Pengembangan uji cepat vigor benih jagung ( Zea mays l. ) dengan alat pengukur laju respirasi kosmotektor

(1)

KOSMOTEKTOR

MELI NURFARIDA

A24070042

DEPARTEMEN AGRONOMI DAN HORTIKULTURA

FAKULTAS PERTANIAN

(2)

RINGKASAN

MELI NURFARIDA. Pengembangan Uji Cepat Vigor Benih Jagung

(

Zea mays

L. ) dengan Alat pengukur Laju Respirasi Kosmotektor.

(Dibimbing oleh MOHAMAD RAHMAD SUHARTANTO).

Pengujian vigor benih terdiri dari metode langsung dan tidak langsung.

Metode langsung dapat ditunjukkan oleh kinerja pertumbuhan benih, sedangkan

metode tidak langsung ditunjukkan oleh aktivitas metabolisme benih. Salah satu

pengujian vigor secara tidak langsung adalah dengan metode pengukuran laju

respirasi benih. salah satu alat yang dapat digunakan untuk mengukur laju

respirasi adalah kosmotektor, namun penggunaannya selama ini masih terbatas

pada produk hortikultura. Laju respirasi diukur berdasarkan jumlah CO2 yang

dihasilkan (mg CO2/kg/jam).

Penelitian ini bertujuan untuk memperoleh metode pengujian cepat vigor

benih jagung (Zea mays L.) dengan metode respirasi menggunakan kosmotektor

(alat pengukur laju respirasi). Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Ilmu

dan Teknologi Benih serta Laboratorium Pasca Panen, Departemen Agronomi dan

Hortikultura, Institut Pertanian Bogor, Dramaga, Bogor pada bulan Februari-Mei

2011.

Penelitian ini terdiri dari enam kombinasi perlakuan antara lama

pengovenan serta lama pelembaban dengan tingkat vigor benih jagung, yaitu

pengovenan selama 15 menit (O1), 30 menit (O2), 45 menit (O3), pelembaban

selama 10 jam (L1), 15 jam (L2), dan 20 jam (L3) yang diaplikasikan pada empat

taraf vigor benih yang berbeda, yaitu tanpa pengusangan (V1), pengusangan

secara fisik selama 4 hari (V2), 5 hari (V3), dan 6 hari (V4). Semua kombinasi

perlakuan diulang sebanyak tiga kali, sehingga jumlah satuan percobaan adalah 72

satuan. Perlakuan tersebut merupakan perlakuan awal sebelum benih diukur laju

respirasinya dengan kosmotektor. Penelitian ini menggunakan dua pendekatan,

yaitu analisis regresi linier sederhana dan analisis korelasi regresi untuk

mengetahui dan menduga hubungan antara berbagai peubah viabilitas dan vigor

(3)

maksimum, indeks vigor, keserempakan tumbuh, kecepatan tumbuh, dan berat

kering kecambah normal dengan laju respirasi benih. Koefisien korelasi pada

semua parameter tersebut bernilai mendekati satu (≈ 1) yang menggambarkan

terdapat hubungan sangat erat antara parameter viabilitas dan vigor dengan laju

respirasi benih. Terdapat dua metode yang bernilai korelasi nyata yaitu L2

(pelembaban selama 15 jam) dan O3 (pengovenan selama 45 menit). Hasil

analisis nilai standar deviasi menunjukkan bahwa nilai standar deviasi untuk

metode L2 dan O3 masing-masing adalah 3.91 dan 5.30. Metode terbaik antara

kedua perlakuan tersebut dapat ditentukan berdasarkan nilai standar deviasi yang

lebih kecil, karena nilai standar deviasi yang kecil menggambarkan data yang

lebih seragam sehingga metode yang dihasilkan konsisten.

Dari percobaan dapat disimpulkan bahwa kosmotektor dapat digunakan

untuk pengujian cepat vigor secara tidak langsung pada benih jagung (Zea mays

L.) dengan mengukur laju respirasi sebagai tolok ukur vigor benih. Terdapat

korelasi positif antara parameter viabilitas dan vigor benih dengan laju

respirasinya. Perlakuan awal yang terbaik pada pengujian ini adalah L2

(pelembaban selama 15 jam) kemudian benih diinkubasi selama 24 jam dan laju

(4)

PENGEMBANGAN UJI CEPAT VIGOR BENIH JAGUNG (Zea mays L.) DENGAN ALAT PENGUKUR RESPIRASI KOSMOTEKTOR

(Developing of Corn Seed (Zea mays. L) Quick Vigor Testing by Respiration Measuring Tools Cosmotector)

Meli Nurfarida1 , M. Rahmad Suhartanto2

1

Mahasiswa Departemen Agronomi dan Hortikultura, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor

2

Staf Pengajar Departemen Agronomi dan Hortikultura, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor

Abstract

The purpose of this research was to obtain the method of cornseed (Zea mays. L) quick vigor testing by cosmotector (respiration measuring tools). This research was conducted in Seed Science and Technology Laboratory, Department of Agronomy and Horticulture, Faculty of Agriculture, Bogor Agricultural University, Darmaga from February 2011 to May 2011. Simple Regression and Correlation Analysis was follow to conducted the experiment, consisted of six combination treatment between four level of corn seed vigor and the time of seed moistened also seed incubated by oven (60ºC), i.e. O1 : seed incubated by oven during 15 minutes, O2 : seed incubated by oven during 30 minutes, O3 : seed incubated by oven during 45 minutes, L1: seed moistened during 10 hours, L2 : seed moistened during 15 hours, L3 : seed moistened during 20 hours. These treatments were given to trigger the respiration’s rate of corn seed. The result showed that there are positive correlations between vigor and viability parameters with respiration’s rate of corn seed. The method that has a real correlation value was shown by L2 (seed moistened during 15 hours). It can used to detect the status of corn seed vigor and viability by its respiration’s rate.

(5)

KOSMOTEKTOR

Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Pertanian pada Fakultas Pertanian Institut Pertanian Bogor

MELI NURFARIDA

A24070042

DEPARTEMEN AGRONOMI DAN HORTIKULTURA

FAKULTAS PERTANIAN

(6)

Judul :

PENGEMBANGAN UJI CEPAT VIGOR BENIH

JAGUNG (

Zea mays

L.) DENGAN ALAT PENGUKUR

LAJU RESPIRASI KOSMOTEKTOR

Nama : MELI NURFARIDA

NIM

: A24070042

Menyetujui,

Pembimbing

Dr. Ir. M. Rahmad Suhartanto, MSi.

NIP. 19630923 198811 1 001

Mengetahui,

Ketua Departemen

Dr. Ir. Agus Purwito, MSc. Agr.

NIP. 19611101 198703 1 003

(7)

Penulis dilahirkan di Indramayu, Provinsi Jawa Barat pada tanggal 28

Januari 1990. Penulis merupakan anak kedua dari Bapak Sarda Sunara dan Ibu

Robiah Adawiyah.

Tahun 2001 penulis lulus dari SD Negeri Karangsong, kemudian pada

tahun 2004 penulis menyelesaikan studi di SMP Negeri 2 Sindang, dan pada

tahun 2007 penulis lulus dari SMA Negeri 1 Sindang, Indramayu. Tahun 2007

penulis diterima di IPB melalui jalur USMI dan pada tahun yang sama penulis

diterima sebagai mahasiswa Departemen Agronomi dan Hortikultura, Fakultas

Pertanian.

Selama menjadi mahasiswa, penulis pernah menjadi anggota UKM Lises

Gentra Kaheman dan UKM KOPMA IPB serta aktif dalam beberapa kepanitiaan.

Tahun 2011 penulis pernah pernah menjadi peserta Program Mahasiswa

Wirausaha (PMW) yang diselenggarakan oleh DPKHA IPB dan pernah menjadi

asisten praktikum mata kuliah Dasar Ilmu dan teknologi Benih di Departemen

(8)

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah

memberikan kekuatan dan hidayah sehingga penelitian ini dapat diselesaikan

dengan baik. Penelitian “Pengembangan Uji Cepat Vigor Benih Jagung (

Zea-mays L.) dengan Alat Pengukur Laju Respirasi Kosmotektor “ dilaksanakan

terdorong oleh keinginan untuk mengetahui fungsi alat kosmotektor sebagai alat

pengukur laju respirasi benih sehingga diperoleh suatu metode pengujian cepat

vigor benih jagung yang lebih mudah dan lebih cepat untuk dilakukan. Penelitian

ini dilaksanakan di Laboratorium Ilmu dan Teknologi Benih, Departemen

Agronomi dan Hortikultura, Fakultas Pertanian, IPB Bogor.

Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terimakasih kepada :

1. Dr. Ir. M. Rahmad Suhartanto, MSi. Yang telah memberikan bimbingan dan

arahan yang terkait dengan kegiatan penelitian dan penulisan skripsi ini.

2. Dr. Ir. Endang Murniati, MS. dan Dr. Ir. Faiza C. Suwarno, MS. yang telah

bersedia menguji dan memberikan masukan untuk perbaikan skripsi ini.

3. Ibunda Robiah Adawiyah dan Ayahanda Sarda Sunara yang telah

memberikan doa dan kesabarannya serta dukungan baik moril maupun

materil kepada penulis.

4. Kakak (Andi Rida Sunara), Adik (Zahra Ariesha), dan Welly Tris Setiawan

yang telah memberikan motivasi kepada penulis.

5. Ibu Rana Yasmina Rosliany dan Mba Andria Nova Pramudia atas bantuannya

di laboratorium.

6. AGH 44 terutama teman-teman di Laboratorium Ilmu dan Teknologi Benih

Okti, Irfan, Lilis, Cutrisni, Nazima, Feni, Neneng, Enen, Evi, Prama, dan

teman-teman lainnya yang tidak bisa disebutkan satu persatu.

Semoga hasil penelitian dapat memberikan manfaat bagi semua pihak yang

memerlukan.

Bogor, Agustus 2011

(9)

Halaman

Hubungan antara Daya Berkecambah dengan Laju Respirasi... 17

Hubungan antara Potensi Tumbuh Maksimum dengan Laju Respirasi... 18

Hubungan antara Indeks Vigor dengan Laju Respirasi ... 19

Hubungan antara Keserempakan Tumbuh dengan Laju Respirasi... 20

Hubungan antara Kecepatan Tumbuh dengan Laju Respirasi... 21

(10)

DAFTAR TABEL

Nomor Halaman

1. Nilai Tengah Daya Berkecambah (DB), Potensi Tumbuh

Maksimum (PTM), Indeks Vigor (IV), Keserempakan Tumbuh

(KST), Kecepatan Tumbuh (KCT), dan Berat Kering Kecambah

Normal (BKKN) Benih Jagung ... 15

2. Nilai Tengah Laju Respirasi Benih Jagung (Zea mays L.) ... 16

3. Persamaan Regresi antara Daya Berkecambah dengan Laju

Respirasi Benih Jagung (Zea mays L.) ... 17

4. Persamaan Regresi antara Potensi Tumbuh Maksimum dengan

Laju Respirasi Benih Jagung (Zea mays L.) ... 18

5. Persamaan Regresi antara Indeks Vigor dengan Laju Respirasi

Benih Jagung (Zea mays L.) ... 19

6. Hubungan Keserempakan Tumbuh dengan Laju Respirasi Benih

Jagung (Zea maysL.) ... 20

7. Hubungan Kecepatan Tumbuh dengan Laju Respirasi Benih

Jagung (Zea maysL.) ... 22

8. Hubungan Berat Kering Kecambah Normal dengan Laju

Respirasi Benih Jagung (Zea maysL.) ... 23

9. Nilai Tengah dan Nilai Standar Deviasi Laju Respirasi Benih

(11)

Nomor Halaman

1. Alat Kosmotektor Tipe XP-314 ... 8

(12)

DAFTAR LAMPIRAN

4. Garis Regresi Nilai Keserempakan Tumbuh Benih Jagung pada

Empat Tingkat Vigor yang Berbeda ... 29 Respirasi Benih Jagung pada Perlakuan O1 (Pengovenan selama

15 Menit)... 31

8. Garis Regresi antara Nilai Daya Berkecambah dan Laju Respirasi Benih Jagung pada Perlakuan O2 (Pengovenan selama

30 Menit) ... 31

9. Garis Regresi antara Nilai Daya Berkecambah dan Laju Respirasi Benih Jagung pada Perlakuan O3 (Pengovenan selama

45 Menit) ... 32

10. Garis Regresi antara Nilai Daya Berkecambah dan Laju Respirasi Benih Jagung pada Perlakuan L1 (Pelembaban selama

10 Jam) ... 32

15 Jam) ... 33

(13)

13. Garis Regresi antara Nilai Potensi Tumbuh Maksimum dan Laju Respirasi Benih Jagung pada Perlakuan O1 (Pengovenan selama

15 Menit)... 34

30 Menit) ... 34

45 Menit) ... 35

16. Garis Regresi antara Nilai Potensi Tumbuh Maksimum dan Laju Respirasi Benih Jagung pada Perlakuan L1 (Pengovenan selama

10 jam) ... 35

15 jam) . ... 36

(14)

x

25. Garis Regresi antara Nilai Keserempakan Tumbuh dan Laju Respirasi Benih Jagung pada Perlakuan O1 (Pengovenan selama

15 Menit) ... 40

30 Menit) ... 40

45 Menit) ... 41

29. Garis Regresi antara Nilai Keserempakan Tumbuh dan Laju Respirasi Benih Jagung pada Perlakuan L2 (Pelembaban selama

15 Jam) ... 42

30. Garis Regresi antara Nilai Keserempakan Tumbuh dan Laju Respirasi Benih Jagung pada Perlakuan L3 (Pelembaban selama

20 Jam) ... 42

31. Garis Regresi antara Nilai Kecepatan Tumbuh dan Laju Respirasi

Benih Jagung pada Perlakuan O1 (Pengovenan selama 15 Menit) ... 43

Benih Jagung pada Perlakuan L1 (Pelembaban selama 10 Jam)... 44

37. Garis Regresi antara Nilai Berat Kering Kecambah Normal dan Laju Respirasi Benih Jagung pada Perlakuan O2 (Pengovenan

(15)

selama 30 Menit) ... 46

selama 45 Menit) ... 47

40. Garis Regresi antara Nilai Berat Kering Kecambah Normal dan Laju Respirasi Benih Jagung pada Perlakuan L1 (Pelembaban

selama 10 Jam) ... 47

selama 15 Jam) ... 48

(16)

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Jagung (Zea mays L. ) merupakan salah satu serealia yang strategis dan

bernilai ekonomis serta mempunyai peluang untuk dikembangkan karena

posisinya sebagai sumber utama karbohidrat setelah beras. Peningkatan jumlah

penduduk dan pesatnya sektor industri membuat permintaan jagung di Indonesia

terus meningkat (Purwanto, 2007). Tahun 2008 tercatat produksi jagung

meningkat sebesar 22,8% dibandingkan tahun 2007 yaitu dari 13,3 juta ton

menjadi 16,3 juta ton. Peningkatan tersebut terus menurun berturut-turut pada

tahun 2009 dan 2010, produksi jagung hanya naik sebesar 8,04% dan 2,19%

(BPS, 2010). Kendala tersebut terjadi karena kurangnya penggunaan benih

bermutu sehingga mengakibatkan produktivitas yang rendah.

Salah satu cara untuk meningkatkan produktivitas jagung di Indonesia

adalah dengan penggunaan benih bermutu. Menurut Mugnisjah (2007), benih

bermutu tinggi diantaranya mencakup viabilitas dan vigor benih. Sadjad (1993)

menyebutkan bahwa pengujian vigor benih dapat dilakukan untuk mengetahui

kemampuan benih tumbuh normal pada kondisi lingkungan suboptimum.

Pengujian vigor benih dapat dilakukan dengan beberapa prosedur, salah

satunya adalah uji respirasi yang mengukur konsumsi oksigen serta pelepasan

karbondioksida (Justice dan Bass, 2002). Uji respirasi dikategorikan sebagai uji

vigor tidak langsung karena pengukuran dilakukan terhadap sifat-sifat benih yang

telah terbukti berkorelasi dengan aspek pemunculan bibit di lapang (ISTA 2007).

Laju respirasi jaringan atau organ hidup ditentukan dengan mengukur banyaknya

CO2 yang terbentuk atau gas O2 yang diserap per satuan berat segar

jaringan/organ per satuan waktu (Mugnisjah, 2007). Banyaknya CO2 yang

terbentuk dapat diukur menggunakan alat kosmotektor melalui inkubasi benih

dalam wadah.

Penelitian tentang respirasi yang telah dilakukan sebelumnya

meng-gunakan metode titrasi, menunjukkan hasil yang berbeda-beda. Woodstosk dan

Grabe (1967) menunjukkan bahwa terdapat korelasi negatif antara laju respirasi

(17)

menujukkan hasil bahwa tidak ada hubungan yang nyata antara respirasi dengan

daya kecambah benih jagung, kacang hijau, kacang kedelai, kacang tunggak,

kacang buncis, dan kacang tanah, sedangkan Yulinda (2000) menunjukkan bahwa

terdapat korelasi positif antara laju respirasi dengan parameter viabilitas benih

jagung, kedelai, dan kacang hijau.

Pengujian vigor benih dengan metode respirasi sudah banyak dilakukan,

namun diperlukan pengembangan metode baru yang lebih mudah dan lebih cepat

dilakukan. Salah satu alat yang dapat digunakan untuk mengukur laju respirasi

adalah kosmotektor, tetapi penggunaannya selama ini masih terbatas pada produk

hortikultura. Penelitian ini perlu dilakukan untuk mendapatkan metode pengujian

cepat vigor benih jagung dengan mengembangkan metode respirasi menggunakan

alat kosmotektor.

Tujuan

Penelitian ini bertujuan untuk memperoleh metode pengujian cepat vigor

benih jagung (Zea mays L.) dengan metode respirasi menggunakan alat pengukur

laju respirasi kosmotektor.

Hipotesis

Hipotesis penelitian ini adalah :

1. Alat kosmotektor dapat digunakan untuk uji cepat vigor benih jagung (

Zea-mays L.) dengan melihat hubungan antara berbagai parameter vigor dan viabilitas benih dengan laju respirasinya.

2. Semakin tinggi vigor dan viabilitas benih maka semakin tinggi laju

(18)

TINJAUAN PUSTAKA

Vigor Benih

Vigor adalah sekumpulan sifat yang dimiliki benih yang menentukan

tingkat potensi aktivitas dan kinerja benih atau lot benih selama perkecambahan

dan munculnya kecambah (ISTA, 2007). Copeland dan McDonald (2001)

menambahkan kinerja tersebut adalah (1) proses dan reaksi kimia selama

perkecambahan seperti reksi enzim dan aktivitas respirasi, (2) rata-rata

keseragaman perkecambahan benih dan pertumbuhan kecambah, (3) rata-rata

keseragaman munculnya kecambah dan pertumbuhannya di lapang, dan (4)

kemampuan muunculnya kecambah pada kondisi lingkungan yang sub optimum.

Definisi vigor berdasarkan AOSA (1983) adalah suatu indikator yang

dapat menunjukkan bagaimana benih tumbuh pada kondisi lapang yang

bervariasi. Vigor merupakan gabungan antara umur benih, ketahanan, kekuatan,

dan kesehatan benih yang diukur melalui kondisi fisiologisnya, yaitu pengujian

stress atau melalui analisis biokomia.

Sadjad et al. (1999) mengemukakan bahwa benih vigor yang mampu

menumbuhkan tanaman normal pada kondisi alam suboptimum dikatakan

memiliki Kekuatan Tumbuh. Vigor Kekuatan Tumbuh (VKT) mengindikasikan

vigor benih yang dapat menghadapi lahan pertanian yang kondisinya

sub-optimum, sedangkan benih yang tetap mampu menumbuhkan tanaman normal

pada kondisi lapang sub optimum meskipun kondisi penyimpanannya

sub-optimum, dapat dikatakan bahwa benih tersebut memiliki Vigor Daya Simpan

(VDS) yang tinggi. Parameter Vigor Kekuatan Tumbuh (VKT) dapat diungkapkan

oleh kelompok tolok ukur masing-masing, diantaranya yaitu Kecepatan Tumbuh

(KCT), Keserempakan Tumbuh (KST), dan Vigor Biokimia (VKTBiokimia).

Berbagai Metode Pengujian Vigor Benih

Uji vigor dapat dilakukan secara langsung dan tidak langsung. Uji vigor

dikategorikan langsung jika cekaman lingkungan yang diharapkan terjadi di

lapang diperlakukan di laboratorium. Uji vigor dikategorikan tidak langsung, jika

(19)

lapang diukur, misalnya laju respirasi/reaksi tetrazolium topografik dan uji

konduktivitas (ISTA, 2007). Justice dan Bass (2002) menambahkan bahwa uji

respirasi dapat dilakukan dengan mengukur konsumsi oksigen serta pelepasan

karbondioksida.

Metode pengujian vigor yang ideal berdasarkan ISTA (2007) memiliki

beberapa karakteristik, yaitu : murah, pelaksanaannya cepat, mudah dilakukan,

objektif (dapat distandarisasi dengan mudah dan terhindar dari interpretasi

subjektif), reproducible (dapat diulang), dan berkorelasi erat dengan pemunculan

bibit di lapang. Beberapa metode pengujian vigor menurut AOSA (1983), yaitu :

seedling growth and evaluation test, uji stres (accelerated aging, cold test, dan cool germination tes), uji biokimia (tetrazolium test).

Berbagai penelitian mengenai alternatif metode pengujian vigor untuk

benih jagung telah banyak dilakukan. Miguel dan Filho (2002) melakukan

penelitian tentang bocoran potasium untuk menduga kualitas benih jagung

berdasarkan potensi fisiologisnya. Jumlah bocoran potasium diukur menggunakan

fotometer setelah benih dilembabkan selama 30, 60, 90, 120, 150, dan 180 menit

pada suhu 25ºC. Hasilnya menunjukkan bahwa metode ini dapat digunakan untuk

menentukan kualitas lot benih berdasarkan kualitas fisiologisnya setelah

dibandingkan dengan berbagai metode uji vigor lainnya, yaitu uji daya

berkecambah, uji indeks vigor, accelerated ageing test, uji konduktivitas listrik,

uji daya tumbuh, dan cold test.

Arief (2009) selanjutnya melakukan penelitian tentang bocoran kalium

sebagai indikator vigor benih jagung. Hasilnya menunjukkan bahwa bocoran

kalium berkorelasi negatif dengan bobot kering kecambah, daya berkecambah,

keserempakan tumbuh, dan kecepatan tumbuh. Bocoran kalium berkorelasi positif

dengan daya hantar listrik air rendaman benih dan gula pereduksi. Disamping itu,

bocoran kalium berkorelasi dengan beberapa variabel pertumbuhan vegetatif awal

(20)

5

Kemunduran Benih

Suseno (1975) menyatakan bahwa kemunduran benih merupakan turunnya

kualitas, sifat, atau vitalitas benih yang mengakibatkan rendahnya vigor dan

jeleknya pertanaman hasil. Benih mencapai kualitas maksimumnya pada

kematangan fisiologis, dan dari waktu itu sampai ditanaman hanya kemunduran

yang terjadi. Justice dan Bass (2002) menambahkan, beberapa faktor yang

mempengaruhi laju kemunduran benih dintaranya adalah : jenis benih, berat dan

bagian benih yang terluka, kelembaban dan suhu lingkungan di lapangan,

penanganan panen, dan kondisi penyimpanan benih.

Proses kemunduran benih dapat diidentifikasi melalui sejumlah perubahan

fisiologis dan biokimia yang terjadi jika vigor benih berkurang atau hilang.

Manifestasi fisiologis dari kemunduran benih diantaranya yaitu perubahan warna

benih, perkecambahan yang berkurang dan jumlah kecambah abnormal yang

meningkat. Sedangkan manifestasi biokimia dari kemunduran benih, diantaranya

yaitu metabolisme respirasi yang berkurang (Mugnisjah, 2007). Gejala biokimia

pada benih yang mengalami kemunduran diantaranya terjadi

perubahan-perubahan dalam aktivitas enzim respirasi. Perubahan-perubahan-perubahan dalam respirasi

selama imbibisi dari biji yang menua biasanya dicerminkan dari rendahnya

konsumsi O2dan tingginya kuosien respirasi (KR=CO2/O2). Perubahan-perubahan

ini menjadi jelas setelah menurunnya viabilitas benih dan telah disarankan pula

penggunaannya sebagai indeks deteriorasi (Suseno ,1975).

Pengujian Vigor Benih dengan Metode Respirasi

Menurut Justice dan Bass (2002) definisi respirasi adalah suatu proses

oksidasi-reduksi yang dijumpai pada semua sel hidup, yang menghasilkan

senyawa-senyawa dan melepaskan energi yang sebagian digunakan untuk

berbagai proses kehidupan. Proses respirasi benih terdiri dari tiga tahap, yaitu

perombakan cadangan makanan, terbentuknya hasil perantara atau hasil akhir, dan

pelepasan energi yang umumnya dalam bentuk panas.

Faktor- faktor yang mempengaruhi respirasi benih diantaranya adalah

kadar air dan suhu. Proses pernafasan benih akan meningkat apabila suhu naik,

(21)

pernafasan membentuk energi biologi dalam bentuk ATP, kemudian terjadilah

proses-proses anabolisme sehingga terjadi proses perkecambahan dan

pertumbuhan. Derajat absorbsi oksigen atau pengeluaran CO2 oleh benih, dalam

teknologi benih dikaitkan dengan indikasi kekuatan (vigor) benih untuk tumbuh

(Sadjad, 1975).

Uji respirasi merupakan salah satu metode uji vigor benih yang dapat

diketahui melalui jumlah O2yang dikonsumsi atau CO2yang dihasilkan. Uji vigor

dengan metode ini telah banyak dilakukan. Cantrell et al. (1971) melakukan

penelitian tentang hubungan antara respirasi dengan vigor benih jagung selama

masa perkecambahan. Laju respirasi benih jagung diukur pada waktu yang

berbeda selama masa perkecambahan benih dan perkembangan kecambah.

Hasilnya menunjukkan bahwa terdapat korelasi positif dengan nilai yang sangat

tinggi (r = +0.93) antara laju respirasi yang diukur selama 24 jam dengan vigor

kecambah pada benih jagung.

Metode respirasi selain digunakan untuk mendeteksi vigor benih jagung,

pada beberapa penelitian sebelumnya dapat juga digunakan untuk mendeteksi

status vigor dan deteriorasi benih lain, diantaranya benih kedelai, benih gandum,

benih kapas (Gossypiura hirsutum L.), dan benih kubis (Brassica). Pendugaan

kapasitas respirasi pada benih kedelai dilakukan dengan metode titrasi, seperti

penelitian yang telah dilakukan oleh Kusumadewi (1988) tentang tolok ukur status

viabilitas benih kedelai dengan kapasitas respirasinya. Hasilnya menunjukkan

bahwa kapasitas respirasi benih dapat mendeteksi viabilitas total, vigor daya

simpan, dan vigor kekuatan tumbuh. Tatipata et al. (2004) dalam penelitiannya

tentang kajian fisiologi dan biokimia deteriorasi penyimpanan benih kedelai,

menambahkan bahwa laju respirasi dapat digunakan untuk menduga kemunduran

benih kedelai dengan semaikin mundurnya benih maka semakin rendah pula laju

respirasinya.

Penelitian Kittock dan Law (1967) pada benih gandum, menunjukkan

bahwa terdapat nilai korelasi yang positif antara daya berkecambah dengan laju

respirasinya. Selain itu terdapat korelasi positif pula antara vigor dengan reduksi

tetrazolium serta laju respirasi benih gandum pada benih dengan umur yang

(22)

7

Penelitian lainnya yang menggunakan metode respirasi, dilakukan oleh

Woodstock et al. (1983) pada benih kapas. Benih kapas yang mengalami

kemunduran dapat dideteksi dengan laju pengambilan O2 dan nilai kuosien

respirasinya. Laju respirasi pada pengambilan O2 semakin menurun dan nilai

kuosien respirasi semakin meningkat pada benih kapas yang mengalami

deteriorasi setelah diimbibisi selama 7.5 jam.

Bettey dan Savage (1996) melakukan penelitian mengenai aktivitas enzim

respirasi selama perkecambahan pada lot benih kubis dengan vigor berbeda. Hasil

penelitian menunjukkan bahwa laju konsumsi oksigen benih mengalami

peningkatan selama proses imbibisi yang diikuti oleh peningkatan laju

perkecambahan. Peningkatan konsumsi oksigen menunjukkan peningkatan

(23)

Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Ilmu dan Teknologi Benih

serta Laboratorium Pasca Panen, Departemen Agronomi dan Hortikultura, Institut

Pertanian Bogor, Dramaga, Bogor pada bulan Februari-Mei 2011.

Bahan dan Alat

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah benih jagung varietas

NT-10, kertas merang, aquades, kain strimin, label, dan solatif.

Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah kosmotektor tipe XP-314

dan toples inkubasi (Gambar 1), germinator tipe IPB 72-1, alat pengepres kertas

IPB 75-1, mesin pengusangan cepat (MPC) fisik, oven 105°C, oven 60°C,

desikator, termohigro-meter, dan timbangan digital.

Gambar 1. Alat Kosmotektor Tipe XP-314

Metode Penelitian

Penelitian ini terdiri dari enam kombinasi perlakuan antara lama

pengovenan serta lama pelembaban dengan vigor benih jagung. Vigor benih

jagung terdiri empat taraf, yaitu tanpa pengusangan (V1), pengusangan secara

fisik selama 4 hari (V2), pengusangan secara fisik selama 5 hari (V3), dan

pengusangan secara fisik selama 6 hari (V4). Empat taraf vigor tersebut kemudian

diberi perlakuan awal, yaitu pengovenan selama 15 menit (O1), pengovenan

(24)

9

jam (L1), pelembaban selama 15 jam (L2), dan pelembaban selama 20 jam (L3).

Perlakuan pengovenan dan pelembaban benih dilakukan sebagai perlakuan awal

sebelum prngukuran laju respirasi. Semua kombinasi perlakuan diulang sebanyak

tiga kali, sehingga jumlah satuan percobaan adalah 72 satuan.

Penelitian ini menggunakan dua pendekatan, yaitu analisis regresi linier

sederhana dan analisis korelasi regresi. Pendekatan pertama dengan analisis

regresi linier sederhana bertujuan untuk mengetahui dan menduga hubungan

antara berbagai peubah viabilitas dan vigor benih dengan peubah laju respirasi

benih, dari analisis tersebut akan diperoleh persamaan regresi yaitu :

y = a + bx

Keterangan :

y = Peubah laju respirasi benih (Peubah tetap)

a = Titik potong garis dengan sumbu y

b = Kemiringan garis

x = Peubah viabilitas dan vigor benih (Peubah bebas)

Pendekatan kedua adalah analisis korelasi regresi antara berbagai peubah

viabilitas dan vigor dengan peubah laju respirasi benih. Sumbu x adalah peubah

viabilitas dan vigor benih, sedangkan sumbu y adalah peubah laju respirasi benih.

Nilai koefisien korelasi (r) digunakan untuk melihat keeratan hubungan. Nilai

koefisien korelasi yang mendekati 1 (r ≈ 1) menggambarkan adanya keeratan

hubungan atau korelasi antara antara berbagai peubah viabilitas dan vigor dengan

laju respirasi benih. Viabilitas dan vigor benih dapat dideteksi melalui persamaan

(25)

Pelaksanaan Penelitian

Pembuatan Lot Benih

Satu lot (kelompok) benih jagung dibagi menjadi empat lot baru kemudian

diberi taraf perlakuan vigor yang berbeda pada setiap lot, terdiri perlakuan tanpa

pengusangan (V1), pengusangan secara fisik selama 4 hari (V2), pengusangan

secara fisik selama 5 hari (V3), dan pengusangan secara fisik selama 6 hari (V4).

Penderaan dengan Metode Pengusangan Cepat Fisik

Penderaan dengan metode pengusangan cepat fisik benih dilakukan untuk

memperoleh beragam status viabilitas dan vigor benih. Benih jagung yang didera,

dipaparkan secara merata di dalam kain strimin kemudian diuapkan dalam Mesin

Pengusangan Cepat (MPC) fisik pada suhu 40-450C dengan kondisi RH yang

tinggi ( mendekati 100%) selama 4 hari (V2), 5 hari (V3), dan 6 hari (V4). Setelah

benih mengalami penderaan, kadar air benih meningkat (Lampiran 1). Benih

selanjutnya dipaparkan pada suhu ruang selama lima hari dengan tujuan kadar air

benih mencapai kesetimbangan sehingga kadar air pada semua perlakuan

penderaan dapat seragam dan tidak menjadi faktor yang mempengaruhi dalam

pengujian viabilitas serta vigor benih.

Pengujian Viabilitas dan Vigor Benih dengan Indikasi Langsung

Pengujian viabilitas dan vigor (indikasi langsung) digunakan sebagai

pembanding dengan pengujian respirasi benih (indikasi tidak langsung). Benih

jagung yang telah didera kemudian dikelompokkan berdasarkan lot, lalu

dikecambahkan pada kertas merang melalui metode UKD-dp pada Alat

Pengecambah Benih (APB) tipe 72-1. Pengecambahan dilakukan tiga ulangan

untuk masing-masing taraf vigor. Setiap ulangan menggunakan 50 butir benih

jagung, yaitu 25 butir untuk daya berkecambah, potensi tumbuh maksimum, dan

berat kering kecambah normal, 25 butir untuk indeks vigor, keserempakan

(26)

11

Pengukuran Laju Respirasi dengan Kosmotektor

Empat lot benih jagung yang memiliki taraf vigor berbeda kemudian

diberi perlakuan pengovenan dan pelembaban (Gambar 2). Perlakuan pengovenan

dilakukan pada suhu 60ºC selama 15 menit (O1), 30 menit (O2), dan 30 menit

(O3). Sebelum dimasukkan ke dalam oven, benih dilembabkan selama 10 jam

menggunakan kertas stensil basah untuk mengimbibisi benih sehingga memicu

laju respirasi benih, karena benih tidak akan terukur laju respirasinya jika dalam

keadaan kering. Benih yang telah dilembabkan, ditimbang sebanyak 40 gram

(±100 butir) dan dimasukkan ke dalam toples lalu ditutup rapat kemudian di

masukkan ke dalam oven bersuhu 60ºC selama 15 menit (O1), 30 menit (O2), dan

45 menit (O3) yang dilakukan sebanyak tiga ulangan untuk setiap perlakuan.

Setelah dikeluarkan dari oven, benih diinkubasi selama 24 jam untuk dilakukan

pengukuran laju respirasi berdasarkan jumlah CO2yang dihasilkan.

Perlakuan pelembaban dilakukan selama 10 jam (L1), 15 jam (L2), dan

20 jam (L3). Benih dilembabkan dengan kertas stensil yang basah untuk

mengimbibisi air agar dapat memacu laju respirasi benih. Benih yang telah

dilembabkan, ditimbang sebanyak 40 gram (±100 butir) sebanyak tiga ulangan

untuk setiap perlakuan dan dimasukkan ke dalam toples lalu ditutup rapat

kemudian diinkubasi selama 24 jam untuk dilakukan pengukuran laju repsirasi

berdasarkan jumlah CO2yang dihasilkan menggunakan alat kosmotektor.

Toples yang digunakan untuk inkubasi benih, berbentuk bulat, bervolume

300 ml dan berteutup datar. Tutupnya telah dilubangi terlebih dahulu dengan

diameter 1 cm sebanyak dua buah lalu diberi sekrup dan selang penutup untuk

dihubungkan dengan selang kosmotektor . Ketika benih diinkubasi, pinggiran

tutup toples dan dan selang penutup pada tutup toples dilapisi plastik wrap dan

isolasi untuk mengurangi kebocoran gas. Setelah benih diinkubasi selama 24 jam,

kemudian dilakukan pengukuran jumlah CO2 dengan kosmotektor. Selang

penutup yang ada pada tutup toples dilepas lalu ditutup menggunakan ujung ibu

jari untuk mencegah keluarnya gas CO2, kemudian masukkan selang kosmotektor.

Tunggu beberapa saat sampai skala persentase CO2terukur pada kosmotektor, lalu

(27)

Pengamatan

Tolok ukur yang diamati adalah sebagai berikut :

1. Daya berkecambah (DB)

Pengukuran daya berkecambah (%) dihitung berdasarkan perbandingan

jumlah kecambah normal pada hitungan pertama dan kedua yang

dibandingkan dengan jumlah total benih yang ditanam. Hitungan pertama

adalah 4 hari setelah pengecambahan dan hitungan kedua adalah 7 hari

setelah pengecambahan, dengan rumus sebagai berikut :

DB % =∑ kecambah normal hitungan I + hitungan II

∑benih yang dikecambahkan x 100%

2. Potensi Tumbuh Maksimum (PTM)

Pengamatan dilakukan dengan menghitung jumlah kecambah normal dan

kecambah abnormal pada hari terakhir pengamatan, dengan rumus sebagai

berikut :

PTM(%) =∑ kecambah tumbuh (normal+abnormal)

3. Indeks Vigor (IV)

Pengamatan dilakukan terhadap jumlah kecambah normal pada hitungan

pertama (Hari ke-4), dan dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut :

IV(%)=∑ kecambah normal hitungan I

4. Keserempakan Tumbuh (KST)

Pengamatan keserempakan tumbuh diukur berdasarkan kecambah normal

kuat (KNK) dibagi jumlah benih yang ditanam. Pengamatan dilakukan pada

hari antara pengamatan I dan pengamatan II . KNK adalah kecambah yang

memiliki kinerja kuat diantara kecambah yang tumbuh normal (KST) dapat

dihitung dengan rumus :

KST (%) =

∑ kecambah normal kuat

(28)

13

5. Kecepatan Tumbuh (KCT)

Kecepatan tumbuh diukur berdasarkan jumlah tambahan perkecambahan

setiap hari atau etmal selama kurun waktu perkecambahan. Pengamatan

dilakukan setiap hari setelah munculnya kecambah normal hari pertama

pengamatan hingga hari terakhir pengamatan. Kecepatan tumbuh dihitung

dengan rumus :

Keterangan : t = Waktu pengamatan

N = presentase kecambah normal setiap waktu pengamatan

tn = waktu akhir pengamatan

6. Berat Kering Kecambah Normal (g)

Pengukuran berat kering kecambah normal dilakukan di akhir pengamatan.

Caranya dengan membuang bagian endosperma dari kecambah normal dan

dioven selama 3 x 24 jam pada suhu 60 ºC, kemudian dimasukkan ke dalam

desikator, setelah dingin ditimbang berat keringnya.

7. Respirasi Benih

Respirasi dihitung berdasarkan jumlah CO2 yang dihasilkan selama proses

respirasi, dihitung dengan rumus :

L =V × K × 1.76 W × B Keterangan:

L = Laju respirasi (mg CO2/kg/jam)

V = Volume udara bebas dalam toples (volume toples-volume bahan) dalam ml

K = Kadar CO2setelah inkubasi (%) - kadar CO2sebelum inkubasi (0,03%)

W = Waktu inkubasi (jam)

B = Bobot bahan (kg)

(29)

Gambar 2. Diagram Alir Pelaksanaan Penelitian 1 Lot Benih Jagung Hibrida

Varietas NT-10

Pembuatan Empat Lot Benih :

1. Benih tidak diusangakan (disimpan di ruang AC) 2. Pengusangan Cepat Fisik selama 4 Hari

3. Pengusangan Cepat Fisik selama 5 hari 4. Pengusangan Cepat Fisik selama 6 Hari

Penyamaan Kadar Air Benih

(Benih dipaparkan pada suhu ruang selama 5 Hari)

Analisis Viabilitas dan

Pelembaban selama 10 Jam Pelembaban Benih

(30)

HASIL DAN PEMBAHASAN

Pembuatan Lot Benih

Pembuatan lot benih dilakukan untuk memperoleh beragam tingkat vigor

yang berbeda. Lot benih didapat dengan perlakuan penderaan terhadap benih

jagung melalui Metode Pengusangan Cepat fisik. Pada tahap ini, penderaan

dilakukan menggunakan mesin pengusangan cepat (MPC) fisik dengan lama

waktu penderaan selama 4, 5, dan 6 hari pada suhu 40-450C dengan kelembaban

tinggi (≈100%).

Metode Pengusangan Cepat secara fisik dapat memberikan keragaman

viabilitas dan vigor pada lot benih jagung. Keragaman lot kemudian digunakan

untuk mengelompokkan benih berdasarkan status viabilitas dan vigornya, dan

diperoleh hasil benih dengan waktu pengusangan selama 4 hari sebagai vigor 2

(V2), pengusangan selama 5 hari sebagai vigor 3 (V3), dan pengusangan selama 6

hari sebagai vigor 4 (V4). Nilai tengah status viabilitas dan vigor yang diperoleh,

dapat dilihat pada Tabel 1. Nilai tengah diperoleh dari rataan tiga ulangan pada

V1 94.67 99.11 32.89 96.44 21.27 2.81

V2 62.44 71.78 20.22 46.00 12.04 1.29

V3 46.44 60.00 3.33 35.33 9.47 0.53

V4 19.33 30.00 0.00 4.11 2.23 0.28

Keterangan : V1 : Benih jagung disimpan pada ruang AC dengan suhu 16ºC; V2 : Benih jagung diusangkan secara fisik selama 4 hari; V3: Benih jagung diusangkan secara fisik selama 5 hari; V4: Benih jagung diusangkan secara fisik selama 6 hari;

Pada Tabel 1 dapat dilihat bahwa benih yang diusangkan selama empat

hari (V2), lima hari (V3), dan enam hari (V4) mengalami kemunduran

(31)

terlihat pada semua parameter pengamatan. Hal ini menunjukkan bahwa lot benih

jagung mengalami penurunan viabilitas dan vigor secara linear.

Selama proses penderaan, benih menyerap uap air dari lingkungan yang

lembab sehingga kadar air benih meningkat. Viabilitas setelah melalui penderaan

fisik pada benih yang mempunyi vigor tinggi akan tetap memiliki total kecambah

normal yang tinggi, sedangkan lot benih yang mempunyai vigor rendah total

kecambah normalnya akan berkurang.

Garis regresi menunjukkan penurunan yang linier pada tolok ukur daya

berkecambah, potensi tumbuh maksimum, indeks vigor, keserempakan tumbuh,

kecepatan tumbuh, serta berat kering kecambah normal pada keempat tingkat

vigor yang berbeda (Lampiran 1 sampai 6).

Tabel 2. Nilai Tengah Laju Respirasi Benih Jagung (Zea maysL.)

Tingkat Vigor

Pengovenan Pelembaban

15 menit 30 menit 45 menit 10 jam 15 jam 20 jam

...………mg CO2/kg/jam………...

V1 42.47 27.33 38.48 27.77 65.11 42.24

V2 42.46 21.19 35.86 32.88 47.22 52.82

V3 18.36 8.47 10.35 19.63 44.66 35.92

V4 27.55 25.66 9.41 21.16 20.10 37.58

Keterangan : V1 : Benih jagung disimpan pada ruang AC dengan suhu 16ºC; V2 : Benih jagung diusangkan secara fisik selama 4 hari; V3: Benih jagung diusangkan secara fisik selama 5 hari; V4: Benih jagung diusangkan secara fisik selama 6 hari;

Nilai tengah laju respirasi benih jagung pada Tabel 2, menunjukkan

terdapat perbedaan laju respirasi pada keempat vigor benih yang berbeda

meskipun nilainya cenderung fluktuatif dan hanya pada perlakuan pengovenan 45

menit (O3) dan pelembaban 15 jam (L2) yang menunjukkan penurunan laju

respirasi yang linier. Nilai tengah laju respirasi pada perlakuan pengovenan 15

menit (O1) dan 30 menit (O2) menurun secara linier pada V1 sampai V3, namun

laju respirasi meningkat kembali pada V4, sedangkan perlakuan pelembaban 10

jam (L1) dan 20 jam (L2) laju respirasinya meningkat dari pada V2 dan menurun

(32)

17

Hubungan antara Daya Berkecambah dengan Laju Respirasi

Daya berkecambah merupakan salah satu tolok ukur viabilitas potensial

benih. Viabilitas potensial benih merupakan kemampuan benih untuk tumbuh

menjadi tanaman normal dalam keadaan lingkungan yang optimum. Hubungan

antara daya berkecambah dengan laju respirasi benih jagung dapat dilihat pada

Tabel 3.

Tabel 3. Persamaan Regresi antara Daya Berkecambah dengan Laju Respirasi

Benih Jagung (Zea mays L.)

Perlakuan Awal Persamaan Regresi Nilai r

Pengovenan selama 15 menit y = 18.3 + 0.258 x 0.68 Angka yang diikuti oleh tanda (*) adalah nyata pada taraf 5%.

Berdasarkan hasil analisis regresi dan korelasi pada pada Tabel 3, terlihat

bahwa hubungan antara tolok ukur daya berkecambah dengan laju respirasi benih

jagung pada semua perlakuan berkorelasi positif, artinya semakin tinggi daya

berkecambah benih jagung maka semakin tinggi pula laju respirasinya. Nilai daya

berkecambah yang tinggi menunjukkan bahwa benih memiliki viabilitas potensial

yang tinggi karena mampu memanfaatkan cadangan makanan untuk berkecambah

normal pada kondisi optimum, namun hanya satu perlakuan yang korelasinya

nyata yaitu pada perlakuan L2 (pelembaban selama 15 jam). Nilai korelasi

perlakuan L2 sebesar 0.98, artinya peubah laju respirasi (sumbu y) dipengaruhi

oleh peubah daya berkecambah (sumbu x) sebesar 98 %. Nilai korelasi yang

mendekati satu (r ≈ 1) menunjukkan hubungan yang sangat erat antara daya

berkecambah dengan laju respirasi benih jagung. Persamaan regresi menyatakan

hubungan antara peubah daya berkecambah (sumbu x) dengan peubah laju

respirasinya (sumbu y). Garis regresi pada Lampiran 7 sampai 12 menunjukkan

bahwa semakin tinggi nilai DB maka semakin tinggi laju respirasinya.

Hasil penelitian Yulinda (2000) menunjukkan bahwa terdapat korelasi

(33)

kacang hijau. Benih jagung yang memiliki nilai daya berkecambah sebesar

97.33% nilai laju respirasinya sebesar 200.58 mg CO2, sedangkan benih jagung

dengan nilai daya berkecambah 62.67% nilai laju respirasinya sebesar 184.79 mg

CO2.

Hubungan antara Potensi Tumbuh Maksimum dengan Laju Respirasi

Potensi tumbuh maksimum merupakan tolok ukur viabilitas total benih.

Viabilitas total benih dapat mendeteksi daya hidup benih yang ditunjukkan oleh

gejala hidup benih melalui melalui gejala metabolismenya. Hubungan antara

potensi maksimum dengan laju respirasi benih jagung dapat dilihat pada Tabel 4.

Tabel 4. Persamaan Regresi antara Potensi Tumbuh Maksimum dengan Laju

Respirasi Benih Jagung (Zea maysL.)

Perlakuan Awal Persamaan Regresi Nilai r

Pengovenan selama 15 menit y = 15.4 + 0.265 x 0.64 Angka yang diikuti oleh tanda (**) adalah nyata pada taraf 1%.

Berdasarkan hasil analisis regresi dan korelasi pada Tabel 4, terlihat bahwa

hubungan antara potensi tumbuh maksimum dengan laju respirasi benih jagung

menunjukkan korelasi positif pada semua perlakuan, tetapi hanya perlakuan L2

(pelembaban selama 15 jam) yang koefisien korelasinya bernilai sangat nyata.

Nilai korelasi pada perlakuan L2 sangat mendekati 1 (r ≈ 1) yaitu 0.99, artinya

peubah laju respirasi (sumbu y) dipengaruhi oleh peubah potensi tumbuh

maksimum (sumbu x) sebesar 99 %. Nilai tersebut menggambarkan hubungan

yang sangat erat antara tolok ukur potensi tumbuh maksimum dengan laju

respirasi benih jagung. Tanda positif menunjukkan hubungan yang berbanding

lurus antara kedua peubah. Potensi tumbuh maksimum benih jagung yang tinggi

menunjukkan kemampuan daya hidup benih yang tinggi pula, karena gejala

metabolisme benih dalam perombakan cadangan makanan untuk pertumbuhan

kecambah tetap tinggi meskipun energi yang ada di dalam benih digunakan untuk

(34)

19

Persamaan regresi menyatakan hubungan antara peubah potensi tumbuh

maksimum benih jagung (sumbu x) dengan peubah laju respirasinya (sumbu y).

Garis regresi pada Lampiran 13 sampai 18 menunjukkan bahwa semakin tinggi

nilai potensi tumbuh maksimum benih jagung, maka semakin tinggi pula laju

respirasinya.

Hubungan antara Indeks Vigor dengan laju Respirasi

Indeks vigor merupakan salah satu tolok ukur vigor kekuatan tumbuh

benih (VKT). Menurut Copeland dan McDonald (2001) nilai indeks vigor benih

adalah nilai perkecambahan pada hitungan pertama, yang merupakan salah satu

tolok ukur yang dapat digunakan untuk menentukan vigor benih. Semakin rendah

nilai perkecambahan pada hitungan pertama mengindikasikan semakin rendahnya

vigor benih. Menurut Justice dan Bass (2002) kehilangan vigor dapat dianggap

sebagai suatu tahap perantara dari kehidupan benih, yaitu antara awal dan akhir

proses kemunduran. Hubungan antara indeks vigor dengan laju respirasi benih

jagung dapat dilihat pada Tabel 5.

Tabel 5. Persamaan Regresi antara Indeks Vigor dengan Laju Respirasi Benih

Jagung (Zea mays L.)

Perlakuan Awal Persamaan regresi Nilai r

Pengovenan selama 15 menit y = 23.3 + 0.667 x 0.86

Pengovenan selama 45 menit y = 9.57 + 0.989 x 0.96*

Pelembaban selama 10 jam y = 21.1 + 0.300 x 0.75

Keterangan : x = peubah daya berkecambah benih dan y = peubah laju respirasi benih. Angka yang diikuti oleh tanda (*) adalah nyata pada taraf 5%.

Tabel 5 menunjukkan bahwa hubungan antara indeks vigor dengan laju

respirasi benih jagung menunjukkan korelasi positif pada semua perlakuan, tetapi

korelasinya yang nyata hanya pada perlakuan O3, berbeda dengan tolok ukur daya

berkecambah dan potensi tumbuh maksimum yang korelasinya nyata pada

perlakuan L2. Korelasi positif menunjukkan hubungan yang berbanding lurus

antara kedua peubah, semakin tinggi indeks vigor maka semakin tinggi pula laju

(35)

Nilai korelasi pada perlakuan O3 (pengovenan selama 45 menit) sangat

mendekati satu (r ≈1) yaitu sebesar 0.96, artinya peubah laju respirasi (sumbu y)

dipengaruhi oleh peubah indeks vigor (sumbu x) sebesar 96 %. Nilai tersebut

menggambarkan bahwa terdapat hubungan yang erat antara tolok ukur indeks

vigor dengan laju respirasi benih jagung pada perlakuan O3. Benih yang indeks

vigornya tinggi berarti memiliki vigor kekuatan tumbuh yang tinggi karena tetap

memiliki kemampuan untuk berkecambah secara normal pada hitungan pertama

meskipun, energi atau cadangan makanan digunakan untuk berespirasi.

Garis regresi pada Lampiran 19 sampai 24 menunjukkan bahwa semakin

tinggi nilai indeks vigor benih jagung, maka semakin tinggi pula laju respirasinya.

Hubungan antara Keserempakan Tumbuh dengan laju Respirasi

Keserempakan tumbuh merupakan salah satu tolok ukur parameter vigor

daya simpan (VDS) benih. Menurut Sadjad et al.(1999), benih yang tetap mampu

menumbuhkan tanaman normal pada kondisi lapang sub optimum meskipun

kondisi penyimpanannya sub optimum (penyimpanan terbuka), dapat dikatakan

bahwa benih tersebut memiliki vigor daya simpan yang tinggi.

Benih dengan kapasitas respirasi tertinggi akan mempunyai vigor daya

simpan tertinggi pula. Diduga benih tersebut paling sedikit mengonsumsi oksigen

selama disimpan, sehingga mempunyai laju kemunduran yang sekecil mungkin.

Hubungan antara parameter vigor daya simpan (VDS) pada tolok ukur

keserempakan tumbuh dengan laju respirasi benih jagung dapat dilihat pada

Tabel 6.

Tabel 6. Hubungan Keserempakan Tumbuh dengan Laju Respirasi Benih Jagung (Zea maysL.)

Pelembaban selama 15 jam y = 23.0 + 0.467 x 0.97*

(36)

21

Tabel 6 menunjukkan bahwa pada semua perlakuan terdapat hubungan

yang berkorelasi positif antara keserempakan tumbuh benih jagung dengan laju

repirasinya. Artinya semakin tinggi keserempakan tumbuh benih maka semakin

tinggi pula laju respirasinya. Korelasi positif yang bernilai nyata hanya pada

perlakuan L2 (pelembaban selama 15 jam), sedangkan pada lima perlakuan yang

lainnya nilai korelasi tidak ada yang nyata. Nilai korelasi pada perlakuan L2

sangat mendekati satu (r ≈ 1) yaitu sebesar 0.97, artinya peubah laju respirasi

dipengaruhi oleh peubah keserempakan tumbuh sebesar 97% dan menggambarkan

terdapat hubungan yang erat antara keserempakan tumbuh dengan laju respirasi

benih jagung.

Persamaan garis regresi menyatakan hubungan antara peubah

keserempakan tumbuh (sumbu x) dengan peubah laju respirasi benih (sumbu y).

Garis regresi menunjukkan bahwa semakin tinggi nilai keserepakan tumbuh

benih, maka semakin tinggi pula laju respirasinya (Lampiran 25 sampai 30).

Hubungan antara Kecepatan Tumbuh dengan laju Respirasi

Kecepatan tumbuh merupakan tolok ukur bagi parameter vigor kekuatan

tumbuh. Rendahnya nilai kecepatan tumbuh mengindikasikan bahwa vigor benih

telah mengalami penurunan. Menurut sadjad (1993), peubah kecepatan tumbuh

(KCT) yang tinggi mengindikasikan vigor kekuatan tumbuh, karena benih yang

cepat tumbuh lebih mampu menghadapi kondisi lapang yang sub optimum. KCT

diukur dengan jumlah tambahan perkecambahan setiap hari atau etmal dalam

kurun waktu perkecambahan pada kondisi optimum.

Kecepatan tumbuh benih jagung yang semakin tinggi dengan semakin

meningkatnya laju respirasi, mengindikasikan bahwa benih memiliki vigor

kekuatan tumbuh yang tinggi pula. Benih tetap dapat mempertahankan vigornya

sehingga kecepatan tumbuhnya tetap tinggi meskipun laju respirasi meningkat.

Hubungan antara parameter vigor kekuatan tumbuh (VKT) pada tolok ukur

(37)

Tabel 7.Hubungan Kecepatan Tumbuh dengan Laju Respirasi Benih Jagung (Zea maysL.)

Pengovenan selama 30 menit y = 18.0 + 0.236 x 0.22 Angka yang diikuti oleh tanda (*) adalah nyata pada taraf 5%.

Tabel 7 menunjukkan bahwa pada semua perlakuan terdapat hubungan

korelasi yang positif antara kecepatan tumbuh dengan laju respirasinya. Artinya

semakin tinggi kecepatan tumbuh benih jagung maka semakin tinggi pula laju

repirasinya. Hubungan yang memiliki nilai korelasi nyata hanya pada perlakuan

L2 (pelembaban selama 15 jam) dengan nilai r yang sangat mendekati 1 (r ≈ 1)

yaitu 0.98, artinya bahwa variabel laju respirasi (sumbu y) dipengaruhi oleh

variabel kecepatan tumbuh (sumbu x) sebesar 98 %. Nilai korelasi yang tinggi

menggambarkan terdapat hubungan yang erat antara tolok ukur kecepatan tumbuh

dengan laju respirasi benih jagung.

Garis regresi pada Lampiran 31 sampai 36 menunjukkan bahwa semakin

tinggi nilai kecepatan tumbuh benih, maka semakin tinggi pula laju respirasinya.

Hubungan antara Berat Kering Kecambah Normal dengan Laju Respirasi

Berat kering kecambah normal merupakan tolok ukur viabilitas potensial .

Benih yang memiliki viabilitas potensial tinggi, akan memiliki berat kering

kecambah normal yang tinggi pula. 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.

Hubungan antara parameter berat kering kecambah normal dengan laju

(38)

23

Tabel 8. Hubungan Berat Kering Kecambah Normal dengan Laju Respirasi Benih

Jagung (Zea maysL.)

Keterangan : x = peubah daya berkecambah benih dan y = peubah laju respirasi benih.

Hubungan antara berat kering kecambah normal dengan laju respirasi

benih jagung menunjukkan hubungan korelasi yang positif pada semua perlakuan

(Tabel 8), artinya semakin tinggi laju respirasi maka semakin tinggi pula berat

kering kecambah normal jagung, tetapi korelasinya tidak ada yang bernilai nyata.

Perlakuan L2 (Pelembaban selama 15 jam) menunjukkan nilai korelasi yang

tertinggi dan mendekati satu (r ≈ 1) yaitu 0.88. Nilai tersebut berarti bahwa

variabel laju respirasi (sumbu y) dipengaruhi oleh variabel berat kering kecambah

normal (sumbu x) sebesar 88 %, menggambarkan terdapat hubungan yang erat

antara berat kering kecambah normal dengan laju respirasi benih jagung.

Persamaan garis regresi menyatakan hubungan antara peubah berat kering

kecambah normal (sumbu x) dengan peubah laju respirasi benih (sumbu y). Garis

regresi pada Lampiran 37 sampai 42, menunjukkan bahwa semakin tinggi nilai

berat kering kecambah normal maka semakin tinggi pula laju respirasinya.

Nilai Standar Deviasi Laju Respirasi

Persamaan regresi linier dan korelasi pada benih jagung menunjukkan

bahwa laju respirasi berkorelasi positif dengan daya berkecambah (DB), potensi

tumbuh maksimum (PTM), indeks vigor (IV), kecepatan tumbuh (KCT),

keserempakan tumbuh (KST), dan berat kering kecambah normal (BKKN) dengan

nilai keeratan yang tinggi (r ≈ 1), meskipun tidak semua korelasi menunjukkan

nilai yang nyata. Tolok ukur daya berkecambah, potensi tumbuh maksimum,

kecepatan tumbuh, dan keserempakan tumbuh menunjukkan nilai korelasi yang

nyata pada perlakuan L2 (pelembaban selama 15 jam), sedangkan pada tolok ukur

(39)

selama 45 menit), dan pada tolok ukur berat kering kecambah normal tidak ada

perlakuan yang bernilai korelasi nyata.

Terdapat dua perlakuan yang korelasinya nyata pada tolok ukur

pengamatan yang berbeda, yaitu perlakuan L2 dan O3. Perlakuan yang terbaik

adalah perlakuan yang memiliki nilai standar deviasi laju respirasi yang lebih

kecil, sehingga standar deviasi antara kedua perlakuan dibandingkan untuk

menentukan metode atau perlakuan yang terbaik dan konsisten (Tabel 8).

Tabel 9. Nilai Tengah dan Nilai Standar Deviasi Laju Respirasi Benih Jagung (Zea mays L.)

Perlakuan Awal Nilai Tengah (mg CO2/kg/jam) Standar deviasi

Pengovenan selama 15 menit 32.71 5.03

Pelembaban selama 10 jam 25.34 5.79

Tabel 9 menunjukkan bahwa perlakuan L2 ( pelembaban selama 15 jam)

memilki nilai standar deviasi yang lebih kecil dibandingkan dengan perlakuan O3

(pengovenan selama 45 menit). Nilai standar deviasi L2 adalah 3.91 sedangkan

nilai standar deviasi O3 adalah 5.30. Hal tersebut menunjukkan bahwa pada

perlakuan L2, data laju respirasi lebih seragam dan memiliki keragaman data yang

kecil sehingga data lebih konsisten. Menurut Walpole (1997), semakin besar nilai

standar deviasi maka keragaman data yang diperoleh semakin besar dan bervariasi

pada masing-masing ulangannya.

Hasil perbandingan antara nilai standar deviasi dari perlakuan L2 dan O3

menyimpulkan bahwa metode L2 memiliki data laju respirasi yang lebih seragam

dibandingkan dengan metode O3, sehingga metode L2 dapat digunakan dalam

(40)

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

Kosmotektor dapat digunakan sebagai alat untuk pengujian cepat vigor

secara tidak langsung pada benih jagung (Zea mays L.) dengan mengukur laju

respirasi sebagai tolok ukur vigor benih. Semakin tinggi vigor benih jagung (Zea

mays L.) maka semakin tinggi pula laju respirasinya. Perlakuan awal yang terbaik pada pengujian ini adalah L2 yaitu pelembaban benih jagung selama 15 jam

kemudian benih diinkubasi selama 24 jam dan laju respirasinya diukur dengan

kosmotektor. Parameter viabilitas dan vigor benih jagung yang terdiri dari daya

berkecambah, potensi tumbuh maksimum, indeks vigor, kecepatan tumbuh dan

keserempakan tumbuh dapat dideteksi berdasarkan nilai korelasi yang nyata

dengan laju respirasinya.

Saran

Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut tentang pengaruh lama pengovenan

dan lama pelembaban pada tingkat variasi waktu yang lebih banyak terhadap laju

(41)

Arief, R. 2009. Bocoran Kalium sebagai Indikator Vigor Benih Jagung. Prosiding Seminar Nasional. Balai Penelitian Tanaman Serealia. Maros. 313-319.

Association of Official Seed Analysts. 1983. Seed Vigor Testing Handbook. The Seed Vigor Test Committee of The Association of Official Seed Analysts. Contribution No.32.

Badan Pusat Statistik. 2010. Produksi dan produktivitas tanaman pangan.

http://www.bps.go.id[ 11 Januari 2011].

Bettey, M. and W.E.F. Savage. 1996. Respiratory enzyme activities during

germination in Brassica seed lots of differing vigour. Cambridge Journals

6:165-174

Cantrell, R.P., H.F. Hodges, and W.F. Keim. 1971. Relationship between plant

respiration and seedling vigor in Zea mays L. Crop Science 12(2):214-216.

Copeland, L.O. and M.B. McDonald. 2001. Principles of Seed Science and Technology. Fourth Edition. Kluwer Academic. London. 408 p.

International Seed Testing Association. 2007. International Rules of Seed Testing. International Seed Testing Association. Zurich.

Justice, O.L. dan L.N. Bass. 2002. Prinsip dan Praktek Penyimpanan Benih. (diterjemahkan dari: Principles and Seed Storage Practices, penerjemah: R. Roesli). PT Raja GrafindoPersada. Jakarta. 387 hal.

Kittock, D.L. and A.G. Law. 1967. Relationship of seedling vigor to respiration and tetrazolium chloride reduction by germinating wheat seeds. Agronomy Journal 60(3):286-288

Kusumadewi, N. 1988. Studi Perbandingan antara Berbagai Tolok ukur Viabilitas Benih dengan kapasitas Respirasi Kasus Benih Kedelai. Skripsi. Jurusan Budidaya Pertanian, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Bogor. 52 hal.

Miguel, M.V.C. and Filho, J.M. 2002. Potassium leakage and maize seed physiological potential. Scientica Agricola 59(2):315-319.

(42)

27

Muhamad, S.M. 1981. Respirasi, Hubungannya dengan Daya Kecambah Biji pada

Berbagai Macam Biji Kacang-kacangan (Glycine max, Phaseolus radiatus,

Vigna sinensis, Phaseolus vulgaris, dan Arachis hypogea). Laporan Hasil Penelitian. Fakultas Pertanian, Universitas Sebelas Maret. Surakarta. 30 hal.

Purwanto, S. 2007. Perkembangan Produksi dan Kebijakan dalam Pengembangan Produksi Jagung. Direktorat Budidaya Serealia, Direktorat Jendral Tanaman Pangan. Maros. 6 hal.

Sadjad, S. 1975. Proses metabolisme perkecambahan benih II, hal. 58-77. Dalam

Sadjad (Ed). Dasar-dasar Ilmu dan Teknologi benih, Capita Selecta.

Departemen Agronomi dan Hortikultura. Institut Pertanian Bogor. Bogor.

. 1993. Dari Benih kepada Benih. PT Gramedia Widiasarana Indonesia. Jakarta. 144 hal.

, E. Murniati, dan S. Ilyas. 1999. Parameter Pengujian Vigor Benih dari Komparatif ke Simulatif.. PT Gramedia Widiasarana Indonesia. Jakarta. 186 hal.

Suseno, H. 1975. Fisiologi dan biokimia kemunduran benih. Dalam Sadjad (Ed.).

Dasar-dasar Ilmu dan Teknologi Benih, Capita Selecta. Departemen Agronomi dan Hortikultura. Institut Pertanian Bogor. Bogor.

Sutopo, L. 2010. Teknologi Benih. PT Raja Grafindo Persada. Jakarta. 238 hal.

Tatipata, A., P. Yudono, A. Purwantoro, dan W. Mangoendidjojo. 2004. Kajian aspek fisiologi dan biokimia deteriorasi benih kedelai dalam penyimpanan. Jurnal Ilmu Pertanian 11(2):76-87.

Walpole, R. E. 1997. Pengantar Statistika Edisi ke-3 (diterjemahkan dari :

Introduction to Statistics 3rd Edition, penerjemah : B. Sumantri). PT

Gramedia Pustaka Utama. Jakarta. 510 hal.

Woodstock, L.W. and D.F. Grabe. 1967. Relationship between seed respiration

during imbibitions and subsequent seedling growth in Zea mays L. Plant

Physiology 42(8): 1071-1076.

______________, K. Furman, and H.R. Leffler. 1983. Relationship between weathering deterioration and germination, respiratory metabolism, and mineral leaching from cottonseeds. Crop Science 25(3):459-466.

Yulinda, R. 2000. Studi Pengukuran Respirasi dengan Metoda Titrasi sebagai

Tolok Ukur Viabilitas Benih Jagung (Zea mays), Kedelai (Glycine max)

dan Kacang Hijau (Phaseolus radiatus). Skripsi. Jurusan Budidaya

(43)

(44)

LAMPIRAN

Lampiran 1. Garis Regresi Nilai Daya Berkecambah Benih Jagung pada Empat Tingkat Vigor yang Berbeda

Lampiran 2. Garis Regresi Nilai Potensi Tumbuh Maksimum Benih Jagung pada Empat Tingkat Vigor yang Berbeda

(45)

Lampiran 3. Garis Regresi Indeks Vigor Benih Jagung pada Empat Tingkat Vigor yang Berbeda

(46)

30

Lampiran 5. Garis Regresi Kecepatan Tumbuh Benih Jagung pada Empat Tingkat Vigor yang Berbeda

Lampiran 6. Garis Regresi Berat Kering Kecambah Normal Benih Jagung pada Empat Tingkat Vigor yang Berbeda

(47)

Lampiran 7. Garis Regresi antara Nilai Daya Berkecambah dan Laju Respirasi Benih Jagung pada Perlakuan O1 (Pengovenan selama 15 Menit)

y = 0.257x + 18.34

0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00

La

0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00

(48)

32

Lampiran 10. Garis Regresi antara Nilai Daya Berkecambah dan Laju Respirasi Benih Jagung pada Perlakuan L1 (Pelembaban selama 10 Jam)

y = 0.437x - 0.870

0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00

La

0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00

(49)

y = 0.574x + 12.26

0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00

La

0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00

(50)

34

Lampiran 13. Garis Regresi antara Potensi Tumbuh Maksimum dan Laju Respirasi Benih Jagung pada Perlakuan O1 (Pengovenan selama 15 Menit)

0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00 120.00

La

0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00 120.00

(51)

Lampiran 16. Garis Regresi antara Potensi Tumbuh Maksimum dan Laju Respirasi Benih Jagung pada Perlakuan L1 (Pelembaban selama 10 Jam)

0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00 120.00

La

0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00 120.00

(52)

36

0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00 120.00

La

0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00 120.00

(53)

Lampiran 19. Garis Regresi antara Indeks Vigor dan Laju Respirasi Benih Jagung pada Perlakuan O1 (Pengovenan selama 15 Menit)

Lampiran 20. Garis Regresi antara Indeks Vigor dan Laju Respirasi Benih Jagung pada Perlakuan O2 (Pengovenan selama 30 Menit)