Waktu dan Tempat
Penelitian ini dilaksanakan dari bulan Juni sampai dengan Oktober 2011 di Laboratorium Ilmu dan Teknologi Benih, Institut Pertanian Bogor, Dramaga, Bogor dan di Balai Besar Pengembangan Pengujian Mutu Benih Tanaman Pangan Hortikultura, Cimanggis, Depok.
Bahan dan Alat
Pada penelitian ini digunakan 3 lot benih padi yaitu :
1. Lot benih A varietas Ciherang dengan tanggal kadaluarsa 15 Juni 2011, yang memiliki DB 94.7%.
2. Lot benih B varietas Inpari 10 Laeya dengan tanggal kadaluarsa 10 Juli 2011, yang memiliki DB 90%.
3. Lot benih C varietas Situ Bagendit dengan tanggal kadaluarsa 21 Juli 2011, yang memiliki DB 88%.
Ketiga lot benih tersebut diperoleh dari Balai Besar Pengembangan Pengujian Mutu Benih Tanaman Pangan Hortikultura, Cimanggis, Depok.
Alat yang digunakan antara lain kertas stensil, alat pengepres kertas IPB 75-1, pengecambah benih tipe IPB 73-2A/B, IPB 72-1, peralatan untuk mengukur kadar air (oven 1320C, timbangan analitik, cawan dan desikator), plastik, label, gunting serta alat tulis. Alat pengecambah benih tipe IPB 73-2A/B digunakan untuk pengecambahan benih pada pengujian bobot kering kecambah normal dengan menggunakan 25 butir benih padi untuk setiap ulangannya. Alat pengecambah benih tipe IPB 72-1 digunakan untuk pengecambahan benih pada pengujian daya berkecambah dan indeks vigor dengan menggunakan 50 butir benih padi.
Metode Penelitian
Rancangan percobaan yang digunakan adalah Rancangan Acak Lengkap (RAL) dengan dua faktor. Faktor pertama yaitu lot benih dan faktor kedua periode simpan. Pada faktor pertama berupa lot benih, digunakan 3 lot benih padi. Setiap lot benih diulang sebanyak tiga ulangan .
Model linier dari rancangan percobaan yang digunakan adalah sebagai berikut:
Yij= π + αi + βj + (αβ)ij + εij
Keterangan :
Yij= nilai pengamatan pada faktor α ke-I dan β ke-j
π = nilai tengah umum
αi = pengaruh faktor lot benih α taraf ke-i
βj = pengaruh periode simpan β taraf ke-j
(αβ)ij= pengaruh interaksi faktor lot benih α taraf ke-I dan faktor periode
simpan β taraf ke-j
εij = pengaruh galat percobaan (experimental error) faktor lot benih α taraf ke-I dan faktor periode simpan β taraf ke-j
Pengolahan data dilakukan dengan menggunakan uji F. Apabila menunjukkan pengaruh nyata, maka pengujian akan dilanjutkan dengan uji DMRT pada taraf 5%.
Pelaksanaan Penelitian Penyimpanan Benih
Percobaan dilakukan pada 3 lot benih padi. Masing-masing lot benih dikemas dengan menggunakan plastik bening yang telah disiapkan untuk 7 periode penyimpanan yaitu 0, 2, 4, 6, 8, 10 dan 12 minggu penyimpanan. Minggu ke 0 di mulai pada tanggal kadaluarsa lot benih tersebut. Benih yang telah dikemas kemudian disimpan di suhu kamar (RH= 80-90% dan t = 27-310C).
11
Penanaman
Penanaman benih dilakukan setiap 2 minggu sekali. Metode penanaman benih menggunakan metode Uji Kertas Digulung didirikan berlapis plastik (UKDdp). Media yang digunakan berupa kertas stensil. Setiap ulangan terdiri dari 50 butir benih padi untuk kecepatan tumbuh, indeks vigor dan daya berkecambah, serta 25 butir benih padi untuk bobot kering kecambah normal. Pengamatan dilakukan untuk mengetahui dan membandingkan beberapa tolok ukur vigor yang paling efektif dalam pendugaan perpanjangan masa edar benih benih.
Pengamatan
Parameter yang diamati di Laboratorium meliputi Vigor dengan tolok ukur indeks vigor, nilai delta, kecepatan tumbuh dan Viabilitas Potensial dengan tolok ukur daya berkecambah dan bobot kering kecambah normal serta pengamatan kadar air benih.
1. Indeks Vigor (IV)
Penghitungan Indeks Vigor (IV) dilakukan berdasarkan persentase kecambah normal pada pengamatan pertama (KN hitungan I) yaitu pada hari ke- 5.
IV = X 100%
2. Nilai Delta (D)
Nilai Delta merupakan selisih antara nilai viabilitas benih dengan vigor benih. Viabilitas benih didapat dari hasil pengamatan Daya Berkecambah (DB) sedangkan vigor benih diperoleh dari pengamatan Indeks Vigor (IV).
3. Kecepatan Tumbuh (KCT)
Metode penanaman benih dengan menggunakan metode UKDdp (Uji Kertas Digulung didirikan dilapisi plastik). Pengecambahan untuk setiap lot
benih dilakukan dengan 3 (tiga) ulangan dan setiap ulangan terdiri atas 50 butir benih padi. Kecepatan tumbuh dihitung berdasarkan nilai pertambahan perkecambahan (persentase kecambah normal per etmal) yang dilakukan setiap hari (2 HST sampai 7 HST) pada kurun waktu perkecambahan dalam kondisi optimum.
KCT(% per etmal) = N
t
tn
n=0
Keterangan : t = Waktu pengamatan (etmal)
N = presentase kecambah normal setiap waktu pengamatan tn= waktu akhir pengamatan
4. Daya Berkecambah (DB)
Pengujian Daya Berkecambah dilakukan dengan melakukan penanaman benih terlebih dahulu. Metode penanaman benih dengan menggunakan metode UKDdp (Uji Kertas Digulung didirkan dilapisi plastik). Pengecambahan untuk setiap lot benih dilakukan dengan 3 (tiga) ulangan dan setiap ulangan terdiri atas 50 butir benih padi. Benih kemudian dikecambahkan dalam alat pengecambah benih IPB 72-1.
Pengujian Daya Berkecambah (DB) berdasarkan persentase Kecambah Normal (KN) pada pengamatan petama dan kedua. Pengamatan pertama pada hari ke-5 setelah tanam (KN hitungan I) dan pengamatan kedua pada hari ke-7 (KN hitungan II) meliputi kecambah normal, abnormal, benih-benih yang tidak berkecambah (benih-benih mati, benih-benih keras, dan benih-benih segar tidak tumbuh).
DB = X 100%
5. Bobot Kering Kecambah Normal (BKKN)
Pengukuran Bobot Kering Kecambah Normal (BKKN) dilakukan di akhir pengamatan (7 HST). Benih ditanam sebanyak 25 butir setiap ulangan dengan menggunakan metode UKDdp. Setelah 7 hari dihitung
13
kecambah normalnya. Kecambah normal tersebut kemudian dibuang bagian kariopsisnya, dan dimasukkan kedalam amplop. Amplop ditimbang terlebih dahulu untuk mengetahui bobot awal (K0). Masukkan amplop tersebut kedalam oven selama 3 x 24 jam dengan suhu 60ºC. Selanjutnya benih dimasukkan ke dalam desikator selama ± 30 menit dan setelah dingin dilakukan penimbangan (K1).
Bobot Kering Kecambah Normal (BKKN) = K1-K0
6. Kadar Air (KA)
Pengukuran kadar air menggunakan metode pengukuran kadar air langsung, yaitu dengan menggunakan oven suhu tinggi 130-1330C selama 2 jam. Cawan porselin beserta tutup ditimbang (M1). Benih dari masing-masing lot diambil sebanyak 3 ulangan untuk setiap lot. Benih dihancurkan dengan menggunakan grinder, diambil sebanyak 5 gram kemudian ditimbang (M2). Benih tersebut selanjutnya dimasukkan ke dalam oven. Setelah 2 jam benih diangkat dan langsung dimasukkan ke dalam desikator selama ± 30 menit, kemudian dikeluarkan dan dilakukan penimbangan kembali (M3). Dihitung besarnya kadar air dengan rumus :
KA
= x
100%M1 = Berat wadah + tutup (gram)
M2 = Berat wadah + isi + tutup sebelum dioven (gram) M3 = Berat wadah + isi + tutup setelah dioven (gram)
Hasil analisis ragam pengaruh lot benih, periode simpan dan interaksinya terhadap tolok ukur Indeks Vigor (IV), Nilai Delta, Kecepatan Tumbuh (KCT), Daya Berkecambah (DB), Bobot Kering Kecambah Normal (BKKN) dan Kadar Air (KA) benih padi tertera pada Lampiran 1 sampai 6 dan rekapitulasinya dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Rekapitulasi Hasil Analisis Ragam Pengaruh Lot Benih, Periode Simpan dan Interaksinya terhadap Vigor, Viabilitas Potensial, dan Kadar Air Benih Padi (Oryza sativaL.).
Tolok Ukur Lot Benih (L) Periode Simpan (P) L x P Koefisien Keragaman (KK)
Indeks Vigor (IV) ** ** tn 16.59%(trans)
Nilai Delta (D) ** ** ** 14.54%(trans)
Kecepatan Tumbuh (KCT) ** ** tn 18.60%
Daya Berkecambah (DB) ** ** tn 17.24%
Bobot Kering Kecambah
Normal (BKKN) ** ** tn 2.59%(trans)
Kadar Air (KA) ** * * 4.73 %
Keterangan : * = berpengaruh nyata pada uji DMRT 5% ** = berpengaruh sangat nyata pada uji DMRT 5% tn = tidak nyata
(trans) = hasil transformasi dengan rumus ( +½).
Hasil rekapitulasi analisis ragam (Tabel 1) menunjukkan adanya interaksi pengaruh lot benih dan periode simpan untuk Nilai Delta(D) dan Kadar Air (KA). Faktor tunggal lot benih memberikan pengaruh yang sangat nyata untuk semua tolok ukur yang diamati. Faktor tunggal periode simpan memberikan pengaruh sangat nyata terhadap tolok ukur Indeks Vigor (IV), Nilai Delta (D), Daya Berkecambah (DB), Kecepatan Tumbuh (KCT), dan Bobot Kering Kecambah Normal (BKKN) namun hanya memberikan pengaruh nyata terhadap Kadar Air (KA). Interaksi antara lot benih dan periode simpan memberikan pengaruh nyata terhadap Kadar Air (KA) dan berpengaruh sangat nyata terhadap Nilai Delta (D).
Semakin lama benih disimpan, maka secara alami benih akan mengalami deteriorasi. Viabilitas benih yang disimpan akan berangsur-angsur menurun
15
karena adanya kemunduran. Pengaruh lot benih terhadap tolok ukur vigor dan viabilitas benih dapat dilihat pada Tabel 2. Penurunan vigor dan viabilitas benih untuk setiap periode simpan dapat dilihat pada Tabel 3.
Tabel 2 memperlihatkan bahwa Lot benih A memiliki viabilitas yang paling tinggi dibandingkan lot benih benih B dan lot benih C. Tingginya nilai daya berkecambah untuk lot benih A didukung oleh tingginya nilai bobot kering kecambah normal, indeks vigor dan juga kecepatan tumbuh. Hal ini menandakan lot benih A memiliki laju kemunduran benih yang lambat dibandingkan lot benih B dan lot benih C.
Indeks vigor adalah pembanding antara jumlah kecambah normal pada hitungan pertama dengan jumlah seluruh benih yang ditanam. Kolasinka et al. (2000) menyatakan bahwa persentase kecambah normal pada pengamatan pertama berhubungan erat dengan kemampuan benih berkecambah di lapang dibandingkan dengan persentase kecambah pada akhir pengamatan. Dengan demikian pengujian indeks vigor lebih peka dan dapat mencerminkan atau menginformasikan secara akurat potensi tumbuh dilapang dibandingkan dengan pengujian daya berkecambah.
Lot benih B memiliki nilai indeks vigor dan bobot kering kecambah normal yang lebih tinggi dibandingkan lot benih C (Tabel 2 dan Gambar 2). Tingginya nilai indeks vigor untk lot benih B mengindikasikan bahwa lot benih B memiliki potensi tumbuh di lapang yang lebih tinggi dibandingkan lot benih C. Pengujian vigor umum digunakan untuk mengukur kemunduran benih. Indeks vigor dapat memonitor kondisi membran sebenarnya, perkecambahan yang rendah mengindikasikan terjadinya kerusakan membran pada benih yang telah melewati masa simpan.
Bobot kering kecambah tertinggi dimiliki oleh lot benih A (Tabel 2). Tingginya vigor untuk lot benih A menyebabkan reaksi-reaksi yang terjadi selama metabolisme benih tidak terhambat oleh respirasi dan tetap tersedia energi untuk pertumbuhan kecambah sehingga kecambah dapat tumbuh dan berkembang secara normal.
Indeks Vigor (IV) 70.09a 36.09b 25.42c Kecepatan Tumbuh (KCT) 18.27a 14.89b 15.22b Daya Berkecambah (DB) 89.52a 72.48b 77.33a Bobot Kering Kecambah
Normal (BKKN (0.12) 0.79a (0.08) 0.77b (0.08) 0.76b 0 20 40 60 80 100 0 2 4 6 8 10 12 Ind ek s v ig o r (% )
Periode Simpan (minggu)
lot A lot B lot C
0 20 40 60 80 100 0 2 4 6 8 10 12 D ay a B er k ec am b ah ( % )
Periode Simpan (minggu)
lot A lot B lot C 0 5 10 15 20 25 0 2 4 6 8 10 12 KC T ( % /e tm a l)
Periode Simpan (minggu)
lot A lot B lot C
Berdasarkan semua tolok ukur yang diamati, lot benih A memiliki nilai viabilitas dan vigor yang lebih tinggi dibandingkan lot benih B dan lot benih C. Hal ini diduga berhubungan dengan viabilitas lot benih selama penyimpanan. Salah satu faktornya yaitu kadar air benih. Lot benih A memiliki kadar air awal yang rendah dibandingkan lot benih B dan lot benih C (Tabel 5). Rendahnya kadar air awal lot benih benih akan berpengaruh terhadap kadar air benih dalam penyimpanan. Kadar air selama penyimpanan yang tetap rendah, membuat laju metabolisme menjadi lambat yang berakibat pada lambatnya laju deteriorasi.
Faktor internal lainya yaitu viabilitas awal benih. Diduga lot benih A merupakan lot benih benih hasil panen musim kemarau, sehingga masak fisiologis terjadi dengan baik. Masak fisiologis yang tepat menggambarkan viabilitas optimal benih. Benih yang memiliki viabilitas awal tinggi akan memiliki daya simpan yang lebih lama daripada benih dengan viabilitas awal rendah.
Tabel 3 menunjukkan bahwa terjadi penurunan viabilitas yang nyata pada periode simpan 2 minggu berdasarkan tolok ukur indeks vigor. Jika dilihat berdasarkan tolok ukur daya berkecambah dan bobot kering kecambah penurunan viabilitas secara nyata baru terlihat pada periode simpan 8 minggu. Berdasarkan kecepatan tumbuh penurunan viabilitas secara nyata terjadi pada 6 minggu periode simpan.
Tabel 3. Pengaruh Periode Simpan terhadap Tolok Ukur Vigor, Viabilitas Potensial dan Kadar Air.
Tolok ukur
Periode Simpan
0 2 4 6 8 10 12
IV 58.67a 41.11bc 51.56ab 49.33ab 42.89bc 36.89cd 26.67d Delta (32.22) 5.44b (49.56) 6.86a (34.44) 5.67b (32.00) 5.32b (32.00) 5.52b (34.89) 5.84b (36.22) 5.94b KCT 19.16a 17.77ab 17.35ab 15.95b 15.42bc 14.79bc 12.43c DB 90.89a 90.67a 86.00ab 81.33abc 74.89bcd 71.78cd 62.89d BKKN (0.14) 0.80a (0.14) 0.80a (0.11) 0.78ab (0.10) 0.78b (0.09) 0.77b (0.05) 0.74c (0.04) 0.73c KA 13.01b 12.96b 13.31ab 12.88b 13.07b 12.95b 13.89a
Keterangan : Angka yang diikuti huruf yang sama pada baris yang sama tidak berbeda nyata pada taraf 5%. Angka dalam kurung merupakan data asli.
19
Hal ini menunjukkan bahwa tolok ukur vigor lebih dini dalam mendeteksi kemunduran benih dibandingkan tolok ukur viabilitas potensial. Indeks vigor mampu mendeteksi penurunan viabilitas lebih dini dibandingkan tolok ukur lainnya. Hal ini sesuai dengan konsep Steinbauer-Sadjad bahwa vigor benih lebih cepat mengalami penurunan dibandingkan viabilitas potensialnya (DB) (Sadjad, 1993).
Pengaruh Interaksi Lot Benih dan Periode Simpan terhadap Nilai Delta Nilai Delta merupakan selisih antara daya berkecambah dengan indeks vigor. Benih yang telah memasuki masa kadaluarsa akan mengalami penurunan viabilitas, baik viabilitas potensial maupun vigor. Awal Periode III dicirikan oleh meningkatnya nilai delta. Nilai delta tersebut akan meningkat dan mencapai maksimum pada titik tertentu, kemudian menurun kembali dan mencapai titik nol menjelang akhir periode kehidupan benih. Titik dengan nilai delta maksimum pada Periode III disebut titik anomali. Pada titik anomali tersebut benih sudah tidak dapat berfungsi lagi sebagai benih (Sadjad, 1994). Pada saat tersebut benih sudah tidak boleh diedarkan kembali.
Tabel 4. Pengaruh Interaksi Lot Benih dan Periode Simpan terhadap Nilai Delta
Lot
Benih 0 2 4 Periode Simpan6 8 10 12
A (26.67) 5.19Ba (22.67) 4.79Bab (12.00) 3.50Bbc (6.67) 2.58Cc (13.33) 3.69Cbc (22.67) 4.76Bab (32) 5.68Aa B (14.00) 3.68Bb (52.67) 7.20Aa (50.00) 7.10Aa (36.67) 6.09Bab (34.67) 5.91Bab (36.00) 5.95ABab (30.67) 5.37Aab C (56) 7.46Ab (73.33) 8.59Aa (41.33) 6.44Ab (52.67) 7.23Ab (48) 6.96Ab (46) 6.80Ab (46) 6.79Ab
Keterangan : Angka-angka yang diikuti oleh huruf kapital yang sama pada kolom yang sama, dan angka-angka yang diikuti oleh huruf kecil yang sama pada baris yang sama menunjukkan tidak berbeda nyata pada uji DMRT 5%. Angka dalam kurung merupakan data asli.
Lot benih A mengalami peningkatan nilai delta pada 6 minggu periode simpan (Tabel 4 dan Gambar 5). Hal ini menunjukkan bahwa periode simpan 6 minggu merupakan titik akhir Periode II dan lot benih sudah masuk dalam Periode
0 10 20 30 40 50 0 2 4 6 8 10 12 N il ai D el ta
Periode Simpan (minggu)
lot A lot B lot C
Lot Benih
Periode simpan
0 2 4 6 8 10 12
A 10.90Bb 11.07Bb 12.05Ab 11.20Bb 11.28Bb 11.26Bb 13.63Aa B 13.93Aa 13.97Aa 13.97Aa 13.64Aa 13.81Aa 13.64Aa 13.74Aa C 14.21Aa 13.83Aa 13.90Aa 13.82Aa 14.10Aa 13.95Aa 14.31Aa
0 2 4 6 8 10 12 14 16 0 2 4 6 8 10 12 K ad ar A ir ( % )
Periode Simpan (minggu)
lot A lot B lot C
Menurut Sutopo (2004) benih yang disimpan dengan kadar air yang lebih tinggi akan meningkatkan kegiatan enzim yang dapat mempercepat proses respirasi. Justice dan Bass (2002) menambahkan, semakin lama proses respirasi, semakin banyak cadangan makanan yang digunakan. Perombakan cadangan makanan benih menyebabkan proses metabolisme yang dapat menurunkan viabilitas benih.
Kadar air merupakan faktor penting agar viabilitas benih dapat dipertahankan dalam penyimpanan. Justic dan Bass (2002) menyatakan bahwa kadar air benih akan selalu mengadakan keseimbangan dengan kelembaban nisbi udara sekitarnya. Menurut Harington (1972), setiap kenaikan kadar air benih sebesar 1% akan memperpendek umur benih menjadi setengahnya.