The effect of life storage, temperature and light on seed viability of
Artemisia annua
L.
Harto Widodo, Nurul H. Listyana, Rahma Widyastuti
Balai Besar Litbang Tanaman Obat dan Obat Tradisional Badan Litbang Kesehatan, Kementerian Kesehatan RI
Jl. Lawu, Tawangmangu, Karangnyar, Jawa Tengah
ABSTRAK
Kebutuhan Artemisinin sebagai obat untuk penyembuhan malaria semakin meningkat seiring dengan ditetapkannya Artemisinin-based Combination Therapies (ACTs) oleh WHO. Sejauh ini cara yang paling
ekonomis untuk mendapatkan bahan adalah melalui budidaya Artemisia annua L. Keberhasilan
budidaya sangat ditunjang oleh penyediaan bibit yang bermutu, yang pada gilirannya menuntut ketersediaan benih yang berkualitas. Untuk itu dilakukan penelitian pengaruh umur simpan, suhu dan cahaya terhadap daya perkecambahan benih A. annua L. Percobaan ini menggunakan rancangan
Acak Lengkap. Benih disimpan selama 22 bulan pada suhu ruangan dan lemari pendingin (12°C), serta dikecambahkan pada kondisi gelap dan terang. Setiap bulan diamati perubahan fisik dan daya kecambahnya. Hasil menunjukkan bahwa benih kehilangan daya kecambah (d.k.) setelah disimpan selama 12 bulan pada suhu ruangan (d.k.: 3,78%), sedangkan penyimpanan pada lemari pendingin walaupun telah menunjukkan penurunan d.k. benih masih cukup tinggi (85%) selama penyimpanan selama 21 bulan. A. annua L. dalam perkecambahannya memerlukan adanya cahaya. Tidak adanya
cahaya dapat menurunkan d.k.hingga 53,74%. Umur simpan benih A. annua L. semakin pendek
dengan adanya hama yang menyerang benih selama penyimpanan.
Kata kunci: artemisinin, obat anti-malarial, Artemisia annua L.
ABSTRACT
The use of artemisinin tends to increase due to WHO regulation that stated of artemisinin as Artemisinin-based Combination Therapies (ACTs) for anti-malarial drug. So far, artemisinin production still rely on the cultivation of Artemisia annua as the plant source of artemisinin. Seedling have been known play an important role in the production as well as the artemisinin content of Artemisia annua. The study on the life storage, effect of temperature and light of Artemisia annua seed viability was conducted in order to
know the viability of the seed. The seed was kept for 22 months both in 24oC room temperature and in the
refrigerator (4 C), and it was observed every month for its physical change and viability. The seed was germinated in the dark and light condition. The study showed that seed kept in the room temperature
(24oC) have the low viability of (3,78%) after 12 months, while the seed kept in the refrigetaor still
have the high viability of (85%) for 21 months. For the germination, Artemisia seed tends to need light condition rather than in the dark condition. The dark condition could decrease the viability of Artemisia seed up to 53.74%.
PENDAHULUAN
Artemisinin merupakan senyawa seskuiterpen yang dihasilkan oleh tanaman
Artemisia annua dan merupakan obat harapan
baru untuk mengatasi malaria karena artemisinin mampu bereaksi cepat dengan daya bunuh tinggi dalam memerangi Plasmodium falciparum dan
Plasmodium vivax termasuk strain-strain yang
multi resisten terhadap obat (Griffee, 2006; Yang Li, Hao Huang dan Yu Lin Wu, 2006). Herba A.
annua telah lama dimanfaatkan sebagai obat
tradisional untuk mengatasi penyakit demam dan malaria di Cina. Dari sekitar 300 spesies dalam genus Artemisia hanya beberapa yang mengandung artemisinin antara lain A. annua, A.
apiacea dan A. lancea (Klayman, 1985).
Permintaan artemisinin terus meningkat sejak WHO menetapkan Artemisinin-based
Combination Therapies (ACTs) untuk mengobati
malaria. WHO mengindikasikan kebutuhan ACTs pada tahun 2003 sekitar 2 juta pengobatan meningkat menjadi 30 juta pada tahun 2004 dan 70 juta pada tahun 2005. Bahkan untuk memenuhi kebutuhan ACTs dengan harga yang terjangkau dibutuhkan sekitar 580 juta sampai akhir tahun 2006 (Griffee, 2006), dengan demikian dibutuhkan bahan baku yang sangat besar untuk mengantisipasi kebutuhan ini.
Artemisinin dapat diproduksi dengan cara sintesis, namun sulit dilakukan dan memerlukan biaya yang besar (Geldre and Eechout, 1997), sampai saat ini bahan baku utama untuk artemisinin masih bersumber dari tanaman. Budidaya merupakan cara yang secara ekonomi lebih layak dilakukan untuk produksi artemisinin. Salah satu kunci keberhasilan budidaya adalah ketersediaan bibit yang bermutu tinggi. Bibit yang berkualitas akan meningkatkan kualitas
hasil panen yang diinginkan baik kualitas maupun kuantitas. Perbanyakan A. annua secara
generatif atau menggunakan biji merupakan cara yang paling umum dilakukan. Oleh karena itu untuk menyediakan bibit A. annua yang baik,
bibit harus berasal dari benih yang berkualitas yang dapat diperoleh dari pemanenan biji dari induk yang mempunyai sifat unggul. Namun tanpa pengelolaan hasil panen yang baik, biji yang berkualitas sekalipun akan kehilangan sifat-sifat keunggulannya.
Penanganan paska panen yang baik dapat mempertahankan vigor biji. Kondisi yang suboptimum selama penyimpanan biji akan menurunkan kualitas biji seperti meningkatnya jumlah biji yang rusak, daya kecambah yang semakin menurun dan kemampuan tumbuh yang rendah. Hal ini dikarenakan oleh vigor biji yang mengalami penurunan. A. annua
menghasilkan biji yang tergolong dalam biji rekalsitran, sering kali biji yang tergolong jenis tersebut kurang tahan bila disimpan pada kondisi biasa. Tanpa penanganan yang baik biji akan kehilangan daya tumbuhnya meskipun dalam jangka waktu penyimpanan yang relatif pendek. Bertolak dari hal-hal tersebut di atas maka perlu dilakukan penelitian untuk mengetahui umur simpan biji dan suhu penyimpanan yang dapat mempertahankan viabilitas biji A. annua.
METODE PENELITIAN
Penelitian ini dilaksanakan di Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Tanaman Obat dan Obat Tradisional (B2P2TO-OT) Tawangmangu pada bulan Agustus 2006 sampai Mei 2008. Biji A.
annua diperoleh dari kebun koleksi B2P2TO-OT,
biji dari panen dijemur selama 3 hari dan diukur kadar airnya dan selanjutnya disimpan dalam
kantong plastik. Biji dibagi menjadi 2 bagian, satu bagian disimpan dalam suhu ruangan dan bagian lainya dalam lemari pendingin. Masing-masing sebanyak 50 g yang dibagi dan dimasukkan dalam 5 kantong benih yang terbuat dari alumunium foil sehingga dalam setiap kantong berisi 10 g benih. Selanjutnya setiap bulan diamati perubahan fisik dan diuji daya kecambahnya. Uji daya kecambah biji dilakukan di petridish. Uji daya kecambah terdiri dari 3 ulangan dan masing-masing ulangan terdiri dari 6 petridish, masing-masing terdiri dari 100 benih. Petridish dilapisi dengan kertas tisu dan dibasahi dengan
aquadest, pengecambahan dilakukan pada
dua kondisi: gelap dan terang. Untuk kondisi gelap benih yang telah disemai dalam petridish selanjutnya dibungkus dengan kertas yang tidak tembus cahaya. Hasil pengamatan dianalisis secara deskriptif.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Daya kecambah benih Artemisia
annua selama penyimpanan 1-18 bulan
menunjukkan adanya kecenderungan penurunan. Pengecambahan dalam keadaan gelap menunjukkan penurunan daya kecambah, bahkan dengan tidak adanya cahaya penurunan daya kecambah mencapai 53,74% (Tabel 1). Pada awal masa penyimpanan sampai bulan ke-4 pada penyimpanan di suhu ruang dan pada bulan ke-10 pada refrigerator, benih terlihat ada kecenderungan meningkat viabilitasnya, dimana keduanya pada pengecambahan dengan cahaya. Hal yang sama juga diungkapkan oleh Griffee (2006) untuk berkecambah A. annua
membutuhkan cahaya (sinar matahari), suhu 18-20°C dan kelembaban yang tinggi. Penutupan dengan tanah setelah benih disebar di lahan merupakan faktor utama kegagalan dalam pembibitan A. annua.
Tabel 1. Daya kecambah biji Artemisia annua L. selama penyimpanan
No Bulan Ke Tempat Penyimpanan
Suhu ruangan Lemari pendingin
Terang Gelap Terang Gelap
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 0 *) Satu Dua Tiga Empat Lima Enam Tujuh Delapan Sembilan Sepuluh Sebelas Duabelas Tigabelas Empatbelas Limabelas Enambelas Tujuhbelas Delapanbelas 63,83% 81,76% 80.26% 81,67% 82,57% 77,68% 71,51% 56,21% 25,25% 16,36% 11,41% 06,92% 03,26% -46,25% 37,82% 41,66% 68,89% 71,86% 72,27% 70,91% 56,36% 16,16% 15,65% 14,64% 07,23% 03,68% -63,83% -89,35% -89,52% -90,13% -88,72% -87,32% -85,56% 46,25% -74,34% -77,63% -74,80% -68,72% -68,74% -69,01%
Daya kecambah benih A. annua pada umur
5 hari setelah dipanen ternyata lebih rendah daripada setelah disimpan selama 1-6 bulan (Tabel 1). Hal ini kemungkinan disebabkan benih A. annua mengalami dormansi seperti
diungkapkan oleh Justice dan Bass (2002) bahwa dormansi benih dijumpai pada hampir semua kelompok atau kelas tanaman yang baru dipanen. Dijelaskan pula oleh Wincister dalam
Justice dan Bass (2002) bahwa daya kecambah
Cenchrus ciliaris (rumput gajah) meningkat
dari 3% menjadi 79% setelah disimpan selama 13 bulan. Daya kecambah benih A. annua L.
meningkat setelah biji disimpan selama 1-4 bulan pada kondisi ruangan, sedangkan bila benih disimpan dalam lemari pendingin peningkatan daya kecambah masih terjadi hingga bulan ke-9. Lama dan suhu penyimpanan dapat mengurangi ataupun menghilangkan dormansi benih. Penyimpanan pada lemari pendingin tampaknya
dapat meningkatkan daya kecambah benih. Biji (achene) A. annua mempunyai ukuran
yang kecil, dengan diameter hanya 0,2-0,4 mm (Tabel 2). Benih ini diperoleh dari bunga
A. annua (Gambar 1a) yang dipanen setelah
bunga menghasilkan biji dan malainya mulai mengering (masak fisiologis). Bunga dipisahkan malai dan dibersihkan dari ranting dan daun, selanjutnya dikeringkan. Biji yang akan dihitung daya kecambahnya dipisahkan dari bagian bunga lainnya (Gambar 1e). Daya kecambah biji dihitung tiap bulan selama masa penyimpanan disajikan dalam Tabel 2.
Tabel 2. Diskripsi benih Artemisia annua L.
No Uraian Diskripsi Benih
1. 2. 3. 4. 5. Warna Panjang Diameter Berat 1000 biji Kadar air
Abu abu kecoklatan
0,5 – 0,8 mm 0,2 – 0,4 mm 60 – 65 mg
14%
Keterangan:
a. Malai bunga majemuk Artemisia annua L
b. Bunga Artemisia annua L yang telah mengandung bakal biji
c. Bunga hermaprodit dengan bakal biji
d. Bunga hermaprodit dengan biji yang telah terbentuk
e-f. Biji masak Artemisia annua L.
Pengamatan perkecambahan biji menunjukkan bahwa biji A. annua L. mulai
berkecambah pada hari ke dua hingga hari ke sembilan setelah disemai, rata-rata benih berkecambah pada hari ke 2-5. Jumlah benih berkecambah paling banyak terjadi pada hari ke tiga (Gambar 2). Perkecambahan benih yang disimpan dalam lemari pendingin lebih serempak, jumlah benih yang berkecambah telah mencapai jumlah yang maksimal pada hari ke tujuh (Gambar 3). Sedangkan benih yang disimpan pada suhu ruangan benih masih berkecambah hingga hari ke 14.
0 10 20 30 40 50 60 70 3 5 7hari9 11 13 15
jumlah benih berkecambah
s u h u r u a n g a n + t e r a n g s u h u r u a n g a n + g e la p le m a r i p e n d in g in + t e r a n g le m a r i p e n d in g in + g e la p
Gambar 2. Rata-rata perkecambahan benih Artemisia annua L. 0 20 40 60 80 100 1 3 5hari 7 9 11 benih berkecambah (%) s u h u r u a n g a n + t e r a n g s u h u r u a n g a n + g e la p le m a r i p e n d in g in + t e r a n g le m a r i p e n d in g in + g e la p
Gambar 3. Total perkecambahan benih Artemisia annua L.
Benih A. annua L. yang disimpan dalam
kantong plastik pada suhu ruangan masih menunjukkan kondisi yang baik hingga bulan ke-6, benih tidak menggumpal dan tidak dijumpai hama perusak biji. Benih yang disimpan pada bulan ke-7 mulai tampak adanya gumpalan, pada bulan ke-9 jumlah gumpalan semakin banyak hingga mencapai lebih dari 50%. Adanya gumpalan pada benih dikarenakan dijumpainya hama perusak biji. Kerusakan biji semakin banyak dengan semakin banyaknya gumpalan, hal ini juga diikuti dengan penurunan daya kecambah benih (Tabel 1 dan Tabel 4).
Proses kemunduran benih berlangsung terus dengan semakin lamanya benih disimpan sampai akhirnya semua benih kehilangan daya kecambahnya. Proses ini semakin dipercepat dengan adanya kondisi lingkungan yang tidak menguntungkan, antara lain: kadar air yang semakin meningkat, suhu penyimpanan yang tinggi, kerusakan mekanik selama pengumpulan maupun penyimpanan benih seperti adanya hama yang merusak dan memakan biji serta adanya penyakit perusak biji seperti jamur.
Tabel 3. Pengamatan Fisik Benih Artemisia annua L.
No Pengamatan Bulan ke Kondisi Fisik Benih
Suhu ruangan Lemari Pendingin
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 0 (Agustus) 1 (September) 2 (Oktober) 3 (Nopember) 4 (Desember) 5 (Januari) 6 (Februari) 7 (Maret) 8 (April) 9 (Mei) 10 (Juni) 11 (Juli) 12 (Agustus) 15 (November) 18 (Februari) 21 (Mei) Baik Baik Baik Baik Baik Baik Baik Ada gumpalan (+) Ada gumpalan (++) Ada gumpalan (+++) Ada gumpalan (++++) -Baik Baik Baik Baik Baik Baik Baik Baik Baik Baik Baik Baik Baik Baik Baik Baik Keterangan:
Baik : tidak menggumpal, tidak ada hama
(+) : ada gumpalan kurang dari 10% dari jumlah biji yang disimpan
(++) : ada gumpalan antara 10-25% dari jumlah biji yang disimpan
(+++ : ada gumpalan antara 25-50% dari jumlah biji yang disimpan
(++++) : ada gumpalan lebih dari 50% dari jumlah biji yang disimpan
- : tidak diamati
Penyimpanan pada suhu ruangan dan kantong plastik yang tidak kedap udara menyebabkan kelembaban benih meningkat. Peningkatan kadar air benih dan suhu lingkungan yang mendukung (18-22°C) mendorong terjadinya proses respirasi pada benih, yang berakibat terjadinya pembongkaran cadangan makanan. Sedangkan penyimpanan pada lemari pendingin proses respirasi lebih kecil (karena kelembaban dan suhu yang lebih rendah) sehingga umur simpan benih dapat lebih lama. Selain itu pada suhu ruangan merupakan kondisi lingkungan yang baik untuk perkembangan hama dan penyakit yang merusak benih. Hama yang dijumpai selama penyimpanan benih adalah: a.
Larva Kaper (famili Pyrullidae), b. Hama gudang famili Curculionidae dan c. Hama dari famili Scolytidae (Gambar 4.) Selain itu sewaktu benih disemaikan, benih yang belum berkecambah seringkali dimakan semut.
Gambar 4. Jenis hama dan tipe perubahan tekstur benih Artemisia annua L. Keterangan:
1.a. larva dari famili Pyralidae, 1.b. dewasa,1.c. tekstur benih A. annua L. 2.a. hama dari famili Curculionidae, 2.b. tekstur benih A. annua L. 3.a. hama dari famili Scolytidae, 3.b. tekstur benih A. annua L.
KESIMPULAN
Benih A. annua L. setelah dikeringkan
dapat disimpan selama 6 bulan pada suhu ruangan. Penyimpanan dalam lemari pendingin dapat meningkatkan umur simpan benih dan mengurangi kerusakan benih dari hama dan penyakit. Untuk berkecambah benih A. annua
L. memerlukan adanya cahaya, tidak adanya cahaya dapat mengurangi daya kecambah hingga 53,74%.
DAFTAR PUSTAKA
Geldre E., Van A. Vergaue, and Van Den Ecchout.
1997. State of Art Production of Antimalarial Compound Artemisinin Plants. Planta
Molecular Biology., 33:199-209.
Griffee P. 2006 Artemisia. Spesies Plantarum
2:847-848: 2006. (cited: May, 20 2007) Available from: http://www.ecoport.org/ ep?Plant=3392.
Justice OL., Bass, dan Louis N. 2002. Prinsip
dan Praktik Penyimpanan Benih. PT. Raja
Granfindo Persada, Jakarta. 446 hal.
Klayman, D. 1985. Qinghaosu (Artemisinin): An
Antimalarial Drug From China Science.
Li Y., Wu YL., dan Huang H. 2006. Qinghaosu (Artemisinin) A Fantastic Anti Malarial Drug From a Tradicional Chinese Medicine Chemistry of Bioactive Natural Product,
edited by Xiao-Tian and Weishou Fang. John
