dengan air (kontrol).
C. Pengumpulan dan Analisis Data
7
8. Pengumpulan data dilakukan dengan metode eksperimen yaitu metode percobaan
yang sistematis dan berencana untuk membuktikan kebenaran suatu teori. Dalam hal ini
ingin membuktikan bahwa senyawa alleopati dapat menghambat jenis tanaman terhadap
perkecambahan. Teori ini terbukti dengan adanya senyawa allelopati yang terdapat pada
percobaan bahwa senyawa allelopati dapat menghambat atau mematikan pertumbuhan di
sekitarnya sedangkan percobaan yang tidak mengandung senyawa allelopati mengalami
perkecambahan yang cepat.
Analisis deskriptif menggambarkan tentang ringkasan data-data penelitian selain
itu analisis ini merupakan salah satu jenis metode penelitian yang berusaha menggambarkan dan
menginterpretasi objek sesuai dengan apa adanya. Pada penelitian ini didapatkan bahwa terdapatnya
pengaruh alelopati terhadap aktivitas tumbuhan antara lain: senyawa alelopati dapat
menghambat penyerapan hara yaitu dengan menurunkan kecepatan penyerapan ion-ion
oleh tumbuhan, beberapa alelopati menghambat pembelahan sel-sel akar tumbuhan,
beberapa alelopat dapat menghambat pertumbuhan yaitu dengan mempengaruhi
pembesaran sel tumbuhan, beberapa senyawa alelopati memberikan pengaruh
menghambat respirasi akar, senyawa alelopati memberikan pengaruh menghambat
sintesis protein, beberapa senyawa alelopati dapat menurunkan daya permeabilitas
membran pada sel tumbuhan, senyawa alelopati dapat menghambat aktivitas enzim.
8
9. BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Hasil
Nama
Tanaman
Perlakuan
Hari Ke1
2
3
4
5
6
40 %
√ (1)
√ (1)
√ (1)
√ (3)
√ (3)
√ (3)
60 %
-
-
-
√ (3)
√ (3)
√ (3)
Kontrol
√ (3)
√ (3)
√ (3)
√ (3)
√ 3)
√ (3)
40 %
√ (4)
√ (4)
√ (4)
√ (4)
√ (4)
√ (4)
60 %
√ (4)
√ (4)
√ (4)
√ (4)
√ (4)
√ (4)
Kontrol
√ (3)
√ (3)
√ (3)
√ (3)
√ (3)
√ (3)
Jagung
Kacang
Tolo
Keterangan:
√ (jumlah tanaman)
= Ada yang hidup
-
= Belum ada yang hidup
Hasil Diskusi
1.
Bagaimanakah pengaruh senyawa allelopai erhadap perumbuhan tanaman pada prakikum
yang Anda lakukan!
Jawab:
a. Pengaruh terhadap penyerapan hara
Senyawa-senyawa allelopati dapat menurunkan kecepatan penyerapan ion-ion
oleh tumbuh-tumbuhan, contoh asam-asam salsilat dan ferulat keduanya merupakan
senyawa penghamba penyerapan penyerapan K oleh akar terutama pada pH yang
rendah.
9
10. b. Penghambat pembelahan sel
Beberapa
jenis
allelokimia
menunjukkan
pengaruh
yang
menghambat
pembelahan sel-sel akar tumbuhan. Contoh, kumarin dapat menghambat pembelahan sel
akar secara total pada bawang beberapa lama setelah perlakuan.
c. Penghambatan pertumbuhan
Beberapa allelokimia dikeahui mempengaruhi aktivitas IAA oksidase.
2.
Bagaimanakah hasil pertumbuhan tanaman yang diberi senyawa allelopati dari tanaman
yang berbeda?
Jawab:
Tanaman jagung dengan konsentrasi 60% lebih cepat berkecambah daripada
jagung dengan konsentrasi 40%. Tanaman kacang tolo 60% lebih cepat berkecambah
daripada kacang tolo dengan konsentrasi 40%.
Ini terjadi karena hambatan allelopai dapat pula berbentuk pengurangan dan kelambaan
perkecambahan biji, penahanan perumbuhan tanaman, gangguan sistem perakaran, klorosis,
layu bahkan kematian tanaman. Sedangkan tanaman dengan perlakuan kontrol (jagung dan
kacang tolo) berkecambah cepat dan tidak ada gangguan.
B. Pembahasan
Alelopati merupakan pelepasan senyawa bersifat toksik yang dapat mengganggu
pertumbuhan tanaman di sekitarnya dan senyawa yang bersifat alelopati disebut senyawa
alelokimia. Definisi lain, alelopati adalah pengaruh langsung maupun tidak langsung dari
suatu tumbuhan terhadap tumbuhan lainnya, baik yang bersifat positif maupun bersifat
negatif melalui pelepasan senyawa kimia ke lingkungannya.
Alelokimia pada tumbuhan dilepas ke lingkungan dan mencapai organisme
sasaran melalui penguapan, eksudat akar, pelindian, dan atau dekomposisi. Setiap jenis
alelokimia dilepas ke lingkungan dengan mekanisme tertentu tergantung organ
10
11. pembentuknya dan bentuk atau sifat kimianya. Mekanisme pengaruh alelokimia terhadap
tanaman sasaran berjalan melalui proses yang sangat kompleks. Proses diawali di
membrane plasma dengan terjadi kekacauan struktur, modifikasi saluran membrane, atau
hilangnya fungsi enzim ATR ase. Dan pada akhirnya mengganggu pembelahan dan
pembesaran sel.
Allelopati berpengaruh
dalam
pertumbuhan
tumbuhan
disekitarnya.
Allelopati dapat menghambat atau mematikan pertumbuhan/perkecambahan. Zat-zat
penghambat tumbuh yang paling umum adalah senyawa-senyawa aromatic seperti fenol
dan laktan, alkaloid tertentu, asam organik dan asam lemak bahkan ion-ion logam dapat
juga bertindak sebagai penghambat. Pengaruh buruk dari allelopati berupa gangguan atau
hambatan pada perbanyakan dan perpanjangan sel, aktifitas giberalin dan Indole Acetid
Acid ( IAA ), penyerapan hara, laju fotosintesis, respirasi, pembukaan mulut daun, sintesa
protein, aktivitas enzim tertentu dan lain-lain.
Tanaman jagung dan kacang tolo dengan konsentrasi 60% lebih cepat
berkecambah daripada konsentrasi 40%. Ini terjadi karena hambatan allelopati dapat pula
berbentuk pengurangan dan kelambanan perkecambahan biji, penahanan pertumbuhan
tanaman, gangguan sistem perakaran, klorosis, layu bahkan kematian tanaman.
Sedangkan tanaman dengan perlakuan kontrol (jagung dan kacang tolo) berkecambah
cepat dan tidak ada gangguan karena tidak mengandung senyawa allelopati. Laju
perkecambahan juga tergantung pada tanggapan dari jenis benih terhadap daya
penghambat dari allelopati dimana benih jagung memiliki laju perkecambahan benih
yang lebih lambat dari benih kacang tolo. Hal ini karena kondisi benih jagung yang lebih
memungkinkan untuk menerima daya penghambat dari allelopati dibandingkan benih
kacang tolo.
Perkecambahan benih dapat dipengaruhi oleh faktor yang meliputi : tingkat
kemasakan benih, ukuran benih, dormansi, dan penghambat perkecambahan, serta faktor
luar yang meliputi: air, temperatur, oksigen, dan cahaya. Benih yang dipanen sebelum
mencapai tingkat kemasakan fisiologis tidak mempunyai viabilitas tinggi. Pada beberapa
jenis tanaman, benih yang demikian tidak akan dapat berkecambah. Hal ini diduga benih
belum memiliki cadangan makanan yang cukup dan pembentukan embrio belum
sempurna. Karbohidrat, protein, lemak, dan mineral ada dalam jaringan penyimpanan
11
12. benih. Ukuran benih mempunyai korelasi yang positip terhadap kandungan protein pada
benih. semakin besar/berat ukuran benih maka kandungan protein juga makin meningkat.
Benih dorman adalah benih yang sebenarnya hidup tetapi tidak mau berkeambah
meskipun diletakkan pada lingkungan yang memenuhi syarat untuk berkecambah.
Penyebab dormansi antara lain adalah impermeabilitas kulit biji terhadap air atau gas-gas
(sangat umum pada famili leguminosae), embrio rudimenter, halangan perkembangan
embrio oleh sebab-sebab mekanis, dan adanya bahan-bahan penghambat perkecambahan.
Banyak zat-zat yang diketahui dapat menghambat perkecambahan benih. Zat-zat tersebut
adalah herbisida, auksin, bahan-bahan yang terkandung dalam buah, larutan mannitol dan
NaCl yang mempunyai tingkat osmotik tinggi, serta bahan yang menghambat respirasi
(sianida dan fluorida). Semua persenyawaan tersebut menghambat perkecambahan tetapi
tak dapat dipandang sebagai penyebab dormansi.
Proses penyerapan terhadap air, juga dilakukan oleh benih tanaman. Faktor yang
mempengaruhi penyerapan air oleh benih ada dua, yaitu sifat kulit pelindung benih dan
jumlah air yang tersedia pada medium sekitarnya. Jumlah air yang diperlukan untuk
berkecambah bervariasi tergantung kepada jenis benih, umumnya tidak melampaui dua
atau tiga kali dari berat keringnya. Proses respirasi akan berlangsung selama benih masih
hidup. Pada saat perkecambahan berlangsung, proses respirasi akan meningkat disertai
dengan meningkatnya pengambilan oksigen dan pelepasan karbondioksida, air dan
energi. Pada umumnya, proses perkecambahan dapat terhambat bila penggunaan oksigen
terbatas. Temperatur harus dikendalikan dengan teliti beberapa macam benih
berkecambah diatas suatu batas yang lebar dari temperatur yang wajar, tetapi yang lain
mulai tumbuh dengan segera hanya dibatas yang sempit. Benih berkecambah biasanya
pada temperatur dimana benih itu telah menyesuaikan dengan iklim di tempat benih
tersebut dihasilkan. Ketersediaan air di lingkungan sekitar benih merupakan faktor
penting. Kurang tersedianya air pada lingkungan benih akan menyebabkan jumlah air
yang diambil untuk berkecambah menjadi semakin rendah atau tidak terpenuhi.
12
13. BAB IV
SIMPULAN
1. Allelopati merupakan pengaruh yang menghambat atau merusak pertumbuhan dari
tumbuhan lain disekitar yang disebabkan oleh senyawa kimia yang dihasilkan oleh suatu
tumbuhan ke lingkungannya.
2. Allelopati adalah senyawa kimia yang menghambat pertumbuhan jenis lain yang tumbuh
bersaing dengan tumbuhan penghasil Allelopati tersebut.
3. Berdasarkan pengaruhnya terhadap pertumbuhan tumbuhan, zat-zat kimia yang
bersifat allelopati dapat dibagi menjadi autotoxic dan antitoxic.
4. Faktor-faktor yang mempengaruhi perkecambahan terdiri dari faktor dalam dan faktor
luar.
5. Faktor dalam perkecambahan, meliputi tingkat kemasakan benih, ukuran benih,
dormansi, dan penghambat perkecambahan.
6. Faktor luar yang mempengaruhi perkecambahan meliputi : air, temperatur, oksigen, dan
cahaya.
13
14. DAFTAR PUSTAKA
Chou, C.H., and Y.F. Lee. 2000. Allelopathic dominance of Miscanthus transnorrisonensis
in an alpine grassland community in Taiwan. Journal of Chemical Ecology 17:22672281.
Heddy, S., dkk.2000.Pengantar Ekologi.Jakarta:Rajawali.
Indriyanto 2006.Ekologi Hutan.Jakarta:Bumi Aksara.
Khanh, T.D., M.I. Chung, T.D. Xuan, and S. Twata. 2005.The exploitation of crop
allelopathy in sustainable agricultural production. Journal of Agronomy and Crop
Science 191:172-184.
Odum, E.2000.Dasar-dasar Ekologi.Yogyakarta:UGM Press.
Resosoedarmo, S., dkk.2000.Pengantar Ekologi.Bandung:Redmaja Rosda Karya.
Setiadi, Y.2003.Pengertian Dasar Tentang Konsep Ekosistem. Bogor:IPB.
Soerianegara, I dan A. Indrawan.2002.Ekologi Hutan Indonesia.Bogor:Departemen
Manejemen Hutan Fakultas Kehutanan IPB.
14