Tempat dan Waktu
Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Ilmu dan Teknologi Benih. Departemen Agronomi dan Hortikultura, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor, Penelitian dimulai bulan April sampai Agustus2011.
Bahan dan Alat
Bahan yang digunakan adalah benih padi yang berasal dari Balai Besar Penelitian Tanaman Padi Instalasi Muara, Bogor. Benih yang digunakan dalam percobaan pendahuluan yaitu benih padi sawah, padi gogo, dan padi rawa masing-masing berjumlah lima genotipe, secara lengkap daftar genotipe tercantum pada Lampiran 1. Percobaan utama menggunakan 50 genotipe terdiri dari 10 genotipe padi sawah, 20 genotipe padi gogo, dan 20 genotipe padi rawa (Lampiran 2).
Bahan lain yang digunakan dalam penelitian ini adalah kertas merang. kertas stensil daur ulang/koran, plastik, NaCl dengan konsentrasi 3000 ppm, 4000 ppm, dan 5000 ppm, PEG-6000 (Polyethylene Glycol) dengan tekanan osmotik -1.5 bar, -2.0 bar, dan -2.5 bar setara dengan 106.73 g/L, 126.06 g/L, dan 143.14 g/L (Lampiran 3), air, aquades, kertas label, amplop dan selotip. Alat-alat yang digunakan, yaitu mesin pengusangan cepat fisik, alat pengepres kertas tipe IPB 75-1, alat pengecambah benih (APB) tipe IPB 73-2A/B, oven, desikator, kain strimin, kain handuk, timbangan analitik, pinset, gelas ukur, hand sprayer, bak rendam, benang kasur, dan penggaris.
Metode Percobaan Percobaan Pendahuluan
Percobaan pendahuluan bertujuan untuk mendapatkan data lamanya waktu pengusangan pada Metode Pengusangan Cepat (MPC) fisik pada benih padi, dan mendapatkan tingkat konsentrasi PEG-6000 dan NaCl pada metode kekeringan dan salinitas, serta mendapatkan jumlah kertas yang dapat mensimulasi cekaman kekeringan pada perlakuan kekeringan berdasarkan ketinggian. Waktu MPC fisik yang digunakan dalam percobaan pendahuluan adalah 0 jam, 24 jam, 48 jam, 72
jam, 96 jam, 120 jam, dan 144 jam. Percobaan tekanan osmotik PEG-6000 pada benih padi gogo terdiri dari -1.5 bar, -2 bar, dan -2.5 bar dan tingkat salinitas pada benih padi rawa dengan konsentrasi NaCl 3000 ppm, 4000 ppm, dan 5000 ppm. Jumlah kertas yang digunakan pada perlakuan kekeringan berdasarkan ketinggian, yaitu 1-1 lembar, 1-2 lembar, dan 2-2 lembar.
Berdasarkan hasil dari percobaan pendahuluan ini dipilih metode yang efektif digunakan untuk metode pengujian selanjutnya. Peubah yang diamati pada percobaan pendahuluan hanya daya berkecambah (DB), dengan rancangan percobaan yang digunakan adalah Rancangan Kelompok Lengkap Teracak (RKLT) dengan satu faktor, yaitu perlakuan (tekanan osmotik PEG, konsentrasi NaCl, dan jumlah kertas). Penentuan lamanya waktu pengusangan menggunakan model regresi kuadratik. Perlakuan diulang sebanyak empat ulangan, setiap ulangan terdiri dari 25 butir benih. Perlakuan kekeringan berdasarkan ketinggian diulang sebanyak tiga ulangan, setiap satuan percobaan terdiri dari 15 butir benih.
Percobaan Utama
Penelitian ini terdiri dari dua percobaan, yaitupengujian vigor daya simpan benih melalui Metode Pengusangan Cepat (MPC) secara fisik (VDS), dan vigor kekuatan tumbuh (VKT) benih pada kondisi sub-optimum (cekaman kekeringan dan salinitas).
Pengujian viabilitas awal benih dilakukan untuk mendapatkan daya berkecambah padi sawah, padi gogo dan padi rawa ≥ 80%. Rancangan percobaan yang digunakan dalam penelitian ini adalah Rancangan Kelompok Lengkap Teracak (RKLT) dengan satu faktor yaitu genotipe padi. Percobaan ini menggunakan 50 genotipe, setiap genotipe diulang sebanyak tiga kali, sehingga diperoleh 150 satuan percobaan. Setiap satuan percobaan menggunakan 25 butir benih.
Pengujian Vigor Daya Simpan (VDS) menggunakan MetodePengusangan Cepat (MPC) Fisik
Percobaan ini bertujuan untuk mengetahui VDS dengan menggunakan metode pengusangan cepat fisik. Lama penderaan yang digunakan merupakan hasil dari percobaan pendahuluan, untuk genotipe padi sawah diusangkan selama
14
40 jam, genotipe padi gogo diusangkan 61 jam, dan genotipe padi rawa pengusangannya selama 48 jam. Rancangan percobaan yang digunakan adalah Rancangan Kelompok Lengkap Teracak (RKLT) dengan satu faktor (genotipe padi). Percobaan ini menggunakan 10 genotipe padi sawah, 20 genotipe padi gogo, dan 20 genotipe padi rawa. Setiap satuan percobaan dilakukan sebanyak tiga ulangan, sehingga diperoleh 150 satuan percobaan. Setiap satuan percobaan terdiri dari 25 butir benih padi.
Pengujian Vigor Kekuatan Tumbuh (VKT) Benih pada Kondisi Sub-optimum
Percobaan ini bertujuan untuk mengetahui Vigor Kekuatan Tumbuh (VKT) pada kondisi kekeringan untuk benih padi sawah dan padi gogo dan kondisi salinitas pada benih padi rawa. Metode cekaman kekeringan yang terpilih yaitu menggunakan tekanan osmotik PEG-6000 -2 bar (VKTkekeringan (PEG)) dan pada perlakuan kekeringan berdasarkan ketinggian (VKTkekeringan (ketinggian)) jumlah kertas yang digunakan 1-1 lembar, sedangkan pada cekaman salinitas konsentrasi yang digunakan adalah NaCl 4000 ppm (VKTsalin (NaCl)). Rancangan yang digunakan adalah Rancangan Kelompok Lengkap Teracak (RKLT) dengan satu faktor (genotipe padi). Percobaan ini menggunakan 10 genotipe benih padi sawah, 20 genotipe padi gogo, dan 20 genotipe padi rawa. Setiap satuan percobaan dilakukan sebanyak tiga ulangan, dari masing-masing metode pengujian VKTkekeringan (PEG) dan VKTkekeringan (ketinggian), diperoleh 90 satuan percobaan. Jumlah satuan percobaan pada metode pengujian VKTsalin (NaCl) sebanyak 60 satuan percobaan.
Model linier yang digunakan pada setiap percobaan adalah : Yij = µ + τi + βj + εij
Keterangan :
Yij = Pengamatan pada perlakuan ke-i dan kelompok k µ = Rataan umum
τi = Pengaruh perlakuan ke-i (i = 1, 2, 3.…. 50). βj = Pengaruh kelompok ke-j (j = 1, 2, 3).
Uji lanjut digunakan terhadap hasil yang berpengaruh nyata pada penelitian ini adalah Duncans Multiple Test (DMRT) pada taraf nyata 5% (Gomez dan Gomez, 1995).
Analisis korelasi antara VDS dan VKT yang bertujuan untuk mengetahui keeratan hubungan antara vigor daya simpan menggunakan metode pengusangan cepat fisik dengan vigor kekuatan tumbuh pada kondisi sub-optimum kekeringan dan salinitas. Koefisien korelasi adalah koefisien yang menggambarkan tingkat keeratan hubungan linier antara dua peubah atau lebih. Koefisien korelasi dinotasikan dengan r dan nilainya berkisar antara -1 dan 1 (-1 ≤ r ≤ 1), nilai r yang mendekati 1 atau -1 menunjukkan semakin erat hubungan linier antara kedua peubah tersebut. Nilai r yang mendekati nol menggambarkan hubungan kedua peubah tersebut tidak linier (Mattjik dan Sumertajaya, 2006).
Pelaksanaan Percobaan
Pengujian viabilitas awal benih ini dimulai dengan melembabkan substrat kertas merang berukuran 10 cm x 30 cm dengan merendamnya dalam air kemudian dipres menggunakan alat pengepres kertas IPB 75-1 sampai airnya tidak menetes. Metode pengecambahan yang digunakan yaitu metode setengah Uji Kertas Digulung didirikan dalam plastik (UKDdp). Selembar plastik transparan dihamparkan, kemudian 3 lembar kertas yang telah dilembabkan diletakkan diatas plastik tersebut. Benih yang ditanam sebanyak 25 butir benih, setelah ditanam kemudian ditutup dan digulung serta ditempatkan dengan posisi vertikal dalam sel-sel di dalam alat pengecambah APB tipe IPB 73-2A/B. Pengamatan dilakukan pada hari ke-5 dan ke-7 setelah benih dikecambahkan.
Pengujian Vigor Daya Simpan (VDS) menggunakan Metode Pengusangan Cepat (MPC) Fisik
Pengujian ini dilakukan dengan cara mendera benih yang memiliki daya berkecambah ≥ 80%. Benih dikemas dalam kantong kain strimin kemudian dimasukkan ke dalam Mesin Pengusangan Cepat Fisik pada suhu 40-450C dengan kondisi RH yang tinggi (100%). Benih yang telah didera, selanjutnya dikecambahkan pada alat pengecambah benih APB IPB 73-2A/B. Metode pengecambahan yang digunakan adalah metode Uji Kertas Digulung didirikan
16
dalam plastik (UKDdp) dengan substrat kertas merang berukuran 10 cm x 30 cm. Pengamatan dilakukan pada hari ke-5 dan ke-7 setelah benih dikecambahkan.
Lama penderaan yang dilakukan pada percobaan pendahuluan, yaitu 0, 24, 48, 72, 96, 120, dan 144 jam. Setiap perlakuan dilakukan sebanyak empat kali ulangan, dengan jumlah benih 25 butir. Lama penderaan dalam percobaan utama merupakan hasil dari pengolahan data dengan tolok ukur yang diamati secara regresi kuadratik, yaitu genotipe padi sawah didera selama 40 jam, genotipe padi gogo didera 61 jam, dan genotipe padi rawa penderaannya selama 48 jam. Setiap perlakuan diulang sebanyak tiga kali, dengan 25 butir benih persatuan percobaan.
Pengujian Vigor Kekuatan Tumbuh (VKT) Benih pada Kondisi Sub-optimum
Pengujian VKT pada kondisi sub-optimum terdiri dari cekaman kekeringan dan salinitas. Kondisi kekeringan menggunakan PEG-6000 -2 bar (VKTkekeringan(PEG)) dan ketinggian (VKTkekeringan (ketinggian)) pada benih padi sawah dan padi gogo. Pengujian VKT pada kondisi salinitas menggunakan konsentrasi NaCl 4000 ppm (VKTsalin (NaCl)) pada benih padi rawa.
a. Pengujian Vigor Kekuatan Tumbuh (VKT) Benih pada Kondisi Sub-optimum Kekeringan
Pengujian PEG-6000 (VKTkekeringan (PEG)), yaitu media tanam subtrat kertas merang dilembabkan menggunakan larutan PEG-6000 dengan cara dioleskan sampai meresap menggunakan kuas. Media yang telah lembab kemudian ditanami benih sebanyak 25 butir. Metode pengecambahan yang digunakan adalah metode setengah Uji Kertas Digulung didirikan dalam plastik (UKDdp).
Percobaan pendahuluan menggunakan tiga tingkat tekanan osmotik PEG-6000 yaitu -1.5 bar, -2 bar, dan -2.5 bar. Setiap perlakuan diulang sebanyak empat kali ulangan, dengan 25 butir benih per satuan percobaan. Berdasarkan hasil pengolahan data dengan tolok ukur daya berkecambah, konsentrasi -2 bar yang digunakan dalam percobaan utama. Perlakuan ini diulang sebanyak tiga kali ulangan dengan jumlah benih yang ditanam 25 butir/satuan percobaan.
Perlakuan (VKTkekeringan (ketinggian)), benih ditanam pada kertas stensil daur ulang dengan jumlah kertas 1-1 lembar (M1), 1-2 lembar (M2), dan 2-2 lembar (M3) tanpa dilembabkan terlebih dahulu. Posisi benih disimpan pada ketinggian
30 cm dari permukaan kertas. Metode perkecambahan yang digunakan adalah metode Uji Kertas Digulung (UKD). Pengecambahan setiap perlakuan diulang sebanyak tiga ulangan dan setiap ulangan terdiri atas 15 butir benih. Benih yang telah digulung disimpan pada bak rendam yang berisi air. Pengamatan dilakukan pada hari ke-10 setelah benih dikecambahkan.
Percobaan pendahuluan menggunakan tiga macam jumlah kertas (M1, M2, dan M3) dengan ketinggian air dalam bak setinggi 3 cm. Persentase daya berkecambah dari semua perlakuan lebih dari 80% dan secara visual tidak menggambarkan adanya gejala cekaman kekeringan. Berdasarkan hasil pengolahan data dengan tolok ukur daya berkecambah, dilakukan pengujian lanjut dengan mengurangi ketinggian air dalam bak menjadi 2 cm dan kertas yang digunakan 1-1 lembar.
b. Pengujian Vigor Kekuatan Tumbuh (VKT) Benih pada Kondisi Sub-optimum Salinitas
Pengujian VKTsalin (NaCl) pada benih padi rawa, media subtrat kertas merang direndam dalam larutan NaCl pada konsentrasi 3000 ppm, 4000 ppm, dan 5000 ppm dalam percobaan pendahuluan, sedangkan pada percobaan utama hanya dengan konsentrasi NaCl 4000 ppm. Media yang telah direndam kemudian dipres dengan alat pengepres kertas sampai air tidak menetes lagi dan benih ditanam dengan metode Uji Kertas Digulung didirikan dalam plastik (UKDdp). Setiap media ditanami benih sebanyak 25 butir/genotipe. Perlakuan diulang sebanyak empat kali ulangan pada percobaan pendahuluan dan tiga ulangan pada percobaan utama.
Pengamatan
Pengamatan yang dilakukan dalam penelitian pengujian VDS dan VKT ini, meliputi peubah sebagai berikut :
1. Daya Berkecambah (DB)
Daya berkecambah merupakan tolok ukur viabilitas absolut yang menstimulasi viabilitas potensial yaitu kemampuan benih tumbuh menjadi tanaman normal yang berproduksi normal dalam keadaan yang optimum
18
(Sadjad,1993). Pengamatan DB ini dilakukan terhadap jumlah kecambah normal pada hitungan pertama (hari ke-5) dan hitungan kedua (hari ke-7), dalam perhitungan menggunakan rumus (Sadjad, 1994) :
DB= ∑ KN hitungan I + ∑ KN hitungan II
∑ benih yang dikecambahkan ×100% Keterangan : KN = Kecambah normal
2. Indeks Vigor (IV) Benih
Indeks vigor merupakan perkalian laju perkecambahan dengan panjang akar primer dan panjang hipokotil (Sadjad et al.,1999). Pengamatan dilakukan terhadap jumlah kecambah normal pada hitungan pertama (hari ke-5) :
IV= ∑ benih yang tumbuh normal pada pengamatan pertama
∑ benih yang dikecambahkan ×100% 3. Berat Kering Kecambah Normal (BKKN)
Berat kering kecambah normal dihitung berdasarkan berat kering kecambah normal pada hitungan terakhir (hari ke-7). Pada hari terakhir perhitungan semua KN dimasukkan dalam amplop kertas, kemudian dioven pada suhu 600C selama 3 x 24 jam. Kecambah dikeluarkan dari amplop dan ditimbang setelah 3 x 24 jam.
Untuk pengamatan yang dilakukan pada pengujian vigor benih pada kondisi sub-optimum kekeringan dan salinitas, ditambahkan peubah lainnya yaitu: • Panjang Kecambah (PK)
Merupakan panjang rata-rata kecambah yang diukur mulai dari ujung akar hingga ujung plumula.
• Panjang Plumula (PP)
Pengukuran mulai dari ujung plumula hingga pangkal plumula (perbatasan dengan mesokotil) dengan satuan centimeter.
• Panjang Akar (PA)