FISIOLOGI TUMBUHAN_IMBIBISI
I. PENDAHULUAN
Biji merupakan suatu alat perkembangbiakan tumbuhan. Agar biji dapat berkecambah menjadi tumbuhan baru maka biji tersebut memerlukan air dari lingkungannya. Masuknya air ke dalam biji memlalui prose imbibisi. Imbibisi merupakan peristiwa migrasi molekul-molekul air ke suatu zat lain yang mempunyai pori-pori cukup besar sehingga mampu melewatkan molekul-molekul air, kemudian molekul air tersebut menetap di dalam zat tersebut.
Selama periode waktu tertentu sesudah panen, pada umumnya biji dari kebanyakan tanaman menghendaki beberapa syarat khusus untuk dapat memulai perkecambahan. Biji – biji ini pada umumnya akan segera berkecambah pada keadaan lingkungan yang hampir bersamaan, akan tetapi biji dari tanaman tertentu, terutama biji rerumputan, menghendaki lingkungan khusus untuk dapat berkecambah.
Air memegang peranan yang terpenting dalam proses perkecambahan biji. Air adalah faktor yang menentukan dalam kehidupan. Masuknya air ke dalam tumbuhan melalui proses imbibisi. Air yang masuk dalam proses imbibisi disebut air imbibisi, sedangkan zat yang kemasukan air disebut imbiban.
Pada dasarnya proses imbibisi yang terjadi di dalam biji tumbuhan meliputi dua proses yang berjalan bersama-sama, yaitu proses difusi dan osmosis. Dikatakan proses difusi karena air bergerak dari larutan yang lebih rendah konsentrasinya di luar biji, masuk ke dalam zat di dalam biji yang mempunyai konsentrasi lebih tinggi. Sedang proses osmosis tidak lain terjadi karena kulit biji bersifat permeabel terhadap molekul-molekul, sehingga air dapat masuk ke dalam biji melalui pori-pori yang ada di dalam kulit biji.
Seperti halnya proses difusi dan osmosis, proses imbibisi antara lain dipengaruhi pula kadar atau konsentrasi larutan. Pada acara ini praktikan diharapkan dapat mengenal dan mempelajari proses imibibisi yang berlangsung dalam biji tumbuhan, dapat mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi proses imbibisi khususnya faktor kadar larutan.
II. TINJAUAN PUSTAKA
Imbibisi adalah absorbsi air oleh bahan-bahan koloid dan zat padat dalam (bagian) tumbuhan. Masuknya air disertai membengkaknya bahan koloid dan peningkatan berat tumbuhan. Imbibisi dapat menimbulkan kekuatan yang sangat besar ( Said Haran, 1985 ).
Menurut ( Siti Sutarmi Tjitrosomo, 1985 ) imbibisi adalah absorpsi air oleh bahan – bahan koloid dan zat padat dalam bagian tumbuhan. Masuknya air sering disertai dengan membengkaknya bahan koloid dan peningkatan berat tumbuhan. Misalnya, biji akan menjadi lebih besar jika diletakkan dalam air atau tanah yang lembab, dan hal ini dikatakan sebagai proses imbibisi. Pada imbibisi tidak ada keterlibatan membran, seperti pada osmosis. Imbibisi terjadi karena permukaan struktur – struktur mikroskopis dalam sel tumbuhan seperti selulosa, butir pati, protein, dan bahan lainnya menarik dan memegang molekul air dengan gaya tarik antar molekul.
Pada dasarnya imbibisi meliputi dua proses yang berjalan bersama yaitu difusi dan osmosis. Pada umumnya air dan bahan yang larit di dalamnya, masuk dan keluar sel, bukan sebagai aliran massa malainkan satu per satu molekul setiap kali. Pergerakan netto dari satu tempat ke tempat lain akibat aktivitas kinetik acak atau gerak termal dari molekul atau ion yang disebut difusi. Difusi terjadi akibat pergerakan konsentrasi dari satu titik dengan titik lain ( Frank Salisbury, 1995 ).
Difusi berbeda dengan osmosis. Osmosis terjadi karena adanya membran yang bersifat permeable terhadap molekul air. Difusi dan osmosis merupakan suatu proses perembesan air melalui selaput, sehingga terjadi keseimbangan antara kepekatan cairan di sebelah menyebelah ( kedua bagian ) yang kedua bagian dibatasi selaput tersebut. Perbedaan kepekatan sitoplasma suatu sel dengan lingkungan dapat menyebabkan perubahan bentuk atau kerusakan sel.
Cara yang terbaik untuk menyatakan gejala difusi suatu zat yaitu dengan menggunakan perbedaan nilai potensial kimia ( satuan energi per gram molekul ) zat tersebut antara dua daerah. Jika terdapat perbedaan nilai potensial kimia air di antara dua daerah, air akan bergerak secara spontan asalkan tidak ada yang menghalangi aliran air tersebut. Arah gerakan neto air tersebut dari daerah dengan potensial kimia yang tinggi ke daerah yang potensial kimianya lebih rendah. Gerakan neto air ini akan berlangsung terus sampai potensial kimia air pada kedua daerah itu menjadi sama. Pada titik keseimbangan, gerakan neto air akan terhenti. Istilah potensial kimia air ini biasanya dikenal dengan istilah potensial air ( Siti Sutarmi Tjitrocomo,1985 ).
Imbibisi tidak ada keterlibatan membran, seperti pada osmosis. Imbibisi terjadi karena permukaan struktur-struktur mikroskopik dalam sel tumbuhan seperti selulosa, butir pati, protein dan bahan lainnya menarik dan memegang molekul-molekul air dengan gaya tarik antar molekul. Dengan kata lain imbibisi terjadi oleh potential matrik ( Siti Sutarmi Tjitrosomo, 1985 ).
III. MATERI PRAKTIKUM
a. Bahan
- Larutan garam dapur ( NaCl )
1. Konsentrasi 0 ppm
2. Konsentrasi 2500 ppm
3. Konsentrasi 5000 ppm
4. Konsentrasi 7500 ppm
- Biji kedelai
- Aquades
b. Alat
- Gelas ukuran
- Timbangan analitik
- Plastik bening
- Kontainer
- Tissu / lap
- Kertas label
- Karet gelang
IV. PROSEDUR KERJA
1. Dipilih biji kedelai sebanyak 20 biji untuk setiap perlakuan.
a. Konsentrasi 0 ppm : 20 biji kedelai
b. Konsentrasi 2500 ppm : 20 biji kedelai
c. Konsentrasi 5000 ppm : 20 biji kedelai
d. Konsentrasi 7500 ppm : 20 biji kedelai
2. Masing-masing biji tersebut dimasukkan ke dalam plastik, kemudian diisi dengan larutan NaCl yang telah disediakan dan dibedakan menurut konsentrasinya yaitu 0 ppm, 2500 ppm, 5000 ppm dan 7500 ppm, dimana o ppm dijadikan sebagai kontrol.
3. Setelah 48 jam biji-biji tersebut diambil kemudian dihilangkan airnya termasuk yang menempel pada biji dengan menggunakan tissu.
4. Prosentase air yang masuk dalam biji dihitung pada setiap kadar larutan.
V. HASIL PENGAMATAN dan ANALISIS DATA
| Konsentrasi NaCl ( ppm ) | Kelompok A1 | Kelompok A2 | Kelompok A3 | Tekanan Osmosis | ||||||
| W1 | W2 | W2-W1 | W1 | W2 | W2-W1 | W1 | W2 | W2-W1 | ||
| 0 | 2,68 | 5,80 | 3,12 | 2,48 | 5,32 | 2,84 | 2,80 | 6,01 | 3,12 | 0 |
| 2500 | 2,52 | 5,34 | 2,82 | 2,62 | 5,40 | 2,78 | 3,04 | 6,39 | 3,35 | 1,06 |
| 5000 | 3,09 | 6,67 | 3,38 | 2,12 | 4,44 | 2,32 | 2,83 | 5,89 | 3,06 | 2,12 |
| 7500 | 2,67 | 5,76 | 3,09 | 2,24 | 4,76 | 2,52 | 2,51 | 5,37 | 2,86 | 3,18 |
Keterangan : 1. W1 : Bobot mula-mula
2. W2 : Bobot setelah dibiarkan selama 24 jam
3. W2-W1 : Bobot air imbibisi ( laju imbibisi )
Perhitungan
Mr NaCl = 23 + 35,5 = 58,5
Mol NaCl = 
1. Mol1 = 
= 02. Mol2 = 
= 0,043
= 0,0433. Mol3 = 
= 0,085
= 0,0854. Mol4 = 
= 0,128
= 0,128Tekanan Osmosis = M x R x T
Diketahui : M = Mol NaCl
R = 0,082
T = 30’ C + 273’ C = 303’ C
1. Tekanan Osmosis 1 = 0 x 0,082 x 303 = 0
2. Tekanan Osmosis 2 = 0,043 x 0,082 x 303 = 1,06
3. Tekanan Osmosis 3 = 0,085 x 0,082 x 303 = 2,12
4. Tekanan Osmosis 4 = 0,128 x 0,082 x 303 = 3,18
GRAFIK
VI. PEMBAHASAN
Benda dikelompokkan menjadi 3 wujud yaitu padat, cair dan gas. Ketiga wujud tersebut merupakan bahan murni benda dapat pula berbentuk campuran yaitu larutan dan koloid. Bagian-bagian dalam campuran inilah yang terpenting dalam sel. Dalam larutan, zat terlarut merupakan ion ( solut ) yang tersebar diantara molekul-molekul pelarut. Ion-ion tersebut masing-masing dapat bergerak bebas meski dapat pula saling menarik satu sama lain. Molekul-molekul dalam gas atau larutan mengadakan gerakan spontan, sehingga molekul tersebut akan tersebar secara merata dalam ruangan yang tersedia. Molekul-molekul tersebut menyebar secara difusi. Difusi ini akan mempengaruhi pergerakan air ke akar, masuknya gas seperti O2 dan CO2, unsur-unsur dan bahan makanan dari sel ke sel.
Proses imbibisi dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain :
a. Susunan kimiawi kulit
b. Cadangan makanan benih
c. Umur benih
d. Tekanan osmosis
e. Permeabilitas kulit benih
f. Suhu
Laju imbibisi pada awal proses imbibisi berlangsung relatif cepat hingga sampai pada titik tertentu laju ini akan menurun.
Kadar air setelah proses imbibisi merupakan suatu hal yang penting, karena benih hanya akan berkecambah jika kadar air mencapai 50 – 60 %. Untuk merangsang laju imbibisi seringkali dilakukan heat treatment, yaitu dengan menjemur benih sebelum diimbibisikan ( Hendarto Kuswanto, 1996 ).
Air dalam proses imbibisi digunakan untuk melunakkan kulit biji dan menyebabkan pengembangan embrio dan endosperm yang mengakibatkan pecahnya kulit biji. Dinding sel yang kering hampir tidak permeabel untuk gas, tetapi apabila dinding sel diimbibisi oleh air, maka gas akan masuk ke dalam sel secara difusi. Apabila dinding sel kulit biji dan embrio menyerap air, maka suplai oksigen meningkat kepada sel – sel hidup sehingga memungkinkan lebih aktifnya pernafasan. Sebaliknya CO2 yang dihasilkan oleh pernafasan tersebut lebih mudah untuk berdifusi keluar.
Hasil pengamatan praktikum menunjukkan telah terjadi imbibisi pada biji kedelai. Air yang telah diserap oleh biji tersebut mengaktifkan enzim – enzim yang mulai melarutkan pati menjadi gula. Air juga mengakibatkan pengaktifan kembali membran protoplasma, sehingga air dengan osmosis dan imbibisi bekerja bersama – sama pada saat biji berkecambah ( S. S. Tjitrosomo, 1985 ).
Biji kedelai milik kelompok A1 memiliki prosentase tertinggi pada larutan NaCl 5000 ppm dan terendah pada kadar 2500 ppm. Biji kedelai milik kelompok A2 memiliki prosentase tertinggi pada kadar 0 ppm dan terendah pada kadar 5000 ppm. Sedangkan biji kedelai milik kelompok A3 memiliki prosentase tertinggi pada kadar 2500 ppm dan terendah pada kadar 7500 ppm.
Pada dasarnya proses imbibisi yang terjadi di dalam biji tumbuhan meliputi dua proses yang berjalan bersama-sama, yaitu proses difusi dan osmosis. Dikatakan proses difusi karena air bergerak dari larutan yang lebih rendah konsentrasinya di luar biji, masuk ke dalam zat di dalam biji yang mempunyai konsentrasi lebih tinggi. Sedang proses osmosis tidak lain terjadi karena kulit biji bersifat permeabel terhadap molekul-molekul, sehingga air dapat masuk ke dalam biji melalui pori-pori yang ada di dalam kulit biji. Seperti halnya proses difusi dan osmosis, proses imbibisi antara lain dipengaruhi pula kadar atau konsentrasi larutan.
Bila molekul – molekul protein yang baru mulai dibentuk dalam sel – sel meristematik, setiap molekul protein mengadsorpsi sejumlah ratusan molekul air, dan membantu pertumbuhan sel. Imbibisi seperti ini sering disebut hidrasi, dan teramat penting pada sel – sel muda.
Terdapat beberapa faktor yang mempengaruhi kecepatan penyerapan air oleh biji diantaranya adalah, ( Jurnalis Kamil, 1979 ) :
a. Konsentrasi air
Bertambah besar perbedaan tekanan difusi antara cairan luar dan dalam biji, bertambah cepat penyerapan air oleh biji.
b. Tekanan hidrostatik
Masuknya air ke dalam biji menimbulkan tekanan hidrostatik karena meningkatnya volume air pada membran biji. Tekanan hidrostatik menyebabkan meningkatnya tekanan difusi air. Hal ini menyebabkan naiknya kecepatan difusi ke luar dan menurunnya kecepatan penyerapan air oleh biji.
Kecepatan penyerapan air adalah berbanding terbalik dengan jumlah air yang diserap terlebih dahulu oleh biji. Jadi kecepatan penyerapan pada permulaan tinggi dan kemudian kian lambat sejalan dengan naiknya tekanan hidrostatik sampai tercapai keseimbangan.
c. Daya intermolekular
Daya ini merupakan tenaga listrik. Apabila tenaga ini meningkat akan menyebabkan menurunnya tekanan difusi air dan juga berarti turunnya kecepatan penyerapan air.
d. Luas permukaan biji yang kontak dengan air
Kecepatan penyerapan air oleh biji berbanding lurus dengan luas permukaan. Pada keadaan tertentu, bagian khusus pada biji dapat menyerap air lebih cepat.
e. Suhu
Apabila air dipanaskan maka energi dipakai. Sebagian energi ini dipakai untuk meningkatkan difusi air. Oleh sebab itu, apabila suhu ditingkatkan maka kecepatan penyerapan juga naik sampai batas tertentu, di mana tiap 100C suhu dinaikkan kecepatan penyerapan kira – kira dua kali lipat pada waktu permulaan.
f. Species
g. Varietas
h. Umur
i. Tingkat kemasakan
j. Komposisi kimia
Umumnya, biji yang mengandung protein tinggi menyerap air lebih cepat sampai tingkat tertentu daripada biji dengan kadar karbohidrat tinggi. Biji dengan kadar minyak tinggi tetapi kadar proteinnya rendah, kecepatan serapnya sama dengan biji berkadar karbsohidrat tinggi.
Imbibisi tidak ada keterlibatan membran, seperti pada osmosis. Imbibisi terjadi karena permukaan struktur-struktur mikroskopik dalam sel tumbuhan seperti selulosa, butir pati, protein dan bahan lainnya menarik dan memegang molekul-molekul air dengan gaya tarik antar molekul. Dengan kata lain imbibisi terjadi oleh potential matrik ( Siti Sutarmi Tjitrosomo, 1985 ).
VII. KESIMPULAN
1. Imbibisi merupakan absorpsi air oleh bahan – bahan koloid dan zat padat dalam bagian tumbuhan. Masuknya air sering disertai dengan membengkaknya bahan koloid dan peningkatan berat tumbuhan.
2. Proses imbibisi dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya adalah :
a. Susunan kimiawi kulit
b. Cadangan makanan benih
c. Umur benih
d. Tekanan osmosis air
e. Permeabilitas kulit benih
f. Suhu
3. Pada dasarnya proses imbibisi yang terjadi di dalam biji tumbuhan meliputi dua proses yang berjalan bersama-sama, yaitu proses difusi dan osmosis.
4. Umumnya, biji yang mengandung protein tinggi dalam hal ini kedelai menyerap air lebih cepat sampai tingkat tertentu daripada biji dengan kadar karbohidrat tinggi. Biji dengan kadar minyak tinggi tetapi kadar proteinnya rendah, kecepatan serapnya sama dengan biji berkadar karbohidrat tinggi.
DAFTAR PUSTAKA
Dwidjoseputro, D. 1986. Pengantar Fisiologi Tumbuhan. PT Gramedia, Jakarta.
Kamil, Jurnalis. 1979. Teknologi Benih Jilid I. Angkasa Raya, Padang.
Kuswanto, Hendarto. 1996. Dasar – Dasar Teknologi, Produksi, dan Sertivikasi Benih. Penerbit Andi, Yogyakarta.
Loveless, A. R. 1991. Prinsip – Prinsip Biologi Tumbuhan untuk Daerah Tropik. PT Gramedia Pustaka Utama, Jakarta.
Tjitrosomo, S. S. 1985. Botani Umum 2. Angkasa, Bandung.