Prosiding Pekan Serealia Nasional, 2010
ISBN : 978-979-8940-29-3
Deteksi Dini Mutu dan Ketahanan Simpan Benih Jagung Hibrida F1 Bima 5 Melalui Uji Pengusangan Cepat (AAT) Fauziah Koes dan Ramlah Arief
Balai Penelitian Tanaman Serealia Jl. Dr. Ratulangi No. 274 Maros 90514, Sulawesi Selatan
Abstrak Kunci keberhasilan penyimpanan benih ortodoks seperti jagung terletak pada pengaturan kadar air. Daya simpan jagung dipengaruhi oleh kadar air biji sebelum penyimpanan, alat pengemas yang digunakan, dan kondisi ruang penyimpanan. Tujuan penelitian adalah untuk menentukan ketahanan simpan benih F1 hybrida Bima 5 pada berbagai tingkat kadar air. Benih F1 Bima 5 ditanam di Bajeng kabupaten Gowa pada MK 2009. Setelah benih dipanen dan dikeringkan, dilakukan pengujian ketahanan simpan benih melalui accelerated aging treatment (pengusangan buatan) pada 5 tingkat kadar air yaitu 8%, 10%, 12%, 14% dan 16%. Rancangan yang digunakan adalah Rancangan Acak Lengkap empat ulangan. Benih sejumlah 100 butir per ulangan ditempatkan di dalam kotak plastik tahan panas, yang dibawahnya di alasi dengan kertas koran yang telah dilembabkan, kemudian dimasukkan kedalam inkubator pada suhu 38o C, RH 100% selama 96 jam. Setelah itu benih dikecambahkan berdasarkan metode ISTA 2006. Hasil penelitian menunjukkan bahwa tanpa uji pengusangan buatan, penyimpanan benih pada kadar air 10% selama 6 bulan memberikan daya berkecambah tertinggal yaitu 94% dan pada kadar 14% hanya 83%. Namun demikian, jika lot benih tersebut didera secara fisik dengan pengusangan buatan, maka daya berkecambahnya tetap tinggi pada kadar air 8% - 10% dan masih mencapai nilai 90% - 92% daya berkecambahnya. Karena itu penyimpanan benih untuk mempertahankan vigor benih sebaiknya berkisar 8%-10% untuk dapat bertahan lama. Kata Kunci : Deteksi dini, penyimpanan benih, jagung, kadar air
suhu kamar (Saenong, 1987; Saenong et al, 1999). Kunci keberhasilan penyimpanan benih ortodoks seperti seperti jagung terletak pada pengaturan kadar air. Hal tersebut sesuai dengan hasil penelitian yang telah dikemukakan oleh Harington (1973) dan Delauche (1990), bahwa ketahanan simpan benih dipengaruhi oleh dua faktor utama, yaitu kadar air dan suhu. Namun faktor suhu hanya berperan nyata pada kondisi air dimana sel-sel pada benih dapat bermetabolisme (dalam kondisi air aktif yang memungkinkan proses metabolisme dapat berjalan). Dalam kondisi tersebut, setiap peningkatan suhu 10 °C reaksi biokimia akan meningkat dua kali lipat (Suseno, 1974). Oleh karena itu pada kadar
Pendahuluan Benih secara struktural adalah sama dengan biji, tetapi secara fungsional benih merupakan benda hidup. Setiap kultivar memiliki jangkauan hidup (life span) tertentu. Tetapi dengan memanipulasi kadar air dalam menyimpanan, jangkauan hidup benih dapat diperpanjang. Kadar air benih merupakan faktor dominan dalam proses deteriosasi benih, menyusul suhu ruang simpan (Harington, 1973). Hasil penelitian pada benih jagung menunjukkan bahwa apabila penyimpanan benih dapat dilakukan pada kadar air yang rendah (dibawah 10%), maka daya berkecambah benih masih cukup tinggi (lebih dari 90%) walaupun telah disimpan selama 1 tahun pada
455
Prosiding Pekan Serealia Nasional, 2010
ISBN : 978-979-8940-29-3
air 8% walaupun benih disimpan pada suhu kamar 28°C, laju kemunduran benih hanya 0,78 setiap penambahan 1 bulan penyimpanan. Dalam penanganan pascapanen jagung, penyimpanan termasuk kegiatan yang tidak kalah penting artinya karena turut menentukan mutu biji dan mutu produk bila diolah menjadi bahan pangan, pakan, atau produk olahan lainnya. Daya simpan jagung dipengaruhi oleh kadar air biji sebelum penyimpanan, alat pengemas yang digunakan, dan kondisi ruang penyimpanan (Koes dan Arief, 2008). Peningkatan produksi jagung selama ini telah ditempuh melalui program intensifikasi dan ekstensifikasi dan telah menunjukkan hasil yang cukup signifikan. Benih jagung hibrida silang tunggal dibentuk dari persilangan dua inbrida sebagai tetua pembentuknya (jantan dan betina). Salah satu masalah yang dikeluhkan oleh para produsen benih jagung hibrida adalah rendahnya produksi benih F1 yang dihasilkan, biasanya hanya berkisar 1,0 ton per hektar. Rendahnya produksi benih F1 merupakan salah satu penyebab mahalnya harga benih sehingga sulit terjangkau oleh petani. Karena itu upaya untuk peningkatan produksi benih hibrida F1 perlu dilakukan. Usaha ke arah peningkatan produktivitas benih hibrida sudah pernah dilakukan, namun hasilnya belum memuaskan karena berbagai permasalahan antara antara lain bentuk tanaman kurang kekar, jumlah rambut dan jumlah tepung sari relatif sedikit, rentan berbagai cekaman lingkungan, saat penyerbukan yang tepat sulit dicapai, jumlah biji per tongkol sedikit, ukuran tongkol kecil dan produksi benihnya rendah. Namun de-
mikian produktivitas benih jagung hibrida silang tunggal hasilnya dapat ditingkatkan hingga mencapai 3 t/ha, tergantung dari potensi genetik tetuanya dan managemen produksinya, karena itu masih ada peluang untuk meningkatkan hasil benih F1 dengan upaya penyediaan manajemen produksi benih yang optimal dan pemilihan varietas yang tetuanya mampu menghasilkan benih yang optimal. Karena itu upaya untuk peningkatan produktivitas benih F1 perlu dilakukan agar penanaman jagung hibrida dapat diadopsi pada skala yang luas untuk mengantisipasi kalau bantuan benih gratis dari pemerintah sudah tidak berlanjut. Salah satu masalah yang dikeluhkan oleh para produsen benih termasuk Unit Produksi Benih Sumber (UPBS) Balitsereal adalah adalah rendahnya produk benih jagung hibrida (F1) yang dihasilkan, biasanya hanya berkisar 1,0 sampai 1,5 ton per hektar. Rendahnya produksi benih F1 merupakan salah satu penyebab mahalnya harga benih sehingga sulit terjangkau oleh petani, sehingga langkah-langkah ke arah peningkatan produktivitas hasil benih hibrida perlu dilakukan. Kadar Air benih merupakan salah satu komponen yang harus diketahui baik untuk tujuan pengolahan, maupun penyimpanan benih. Telah diketahui bahwa kadar air memiliki dampak besar terhadap benih selama penyimpanan. Menyimpan benih pada kadar air tinggi berisiko cepat mundurnya benih selama dalam penyimpanan. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui dan menganalisis mutu dan ketahanan simpan benih jagung hibrida F1 berumur genjah pada berbagai tingkat kadar air.
456
Prosiding Pekan Serealia Nasional, 2010
ISBN : 978-979-8940-29-3
Metodologi
pemanasan oven pada suhu 105OC.selama 2 x 24 jam.
Penelitian dilaksanakan di Gowa Sulawesi Selatan, dan Laboratorium Balitsereal Maros dengan menggunakan Jagung hibrida silang tunggal F1 (Bima 5) dengan tetua betina G193 dan tetua jantan Mr14 produk Balitsereal 2009. Benih F1 akan diproduksi di Gowa dan disimpan di Maros untuk mengetahui kualitas benih yang dihasilkan. Tanaman dipupuk dengan N,P dan K secara optimal kemudian hasilnya dianalisis mutu benihnya di Laboratorium Perbenihan Balitsereal selama 4 bulan untuk mengevaluasi daya berkecambah, daya simpan dan vigor benihnya. Percobaan terdiri dari 2 buah yaitu percobaan pertama yaitu: Benih yang akan ditanam adalah beberapa jenis jagung hibrida F1 produksi di Gowa yang akan dipanen bulan Agustus 2009. Percobaan kedua melakukan pengujian ketaha -nan simpan melalui accelerated aging treatment (pengusangan buatan) pada 5 tingkat kadar air yaitu KA 8%, 10%, 12%, 14% dan 16%. Evaluasi mutu benih dilakukan terhadap daya berkecambah, dan vigor menggunakan metode ISTA 2004. Materi yang digunakan adalah jagung hibrida silang tunggal F1 (Bima 5) dengan tetua betina G193 dan tetua jantan Mr14 produk Balitsereal 2009. Rancangan yang digunakan adalah Rancangan Acak Lengkap, dengan jumlah ulangan sebanyak empat ulangan.
Daya berkecambah benih Sebanyak 50 butir benih dari setiap ulangan ditanam pada media pasir halus. Pengamatan dilakukan pada hari ke tiga, empat dan lima setelah tanam. Selain untuk pengujian daya berkecambah benih, perlakuan ini juga digunakan untuk tolok ukur kecepatan tumbuh benih. Pengamatan dilakukan atas dasar kriteria kecambah normal, abnormal dan mati. Kecambah normal dikelompokkan menjadi dua yaitu kecambah normal kuat dan normal lemah. Jumlah kecambah normal pada hari ke 4 (kumulatif), merupakan data keserempakan tumbuh benih. Kecepatan tumbuh benih Data diperoleh dari substrat pengujian daya berkecambah benih. Setiap kali pengamatan, jumlah persentase kecambah normal dibagi dengan etmal (24 jam). Nilai etmal kumulatif diperoleh dari saat benih ditanam sampai dengan waktu pengamatan. Rumus yang digunakan adalah sbb: (Xi-Xi-1) KT = Ti KT = Kecepatan tumbuh (%/etmal) Xi = Persentase kecambah normal pada etmal ke i Ti = waktu pengamatan dalam (etmal)
Parameter pengamatan
Bobot kering kecambah
Kadar air benih Kadar air benih (berdasarkan basis basah) Diamati pada awal periode simpan dan pada setiap periode, dengan menggunakan
Kecambah yang diperoleh pada uji daya tumbuh benih dikeringkan dalam inkubator pada suhu 60OC selama 3x24 jam, setelah itu dimasukkan ke dalam desikator dan setelah dingin ditimbang. Berat kering/ 457
Prosiding Pekan Serealia Nasional, 2010
ISBN : 978-979-8940-29-3
kecambah dihitung dari bobot kering total dibagi jumlah kecambah.
tanpa pengusangan walaupun disimpan setelah 3 bulan yaitu berkisar antara 91 - 97% (Tabel 1). Kadar air benih merupakan faktor dominan dalam proses deteriosasi benih, menyusul suhu ruang simpan (Harrington 1973). Hasil penelitian menunjukkan, apabila penyimpanan benih jagung dapat dilakukan pada kadar air yang rendah (di bawah 10%) maka daya berkecambahnya masih cukup tinggi (lebih dari 90%) walaupun telah disimpan selama satu tahun pada suhu kamar (Saenong 1987, Saenong et al, 1999), Makin tinggi kadar air biji, makin cepat respirasi dan makin banyak C02, air, dan panas yang dihasilkan selama penyimpanan. Panas, kadar air, dan kelembaban yang tinggi dapat mempercepat kerusakan benih (Thahir et al, 1988, dan Saenong (1987) mengatakan bahwa kadar air merupakan faktor penentu utama kemunduran benih, kemudian suhu akan memacu laju kemunduran apabila kadar air benih memungkinkan bagi proses biokimia berlangsung. Pada tolok ukur kecepatan tumbuh terlihat, benih melalui accelerated aging treatment (pengusangan buatan) kecepatan tumbuh lebih cepat/tinggi dibandingkan dengan benih yang tidak diusangkan untuk semua tingkatan kadar air, walaupun disimpan selama 3 bulan. Ini memberkan indikasi bahwa kecambah yang kecepatan tumbuhnya rendah. jika ditanam dilapangan akan memberikan pertumbuhan yang lambat, sehingga kurang mampu bersaing dengan gulma (Tabel 2). Kecepatan berkecambah ada hubungannya dengan vigor benih, benih yang kecepatan berkecambahnya tinggi, tanaman yang dihasilkan cenderung lebih tahan terhadap keadaan lingkungan yang sub optimum ( kurang
Daya hantar listrik (DHL) DHL diamati dengan alat konduktometer tipe Methron E 38. Benih banyak 5 g diambil secara acak, masing-masing direndam pada air bebas ion selama 24 jam dengan volume air 50 ml di dalam botol gelas, kemudian diukur pada alat konduktometer. Sebagai blanko digunakan air bebas ion yang juga telah disimpan di dalam botol-botol gelas selama 24 jam. pH air rendaman benih Sebagian dari hasil rendaman benih pada pengamatan DHL diukur pHnya dengan menggunakan pH meter. Hasil dan Pembahasan Pada periode simpan 0 bulan daya berkecambah benih yang telah diperlakukan dengan accelerated aging treatment (pengusangan buatan) dan tanpa pengusangan buatan pada berbagai tingkatan kadar air terlihat belum menunjukkan perbedaan yang berarti, hanya pada kadar air 10% dengan perlakuan benih tanpa pengusangan daya berkecambahnya lebih rendah dibandingkan dengan perlakuan yang lain. Setelah disimpan beberapa bulan (periode simpan 3 bulan) sudah terlihat adanya perbedaan yang mencolok dimana perlakuan dengan kadar air 16% baik benih dengan perlakuan accelerated aging treatment maupun tanpa pengusangan daya berkecambahnya sudah menurun seiring dengan lamanya benih disimpan. Benih yang disimpan dan melalui accelerated aging treatment (pengusangan buatan) ternyata daya berkecambahnya lebih tinggi dibandingkan dengan 458
Prosiding Pekan Serealia Nasional, 2010
Tabel 1.
ISBN : 978-979-8940-29-3
Daya berkecambah jagung yang diberi perlakuan (pengusangan buatan) (4 x 24 jam) pada suhu 37,5 oC dan tanpa pengusangan buatan pada berbagai tingkatan kadar air benih Daya berkecambah pada beberapa periode Simpan ( Bulan )
Tanpa Pengusagan 0
2
4
6
94 c
93 abc
94 abc
84 c
10%
87 d
91 abc
98 ab
92 abc
12%
96 abc
89 bc
98 ab
88 bc
14%
96 abc
88 c
100 a
84 c
16%
95 bc
95 ab
95 abc
75 d
100 a
94 abc
96 abc
91 abc 94 ab
Kadar air 8%
Pengusangan Kadar air 8% 10%
98 abc
97 a
89 c
12%
98 abc
92 abc
91 bc
97 a
14%
99 ab
93 abc
91 bc
94 ab
98 abc
95 ab
93 abc
64 e
2,43
4,25
5,59
5,85
16% CV
Angka yang diikuti oleh huruf yang sama pada kolom yang sama tidak berbeda nyata pada 0,05 uji Duncan
Periode Simpan Gambar 1. Grafik daya berkecambah benih Bima 5 tanpa accelerated aging treatment (AAT) (pengusangan buatan) pada berbagai tingkatan kadar air pada 4 periode simpan
ideal ). Dalam hal ini sering digunakan istilah "first count" atau perhitungan pertama yaitu mengevaluasi persentase benih yang berkecambah pada hari ke 3 atau ke 4 setelah pengecambahan. Kecepatan berkecambah dika-
takan tinggi apabila pada hari tersebut diatas benih yang berkecambah lebih dari 75 %. Sejumlah benih bila disimpan vigornya lebih cepat menurun dari pada daya tumbuhnya. Jadi dapat terjadi bahwa daya tumbuh 459
Prosiding Pekan Serealia Nasional, 2010
ISBN : 978-979-8940-29-3
Gambar 2. Grafik daya berkecambaah (%) Bimaa 5 dengan accelerated aging treatment (ATT) (pengusangan buatan) pada berbagai tingkatan kadar air selam 4 periode simpan
Tabel 2. Data kecepatan tumbuh melalui accelerated aging treatment (pengusangan buatan) dan tanpa pengusangan buatan pada berbagai tingkatan kadar air Periode Simpan ( Bulan )
Tanpa Pengusangan Kadar air 8%
0
2
4
6
27,12 bc
28,84 ab
24,52 d
23,20 d
10%
25,21 c
27,57 b
24,88 d
25,90 bc
12%
28,52 ab
29,03 ab
25,86 cd
24,05 cd
14%
29,64 ab
29,61 ab
27,51 bcd
23,40 d
16%
29,99 ab
28,33 ab
24,67 d
18,68 e
Pengusangan Buatan Kadar air 8%
29,18 ab
29,95 ab
30,89 a
27,85 ab
10%
29,07 ab
30,72 a
27,83 a-d
29,38 a
12%
29,68 ab
25,74 ab
28,89 abc
30,01 a
14%
28,84 ab
30,14 ab
28,79 abc
27,94 ab
16%
30,94 a
30,90 b
29,25 ab
17,95 e
Angka yang diikuti oleh huruf yang sama pada kolom yang sama tidak berbeda nyata pada 0,05 uji Duncan
benih masih tinggi sedangkan vigornya sudah menurun. Bobot kering kecambah sudah tampak menurun walaupun disimpan pada kadar air 8%, dan pada penyimpanan 6 bulan berat kering kecambah telah menurun menjadi 0,19g/kecambah pada kadar air 8% penyimpanan 6 bulan, sementara sebelum disimpan kadar bobot kecambahnya masih sebesar
0,22g/kecambah. Penyimpanan pada kadar air 16% selama 6 bulan bobot kecambahnya telah jatuh mencapai 0,16g/kecambah (Tabel 3). Parameter daya hantar listrik (DHL) yang pada awal penyimpanan benih nilainya berkisar 10,76 sampai 14,08, setelah disimpan selama 6 bulan telah meningkat menjadi 20,65 sampai 26,96 µmhos/g benih, dan semakin tinggi kadar air benih yang disimpan 460
Prosiding Pekan Serealia Nasional, 2010
ISBN : 978-979-8940-29-3
nilai daya hantar listrik semakin tinggi sehingga benih menurun viabilitasnya. Panjang akar juga menurun seiring dengan lamanya benih disimpan dan seiring dengan meningkatnya kadar air (Tabel 3).
Dengan perlakuan pengusangan buatan, tampak kecepatan tumbuh benih kian tinggi. Hal tersebut karena suhu pada perlakuan pengusangan buatan hanya bisa mencapai 37,5oC sehingga lebih berperan pada pe-
Tabel 3 . Mutu fisiologis dari beberapa tingkatan kadar air Varietas Bima 5 pada periode simpan 0, 2, 4 dan 6 bulan Kadar air (%) 8 10 12 14 16 8 10 12 14 16 8 10 12 14 16 8 10 12 14 16 8 10 12 14 16 8 10 12 14 16
Periode Simpan 2 bln 4 bln Kadar air ( % ) 8,4 8,7 8,4 10,3 9,4 9,9 12,3 11,3 11,5 12,9 14,1 13,1 16,0 14,5 14,7 Daya berkecambah ( % ) 94 tn 100tn 94 tn 87 98 98 96 98 99 99 96 100 98 95 95 Kecepatan tumbuh ( %/etmal ) 27,11 b 28,43 tn 24,52 b 25,21 c 27,57 24,89 b 28,52 ab 29,03 25,86 a 29,64 a 29,61 27,51 a 29,99 a 28,33 24,67 b Berat kering tanaman ( g ) 0,22 b 0,235 b 0,21 tn 0,24 a 0,240 ab 0,20 0,22 b 0,243 a 0,21 0,23 ab 0,240 ab 0,19 0,23 ab 0,240 ab 0,20 Daya hantar listrik (µmhos) 14,08 a 11,98 tn 16,54 b 13,49 ab 12,20 18,12 a 12,23 b 11,80 17,05 ab 10,76 c 11,59 17,45 ab 19,94 c 11,45 16,55 b Panjang akar (cm) 14,98 tn 15,25 a 10,73 a 13,88 15,25 a 10,16 ab 14,98 13,37 b 10,18 ab 15,25 13,82 b 9,53 b 14,55 12,97 b 8,43 c
0 bln
6 bln 8,8 9,95 12,5 14,9 16,9 84 ab 92 a 88 a 84 ab 75 b 23,20 tn 25,90 24,05 23,40 18,68 0,19 0,19 0,17 0,17 0,16
a a b c d
24,64 ab 20,65 c 23,65 b 24,16 b 26,96 a 9,94 a 9,90 a 9,28 b 9,19 c 8,26 d
Angka yang diikuti oleh huruf yang sama pada kolom yang sama tidak berbeda nyata pada 0,05 uji Duncan; tn : tidak nyata
461
Prosiding Pekan Serealia Nasional, 2010
ISBN : 978-979-8940-29-3
macu laju peningkatan metabolisme benih. Suhu pada pengusangan buatan seharusnya 40 oC, agar sebagian enzim terutama pada kadar air yang tinggi akan rusak (deteriorasi) sehingga vigor benih dapat menurun, Pada periode simpan sampai 4 bulan, kualitas benih belum dipengaruhi oleh perlakuan pengusangan buatan, namun pada periode simpan 6 bulan benih dengan kadar air 16% sudah menurun dengan tajam (Gambar 3 dan 4).
Periode Simpan (bulan)
Gambar 4. Grafik kecepatan tumbuh (%/etmal) Bima 5 dengan accelerated aging treatment (AAT) (pengusangan buatan) pada berbagai tingkatan kadar air selama 4 periode simpan
Daftar Pustaka Periode Simpan (bulan)
Gambar 3. Grafik kecepatan tumbuh (%/etmal) Bima 5 tanpa accelerated agingtreatment (AAT) (pengusangan buatan) pada berbagai tingkatan kadar air selama 4 periode simpan
Benih yang disimpan pada suhu kamar sangat memungkinkan terjadinya kenaikan kadar air. Lingkungan simpan akan berpengaruh terhadap benih yang disimpan, baik melalui perbedaan kelembaban nisbi (RH) yang akan masuk ke dalam biji.
Delouche, J.C. 1990. Research on association of seed physical properties toseeds quality. Prepared for Seed Research Workshop. AARP II Project,Sukamandi, Indonesia. Koes, F. dan R. Arief, 2008. Pengaruh Densitas dan Volume Kemasan Plastik terhadap Mutu Benih Jagung setelah Disimpan. Puslitbangtan. Badan Litbang, Jakarta. 897p Harrington, J.F. 1973. Biochemical basis of seed longevity. Seed Sci. andTechnol. 1:453-461. Saenong, S. 1987. Kadar Air Keseimbangan dan upaya mempertahankan viabilitas jagung (Zea mays L.) dan Kedelai (Glycine max L. Merr.) pada beberapa kelembaban nisbi. Agrikam. Bulettin Penelitian Pertanian Maros, vol 2(3) 79-88p.
Kesimpulan Daya berkecambah dan kecepatan tumbuh benih dengan perlakuan tanpa pengusangan(10%) dan pengusangan buatan (12%) memberikan hasil yang tertinggi walaupun disimpan selama 6 bulan.
Saenong S., Syafruddin, N. Widiyati dan R. Arief. 1999. Penetapan cara pendugaan daya simpan benih jagung. Teknologi Unggulan, Pemacu Pem462
Prosiding Pekan Serealia Nasional, 2010
ISBN : 978-979-8940-29-3
bangunan Pertanian Vol. 2, Januari 1997. Badan Litbang Pertanian.
Thahir,
Suseno, Hari. 1974. Fisiologi dan Biokimia Kemunduran benih. Pros. Kursus singkat Pengujian benih. IPB. Bogor: 44-54
463
R. Sudaryono, Soemardi dan Soeharmadi, 1988. Teknologi Pascapanen Jagung dalam Subandi, M. Syam dan Adi Widjono (Eds).Jagung. Pusat Penelitian dan Pengembangan Tanaman Pangan. Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian. Bogor.
