ARIEF DAN SAENONG: UKURAN BIJI DAN PERIODE SIMPAN BENIH JAGUNG
Pengaruh Ukuran Biji dan Periode Simpan Benih terhadap Pertumbuhan dan Hasil Jagung Ramlah Arief dan Sania Saenong
Balai Penelitian Tanaman Serealia Jl. Dr. Ratulangi No. 274, Maros, Sulawesi Selatan
ABSTRACT. Effect of Seed Size and Storage Periode on Growth and Yield of Maize. The study was aimed to evaluate the effect of different seed size and storage period of maize (Zea mays L.) var. Lamuru to plant growth and yield. A field experiment was conducted at the Bontobili Experimental Farm in Gowa district from April to July 2004. Observations were recorded for field emergence percentage, leaf N content at 50 days after sowing, plant height at harvest, days to 50% flowering, and grain yield. No significant interaction effect on all data observed was found between seed size and storage period. Grain yield was not affected by different seed size, but was affected by different storage period. Yield decrease was 38% for large size seed and 54% for small size seed after 18 month storage. Keywords: Seed, quality, maize, growth, yield ABSTRAK. Perbedaan mutu fisiologis benih karena perbedaan ukuran biji dan periode simpan mempengaruhi pertumbuhan dan hasil jagung. Penelitian untuk mengetahui pengaruh ukuran biji dan perode simpan benih terhadap pertumbuhan dan hasil jagung varietas Lamuru dilaksanakan di Instalasi Kebun Percobaan Bontobili, Kabupaten Gowa dari bulan April sampai Juli 2004. Pengamatan dilakukan terhadap persentase tanaman tumbuh, kadar N daun 50 hari setelah tanam, tinggi tanaman saat panen, umur berbunga 50%, dan hasil biji. Tidak terdapat pengaruh interaksi yang nyata antara ukuran biji dan umur simpan benih. Hasil biji tidak nyata dipengaruhi oleh perbedaan ukuran biji, tetapi dipengaruhi secara nyata oleh perbedaan periode simpan. Terjadi penurunan hasil 38% pada tanaman yang berasal dari benih ukuran besar dan 54% dari benih ukuran kecil yang telah disimpan selama 18 bulan.
M
Kata kunci: Benih, mutu, jagung, pertumbuhan, hasil
utu benih mencakup mutu genetik, fisik, dan fisiologis. Mutu fisiologis benih merupakan hasil interaksi antara faktor genetik dengan lingkungan tumbuh tempat benih dihasilkan. Pertumbuhan kecambah yang abnormal di pertanaman biasanya terjadi akibat benih yang ditanam sudah mengalami penurunan mutu. Penelitian menunjukkan bahwa pertumbuhan tanaman jagung yang lambat dan hasil yang rendah disebabkan oleh penggunaan benih yang sudah mengalami penurunan mutu, meskipun daya berkecambahnya relatif tinggi. Menurut Funk et al. (1962) dalam Priestley (1986), penanaman benih jagung yang sudah disimpan lama menyebabkan pertumbuhan kecambah di pertanaman menjadi lebih lambat, letak tongkol lebih rendah, dan tanaman secara individu kurang produktif. Penelitian Gelmond et al. (1978) menunjukkan terjadinya penurunan hasil sorgum yang ditanam dari benih yang telah mengalami penderaan 52
(kadar air 17%, suhu 30oC). Beberapa percobaan di Polandia memperlihatkan penurunan produktivitas gandum dan serealia lain akibat penggunaan benih yang telah mengalami penderaan (Lonc 1984) dalam (Priestley 1986). Ukuran biji berpengaruh terhadap daya simpannya. Untuk beberapa spesies, biji yang lebih kecil dalam suatu lot benih dapat mempunyai masa hidup yang lebih singkat dan laju deteriorasi lebih cepat. Hal ini berkaitan dengan tingkat kemasakan yang belum sempurna, mengingat biji kecil pada lot benih yang sehat adakalanya memiliki vigor dan kemampuan berkecambah yang rendah (Delouche 1990). Vaughan dan Moore (1980) melaporkan bahwa biji kacang tanah yang kecil, viabilitasnya lebih cepat menurun dibanding biji yang lebih besar, dan kemampuan berkecambah awalnya juga lebih rendah. Fenomena serupa juga terjadi pada beberapa tanaman leguminosa pakan ternak (Gaspar et al. 1981). Hasil penelitian Gusta et al. (2003) menunjukkan adanya hubungan antara ukuran biji kanola dengan vigor benih, biomas tanaman, kualitas benih dan hasil. Benih dengan ukuran yang lebih kecil memberi hasil 10-45% lebih rendah. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh beberapa tingkat mutu benih dengan ukuran dan periode simpan berbeda terhadap pertumbuhan dan hasil jagung (Zea mays L.) varietas Lamuru.
BAHAN DAN METODE
Penelitian dilaksanakan di Kebun Percobaan Bontobili, Kabupaten Gowa, pada bulan April sampai Juli 2004. Benih yang digunakan berasal dari lot yang sama yang diperoleh dari percobaan serupa tahun 2003 di Desa Bajeng, Kabupaten Gowa. Benih dengan umur simpan sesuai perlakuan diperoleh dengan menyimpan benih varietas Lamuru dengan kadar air 11%, yang dikemas dalam kantong plastik (polybag) kedap udara dalam suhu kamar antara 28-32ºC masing-masing selama 0, 6, 12, 18 bulan. Pengamatan dilakukan pada waktu yang sama, yaitu setelah 18 bulan. Untuk perlakuan 0, 6, dan
PENELITIAN PERTANIAN TANAMAN PANGAN VOL. 25 NO. 1 2006
HASIL DAN PEMBAHASAN Persentase Tanaman Tumbuh
Hasil pengamatan menunjukkan adanya perbedaan nyata persentase tanaman tumbuh antarperlakuan. Benih yang telah disimpan selama 18 bulan, baik yang berukuran besar maupun kecil mengalami penurunan daya tumbuh, masing-masing 46% dan 38%. Pada periode simpan 0-12 bulan, kemampuan tumbuh benih masih di atas 80% (Gambar 1a).
Persentase tanaman tumbuh 14 HST (%)
Pada umur 14 dan 21 HST jumlah tanaman tumbuh tidak berubah (Gambar 1a, b). Benih dengan periode simpan 12 dan 18 bulan menunjukkan pertumbuhan yang lemah, sedangkan benih dengan periode simpan 0 bulan menunjukkan pertumbuhan yang lebih cepat. Tanaman yang berasal dari biji kecil lebih besar penurunan daya tumbuhnya dibanding biji ukuran besar (Gambar 1a, b, c). Beberapa faktor yang mempengaruhi mutu dan vigor benih antara lain: (a) susunan genetik, mencakup mutu benih seperti integritas mekanik, kandungan protein, ketahanan terhadap penyakit, dan ukuran biji; (b) kondisi lingkungan saat perkembangan biji, termasuk di dalamnya antara lain kesuburan dan kelembaban tanah, kondisi lingkungan setelah tahap pematangan/sebelum panen; (c) penyimpanan benih, termasuk lama penyimpanan, jenis alat simpan, dan lingkungan penyimpanan (suhu, kelembaban nisbi udara, dan kandungan oksigen) (Copeland and Mc Donald 2001).
a 0 bulan
100 80 60
6 bulan 12 bulan
40 20 0
18 bulan
benih ukuran besar
benih ukuran kecil
b
Persentase tanaman tumbuh 21 HST (%)
100
0 bulan
80
6 bulan 12 bulan
60
18 bulan 40 20 0
benih ukuran besar
Persentase tanaman panen (%)
12 bulan yang berturut-turut tertunda pengamatannya 18, 12, dan 6 bulan, sebelum disimpan pada suhu kamar, ditempatkan dalam kulkas (lemari es) dengan suhu 46ºC. Pada suhu tersebut proses metabolisme berjalan sangat lambat, sehingga benih diasumsikan tidak mengalami kemunduran. Penelitian menggunakan rancangan acak kelompok dengan dua faktor. Faktor pertama adalah ukuran benih yaitu (1) diameter >8 mm, dan (2) diameter <8 mm. Faktor kedua adalah lama penyimpanan dalam suhu kamar yaitu: (a) 0 bulan, (b) 6 bulan, (c) 12 bulan, dan (d) 18 bulan. Dengan demikian terdapat delapan kombinasi perlakuan masing-masing dengan tiga ulangan. Petak percobaan berukuran 4,5 m x 5 m. Benih ditanam dengan cara ditugal dengan jarak 75 cm x 20 cm, dua biji/lubang. Penjarangan tanaman dilakukan 7 hari setelah tanam (HST) dengan menyisakan satu tanaman per lubang. Tanaman dipupuk dengan 150 kg N, 45 kg P2O5, dan 45 kg K20/ha. Pemupukan pertama pada 7 HST terdiri atas setengah takaran N dan seluruh P dan K. Sisa pupuk N diberikan pada 21 HST. Parameter yang diamati adalah: 1. Persentase tanaman tumbuh pada 14 HST, 21 HST, dan saat panen. 2. Kadar N daun pada 50 HST. Sampel daun yang diambil adalah yang terletak di depan tongkol yang baru muncul. Daun digunting, dibersihkan, dimasukkan ke dalam kantong plastik lalu dibawa ke laboratorium untuk analisis kadar N daun. 3. Tinggi letak tongkol, diukur dari permukaan tanah hingga buku tertancapnya tongkol teratas. 4. Tinggi tanaman, diukur satu hari sebelum panen, mulai dari permukaan tanah sampai buku terakhir tangkai malai. 5. Umur tanaman saat berbunga 50%. 6. Hasil biji kering tiap petak. 7. Indeks panen, diukur dengan menghitung perbandingan antara bobot biji dengan biomas tanaman, kecuali akar.
benih ukuran kecil
100 c
80
0 bulan 60
6 bulan
40
12 bulan 18 bulan
20 0
benih ukuran besar
benih ukuran kecil
Gambar 1. Persentase tanaman tumbuh umur 14 HST (a), 21 HST (b) dan saat panen (c) di lapangan dari petak dengan benih ukuran besar dan kecil pada beberapa periode simpan (bulan).
53
ARIEF DAN SAENONG: UKURAN BIJI DAN PERIODE SIMPAN BENIH JAGUNG
Kadar N Daun
Pada 50 HST, kadar N daun tertinggi teranalisis dari petak yang menggunakan benih dengan periode simpan 0 bulan dan berukuran besar, yaitu 3,1%, sedangkan kadar N daun terendah yaitu 2,5% teranalisis dari petak yang menggunakan benih berukuran kecil dengan periode simpan 18 bulan (Gambar 2). Menurut Jones et al. (1992), kadar N daun jagung 2,0-2,6% tergolong rendah. Tanaman jagung yang ditanam dari benih ukuran kecil dan telah disimpan 12 dan 18 bulan menghasilkan kadar N daun yang tergolong rendah, masing-masing 2,53% dan 2,52% (Gambar 2). Defisiensi N menyebabkan laju pertumbuhan tanaman menurun, dan proses penuaan daun lebih cepat (Hay and Walker 1989). Menurut Spraque dan Dudley (1988), kadar N daun di depan tongkol sebesar 2,9% saat bunga jantan terbentuk (silking) berkorelasi dengan hasil biji. Pengaruh utama N pada fotosintesis tanaman adalah melalui peningkatan intersepsi cahaya. Nutrisi N berpengaruh terhadap ukuran dan morfologi kloroplas. Kadar N daun dari perlakuan biji besar dengan umur simpan 0 bulan lebih besar dari 2,9%, merupakan gambaran pertumbuhan yang dapat memberikan hasil yang tinggi dengan asumsi tidak ada cekaman lingkungan yang ekstrim.
Perbedaan ukuran benih yang ditanam tidak menunjukkan perbedaan yang nyata terhadap kadar N daun, namun umur simpan benih nyata berpengaruh. Hal ini mengindikasikan bahwa vigor awal benih yang rendah akan mempengaruhi pertumbuhan tanaman melalui pertumbuhan kecambah yang lemah. Pertumbuhan kecambah yang lemah dapat menghambat kemampuan tanaman muda untuk menyerap hara. Akibatnya, pasokan hara untuk menunjang pertumbuhan tanaman menjadi terbatas. Gangguan terhadap penyerapan hara dalam penelitian ini terlihat pada rendahnya kadar N daun tanaman. Letak Tongkol, Tinggi Tanaman, dan Umur Berbunga
Posisi tongkol dan tinggi tanaman saat panen disajikan pada Gambar 3a, b. Ukuran biji dan periode simpannya berpengaruh nyata terhadap letak tongkol dan tinggi tanaman. Benih dengan periode simpan yang lebih lama menghasilkan tanaman yang lebih rendah dengan letak tongkol yang lebih pendek. Hal ini menunjukkan adanya faktor pembatas pertumbuhan tanaman dari benih dengan viabilitas dan vigor awal yang lebih rendah. Hambatan terhadap penyerapan unsur N dari dalam tanah mengganggu proses pertumbuhan dan perkembangan tanaman secara keseluruhan. Hal ini terlihat pada rendahnya kadar N daun tanaman dari benih ukuran kecil dan penyimpanan lebih lama, yaitu 2,52% untuk benih yang disimpan selama 12 dan 2,53% untuk benih yang disimpan18 bulan. Penelitian ini menunjukkan bahwa periode simpan yang lebih lama menyebabkan
Tinggi letak tongkol (cm)
Lemahnya pertumbuhan kecambah yang tumbuh dari benih yang telah disimpan 12 dan 18 bulan terkait dengan vigor awal benih yang ditanam dan faktor lingkungan tumbuh, seperti kelembaban dan tekstur serta struktur tanah. Hal ini berbeda dengan benih yang disimpan pada periode 0 dan 6 bulan yang menunjukkan pertumbuhan kecambah yang lebih vigor pada kondisi lingkungan tumbuh yang sama. Vigor awal yang rendah pada benih ditunjukkan oleh akar tanaman yang lebih pendek, baik yang berasal dari biji besar maupun biji kecil, bobot kering kecambah yang lebih ringan, keserempakan tumbuh dan daya berkecambah yang lebih rendah.
a
95.00 90.00 85.00 80.00 75.00 70.00 65.00
0 bulan 6 bulan 12 bulan 18 bulan benih ukuran besar
benih ukuran kecil
3
0 bulan 6 bulan 12 bulan 18 bulan
2.5 2 1.5 1 0.5 0
190
b
180
0 bulan 6 bulan
170
12 bulan
160
18 bulan
150 benih ukuran besar
benih ukuran besar
benih ukuran kecil
benih ukuran kecil
Gambar 2. Kadar N daun umur 50 HST dari benih ukuran besar dan kecil pada beberapa periode simpan (bulan).
54
Tinggi tanaman panen (cm)
Kadar N daun (%)
3.5
Gambar 3. Tinggi letak tongkol (a) dan tinggi tanaman saat panen (b) dari petak dengan benih ukuran besar dan kecil pada beberapa periode simpan (bulan).
PENELITIAN PERTANIAN TANAMAN PANGAN VOL. 25 NO. 1 2006
0 bulan 55
6 bulan 12 bulan
54
18 bulan
53 52 benih ukuran besar
benih ukuran kecil
Hasil pipilan kering (t/ha)
Umur berbunga (hari)
56
a
6.00
0 bulan
5.00
6 bulan 12 bulan
4.00
18 bulan
3.00 2.00 benih ukuran besar
benih ukuran kecil
Gambar 4. Umur 50% tongkol keluar rambut jagung varietas Lamuru dari benih ukuran besar dan kecil pada beberapa periode simpan (bulan). 0.45
tanaman dan letak tongkol menjadi lebih rendah (Gambar 3a, b). Rata-rata umur 50% tongkol keluar rambut lebih awal pada benih dengan periode simpan lebih lama (Gambar 4). Hal ini menunjukkan translokasi asimilat ke biji lebih awal terjadi. Hasil Biji Kering dan Indeks Panen
Hasil biji kering berkisar antara 2,49-5,76 t/ha dan indeks panen 0,26-0,39 (Gambar 5a, b). Hasil jagung pada kadar air 14% tidak berbeda nyata akibat perbedaan ukuran benih, namun periode simpan berpengaruh nyata terhadap hasil biji kering. Tanaman dari benih yang disimpan 18 bulan memberikan hasil terendah, yaitu 3,58 t/ha untuk biji besar dan 2,49 t/ha untuk biji kecil (Gambar 5a). Dalam penelitian ini terlihat adanya penurunan hasil yang nyata antara penggunaan benih dengan periode simpan 0 bulan dan 18 bulan sebesar 38% untuk benih berukuran besar dan 54% untuk benih berukuran kecil. Tidak terdapat pengaruh interaksi yang nyata dari perlakuan ukuran benih dan umur simpannya terhadap hasil biji kering. Dari hasil penelitian ini terlihat adanya penurunan hasil yang nyata antara penggunaan benih dengan umur simpan 0 bulan dan 18 bulan sebesar 37,9% untuk benih berukuran besar dan 53,7% untuk benih berukuran kecil (Gambar 5a). Penurunan hasil yang cukup besar akibat penggunaan benih dengan mutu awal rendah diawali dengan pertumbuhan kecambah jagung yang lambat, kurangnya jumlah tanaman tumbuh, lambatnya pertumbuhan tanaman, dan tidak tahannya terhadap cekaman lingkungan seperti kekurangan air atau suhu yang terlalu tinggi. Dalam masa pertumbuhan tanaman jagung, terutama menjelang fase reproduktif, curah hujan di lokasi penelitian hanya 29 mm yang terdistribusi pada minggu pertama bulan Juni, sedangkan curah hujan pada minggu kedua Juli 2004 hanya 24 mm. Suhu udara yang panas dan curah hujan yang rendah sejak fase awal
Indeks panen
b 0.40
0 bulan 6 bulan
0.35
12 bulan 18 bulan
0.30 0.25 benih ukuran besar
benih ukuran kecil
Gambar 5. Hasil biji kering (a) dan indeks panen (b) jagung varietas Lamuru dari petak dengan benih ukuran besar dan kecil pada beberapa umur simpan (bulan).
reproduktif hingga saat panen diduga turut mempengaruhi aktivitas tanaman dalam fase reproduktif. Meskipun dilakukan pemberian air, namun cekaman suhu udara yang panas diduga turut mempengaruhi proses metabolisme tanaman jagung, terutama proses pengisian biji yang dapat menjadi terhambat, karena meningkatnya laju respirasi pada siang ataupun malam hari. Indeks panen dari seluruh perlakuan berkisar antara 0,26-0,39, tertinggi pada perlakuan yang menggunakan benih dengan lama simpan 0 bulan. Selanjutnya terjadi penurunan indeks panen pada tanaman dari benih yang telah lama disimpan. Pada Gambar 5a dan b, terlihat peningkatan hasil sejalan dengan peningkatan indeks panen.
KESIMPULAN
Benih dengan diameter >8 mm dan <8 mm memiliki persentase tanaman tumbuh yang tidak berbeda nyata, baik pada 14 HST dan 21 HST, maupun saat panen. Kadar N daun 50 HST, tinggi tongkol, tinggi tanaman, umur berbunga, dan hasil biji kering juga tidak berbeda nyata. Benih berukuran kecil dan besar memberikan hasil yang tidak berbeda, kecuali benih yang disimpan 18 bulan. Penyimpanan benih hingga 12 bulan menurunkan hasil biji, baik yang ditanam dari benih ukuran besar maupun berukuran kecil. Penurunan hasil 38% terjadi 55
ARIEF DAN SAENONG: UKURAN BIJI DAN PERIODE SIMPAN BENIH JAGUNG
pada tanaman yang berasal dari benih ukuran besar dan 54% dari benih ukuran kecil setelah disimpan 18 bulan.
DAFTAR PUSTAKA Copeland, L.O. and M.B. Mc Donald. 2001. Seed vigor and vigor testing. Seed Sci. and Technol. p.165-188.
Delouche. 1990. Determinants of seed quality. Principles of Seed Quality. Seed Technol. Lab., Missisipi State Univ. USA. Gaspar, S., A. Bus and J. Banyai. 1981. Relation Between 1000 – seed weight and germination capacity and seed longevity in small seeded fabaceace. Seed Sci. Techno. 9:457-67.
56
Gelmond, H., I. Luria, L.W. Woodstock, and M. Perl. 1978. The effect of accelerated aging of sorghum seeds on seedling vigour. J. Exp. Bot. 29:489-95.
Gusta, L.V., E.N. Johnson, N.T. Nesbitt, and K.J. Kirkland. 2003. Effect of seeding date on canola seed vigor. Can. J. Plant Sci. Hay, R.K.M and A.J. Walker. 1989. An introduction to the physiology of crop yield. Longman Scientific and Technical. England.
Jones, J.B. B., B. Wolf and H.A. Mills. 1992. Plant analysis handbook, a practical sampling, preparation analysis and interpretation guide. Micro – Macro Publishing, Inc. Priestley, D.A. 1986. Seed aging. Comstcok Publishing Associates. A Division of Cornell Univ. Press. Sprague, G.F. and J.W. Dudley. 1988. Corn and corn improvement. Third ed. Agronomy No. 18. Madison, Wisconsin, USA.
Vaughan, C.E. and R.P. Moore. 1978. Tetrazolium evaluation of the nature and progress of deterioration of peanut (Arachis hypogeae L.) seed in storage. Proc. Assoc. off. Seed Anal. 60:104-117.
