Controlled Deterioration Test untuk Menguji Ketahanan Benih Kacang Hijau (Phaseolus radiatus L.) terhadap Kondisi Cekaman Kekeringan.

(1)

CONTROLLED

DETERIORATION

TEST

UNTUK MENGUJI

KETAHANAN BENIH KACANG HIJAU (

Phaseolus

radiatus

L.)

TERHADAP KONDISI CEKAMAN KEKERINGAN

INDRA KURNIAWATI

A24080113

DEPARTEMEN AGRONOMI DAN HORTIKULTURA

FAKULTAS PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

(2)

to Determine the Resistance of Mungbean Seed ( radiatus _L.) _Against _Drought _Stress

Abstract

The research was conducted from February to April 2012 at the Seed Science and

Technology Laboratory, Agronomy and Horticulture Department, Bogor Agricultural

University. This research consist of three experiment. The first experiment was to determine

the tolerance of five varieties of mungbean seeds to drought using PEG 6000 with different

levels of osmotic pressure ( 0, -0.5, -1, -2, and -3 bar). The second experiment, determining

the seed vigor of five mungbean seed lots using controlled deterioration test (CDT) with

condition of temperature was 45°C, the seed moisture content were 20%, 22%, 24%, 26%

and the deterioration time were 0 h, 24 h, 48h, 72h. The experimental design that used was

randomized complete block design with two factor. The third experiment was to determine

the relationship between the results of first experiment with the second experiment results.

The third experiment also could show the effectiveness of the CDT method in testing the

resistance of mungbean seeds against drought stress. Based on the observations of the

variable results, it was obtained that the -1 bar PEG 6000 had capability of selecting seeds

that were resistant and not resistant to drought. The result of the second experiment was CDT

conditions that can be used to test for seed vigor were 20%/48 hours and 22%/24 hours.

Correlation analysis between the variables in the -1 bar PEG 6000 with CDT on two

conditions CDT (20%/48 hours and 22%/24 hours) showed significant correlation to the

(3)

RINGKASAN

INDRA KURNIAWATI. Controlled Deterioration Test _untuk _Menguji

Ketahanan Benih Kacang Hijau (Phaseolus radiatus _L.) _terhadap _Kondisi

Cekaman Kekeringan. (Dibimbing oleh ENDANG MURNIATI).

Penelitian ini dilakukan untuk memperoleh informasi tentang kondisi

(kadar air, suhu dan waktu penderaan) CDT yang dapat digunakan untuk

mengetahui tingkat vigor lot benih kacang hijau dan berkorelasi dengan vigor

kekuatan tumbuh (VKT) lot benih kacang hijau yang tahan terhadap cekaman

kekeringan secara simulatif dengan PEG 6000 di laboratorium. Penelitian ini

dilaksanakan di Laboratorium Ilmu dan Teknologi Benih Departemen Agronomi

dan Hortikultura, IPB Darmaga pada bulan Februari – April 2012.

Kegiatan penelitian terdiri dari tiga percobaan. Percobaan pertama

dilaksanakan di laboratorium bertujuan untuk menentukan toleransi benih

beberapa varietas kacang hijau terhadap cekaman kekeringan menggunakan PEG

6000 dengan berbagai level tekanan osmotik. Rancangan yang digunakan adalah

RKLT faktorial dua faktor dengan tiga ulangan. Faktor pertama terdiri dari lima

lot benih yaitu varietas Walet, Sriti, Murai, Kutilang dan Vima-1. Faktor kedua

adalah pemberian PEG 6000 dengan lima taraf tekanan osmotik yaitu 0, -0.5, -1,

-2 dan -3 bar.

Percobaan kedua yang dilaksanakan di laboratorium bertujuan untuk

mendapatkan kondisi air benih dan lama penderaan yang efektif pada CDT untuk

menguji vigor benih. Rancangan percobaan yang digunakan adalah RKLT dua

faktor. Faktor pertama adalah lot benih dengan lima taraf yaitu L1, L2, L3, L4 dan

L5. Faktor kedua adalah perlakuan kondisi CDT yaitu tingkat kadar air benih

(KA) dan lama penderaan (P) dengan 16 taraf yaitu: P0, P1, P2, P3, P4, P5, P6,

P7, P8, P9, P10, P11, P12, P13, P14 dan P15.

Percobaan ketiga bertujuan untuk mengetahui tingkat keeratan hubungan

antara tekanan osmotik PEG 6000 terpilih dari hasil percobaan pertama dengan

VCDT hasil percobaan kedua, sehingga dapat diketahui keefektifan metode CDT

sebagai indikator dalam menguji ketahanan benih kacang hijau terhadap cekaman

(4)

osmotik PEG 6000 terpilih selanjutnya dikorelasikan dengan VCDT hasil

percobaan kedua. Pengamatan pada percobaan pertama dan kedua dilakukan

terhadap beberapa variabel yaitu viabilitas benih sesudah penderaan, kecepatan

tumbuh, penetapan kadar air, indeks vigor, panjang akar, panjang hipokotil serta

bobot kering kecambah normal.

Hasil percobaan pertama menunjukkan bahwa interaksi varietas dengan

tekanan osmotik PEG 6000 menunjukkan pengaruh sangat nyata pada semua

variabel kecuali pada variabel panjang akar dan panjang hipokotil yang

interaksinya berpengaruh nyata. Berdasarkan hasil pengamatan terhadap semua

variabel, kecepatan tumbuh dan indeks vigor merupakan variabel yang mampu

membedakan kelima kondisi vigor benih dan diperoleh hasil bahwa PEG 6000

yang mampu menyeleksi benih yang tahan dan tidak tahan terhadap kekeringan

adalah tekanan osmotik -1 bar. Varietas kacang hijau yang digunakan dapat

dikelompokkan kedalam varietas yang tahan kekeringan adalah Varietas Sriti dan

Walet dan yang tidak tahan cekaman kekeringan adalah varietas Murai, Kutilang

dan Vima-1.

Hasil dari percobaan kedua yaitu interaksi kedua faktor varietas dengan

kondisi CDT terhadap variabel pengamatan menunjukkan interaksi yang sangat

nyata pada variabel panjang akar dan panjang hipokotil, berpengaruh nyata pada

variabel bobot kering kecambah normal serta tidak berpengaruh nyata variabel

%kecambah normal, indeks vigor dan kecepatan tumbuh. Kondisi CDT yang

dapat digunakan untuk menguji vigor benih kacang hijau adalah kondisi CDT

(kadar air/lama penderaan) 20%/48 jam dan 22%/24 jam. Hasil analisis korelasi

antara variabel-variabel pada tekanan osmotik PEG 6000 -1 bar dengan VCDT

pada dua kondisi CDT (20%/48 jam dan 22%/24 jam) menunjukkan korelasi

positif nyata pada variabel %kecambah normal dan kecepatan tumbuh dengan

koefisien korelasi masing-masing sebesar 0.61 dan 0.58 pada kondisi 20%/48 jam

(5)

CONTROLLED

DETERIORATION

TEST

UNTUK MENGUJI

KETAHANAN BENIH KACANG HIJAU (

Phaseolus

radiatus

L.)

TERHADAP KONDISI CEKAMAN KEKERINGAN

Skripsi sebagai salah satu syarat

untuk memperoleh gelar Sarjana Pertanian

pada Fakultas Pertanian Institut Pertanian Bogor

INDRA KURNIAWATI

A24080113

DEPARTEMEN AGRONOMI DAN HORTIKULTURA

FAKULTAS PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

(6)

JUDUL

:

CONTROLLED

DETERIORATION

TEST

UNTUK

MENGUJI KETAHANAN BENIH KACANG HIJAU

(

Phaseolus

radiatus

L.)

TERHADAP

KONDISI

CEKAMAN KEKERINGAN

NAMA

: INDRA KURNIAWATI

NIM

: A24080113

Menyetujui, Dosen Pembimbing

Dr. Ir. Endang Murniati, MS

NIP. 19471006 198003 2 001

Mengetahui,

Ketua Departemen

Dr. Ir. Agus Purwito, MSc.Agr.

NIP. 19611101 198703 1 003

(7)

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Mojokerto, Provinsi Jawa Timur pada tanggal 10 Juli

1989. Penulis merupakan anak kelima dari enam bersaudara dari Bapak Sajuri dan

Ibu Karmini.

Tahun 2002 penulis lulus dari SD Negeri Puloniti, kemudian tahun 2005

penulis menyelesaikan studi di SMPN 1 Bangsal, Mojokerto. Selanjutnya penulis

lulus dari SMAN 1 Puri, Mojokerto pada tahun 2008. Tahun 2008 penulis

diterima di IPB melalui jalur USMI sebagai mahasiswa Departemen Agronomi

dan Hortikultura, Fakultas Pertanian.

Penulis aktif di berbagai organisasi mahasiswa. Tahun 2010/2011 penulis

aktif di BEM (Badan Eksekutif Mahasiswa) Fakultas Pertanian. Tahun 2009

hingga 2011 penulis aktif sebagai sekretaris umum OMDA (Organisasi

Mahasiswa Daerah) IMAJATIM (Ikatan Mahasiswa Jawa Timur). Tahun 2010

penulis mengikuti kegiatan IPB Go Field di desa Leuwikaret, Kec. Citeureup,

Kab. Bogor. Selanjutnya, tahun 2011/2012 penulis sebagai ketua OMDA

HIMASURYA Plus (Himpunan Mahasiswa Surabaya, Gresik, Sidoarjo dan

Mojokerto). Selain itu penulis juga aktif di berbagai kepanitian di Himpunan

(8)

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT dan shalawat kepada

Muhammad SAW karena atas karunia Allah SWT penulis dapat menyelesaikan

penelitian ini dengan baik. Penelitian ini mengenai Controlled Deterioration Test

untuk menguji ketahanan benih kacang hijau (Phaseolus radiatus L.) terhadap

kondisi cekaman kekeringan. Pengujian dengan metode tersebut merupakan

pengembangan uji vigor benih. Kegiatan penelitian ini dilaksanakan di

laboratorium Ilmu dan Teknologi Benih, Departemen Agronomi dan Hortikultura,

Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor, Dramaga, Bogor.

Penulis menyampaikan terima kasih kepada:

1. Dr.Ir. Endang Murniati, MS sebagai dosen pembimbing yang telah

memberikan bimbingan dan arahan selama kegiatan penelitian dan penulisan

skripsi.

2. Maryati Sari, SP, Msi dan Dr.Ir. Eny Widajati, MS sebagai dosen penguji atas

saran dan masukan yang diberikan.

3. Dr.Ir. Suwarto, MS sebagai dosen pembimbing akademik yang telah

memberikan bimbingan dan arahan selama di Agronomi dan Hortikultura.

4. Kepada Bapak Sajuri, Ibu Karmini, Mas Praminto, Mas Pramujoko, Mas

Hari, Mas Heru serta adik Hernik tercinta yang senantiasa memberikan

dorongan doa dan semangat.

5. Staf di laboratorium (bibi dan mbak Nova), keluarga AGH Indigenous 45, Tri

Rahayu, Arinal Haq, Hasrat Enggal, Galuh, Diah R., Bunga, Yuyuk, Dira,

Tira, Keswari, teman se PS M.H. Ryzall, keluarga besar Himasurya Plus, Al

Khidmah dan IMAJATIM serta keluarga Wisma Ayu Depan (mbak Macik,

Eka, Trisna, mbak Rani, mbak Endang, mbak Puspa, mbak Didi, mbak Dini,

Saras, Sarah, Rahmi, Meyta) atas bantuannya selama pelaksanaan penelitian.

Semoga hasil penelitian ini bermanfaat bagi yang memerlukan.

Bogor, September 2012

(9)

DAFTAR ISI

Halaman

DAFTAR TABEL ...vi

DAFTAR GAMBAR ...vii

DAFTAR LAMPIRAN ...viii

PENDAHULUAN...1

Latar Belakang... 1

Tujuan ...3

Hipotesis...3

TINJAUAN PUSTAKA ...4

Tanaman Kacang Hijau secara Umum ...4

Toleransi Cekaman Kekeringan ...5

Vigor Benih dan Pengujian Vigor Benih ...6

BAHAN DAN METODE...9

Tempat dan Waktu...9

Bahan dan Alat ...9

Metode Penelitian ...9

Pelaksanaan ...12

Pengamatan ...14

HASIL DAN PEMBAHASAN...16

KESIMPULAN DAN SARAN...38

DAFTAR PUSTAKA... 39

(10)

DAFTAR TABEL

Nomor Halaman

1. Rekapitulasi hasil analisis ragam pengaruh varietas dan tekanan osmotik PEG 6000 serta interaksi keduanya terhadap variabel

yang diamati ...17

2. Interaksi varietas dan tekanan osmotik PEG 6000 terhadap

beberapa variabel yang diamati ...18

3. Rekapitulasi hasil analisis ragam pengaruh varietas dan kondisi

CDT (kadar air dan lama penderaan) serta interaksi keduanya terhadap variabel yang diamati ...25

4. Pengaruh interaksi varietas dan kondisi CDT (kadar air dan lama penderaan) terhadap panjang akar (%) ...25

5. Pengaruh interaksi varietas dan kondisi CDT (kadar air dan lama

penderaan) terhadap panjang hipokotil (cm) ...26

6. Pengaruh interaksi varietas dan kondisi CDT (kadar air dan lama

penderaan) terhadap BKKN (g) ...27

7. Pengaruh faktor tunggal varietas dan kondisi CDT terhadap

persentase kecambah normal... 28

KCT (%/etmal)... 29

variabel indeks vigor (%)...30

10. Persamaan regresi, koefisien korelasi (r) dan koefisien determinasi

(R2₎ _antara _variabel _pada _tekanan _osmotik _PEG ₆₀₀₀

(11)

DAFTAR GAMBAR

Nomor Halaman

1. Modifikasi proses kemunduran benih pada metode CDT ...7

2. Hubungan antara variabel %KN pada tekanan osmotik PEG 6000

-1 bar dengan VCDT 20%/48 jam ...35

3. Hubungan antara variabel %KN pada tekanan osmotik PEG 6000

4. Hubungan antara variabel KCT pada tekanan osmotik PEG 6000

5. Hubungan antara variabel KCT pada tekanan osmotik PEG 6000

(12)

DAFTAR LAMPIRAN

Nomor Halaman

1. Kondisi viabilitas dan kadar air awal benih ...43

2. Contoh perhitungan konsentrasi PEG 6000 berdasarkan rumus Michell dan Kauffman (1973)...43

3. Kadar air benih sebelum CDT ...44

4. Kadar air benih sesudah CDT ...46

5. Sidik ragam pengaruh varietas dan tekanan osmotik PEG 6000 terhadap persentase kecambah normal benih ...48

6. Sidik ragam pengaruh varietas dan tekanan osmotik PEG 6000 terhadap kecepatan tumbuh benih ...48

7. Sidik ragam pengaruh varietas dan tekanan osmotik PEG 6000 terhadap indeks vigor ...48

8. Sidik ragam pengaruh varietas dan tekanan osmotik PEG 6000 terhadap panjang akar ...48

9. Sidik ragam pengaruh varietas dan tekanan osmotik PEG 6000 terhadap panjang hipokotil...49

10. Sidik ragam pengaruh varietas dan tekanan osmotik PEG 6000 terhadap BKKN ...49

11. Sidik ragam pengaruh varietas dan kondisi CDT terhadap persentase kecambah normal ...49

12. Sidik ragam pengaruh varietas dan kondisi CDT terhadap kecepatan tumbuh ...49

13. Sidik ragam pengaruh varietas dan kondisi CDT terhadap indeks vigor ...50

14. Sidik ragam pengaruh varietas dan kondisi CDT terhadap panjang akar ...50

15. Sidik ragam pengaruh varietas dan kondisi CDT terhadap panjang hipokotil ...50

16. Sidik ragam pengaruh varietas dan kondisi CDT terhadap BKKN ...50

17. Deskripsi kacang hijau varietas Walet ...51

18. Deskripsi kacang hijau varietas Sriti ...52

19. Deskripsi kacang hijau varietas Murai ...53

20. Deskripsi kacang hijau varietas Kutilang ...54

(13)

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Kacang hijau merupakan tanaman palawija yang banyak ditanam oleh

petani di Indonesia. Kacang hijau biasa ditanam di lahan kering pada musim

kemarau sebagai tanaman sampingan setelah padi, jagung, kedelai dan kacang

tahan. Kebutuhan kacang hijau terus bertambah seiring bertambahnya jumlah

penduduk namun produksi belum mencukupi. Produktivitas kacang hijau di

Indonesia yaitu 11.48 kw/ha, produksi tahun 2011 3,413,420 kw sedangkan

tingkat konsumsi kacang-kacangan adalah 2.5 kg/kapita/tahun dengan jumlah

penduduk sekitar 225 juta jiwa (BPS, 2011), maka diperlukan tambahan produksi

kacang hijau. Salah satu upaya untuk meningkatkan produksi kacang hijau, perlu

pengembangan kacang hijau yang ditanam di lahan kering. Lahan kering di

Indonesia yang sesuai untuk lahan pertanian mencapai sekitar 76.22 juta ha (52%)

dari total luas 148 juta ha (Abdurachman et al., 2008). Hal ini menunjukkan

bahwa kacang hijau berpotensi untuk dikembangkan lebih lanjut khususnya di

daerah kering agar kebutuhan produksi kacang hijau dapat dipenuhi.

Peningkatan produksi kacang hijau dapat dilakukan melalui pemilihan benih

yang bermutu dan bervigor tinggi. Benih dengan vigor tinggi akan memiliki

kemampuan tumbuh dalam kondisi lingkungan yang suboptimum. Kacang hijau

mampu tumbuh di lahan kering namun masih perlu dikembangkan varietas yang

toleran pada cekaman kekeringan untuk mendapatkan varietas yang produksinya

tinggi. Oleh karena itu untuk mendapatkan varietas kacang hijau yang tahan

cekaman kekeringan perlu dilakukan pengujian ketahanan varietas kacang hijau

terhadap cekaman kekeringan.

Pengujian benih dilakukan dengan cara simulasi kondisi kekeringan salah

satunya menggunakan Polyethylen Glycol (PEG). PEG menyebabkan penurunan

potensial air secara homogen sehingga dapat digunakan untuk meniru besarnya

potensial air tanah (Michel dan Kaufman, 1973). Asay dan Johnson (1983)

menyatakan bahwa simulasi cekaman kekeringan dengan menggunakan larutan

PEG dapat mendeteksi dan membedakan respon tanaman terhadap cekaman

(14)

Seleksi in vitro untuk mendapatkan sifat toleransi terhadap cekaman

kekeringan telah dilakukan untuk mengevaluasi gonotipe kedelai terhadap

kekeringan (Widoretno et al., 2001). Selain itu, PEG telah digunakan pada

tanaman kacang tanah (Hemon, 2009), seledri, kacang hijau, kentang, padi dan

shorgum (Yunita, 2009) serta untuk menyeleksi genotipe jagung toleran dan peka

terhadap cekaman kekeringan pada fase perkecambahan (Efendi, 2009). Metode

menggunakan PEG tergolong sederhana dan singkat, namun memiliki kelemahan

antara lain harga PEG yang relatif mahal dan sering terjadinya kontaminasi

cendawan pada saat benih dikecambahkan, sehingga diperlukan alternatif

pengujian vigor benih yang berkolerasi dengan ketahanan benih terhadap cekaman

kekeringan.

Salah satu alternatif pengujian vigor benih yang telah digunakan untuk

pengujian katahanan benih terhadap cekaman kekeringan adalah metode

pengusangan cepat terkontrol (PCT) atau Controlled Deterioration (CD). Metode

CDT telah banyak dikembangkan untuk mengevaluasi kualitas benih yang

berukuran relatif kecil seperti cabai, bawang, barley dan benih kecil lainnya

seperti wijen (Wafiroh, 2010). Metode ini telah distandarisasi oleh ISTA untuk

benih Brassica disamping metode uji vigor Accelerated Ageing Test (AAT) dan

Conductivity Test (ISTA, 2010). Metode CDT telah digunakan untuk menguji

vigor benih padi terhadap cekaman kekeringan, kondisi CDT yang berkorelasi

dengan cekaman kekeringan untuk padi adalah kondisi kadar air 20%, lama

penderaan 48 jam serta suhu water bath 45°C (Aryati, 2011). Pengujian benih

kacang hijau terhadap cekaman kekeringan dengan metode Controlled

Deterioration Test diharapkan mendapatkan hasil yang sama seperti penelitian

sebelumnya serta dapat digunakan untuk mengembangkan metode pengujian

untuk identifikasi vigor benih terhadap cekaman kekeringan yang lebih mudah

dan sederhana.

Tujuan

Penelitian ini bertujuan untuk :

1. Mencari varietas kacang hijau yang toleran terhadap kondisi kekeringan

(15)

2. Mencari kondisi (kadar air, suhu dan waktu penderaan) CDT yang tepat

untuk menguji vigor benih kacang hijau.

3. Menentukan korelasi viabilitas pada CDT (VCDT) dengan beberapa variabel

vigor kekuatan tumbuh terhadap kekeringan (VKTkekeringan) yang disimulasi

dengan PEG.

Hipotesis

Hipotesis dari penelitian ini adalah:

1. Didapatkan level tekanan osmotik PEG 6000 yang tepat untuk

mengidentifikasi toleransi benih kacang hijau terhadap cekaman

kekeringan.

2. Didapatkan kondisi suhu, kadar air benih dan lama penderaan yang efektif

untuk CDT

3. Terdapat korelasi antara VCDT dengan VKTkekeringan benih kacang hijau hasil

(16)

TINJAUAN PUSTAKA

Tanaman Kacang Hijau secara Umum

Tanaman kacang hijau termasuk famili Leguminosae yang banyak

varietasnya. Secara morfologi tanaman kacang hijau tumbuh tegak. Batang kacang

hijau berbentuk bulat dan berbuku-buku. Batangnya kecil, berbulu, berwarna hijau

kecoklatan dan kemerahan. Tanaman ini bercabang banyak. Daunnya tumbuh

majemuk dan terdiri dari tiga helai anak daun setiap tangkai. Helai daun berbentuk

oval dengan bagian ujung lancip dan berwarna hijau muda hingga hijau tua. Letak

daun berseling. Tangkai daun lebih panjang daripada daunnya sendiri (Purwono

dan Purnamawati, 2007).

Kacang hijau adalah tanaman tropis dataran rendah yang dapat

dibudidayakan pada ketinggian 5 – 700 m dpl. Produksi kacang hijau menurun di

daerah dengan ketinggian di atas 759 m dpl. Tanaman ini dapat tumbuh baik pada

suhu udara optimal antara 25 – 27°C. Tanaman kacang hijau cocok ditanam di

daerah yang memiliki kelembaban udara antara 50 – 80%. Selain itu, tanaman ini

memerlukan cahaya matahari lebih dari 10 jam/hari. Daerah yang memiliki curah

hujan 50 – 200 mm/bulan merupakan daerah yang baik untuk budidaya tanaman

ini. Curah hujan tinggi menyebabkan tanaman mudah rebah dan terserang

penyakit (Purwono dan Purnamawati, 2007). Biji kering kacang hijau

mengandung 55-60% karbohidrat dan 23% protein (Rubatzky dan Yamaguchi,

1998).

Pulau Jawa merupakan penghasil utama kacang hijau di Indonesia, karena

memberikan kontribusi 61% terhadap produksi kacang hijau nasional. Sebaran

daerah produksi kacang hijau nasional adalah NAD, Sumatera Barat, Jawa

Tengah, Jawa Timur, Sulawesi Utara, Sulawesi Selatan, NTB dan NTT. Total

kontribusi daerah tersebut adalah 90% terhadap produksi kacang hijau nasional

dan 70% berasal dari lahan sawah. Tantangan pengembangan kacang hijau di

lahan kering adalah peningkatan produktivitas dan mempertahankan kualitas

(17)

Toleransi Cekaman Kekeringan

Toleransi tanaman terhadap cekaman kekeringan dapat melalui beberapa

mekanisme, yaitu melepaskan diri dari cekaman kekeringan (drought escape)

yaitu tanaman menyelesaikan siklus hidupnya sebelum mengalami stres berat,

dengan berbunga lebih awal atau daun menggulung, bertahan terhadap kekeringan

dengan tetap mempertahankan potensi air yang tinggi dalam jaringan atau yang

biasa dikenal sebagai mekanisme menghindar dari kekeringan (drought

avoidance) dan bertahan terhadap kekeringan dengan potensi air jaringan yang

rendah (Turner dalam Aryati, 2011).

Pengujian benih terhadap cekaman kekeringan dilakukan dengan cara

simulasi kondisi kekeringan menggunakan Polyethylen Glycol (PEG). Simulasi

cekaman kekeringan banyak dilakukan dengan menggunakan larutan osmotikum

yang dapat mengontrol potensial air dalam media tanaman. Asay dan Johnson

(1983) menyatakan bahwa simulasi cekaman kekeringan dengan menggunakan

larutan PEG dapat mendeteksi dan membedakan respon tanaman terhadap

cekaman kekeringan serta tidak bersifat racun bagi tanaman. Polyethylen Glycol

menyebabkan penurunan potensial air secara homogen sehingga dapat digunakan

untuk meniru besarnya potensial air tanah (Michel dan Kaufman, 1973).

Keunggulan sifat PEG tersebut memungkinkan PEG dapat digunakan sebagai

alternatif dalam seleksi genotip jagung fase vegetatif dengan media pasir (Chazen

dan Newman, 1994) dan jagung kondisi kekeringan pada fase perkecambahan

(Ogawa dan Yamauchi, 2006).

Penggunaan larutan PEG 6000 sebagai simulasi cekaman kekeringan

dengan berbagai level tekanan osmotik memberikan respon yang berbeda antar

varietas ditinjau dari variabel daya berkecambah, kecepatan tumbuh, indeks vigor

dan panjang akar. Penelitian Aryati (2011) menyatakan bahwa PEG 6000

bertekanan osmotik -2 bar merupakan level yang tepat untuk mengidentifikasi

toleransi benih padi terhadap cekaman kekeringan. Tiap komoditas memiliki level

tekanan osmotik yang berbeda terhadap cekaman kekeringan. Seleksi in vitro

untuk mendapatkan sifat toleransi terhadap cekaman kekeringan telah dilakukan

pada kacang hijau (Gulati dan Jaiwal dalam Yunita, 2009) serta telah digunakan

(18)

osmotik -0.5 bar, -2 bar, -5 bar dan -10 bar yang ditanam dalam media pasir

(Zayed dan Zeid, 1997), identifikasi somaklonal beberapa varietas padi tahan

kekeringan (Lestari dan Mariska, 2006) serta seleksi genotipe kacang hijau

terhadap cekaman kekeringan pada tekanan osmotik -3 bar (Dutta dan Bera,

2008).

Vigor Benih dan Pengujian Vigor Benih

Menurut Sadjad et al.(1999) vigor benih dapat didefinisikan sebagai

kemampuan benih untuk tumbuh normal pada kondisi yang tidak optimum atau

suboptimum. Benih yang vigor akan menghasilkan tanaman di atas normal jika

ditumbuhkan pada kondisi optimum. Karena kondisi alam/lapangan tidak selalu

optimum, maka benih yang vigor sangat diharapkan. Benih vigor yang mampu

menumbuhkan tanaman normal pada kondisi suboptimum dikatakan memiliki

Vigor Kekuatan Tumbuh (VKT).

Menurut Copeland dan McDonald (2001) terdapat tiga faktor yang

mempengaruhi vigor benih. Faktor yang pertama yaitu faktor genetik benih

meliputi tingkat kekerasan benih, vigor tanaman induk, daya tahan terhadap

kerusakan mekanik dan komposisi kimia benih. Faktor yang kedua yaitu faktor

lingkungan selama perkembangan benih yang meliputi kelembaban dan kesuburan

tanah serta pemanenan benih dan faktor yang ketiga yaitu faktor lingkungan

penyimpanan yang mencakup waktu penyimpanan, lingkungan penyimpanan

(suhu, kelembaban dan persediaan oksigen) dan jenis benih yang disimpan.

Menurut Sadjad et al. (1999) kekuatan tumbuh benih di lapangan selain

ditentukan oleh faktor benihnya juga ditentukan oleh faktor dari luar benih,

misalnya oleh penyakit, kesuburan lahan, kondisi kurang suplai air ataupun

kelebihan air.

Pengujian vigor benih sangat diperlukan untuk mengetahui kualitas benih

yang akan digunakan. Uji vigor benih merupakan metode pengujian untuk

mengevaluasi vigor benih. Copeland dan McDonald (2001) menyatakan bahwa

metode uji benih yang dapat diterapkan harus memenuhi beberapa syarat

(19)

Dayaber k ec amb ah Da yabe rk ecam ba h

objektif, dapat dikembangkan dan berkorelasi dengan pertumbuhan benih di

lapang.

Controlled deterioration test (CDT) atau uji pengusangan cepat terkontrol

merupakan metode pengujian vigor benih untuk mengetahui kualitas benih yang

akan digunakan. Metode CDT menggunakan peralatan yang lebih sederhana dan

kadar air benih diketahui dengan jelas dan terkontrol selama penderaan. Kadar air

awal benih dikendalikan dan disesuaikan ke tingkat yang sama sebelum terkena

suhu tinggi dalam water bath (Rodo dan Filho, 2003). Metode CDT membutuhkan

waktu, kadar air dan suhu pengusangan yang berbeda-beda antar komoditas. Uji

CDT menggambarkan proses kemunduran suatu lot benih. Kadar air, suhu dan

lama penderaan yang sering digunakan dalam metode CDT adalah 20% dengan

suhu 45°C dan periode penderaan 24 jam. Tiap komoditi memiliki perlakuan

kadar air, suhu dan lama penderaan yang berbeda dalam metode CDT (Powell dan

Mattews dalam Aryati, 2011).

Lama penderaan

Sumber: Powell and Matthews dalam Aryati, 2011.

Lama penderaan

Gambar 1. Teori dasar proses kemunduran benih pada CDT.

Gambar 1 merupakan modifikasi proses kemunduran benih pada metode

CDT yang telah dikembangkan oleh Powell dan Matthews. Titik A, B dan C pada

Gambar 1 (a) merupakan kondisi vigor awal lot benih. Ketiga titik berada pada

(20)

sedikit lebih tinggi dibandingkan dengan lot B dan C. Ketiga lot benih mengalami

penurunan vigor yang signifikan ketika diberi stres CDT dengan kondisi yang

tepat seperti terlihat pada Gambar 1 (b). Nilai vigor ketiga lot benih berubah dan

berada pada selang yang sangat lebar seperti yang terlihat antara lot A dengan lot

C ketika benih didera selama periode tertentu yang tepat sesuai dengan spesies

yang digunakan. Lama penderaan merupakan faktor utama yang menyebabkan

perbedaan tingkat vigor benih (Powell dan Matthews dalam Aryati, 2011).

Hasil penelitian metode CDT lainnya telah banyak dilaporkan. Kacang hijau

merupakan tanaman legum. Metode CDT juga telah dilakukan pada legum lainnya

seperti pada Phaseolus vulgaris dengan kondisi CDT suhu 40°C, kadar air 20%

dan lama penderaan 48 jam untuk mengevaluasi vigor beberapa benih Phaseolus

vulgaris (Santos et al., 2003), pada kedelai dengan kondisi CDT suhu 41°C dan

lama penderaan 72 jam untuk menguji ketahanan benih kedelai terhadap deraan

cuaca di lapang (Changrong et al., 2007). Metode CDT dengan kondisi yang

berbeda juga dilakukan pada kedelai yaitu dengan kondisi suhu 45°C, kadar air

15% dan lama penderaan 24 jam untuk menguji vigor benih terhadap salinitas

(Reninta, 2012). Metode CDT dengan kadar air 20% dan lama penderaan 48 jam

merupakan kondisi yang sesuai untuk menguji vigor kekuatan pada benih padi

(21)

BAHAN DAN METODE

Tempat dan Waktu

Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Ilmu dan Teknologi Benih

Departemen Agronomi dan Hortikultura, IPB Darmaga pada bulan Februari –

April 2012.

Bahan dan Alat

Bahan yang digunakan pada penelitian ini meliputi lima lot benih kacang

hijau yaitu varietas Walet, varietas Sriti, varietas Murai, varietas Kutilang dan

varietas Vima-1 yang diperoleh dari Balai Penelitian Kacang-kacangan dan Umbi-

umbian (Balitkabi), Malang. Bahan lainnya yaitu PEG 6000, aquades, aluminium

foil, kertas stensil, plastik PE dan kertas label.

Alat yang digunakan pada percobaan pertama adalah alat pengecambah

benih tipe 72-1, kuas, gelas piala dan magnetic stirrer. Alat yang digunakan pada

percobaan kedua yaitu oven, neraca digital, desikator, sealer, refrigerator, water

bath, alat pengecambah benih IPB tipe 72-1, alat pengepres kertas, pinset dan

handsprayer.

Metode Penelitian

Kegiatan penelitian terdiri dari tiga percobaan. Percobaan pertama yaitu

pengaruh varietas dan tekanan osmotik PEG 6000 terhadap vigor kekuatan

tumbuh benih terhadap kekeringan. Percobaan kedua yaitu pengaruh varietas dan

kondisi CDT (kadar air, suhu serta lama penderaan) terhadap viabilitas. Percobaan

ketiga yaitu uji korelasi antara VCDT pada percobaan pertama dengan VKTkekeringan

pada percobaan kedua.

1. Pengaruh varietas dan tekanan osmotik PEG 6000 terhadap vigor

kekuatan tumbuh benih terhadap kekeringan

Percobaan ini dilaksanakan di laboratorium yang bertujuan untuk

menentukan toleransi benih beberapa varietas kacang hijau terhadap cekaman

(22)

Rancangan yang digunakan adalah Rancangan Kelompok Lengkap Teracak

(RKLT) faktorial dua faktor dengan tiga ulangan. Faktor pertama terdiri dari lima

lot benih yaitu varietas Walet, varietas Sriti, varietas Murai, varietas Kutilang dan

varietas Vima-1. Faktor kedua adalah tekanan osmotik menggunakan PEG 6000

dengan lima taraf yaitu 0, -0.5, -1, -2 dan -3 bar. Kombinasi dari kedua faktor

menghasilkan 25 perlakuan. Masing-masing perlakuan diulang tiga kali sehingga

menghasilkan 75 satuan percobaan dengan tiap ulangan terdiri dari 50 butir benih.

Data yang diperoleh dianalisis menggunakan analisis ragam (Anova) dan pada

perlakuan yang menunjukkan pengaruh yang nyata terhadap variabel yang

diamati, maka diuji lanjut menggunakan DMRT pada taraf nyata 5%.

2. Pengaruh varietas dan kondisi CDT _(kadar _air, _suhu, _serta _lama

penderaan) terhadap viabilitas

Percobaan yang dilaksanakan di laboratorium ini bertujuan untuk

mendapatkan kondisi kadar air benih dan lama penderaan yang efektif untuk

menguji vigor benih. Beberapa varietas kacang hijau yang digunakan yaitu

varietas Walet, varietas Sriti, varietas Murai, varietas Kutilang serta varietas

Vima-1. Rancangan percobaan yang digunakan adalah Rancangan Kelompok

Lengkap Teracak (RKLT) dua faktor. Faktor pertama adalah lot benih dengan

lima taraf yaitu L1, L2, L3, L4 dan L5.

L1 = Varietas Walet L4 = Varietas Kutilang

L2 = Varietas Sriti L5 = Varietas VIMA-1

L3 = Varietas Murai

Faktor kedua adalah perlakuan kondisi tingkat kadar air benih (KA) dan

lama penderaan (P) dengan 16 taraf yaitu: P0, P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8, P9,

P10, P11, P12, P13, P14 dan P15, dengan suhu penderaan 45°C.

P0 = KA 20% dan penderaan 0 jam P5 = KA 22% dan penderaan 24 jam

(23)

P10 = KA 24% dan penderaan 48 jam P13= KA 26% dan penderaan 24 jam

Kombinasi dari kedua faktor menghasilkan 80 perlakuan. Masing-masing

perlakuan diulang sebanyak tiga kali ulangan sehingga total percobaan adalah 240

satuan percobaan. Setiap satuan percobaan terdiri dari 2 x 25 butir benih.

Model percobaan yang digunakan adalah:

Yijk = μ + αi + βj + (αβ)ij + ρk + εijk (i = 1, 2, 3. j = 1, 2,….n. k = 1, 2, 3. )

Keterangan:

Yijk = Nilai pengamatan pada ulangan ke-k yang memperoleh taraf ke-i faktor lot

benih dan taraf ke-j faktor kondisi kadar air benih serta periode penderaan

µ = Nilai tengah umum

αi = Pengaruh taraf ke-i faktor lot benih

βj = Pengaruh taraf ke-j faktor kondisi kadar air dan periode penderaan

(αβ)ij= Pengaruh interaksi antara taraf ke-i faktor lot benih dan taraf ke-j faktor

kondisi kadar air benih dan periode penderaan

ρk = pengaruh kelompok ke-k

εijk= Galat percobaan

Uji lanjut yang digunakan terhadap hasil yang berpengaruh nyata adalah Duncans

Multiple Range Test (DMRT) pada taraf nyata 5%.

3. Uji korelasi antara VCDT pada percobaan pertama dengan VKTkekeringan

pada percobaan kedua

Percobaan ini bertujuan untuk mengetahui tingkat keeratan hubungan

antara tekanan osmotik PEG 6000 terpilih dari hasil percobaan pertama dengan

VCDT hasil percobaan kedua, sehingga dapat diketahui keefektifan metode CDT

sebagai indikator dalam menguji ketahanan benih kacang hijau terhadap cekaman

kekeringan.

Berbagai variabel pengamatan hasil percobaan pertama pada tekanan

osmotik PEG 6000 terpilih selanjutnya dikorelasikan dengan VCDT hasil

percobaan kedua. Analisis data dilakukan dengan menggunakan analisis korelasi

(24)

VCDT ditentukan oleh nilai koefisien korelasi. Disamping itu dilakukan juga

analisis regresi linier sederhana dimana variabel VCDT difungsikan sebagai faktor

X dan variabel VKTkekeringan sebagai faktor Y dalam persamaan regresi tersebut.

Persamaan regresi yang digunakan adalah:

Yi = α + βXi

Keterangan:

Yi = Variabel VKT

α = Intersep

β = Kemiringan atau gradient

Xi = VCDT.

Pelaksanaan

1. Pengaruh varietas dan tekanan osmotik PEG 6000 terhadap vigor

kekeringan

Tahap awal dari percobaan ini adalah dengan menanam benih pada

substrat kertas stensil. Sebelumnya substrat dilembabkan dengan larutan PEG

6000 menggunakan kuas dan volume PEG 6000 pada setiap substrat sama

jumlahnya. Kertas stensil yang digunakan dalam setiap gulungan sebanyak lima

lembar dengan masing-masing lembar kertas stensil membutuhkan 6 ml larutan

PEG 6000. Tingkat tekanan osmotik PEG 6000 terdiri dari lima taraf 0, -0.5, -1, -2

dan -3 bar. Rumus perhitungan tekanan osmotik PEG 6000 menurut Michel dan

Kaufmann (1973) adalah sebagai berikut:

s = - (1.18 x 10-2_)C _– _(1.18 _x ₁₀-4_)C2 ₊ _(2.67 _x ₁₀-4_)CT ₊ _(8.39 _x ₁₀-7_)C2_T

Keterangan:

s = tekanan osmotik larutan (bar)

C = konsentrasi PEG 6000 dalam gram PEG/kg H2O

T = suhu ruangan (°C)

Metode yang digunakan untuk mengecambahkan benih adalah metode uji

kertas digulung didalam plastik (UKDdp) dan selanjutnya dimasukkan ke dalam

(25)

2. Pengaruh varietas dan kondisi CDT _(kadar _air, _suhu, _serta _lama

penderaan) terhadap viabilitas

Tahap awal dari pelaksanaan penelitian ini adalah membuat lot benih dari

kelima lot benih yang digunakan sesuai perlakuan dengan cara meningkatkan

kadar air dari setiap lot benih. Masing-masing lot benih ditingkatkan kadar airnya

menjadi 20%, 22%, 24% dan 26%. Berat benih dengan kadar air yang

dikehendaki diperoleh dengan menggunakan rumus:

W2 = x W1

Keterangan:

A = Kadar air awal dari benih ( % )

W1 = Berat awal benih yang telah diketahui (g)

B = Kadar air yang dikehendaki ( % )

W2 = Berat benih dengan kadar air yang dikehendaki (g)

Benih dimasukkan dalam alumunium foil dan ditambahkan aquades sesuai

perlakuan kadar air benih dengan rumus:

Aquades yang ditambahkan = W2-W1

Benih dalam alumuniun foil yang telah memiliki berat yang sesuai

dimasukkan ke dalam refrigerator bersuhu 4°C dan didiamkan semalaman, agar

benih berimbibisi dan diperoleh benih dengan tingkat kadar air yang diinginkan

sesuai perlakuan. Benih yang telah berkadar air sesuai perlakuan dimasukkan

dalam water bath bersuhu 45°C selama 0, 24, 48 dan 72 jam. Benih kemudian

diuji dengan metode uji kertas digulung dalam plastik (UKDdp) kemudian

dimasukkan dalam alat pengecambah benih (tipe IPB 72-1).

3. Uji korelasi antara VCDT dengan VKTkekeringan

Hasil pada percobaan pertama dan percobaan kedua diuji korelasi dengan

analisis korelasi sederhana antara VKTkekeringan dengan VCDT dan juga diuji

menggunakan analisis regresi linier sederhana. Tingkat hubungan antara

VKTkekeringan dengan VCDT ditentukan oleh nilai koefisien korelasi (r) dan didukung

(26)

VKTkekeringan (%) = +

KA (%) = _‐

Pengamatan

Pengamatan pada percobaan pertama dan kedua di laboratorium dilakukan

terhadap beberapa variabel yaitu:

1. Vigor benih setelah cekaman kekeringan (VKTkekeringan). Pengamatan terhadap

kecambah normal pada pengamatan hari kelima dan ketujuh (ISTA, 2010).

otal benih ang ditanam X 100%

VKTkekeringan = % kecambah normal setelah pada kondisi cekaman kekeringan

KN I = Kecambah normal pada pengamatan pertama yaitu hari kelima

KN II = Kecambah normal pada pengamatan pertama yaitu hari ketujuh

2. Viabilitas benih sesudah penderaan (VCDT). Pengamatan terhadap kecambah

normal pada pengamatan hari kelima dan ketujuh (ISTA, 2010).

VCDT (%) = X 100%

VCDT = % kecambah normal setelah CDT

KN I = Kecambah normal pada pengamatan pertama yaitu hari kelima

KN II = Kecambah normal pada pengamatan pertama yaitu hari ketujuh

3. Kecepatan tumbuh (KCT)

Pengamatan dilakukan setiap hari terhadap pesentase kecambah normal dibagi

nilai etmal. Nilai etmal kumulatif dimulai dengan waktu pengamatan dan

dihitung dengan rumus penentuan kecepatan tumbuh (Sadjad et al., 1999).

KCT =

KCT = kecepatan tumbuh (%/etmal)

N = persentase kecambah normal setiap waktu pengamatan

tn = waktu akhir pengamatan

t =etmal (jumlah jam saat dari tanam dibagi 24 jam)

4. Penetapan kadar air (KA)

Penetapan kadar air dilakukan dengan metode langsung yaitu menggunakan

oven suhu rendah pada suhu 103±2ºC selama 17 jam. Rumus perhitungan

kadar air (ISTA, 2010).

(27)

Keterangan :

M1 = berat wadah

M2 = berat wadah + benih sebelum dioven

M3 = berat wadah + benih setelah dioven

5. Indeks vigor (IV)

Pengamatan dilakukan terhadap jumlah kecambah normal pada hitungan

pertama (first count) yaitu pada hari ke-5.

IV = x 100%

6. Panjang akar (PA)

Diukur mulai dari ujung akar hingga pangkal akar dengan satuan centimeter

pada pengamatan hari ketujuh terhadap kecambah normal.

7. Panjang hipokotil (PH)

Diukur mulai dari pangkal akar hingga pangkal kotiledon dengan satuan

centimeter pada pengamatan hari ketujuh terhadap kecambah normal.

8. Berat kering kecambah normal

Kecambah normal tanpa kotiledon di oven selama 3 x 24 jam dengan suhu

(28)

HASIL DAN PEMBAHASAN

Kondisi Umum

Pengujian benih ditujukan untuk mengetahui mutu atau kualitas dari suatu

lot benih. Kondisi awal benih dari semua lot benih sebelum digunakan memiliki

rata-rata daya berkecambah diatas 90% dan kadar air 8%. Keterangan lebih

lengkap tentang daya berkecambah dan kadar air awal benih dapat dilihat di

Lampiran 1. Lot benih yang digunakan memiliki umur panen yang relatif sama

agar kondisi vigor awal benih juga sama sebelum mendapat perlakuan cekaman.

Pengujian benih pada kondisi cekaman kekeringan dilakukan dengan

menggunakan Polyethylen glycol (PEG) dengan bobot molekul 6000 dan tingkat

tekanan osmotik yaitu 0 bar, -0.5 bar, -1 bar, -2 bar dan -3 bar. Pengujian benih

menggunakan PEG 6000 harus dihitung dengan teliti. Perhitungan kebutuhan

PEG 6000 untuk membuat berbagai tingkat tekanan osmotik dapat dilihat pada

Lampiran 2. Pada proses pengujian masih ditemukan serangan cendawan pada

benih. Serangan cendawan semakin banyak pada tingkat tekanan osmotik yang

lebih tinggi.

Penentuan kadar air benih dari suatu lot benih sangat penting untuk

dilakukan karena laju kemunduran suatu benih dipengaruhi pula oleh kadar airnya

(Sutopo, 2004). Benih sebelum digunakan untuk controlled deterioration test

dinaikkan kadar airnya sesuai dengan perlakuan. Suhu water bath yang digunakan

adalah 45°C dan selalu dijaga kondisinya selama proses penderaan berlangsung.

Kondisi kadar air benih rata-rata setelah dikeluarkan dari water bath cukup sesuai

dengan kadar air perlakuan yang diinginkan. Keterangan lebih lengkapnya dapat

dilihat di Lampiran 3 dan 4.

Keadaan benih setelah perlakuan menggambarkan vigor benih setelah

perlakuan. Benih tidak berkecambah terutama pada tingkat kadar air yang

semakin tinggi (KA 24% dan 26%) dan lama penderaan yang semakin lama (48

jam dan 72 jam). Benih mengalami proses pembusukan dan strukturnya menjadi

lembek, hal tersebut menandakan bahwa benih mulai kehilangan viabilitas dan

(29)

Pengaruh Varietas dan Tekanan Osmotik PEG 6000 terhadap Vigor

Kekeringan

Hasil analisis ragam dari perlakuan pengaruh varietas dan tekanan osmotik

PEG 6000 terhadap variabel persentase kecambah normal (%KN), kecepatan

tumbuh (KCT), indeks vigor (IV), panjang akar (PA), panjang hipokotil (PH) serta

bobot kering kecambah normal (BKKN) menunjukkan respon yang beragam

(Tabel 1).

Tabel 1. Rekapitulasi hasil analisis ragam pengaruh varietas dan tekanan

osmotik PEG 6000 serta interaksi keduanya terhadap variabel yang

diamati Variabel

Varietas Tekanan Interaksi

(L) osmotik (K) (L x K) KK (%)

Pr > F Pr > F Pr > F

%KNt _<0.0001** _<0.0001** _0.0006** _9.03

KCT (%/etmal) t _<0.0001** _<0.0001** _0.0008** _12.95

IV (%) t _<0.0001** _<0.0001** _<0.0001** _8.74

Panjang Akar (cm) t _0.0023** _<0.0001** _0.0386* _11.27

Panjang Hipokotil (cm) t _0.1338tn _<0.0001** _0.0372* _8.03

BKKN (g) t _<0.0001** _<0.0001** _0.0012** _6.94

Keterangan : **) berpengaruh n ata p≤ 0.01 ; *) berpengaruh nyata; p≤ 0.05 ; tn= tidak nyata; KK= Koefisien keragaman ; %KN= persentase kecambah normal; KCT=Kecepatan tumbuh; IV= indeks vigor; BKKN= Bobot kering kecambah

normal; t ₎ _data _sebelum _diolah _dengan _uji _F _{ditransformasi} _(x+0.5)1/2

Faktor varietas menunjukkan pengaruh yang sangat nyata terhadap

variabel %KN, KCT, IV, PA serta BKKN namun pada variabel panjang hipokotil

tidak berpengaruh nyata. Faktor tekanan osmotik PEG 6000 menunjukkan

pengaruh sangat nyata terhadap semua variabel yang diamati. Hasil analisis

statistik menunjukkan adanya interaksi antara varietas dengan tekanan osmotik

PEG 6000 terhadap variabel pengamatan. Pada variabel %KN, KCT, IV dan

BKKN menunjukkan pengaruh yang sangat nyata, sedangkan pada variabel PA

dan PH interaksi keduanya nyata. Pengaruh interaksi varietas dan tekanan osmotik

(30)

Tabel 2. Interaksi varietas dan tekanan osmotik PEG 6000 terhadap

beberapa variabel yang diamati

Varietas Tekanan osmotik PEG 6000

0 -0.5 -1 -2 -3

---Persentase Kecambah Normal---

Walet 95.33 a 96.00 a 84.00 a 36.67 dc 1.33 e Sriti 99.33 a 96.00 a 92.67 a 46.00 bcd 2.00 e Murai 98.67 a 92.00 a 70.00 ab 26.00 d 1.33 e Kutilang 98.67 a 91.33 a 57.33 abc 20.00 d 0.00 e Vima-1 87.33 a 40.00 dc 19.33 d 0.00 e 0.00 e

---Kecepatan Tumbuh (%/etmal)---

Walet 31.50 ab 22.94 cd 15.69 ef 5.81 hi 0.19 j Sriti 32.32 a 24.21 cd 17.22 def 7.13 hi 0.29 j Murai 31.99 ab 20.77 de 11.78 gf 3.83 i 0.19 j Kutilang 31.61 ab 19.26 de 9.69 gh 3.17 i 0.00 j Vima-1 29.00 abc 8.10 h 3.24 i 0.00 j 0.00 j

---Indeks Vigor (%)---

Walet 94.67 a 77.33 ab 43.33 c 5.33 e 0.00 f Sriti 99.33 a 84.67 a 48.67 bc 3.33 ef 0.00 f Murai 98.67 a 79.33 a 20.00 d 0.00 f 0.00 f Kutilang 98.00 a 67.33 abc 16.67 d 4.00 e 0.00 f Vima-1 87.33 a 27.33 d 4.67 e 0.00 f 0.00 f

---Panjang Akar (cm) ---

Walet 12.4 a 11.9 ab 11.9 ab 8.4 abc 3.2 dc Sriti 12.2 ab 10.8 ab 11.1 ab 10.8 ab 0.0 d Murai 12.8 a 11.2 ab 12.0 ab 10.3 ab 0.0 d Kutilang 12.7 a 11.2 ab 10.4 ab 6.9 abc 0.0 d Vima-1 12.3 ab 9.4 ab 6.1 bc 0.0 d 0.0 d

---Panjang Hipokotil (cm) ---

Walet 12.0 a 5.0 c-f 4.2 c-f 2.6 f-h 0.7 hi Sriti 11.1 a 7.9 a-c 4.2 c-f 4.2 c-f 0.0 i Murai 11.1 a 7.6 a-c 5.7 b-e 2.9 a-g 0.0 i Kutilang 10.4 ab 6.7 a-d 4.6 c-f 1.5 gh 0.0 i Vima-1 11.8 a 8.2 a-c 4.9 d-f 0.0 i 0.0 i

---BKKN (g) ---

Walet 1.27 b 0.68 def 0.57 efg 0.11 j 0.01 j Sriti 1.34 ab 1.06 bc 0.44 efg 0.18 ij 0.00 j Murai 1.64 a 0.92 dc 0.35 ghi 0.06 j 0.00 j Kutilang 1.65 a 0.76 de 0.34 ghi 0.03 j 0.00 j Vima-1 1.19 bc 0.32 hi 0.07 j 0.00 j 0.00 j

[image:30.612.107.511.96.695.2]

(31)

Tabel 2 menunjukkan pengaruh tekanan osmotik PEG yang berinteraksi

sangat nyata terhadap kelima varietas yang digunakan. Pada variabel %KN, KCT

dan IV terlihat bahwa pada tekanan osmotik 0 bar, %KN, KCT dan IV pada kelima

varietas yang digunakan masih sama tinggi yaitu berturut-turut berkisar antara

87.33% - 99.33%, 29.00 %/etmal – 32.32 %/etmal dan 87.33% - 99.33%. Pada

variabel PA, PH dan BKKN menunjukkan nilai yang berkisar antara 12.2 cm –

12.9 cm, 10.4 cm – 12.0 cm dan 1.19 g - 1.65 g. BKKN menunjukkan nilai yang

berbeda antara varietas Walet dengan Murai dan Kutilang.

Meningkatnya tekanan osmotik menyebabkan perubahan pada %KN

masing-masing varietas. Pada tekanan osmotik -0.5 bar %KN dengan kisaran nilai

40% - 96% tidak berbeda nyata pada varietas Walet, Sriti, Murai dan Kutilang,

beda nyata terjadi pada varietas Vima-1. Pemberian tekanan osmotik -1 bar

menunjukkan nilai %KN yang tidak berbeda nyata kecuali pada varietas Vima-1.

Peningkatan tekanan osmotik menjadi -2 dan -3 bar menyebabkan %KN pada

semua varietas menurun masing-masing pada kisaran 0.00% - 46.00% dan 0.00%

- 2.00%.

Menurut Sadjad et al. (1999), benih yang cepat tumbuh menunjukkan benih

tersebut mampu mengatasi berbagai macam kondisi suboptimum. Pada variabel

KCT, kondisi awal benih tidak berbeda antar kelima varietas yaitu pada kisaran

29.00 %/etmal - 32.32 %/etmal. Peningkatan tekanan osmotik menjadi -0.5 bar

menyebabkan penurunan KCT yang cukup signifikan dibandingkan pada 0 bar

dengan kisaran nilai 8.10 %/etmal - 24.21 %/etmal. KCT antara varietas Walet,

Sriti, Murai dan Kutilang memiliki nilai yang tidak berbeda nyata. Hanya varietas

Vima-1 yang nilainya berbeda nyata. Hal ini menunjukkan bahwa peningkatan

tekanan osmotik menurunkan nilai KCT benih.

Pada tekanan osmotik -1 bar, nilai KCT varietas Walet tidak berbeda nyata

dengan varietas Sriti dan Murai sedangkan Murai tidak berbeda nyata dengan

Kutilang, varietas Vima-1 merupakan varietas yang paling berbeda nyata dan

memiliki nilai terendah pada kisaran 3.24 %/etmal - 17.22 %/etmal. Kondisi

tekanan osmotik -2 bar menyebabkan benih pada semua varietas hampir tidak

mampu berkecambah dan tidak dapat dibedakan tingkat ketahanan benih kelima

(32)

0.00 %/etmal - 7.13 %/etmal. Hal yang sama terjadi pada tekanan osmotik -3 bar

yang mengakibatkan benih hanya mampu tumbuh pada kisaran nilai KCT sebesar

0.00 %/etmal - 0.29 %/etmal.

Kecepatan tumbuh dan indeks vigor merupakan nilai yang menjadi tolok

ukur vigor benih. Semakin tinggi nilai Kecepatan tumbuh dan indeks vigor

menunjukkan vigor benih yang semakin baik. Indeks vigor benih akibat cekaman

kekeringan dengan simulasi PEG 6000 menunjukkan nilai yang semakin menurun

seiring dengan naiknya tekanan osmotik. Kondisi kelima varietas pada tekanan

osmotik 0 bar benih masih menunjukkan IV yang tidak berbeda nyata pada semua

varietas. Peningkatan tekanan osmotik menjadi -0.5 bar menunjukkan nilai yang

tidak berbeda nyata antara varietas Walet, Sriti, Murai dan Kutilang. Perbedaan

yang nyata hanya terjadi pada Vima-1. Kisaran nilai IV yaitu 27.33% - 84.67%

dengan nilai tertinggi adalah varietas Sriti dan yang terendah adalah varietas

Vima-1. Tekanan osmotik -1 bar mulai terlihat perbedaan IV pada kelima varietas.

IV berada pada rentang nilai 4.67% - 48.67%. Varietas Walet tidak berbeda nyata

dengan Sriti, sedangkan varietas Walet dan Sriti berbeda nyata dengan Murai,

Kutilang dan Vima-1. Kondisi tekanan osmotik -2 bar semua varietas mengalami

penurunan nilai IV dengan kisaran nilai 0.00% - 5.33%. Hal yang sama terjadi

pada tekanan osmotik -3 bar dimana semua benih tidak mampu tumbuh.

Hasil analisis statistik pada variabel panjang akar menunjukkan bahwa nilai-

nilai panjang akar pada tekanan osmotik 0, -0.5 bar dan -1 bar tidak berbeda

nyata. Pengaruh tekanan osmotik pada panjang akar baru terlihat pada tekanan

osmotik -2 bar yaitu tidak berbeda nyata antara varietas Walet, Sriti, Murai dan

Kutilang, perbedaan yang nyata hanya terjadi pada Vima-1. Peningkatan tekanan

osmotik -3 bar benih sudah tidak mampu berkecambah.

Pengamatan pada variabel panjang hipokotil menunjukkan bahwa semakin

ditingkatkannya tekanan osmotik menyebabkan semakin pendeknya panjang

hipokotil. Kondisi 0 bar menunjukkan bahwa kelima varietas memiliki panjang

hipokotil yang tidak berbeda nyata. Peningkatan tekanan osmotik menjadi -0.5 bar

menunjukkan bahwa semua varietas tidak berbeda nyata dengan kisaran nilai

panjang hipokotil 5.0 cm - 8.2 cm. Peningkatan tekanan osmotik menjadi -1 bar

(33)

Peningkatan tekanan osmotik menjadi -2 bar panjang hipokotil berada pada

kisaran nilai 0.0 cm - 4.2 cm dan pada tekanan osmotik -3 bar benih sudah tidak

mampu berkecambah.

Pemberian cekaman terhadap variabel BKKN menunjukkan bahwa pada

kondisi 0 bar varietas Walet berbeda dengan varietas Murai dan Kutilang namun

tidak berbeda dengan varietas Sriti dan Vima-1. Pemberian PEG 6000 tekanan

osmotik -0.5 bar varietas Sriti dan Murai tidak berbeda nyata dan varietas Walet,

Kutilang dan Murai tidak berbeda sedangkan varietas Vima-1 berbeda dengan

keempat varietas lainnya. Kisaran nilai BKKN berada pada 0.32 g - 1.06 g. Nilai

BKKN pada tekanan osmotik -1 bar sudah semakin menurun dan dari kelima

varietas hanya Vima-1 yang berbeda. Kisaran nilai BKKN yaitu 0.07 g - 0.57 g.

Peningkatan tekanan osmotik menjadi -2 dan -3 bar nilai BKKN tidak berbeda

nyata.

Kondisi tekanan osmotik -0.5 bar pada variabel pengamatan kecepatan

tumbuh dan indeks vigor menunjukkan bahwa viabilitas dan vigor benih masih

belum bisa dibedakan kecuali pada Vima-1 yang sudah rendah dan untuk keempat

varietas lainnya masih belum terlihat perbedaan baik dari hasil statistik maupun

dari nilainya antara varietas yang tahan dan tidak tahan terhadap cekaman

kekeringan. Nilai pada variabel KCT dan BKKN sudah terlihat berbeda secara

statistik namun dari kelima varietas hanya bisa membedakan satu varietas yaitu

varietas Vima-1. Peningkatan tekanan osmotik PEG 6000 hingga -1 bar pada

variabel %KN hanya varietas Vima-1 yang berbeda nyata dari keempat varietas

lainnya, sedangkan variabel KCT dan IV sudah bisa membedakan antara kelima

varietas. Kondisi cekaman osmotik -1 bar menunjukkan nilai yang tidak berbeda

nyata pada variabel PA dan PH, sedangkan pada BKKN dari lima varietas hanya

terlihat satu varietas yang berbeda yaitu Vima-1.

Kondisi cekaman tekanan osmotik -1 bar pada variabel KCT varietas Sriti

tidak berbeda nyata dengan varietas Walet dan Murai, Murai tidak berbeda nyata

dengan Kutilang. Varietas Vima-1 berbeda nyata dengan keempat varietas

lainnya. Variabel IV menunjukkan bahwa varietas Walet dan Sriti tidak berbeda

nyata, keduanya berbeda nyata dengan Murai, Kutilang dan Vima-1. Berdasarkan

(34)

cekaman kekeringan. Hal ini sesuai dengan deskripsi varietas Sriti yang

menyatakan bahwa varietas Sriti beradaptasi baik pada keadaan kering (Balitkabi,

2005). Peningkatan tekanan osmotik menjadi tekanan -2 bar dan -3 bar hampir

semua varietas sudah tidak dapat dibedakan karena nilai-nilainya sudah sangat

rendah. Dasar dari pemilihan tingkat tekanan osmotik yang dipilih adalah yang

variabelnya paling banyak membedakan kelima varietas benih. Berdasarkan hal

tersebut, penggunaan PEG 6000 sebagai bahan untuk pengujian cekaman

kekeringan telah sesuai untuk menguji lot benih yang tahan dan tidak tahan

terhadap cekaman kekeringan dengan tekanan osmotik -1 bar dengan variabel

pengamatan KCT dan IV.

Kacang hijau varietas Vima-1 dari tingkat osmotik -0.5 bar dan seiring

peningkatan osmotik menjadi -1 bar, -2 bar dan -3 bar menunjukkan nilai yang

berbeda nyata dengan varietas lainnya. Hal ini menunjukkan bahwa varietas

Vima-1 memiliki vigor yang rendah sehingga tidak mampu bertahan pada kondisi

yang suboptimum. Hal ini diduga karena varietas Vima-1 beradaptasi baik pada

beberapa kondisi lingkungan tumbuh yang berbeda cukup besar, pada musim

hujan dan daerah beririgasi baik (Balitkabi, 2005) sehingga kurang tahan terhadap

cekaman lingkungan yang kurang air. Kondisi tekanan osmotik -2 bar bagi benih

kacang hijau menyebabkan semua varietas sudah mengalami cekaman yang berat

yang ditunjukkan oleh penurunan nilai pada semua variabel pengamatan.

Peningkatan hingga tekanan osmotik -3 bar menyebabkan hampir semua benih

tidak mampu tumbuh dan benih banyak terserang cendawan. Air merupakan

faktor lingkungan yang berpengaruh terhadap proses perkecambahan benih.

Semakin naiknya tekanan osmotik menjadi -2 bar dan -3 bar menyebabkan

peresapan air pada benih menurun sehingga mempengaruhi proses imbibisi benih

yang berakibat pada terganggunya proses perkecambahannya.

Tanaman memiliki mekanisme yang berbeda dalam beradaptasi pada

kondisi cekaman kekeringan. Respon tanaman terhadap kekeringan tergantung

sifat dasar tanaman. Akar merupakan struktur penting dalam proses pertumbuhan

tanaman karena fungsinya sebagai penyerap air dan hara. Salah satu strategi

tanaman toleran dalam menghadapi cekaman kekeringan dimulai pada fase

(35)

yang dalam dan percabangan akar yang banyak (Duborsky dan Gomez-lomeli

dalam Aryati, 2011). Pengamatan pada variabel panjang akar menunjukkan bahwa

pemberian cekaman PEG 6000 tekanan osmotik 0, -0.5, -1 dan -2 bar masih

menunjukkan respon yang sama kecuali pada -2 bar pada varietas Vima-1. Pada

variabel PH menunjukkan respon PH yang semakin pendek bahkan pada tekanan

osmotik -3 bar pada PH, benih banyak terserang cendawan dan tidak mampu

berkecambah. Pengaruh tekanan osmotik PEG 6000 pada variabel panjang

hipokotil antar varietas menunjukkan semakin meningkatnya tekanan osmotik

menjadi -0.5 bar, -1 bar, -2 bar dan -3 bar hipokotil semakin pendek bahkan pada

tekanan osmotik -3 bar benih banyak terserang cendawan dan tidak mampu

berkecambah. Pada tingkat tekanan osmotik -2 dan -3 bar benih mengalami

penurunan nilai pada %KN, KCT, IV, BKKN, panjang akar dan panjang hipokotil

serta benih banyak terserang cendawan. Hal ini sejalan dengan penelitian

Widoretno et al. (2002) pada kedelai, panjang hipokotil kecambah lebih sensitif

terhadap cekaman kekeringan dibandingkan dengan panjang akar kecambah.

Panjang hipokotil pada penelitian tersebut menurun akibat pemberian PEG 6000.

Perkecambahan benih kedelai menurun akibat meningkatnya konsentrasi PEG

pada media perkecambahan. Hal ini diduga terjadi akibat terhambatnya proses

pembelahan sel, pemanjangan sel, atau keduanya akibat cekaman kekeringan yang

disimulasikan dengan PEG.

Kecepatan tumbuh dan indeks vigor benih yang tinggi menunjukkan benih

berkecambah lebih cepat sehingga digolongkan dalam benih yang vigor. Menurut

<