Fenologi Benih Andaliman
2. Waktu perkecambahan lebih singkat
2.6. Hipotesis Penelitian
1. Umur panen benih memengaruhi daya kecambah benih andaliman
2. Rendahnya daya kecambah benih andaliman disebabkan sebagian besar biji andaliman merupakan biji kosong/keriput
3. Sortasi meningkatkan daya kecambah benih andaliman
4. Dormansi benih andaliman disebabkan kulit benih yang tebal dan keras, serta terdapatnya senyawa penghambat perkecambahan
5. Kombinasi pematahan dormansi tertentu akan memberikan daya kecambah benih andaliman yang lebih besar
Abstrak
Benih andaliman sulit berkecambah dengan daya kecambah yang rendah.
Penelitian diperlukan untuk mendeskripsi morfologi bunga dan perkembangan buah, menggambarkan pola perkembangan benih hingga matang fisiologis, melakukan sortasi benih dan mengevaluasi keberadaan embrio, yang secara keseluruhan, bertujuan untuk menggali penyebab rendahnya daya kecambah benih andaliman, serta menentukan umur panen dan teknik sortasi benih untuk mendapatkan benih yang viabel. Penelitian fenologi benih andaliman dibagi atas 3 tahap, yakni (a) Bunga dan Perkembangan Buah Andaliman; (b) Perkembangan Benih Andaliman hingga Matang Fisiologis dan Daya Kecambah Benih Andaliman Saat Matang Fisiologis; (c) Sortasi Benih Andaliman dan Struktur Benih Andaliman.
Bunga andaliman bunga majemuk, kecil, hermaphrodit, 5-6 benang sari, 3-4 putik, apokarp, terbentuk 1-4 buah. Buah kecil, buah kapsul, 1 atau 2 biji dalam satu buah, biji kecil, kulit biji tebal. Kulit biji yang tebal dan keras diduga menjadi salah satu penyebab dormansi benih andaliman. Bunga andaliman adalah bunga majemuk berbatas dengan waktu mekar bunga di setiap rangkaian rakis dan setiap rakis cukup bervariasi. Perbedaan waktu bunga mekar, menyebabkan pembentukan buah (biji) dalam satu dompolan dan rakis bervariasi. Perbedaan kematangan biji bisa juga terjadi pada 1 tangkai buah dan buah yang berisi 2 biji.
Umur matang fisiologis benih andaliman dicapai pada umur benih 28 minggu setelah antesis, yang dicirikan dengan wama eksokarp merah, kulit biji hitam mengkilap, kadar air benih 17,26%, bobot kering benih 0,0068 g, persentase bobot kering benih mencapai 82,74%, dan daya kecambah sebesar 53,75%.
Rendahnya daya kecambah benih andaliman disebabkan sebagian besar benih andaliman tidak memiliki embrio (biji kosong) dan, juga adanya benih tidak viabel. Daya kecambah benih terbesar diperoleh dari perlakuan sortasi dengan larutan gula 15%, yakni 60,0%, diikuti sortasi dengan air, yakni 57,5%, nyata lebih besar dibanding benih perlakuan tanpa sortasi, yakni 22,5%. Benih yang disortir dengan air dan larutan gula 15% nyata lebih cepat tumbuh dibanding benih tanpa sortasi. Kepastian untuk mendapatkan benih yang bernas dan viabel lebih besar pada sortasi dengan larutan gula 15%.
Kata kunci: Zanthoxylum acanthopodium, andaliman, benih, viabel, matang fisiologis, embrio, sortasi
Research is needed to describe the flower morphology and fruit development, describe the pattern of seed development to physiological maturity, sort seeds and evaluate the existence of embryos, as a whole, to explore the causes of low andaliman seed germination, and determine the age of harvesting and seed sorting techniques to obtain viable seed. The research was divided into three stages, namely (a) Andaliman Fruit and Flower Development; (b) Development of Andaliman Seeds to Mature Physiology and Andaliman Seed Germination when Physiologically Mature; (c) Sorting Andaliman Seeds and Structure of Andaliman Seeds.
Andaliman flowers were inflorescence, small, hermaphrodite, 5-6 stamens, 3-4 pistils, apocarpous, one flower developed into 1-4 fruits. Andaliman fruits were small, capsule, 1 or 2 seeds in one fruit, small seed, thick seed coat. Thick and hard seed coat was causing andaliman seed dormancy. The flowers bloom time in each rachis was quite varied. The time difference of flowers blooms, causing fruits (seeds) formation to vary. The difference in seed maturity could also occur in one stalk and fruit containing two seeds. The physiological mature age of andaliman seeds was achieved at the age of 28 weeks after anthesis, that was characterized by red exocarp, shiny black seed coat, seed moisture content of 17.26%, seed dry weight of 0.0068 g, seed dry weight percentage 82.74%, and percentage of seed germination 53.75%.
The low andaliman seed germination was since most of the andaliman seeds did not have embryo or the embryos were not viable. The highest seed germination was obtained from the sorting treatment with a 15% sugar solution, which is 60.0%, followed by sorting with water, ie 57.5%, that significantly greater than the treatment seed without sorting, which is 22.5%. Seeds sorted with water and 15% sugar solution were significantly faster to grow than seeds without sorting.
The certainty of obtaining viable seeds was higher in sorting with a 15% sugar solution.
Keywords: Zanthoxylum acanthopodium, andaliman, seed, viable, physiologically mature, embryo, sorting
rempah khas Sumatera Utara. Buahnya digunakan sebagai bumbu dalam berbagai masakan tradisional suku Batak. Beberapa penelitian telah membuktikan bahwa buah andaliman mengandung senyawa aromatik dengan beberapa aktivitas fisiologis. Berdasarkan kandungan kimia dan aktivitas fisiologisnya (Tarigan, 1999; Siahaan, 2000; Wijaya, 2000; Wijaya et al., 2001; Surbakti, 2002; Parhusip et al., 2003; Tensiska et al., 2003; Parhusip, 2004a; Parhusip, 2004b; Suryanto et al., 2004; Parhusip et al., 2005; Sabri, 2007; Kristanty et al., 2012; Kristanty dan Suriawati, 2014), andaliman dapat digunakan juga sebagai bahan pengawet, obat dan suplemen, dan pestisida nabati (Siregar, 2012; Siregar. 2016).
Di sisi lain, hingga kini publikasi lengkap aspek botani masih terbatas.
Morfologi bunga Zanthoxylum acanthopodium telah dideskripsi (Hartley, 1966;
Siregar, 2003; Dianxiang dan Hartley, 2008; Raja dan Hartana, 2017). Tanaman Zanthoxylum acanthopodium memiliki bunga hermaprodit (Hartley, 1966); bunga jantan (staminate) dan bunga betina (carpellate) (Hartley, 1966; Dianxiang dan Hartley, 2008). Namun, aspek morfologi bunga dari Zantoxylum acanthopodium belum dikenal luas dan belum cukup lengkap. Perlu dilakukan penelitian tentang morfologi bunga dan bunga majemuk Zantoxylum acanthopodium karena ada hubungan antara karakter bunga ataupun susunan infloresens (bunga majemuk) dengan penyerbukan (Ohara dan Higashi, 1994; Weiss et al., 1994; Larson dan Barrett, 2000; Perez et al., 2006), pembentukan buah atau fruit set (Ollerton dan Lack, 1998) dan pembentukan biji atau seed set (Ohara dan Higashi, 1994;
Gutterman, 2000).
(Tampubolon, 1998); 0-20% (Siregar, 2010); 17,5-36,5% (Siregar, 2013).
Menurut Hartmann et al. (2011) faktor dalam yang memengaruhi perkecambahan biji antara lain tingkat kemasakan biji. Studi tentang perkembangan biji dan saat matang fisiologis menjadi penting karena benih harus dipanen pada waktu yang tepat untuk memastikan kualitasnya, dalam hal daya kecambah dan vigor (kekuatan) kecambah. Perkembangan biji merupakan periode antara pembuahan (fertilisasi) dan akumulasi bobot segar maksimum.
Pematangan biji dimulai pada akhir perkembangan biji dan berlanjut hingga panen. Pada saat kematangan fisiologis dicapai, bobot kering biji mencapai maksimum. Menurut Hartmann et al. (2011) benih siap untuk dipanen apabila diambil dari tanaman tanpa merusak perkecambahan dan vigor benih, yang disebut matang panen. Keseimbangan antara panen terlambat dan panen dini diperlukan untuk memperoleh jumlah maksimum benih berkualitas tinggi. Tahap panen memengaruhi kualitas benih, perkecambahan, vigor, viabilitas dan juga daya simpan benih Lens culinaris L. (Khatun et al., 2009). Biji yang dipanen sebelum tingkat kemasakan fisiologisnya tercapai, viabilitasnya rendah, bahkan beberapa jenis tidak dapat berkecambah. Pada keadaan tersebut biji belum memiliki cadangan makanan yang cukup dan pembentukan embrio belum sempurna. Jika buah dipanen terlalu cepat embrio belum cukup berkembang, benih cenderung kecil, ringan, kisut (berkerut), tidak berkualitas, dan kemampuan hidup singkat (Hartmann et al., 2011). Khatun et al. (2009) mengemukakan jika benih dipertahankan pada tanaman induk setelah matang fisiologis, perubahan
benih (deterioration) merupakan hilangnya atau turunnya kualitas atau viabilitas benih dari waktu ke waktu.
Umur matang fisiologis dapat ditentukan berdasar bobot kering maksimum dan daya kecambah yang tinggi. Ciri–ciri matang fisiologi dapat didekati secara morfologi, seperti warna buah dan kulit biji. Benih kemangi (Ocimum basilicum L.) mencapai masak fisiologis pada umur 44-49 hari setelah berbunga dengan ciri-ciri buah berwarna cokelat, benih berwarna hitam dengan daya berkecambah 34%
(Suwarno, et al., 2014). Benih kemiri Sunan (Reutalis trisperma) mencapai masak fisiologis 28 minggu setelah berbunga dengan kriteria warna buah hijau kecokelatan, kulit buah lunak, kulit biji berwarna cokelat dengan daya berkecambah 76-80% (Tresniawati et al., 2014). Masak fisiologis benih panggal buaya (Zanthoxylum rhetsa) dicapai pada tingkat kemasakan 4 yang dicirikan dengan wama eksokarp merah merata, kadar air benih turun hingga 20,7%, dengan bobot kering benih mencapai nilai tertinggi 83,9% (Purwaning, 2009).
Daya kecambah benih andaliman yang rendah kemungkinan juga disebabkan sedikitnya biji yang mengandung embrio (Siregar, 2010; Siregar, 2013). Biji keriput atau biji tanpa embrio (biji kosong) dapat terbentuk antara lain disebabkan ketidakmampuan embrio mengumpulkan cadangan makanan, aborsi embrio (embrio mati pada saat pembentukan dan perkembangannya), pertumbuhan tabung sari tidak sempurna atau serbuk sari gagal berkecambah (Sutopo, 1993). Adanya senyawa terpenoid pada benih andaliman (Uji, 2001;
Wijaya et al., 2001; Kristanty et al., 2012), kemungkinan dapat menghalangi
Inhibitor dapat menurunkan laju pertumbuhan biji (Bewley dan Black, 1983).
Biji keriput atau biji tanpa embrio (biji kosong) diharapkan dapat tersortir pada proses penyiapan benih. Pengapungan merupakan metode yang umum digunakan untuk memisahkan benih viabel dan tidak viabel (Hartmann et al., (2011). Siregar (2010) melakukan sortasi benih dengan mengapungkan biji dalam air, dan terbukti bahwa sortasi benih meningkatkan daya berkecambah. Perlakuan sortasi memberi daya berkecambah sebesar 15.83%, sedangkan tanpa sortasi sebesar 0.83%. Sortasi dengan air dapat memisahkan benih yang diduga memiliki embrio. Namun daya kecambah yang diperoleh masih rendah. Masih diperlukan teknik sortasi lain untuk memperoleh daya kecambah benih yang lebih besar.
Tes perkecambahan merupakan metode yang direkomendasikan untuk pengujian penurunan kualitas benih atau kerusakan benih (deterioration seed) dalam bank gen, karena metode tersebut akurat dan dapat diandalkan (Fu et al., 2015.). Pengujian viabilitas dapat dilakukan dengan test Tetrazolium (Budiarti et al., 2011; Elias et al., 2012; Kusumawardana et al., 2018).
Penelitian diperlukan untuk mempelajari morfologi bunga dan bunga majemuk yang berguna dalam memahami biologi bunga andaliman. Informasi yang diperoleh dari penelitian ini dapat digunakan dalam studi yang terkait dengan morfologi perkembangan buah dan bijinya. Berdasar data yang diperoleh dapat dipelajari perkembangan biji hingga matang fisiologis dan daya kecambahnya, anatomi dan sortasi benih untuk memperoleh benih yang viabel.
2. Penelitian 1b. Perkembangan Benih Andaliman Hingga Matang Fisiologi dan Daya Kecambah Benih Andaliman Saat Matang Fisiologis
3. Penelitian 1c. Sortasi Benih Andaliman dan Struktur Benih Andaliman
Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian 1a adalah:
1. Mendeskripsikan struktur morfologi bunga dan bunga majemuk, serta buah dan biji andaliman
2. Mendeskripsikan perkembangan buah andaliman Tujuan penelitian 1b adalah:
1. menggambarkan pola perkembangan benih andaliman hingga matang fisiologis
2. mendapatkan besar daya kecambah benih andaliman saat matang fisiologis.
3. menentukan umur matang fisiologis benih andaliman.
Tujuan dari penelitian 1c adalah
1. menentukan cara sortasi benih andaliman yang memberikan daya kecambah benih andaliman yang terbesar
2. mengevaluasi keberadaan embrio pada benih andaliman
3. menggambarkan struktur benih andaliman saat matang fisiologis.
1. Umur panen benih memengaruhi daya kecambah benih andaliman Hipotesis penelitian 1c adalah:
1. Rendahnya daya kecambah benih andaliman disebabkan sebagian besar benih andaliman tidak memiliki embrio (biji kosong)
2. Sortasi meningkatkan daya kecambah benih andaliman
3.2. Bahan dan Metode