DETERIORASI BENIH Oleh: Bambang Priyo Utomo, SP PBT Ahli Pertama BBP2TP Surabaya A. Pengertian Kemunduran Benih Kualitas benih terbaik didapatkan saat benih mencapai masak fisiologis, yang dicirikan berat kering, viabilitas dan vigor benih maksimum serta kadar air benih yang minimum. Berat kering benih menunjukkan kemampuan benih dalam membentuk biomassa kecambah. Viabilitas benih bisa dilihat dari kemampuan benih untuk berkecambah normal. Kadar air merupakan salah satu hal yang harus diperhatikan saat pemanenan, pengemasa, penyimpanan dan pemindahan benih. Waktu panen terbaik diperoleh saat kadar air benih minimum. Setelah tercapai masak fisiologis, pada umunya benih mengalami kemunduran bertahap yang pada akhirnya benih tersebut kehilangan viabilitas maupun vigornya dan berujung mati. Proses kemunduran kondisi benih pasca masak fisiologis itulah yang disebut deteriorasi. Deteriorasi tidak dapat dihentikan, tetapi hanya bisa dihambat. Menurut Sadjad (1999) deteriorasi didefinisikan sebagai kemunduran viabilitas benih oleh faktor alami baik di lapang produksi maupun dalam ruang simpan. Kemunduran benih merupakan proses penurunan mutu benih secara berangsur-angsur dan komulatif serta tidak dapat kembali pada kondisi awal (irreversible) akibat perubahan fisiologis dari dalam benih. Kemunduran benih sangat beragam, baik abatar jenis, anatar varietas, antar lot, bahkan antar individu dalam lot benih. Proses penuaan atau mundurnya vigor benih dapat dicirikan dengan menurunnya daya berkecambah, meningkatnya jumlah kecambah abnormal, penurunan perkecambahan di lapang (field emergence), terhambatnya pertumbuhan dan perkembangan, meningkatnya kepekaan terhadap lingkungan yang ekstrim sehingga menurunkan produktivitas di lapang (Copeland dan Donald, (1985). Kemunduran benih adalah mundurnya mutu fisiologis benih yang dapat menimbulkan perubahan menyeluruh di dalam benih, baik fisik, fisiologi maupun kimiawi yang mengakibatkan menurunnya viabilitas benih (Sadjad, 1994). Laju deteriorasi adalah berapa besarnya terhadap penyimpanagan terhadap keadaan optimum untuk mencapai maksimum. Laju deteriorasi dipengaruhi oleh: 1. Faktor genetis Kemunduran benih akibat faktor genetik biasa juga disebut kemunduran kronologis. Artinya meskipun benih diperlakukan dengan baik dan kondisi lingkungannya terkendali tetapi proses ini tetap terjadi/berlangsung. 2. Faktor Lingkungan Kemunduran ini biasa disebut kemunduran fisiologis. Hal ini biasa terjadi karena adanya faktor lingkungan yang tidak mendukung/tidak sesuai dengan persyaratan penyimpanana benih, atau terjadi penyimpanan/eror saat penyimpanan maupun processing benih.
B. Faktor Yang Mempengaruhi Hidup Benih Menururt Copeland dan Donald(1985) faktor-faktoryang mempengaruhi deteriorasi diantaranya: Faktor internal benih Mencakup kondisi fisik dan keadaan fisiologinya. Contoh: benih yang retak, luka dan tergores akan lebih cepat mengalami kemunduran. Faktor induced selama perkembangan benih di lapangan memperngaruhi kondisi fisiologisnya, contohnya terjadinya kekurangan mineral (seperti N, K, Ca), air, dan suhu ekstrim di lapangan. Faktor kelembaban nisbi (relative humidity/RH) dan temperatur RH mempengaruhi kadar air benih, dan kadar air benih mempengaruhimempengaruhi respirasi benih. RH lingkungan dipengaruhi oleh suhu (T) lingkungan. RH dan T saling berkaitan dan mempengaruhi kemunduran benih: 1. Setiap penurunan kadar air 1% menggandakan masa hidup dua kali,dan 2. Setiap penurunan suhu ruang simpan 5 C0 akan meningkatkan masa hidup benih dua kali. Untuk penyimpanan: Menurut Harrington (1972), masalah yang dihadapi dalam penyimpanan benih makin kompleks sejalan dengan meningkatnya kadar air benih. Penyimpanan benih yang berkadar air tinggi dapat menimbulkan resiko terserang cendawan. Benih bersifat higroskopis, sehingga benih akan mengalami kemundurannya tergantung dari tingginya faktor-faktor kelembaban relatif udara dan suhu lingkungan dimana benihdisimpan. a. KA > 14%‐ respirasi tinggi suhu meningkat, investasi cendawan b. KA < 5%; terjadi kerusakan membrana selular. Kadar Air Keseimbangan (KAK) benih adalah kadar benih air yang terbentuk oleh keseimbangan antara KA benih dengan RH lingkungannya. KAK fase 1 : KAK dengan RH 0 ‐ 60%. Air terikat kuat dengan struktur kimia benih. KAK fase 2 : KAK dengan RH 60 ‐ 75%. Sebagian KA benih terikatlebih lemah daripada KA fase 1, KAK fase 3 : KAK dengan RH 75 ‐ 100%. Sebagian air benih adalah air bebas yang berada pada rongga antarsel benih yang mudah dihilangkandengan pengeringan alamiah. Padi, jagung, gandum, sorgum (benih berpati/karbohidrat), kedelai (benih berprotein tinggi), kacang tanah(benih berlemak tinggi). Menurut Chai et.al (2002), perkecambahan benih kedelai akan menurun dari perkecambahan awal yaitu diatas 90% menjadi 0%tergantung spesies dan kadar air selama penyimpanan. Dilain pihak Yaya et al (2003) menyatakan bahwa benih kedelai
yang disimpan dengankadar air 6% dan 8% selama 4 bulan pada suhu 15OC memiliki persentase perkecambahan diatas 70%. Suhu Suhu ruang simpan berperan dalam mempertahankan viabilitas benih selama penyimpanan, yang dipengaruhi oleh kadar air benih,suhu dan kelembaban nisbi ruangan. Pada suhu rendah respirasi berjalan lambat dibanding suhu tinggi. Dalam kondisi tersebut viabilitas benih dapat dipertahankan lebih lama. Pada periode simpan 0 minggu, benih belum mengalami masa penyimpanan, dan kadar air ditetapkan sebagai kadar air awal penyimpanan. Kadar air benih diukur dengan metode langsung yakni melalui proses pengovenan suhu 103°C selama 18 jam. Perhitungan perkiraan kadar air benih dilakukan berdasarkan basis basah, yaitu bobot akhir benih setelah dioven dibagi bobot awal (basah) benih sebelum dioven dikali 100 persen (Mugnisjah, et al 1994). C. Ciri-Ciri Kemunduran Benih Berikut akan disampaikan ciri-ciri benih yang mengalami deteriorasi ( JC. Delouche, 1984) sebagai berikut: a. Banyak kecambah abnormal Benih yang mengalami deteriorasi akan mengalami peningkatan jumlah kecambah yang abnormal. Sehingga persentase viabilitas benih menjadi turun b. Enzim menjadi aktif Deteriorasi pada benih salah satunya disebabkan oleh meningkatnya enzim, akibat adanya penurunan aktivitas benih, sehingga terjadi perombakan/penguraian enzim yang berdampak pada terhambatnya proses perkecambahan benih c. Terjadinya kebocoran sel benih Benih yang mengalami deteriorasi bila mengalami imbibisi akan terjadi kebocoran membran sel sehingga banyak unsur dari benih yang keluar/lepas. Hal ini menyebabkan benih kekurangan materi/tenaga yang diperlukan untuk melakukan perkecambahan. d. Keragaman benih meningkat/tinggi Benih yang mengalami deteriorasi jika dikecambahkan/ditanam di lapang enunjukkan keragaman fenotipe yang besar. e. Perubahan warna benih Umumnya hal ini menjadi tolok ukur pertama untuk menduga bahwa benih telah mengalami deteriorasi misalnya benih yang semula nampak segar berubah menjadi kusam, meskipun tolok ukur ini bisa menjadi hal yang subyektif. f. Laju perkecambahan lambat Pada benih yang tua/telah mengalami deteriorasi maka pertumbunan/perkecambahannya melambat dan umumnya tidak merata
g. Benih tidak berkecambah Benih yang mengalami deteriorasi tingkat akut bisa tidak berkecambah, meskipun sebenarnya benih tersebut belum mati. h. Mati Hal ini merupakan akhir dari benih yang telah mengalami deteriorasi. E. Faktor-faktor Yang Diduga Dapat Mempengaruhi Kemunduran Benih Autooxidasi Lipid, dapat terjadi pada benih yang: Memiliki KA < 6% Konsentrasi O2 tinggi Suhu tinggi Degradasi sruktur fungsional Hilangnya permeabilitas membran sel Rusaknya membran mitokondria Ribosom tidak mampu berdisosiase,sehingga sintesis protein terhambat. Degradasi dan inaktivasi enzim sehingga terjadi penurunan struktur makro molekul enzim dan menurunkan aktivitasnya. Pengaktifan enzim-enzim hidrolitik Bila KA benih > 20% maka enzim-enzim hidrolitik cukup untuk mengaktifkan enzim hidrolitik (lipase, fospolipase, fostatase, amilase). Degradasi genetik sebagai penyebat utama penuaan. Perubahan sifat kromosom (berbanding lurus dengan penuaan benih). Habisnya cadangan makanan Kelaparan sel meristematik Akumulasi senyawa beracun F. Pengendalian Kemunduran Benih Kemunduran benih tidak bisa bisa dihentikan, namun hanya bisa diperlambat. Beberapa teknik yang bisa digunakan sebagai alternatif dalam upaya memperlambat deteriorasi diantaranya: a. Pemanenan saat benih mencapai masak fisiologis Waktu panen yang tepat sangat mempengaruhi mutu benih. Benih yang dipanen lewat masak fisiologis menyebabkan benih sudah mengalami penurunan, sehingga secara otomatis viabiliitasnya juga turun. Oleh kaarena itu informasi mengenai tercapainya masak fisiologis perlu diketahui. b. Processing benih yang benar
Penanganan benih sangat berbeda dengan penanganan biji biasa untuk dikonsumsi. Perlakuan yang baik dimaksudkan untuk mempertahankan vigor awal benih. Setelah pengolahan benih berlangsung maka benih yang dihasilkan harus terjamin mutunya, dan tetap memenuhi standar yang ditentukan, seperti kadar air, daya berkecambah, kemurnian benih, kesehatan benih, dan sebagainya. c. Penyimpanan benih Penyimpanan benih dilakukan terhadap benih yang tidak langsung digunakan. Supaya tidak mengalami kemunduran/deteriorasi maka benih harus disimpan dengan suhu, kadar air dan kelembaban tertentu. Menurut Hurrington (1973) RH mempengaruhi kadar air benih, dan kadar air benih mempengaruhi respirasi benih. RH lingkungan dipengaruhi oleh suhu (T) lingkungan. RH dan T saling berkaitan dan mempengaruhi kemunduran benih, dimana setiap penurunan kadar air 1% meningkatkan masa hidup dua kali,dan setiap penurunan suhu ruang simpan 5 C0 akan meningkatkan masa hidup benih dua kali d. Perlakuan invigorasi pada benih yang telah mundur Perlakuan invigorasi adalah peningkatan vigor benih dengan memberikan perlakuan pada benih. perlakuan pada benih adalah untuk memobilisasi sumber-sumber energi yang ada dalam benih untuk bekerja sama dengan sumber-sumber energi yang ada di luar atau dilingkungan tumbuh untuk menghasilkan pertanaman dan hasil yang maksimal. Teknik invigorasi yang sudah banyak dikenal antara lain presoaking, matriconditioning, priming. E. Penutup Kemunduran benih merupakan proses yang berangsur-angsur dan komulatif. Lajunya tidak bisa dihentikan, namun hanya bisa diperlambat. Pengetahuan mengenai teknik memperlambat deteriorasi pada benih adalah suatu hal yang mutlak diperlukan oleh semua insan benih, baik pengolah, pedagang, analis, teknolog, ilmuwan, dan juga konsumen benih. Beberapa hal yang bisa dilakukan untuk memperlambat deterioras diantaranya dengan penentuan waktu panen yang tepat, prosesing benih yang benar, menyimpan benih pada kondisi yang mendukung dan perlakuan invigorasi untuk menaikkan kembali vigor benih yang sudah mulai turun. Sumber : Parameter Pengujian Vigor Benih dari Komparatif ke Simulatif (Sadjad, dkk, 1999) Makalah Teknologi Benih, Kemunduran Benih.
Bagaimana Keseimbangan Cairan dan Elektrolit Dalam Tubuh Kita
Komposisi Cairan Tubuh Kandungan air pada saat bayi lahir adalah sekitar 75% BB dan pada saat berusia 1 bulan sekitar 65% BB. Komposisi cairan pada tubuh dewasa pria adalah sekitar 60% BB, sedangkan pada dewasa wanita 50% BB. Sisanya adalah zat padat seperti protein, lemak, karbohidrat, dll. Air dalam tubuh berada di beberapa ruangan, yaitu intraseluler sebesar 40% dan ekstraseluler sebesar 20%. Cairan ekstraseluler merupakan cairan yang terdapat di ruang antarsel (interstitial) sebesar 15% dan plasma sebesar 5%. Cairan antarsel khusus disebut cairan
transeluler misalnya cairan serebrospinal, cairan persendian, cairan peritoneum, dll. Komposisi Elektrolit Air melintasi membran sel dengan mudah, tetapi zat-zat lain sulit melintasinya atau membutuhkan proses khusus supaya dapat melintasinya; oleh sebab itu komposisi elektrolit di luar dan di dalam sel berbeda. Cairan intraseluler banyak mengandung ion K, Mg dan fosfat; sedangkan cairan ekstraseluler banyak mengandung ion Na dan Cl. Gangguan 1. 2. Syok hipovolemik
Keseimbangan
Cairan Dehidrasi
Gangguan Keseimbangan Elektrolit 1. Hiponatremia Definisi : kadar Na+ serum di bawah normal (< 135 mEq/L) Causa : CHF, gangguan ginjal dan sindroma nefrotik, hipotiroid, penyakit Addison Tanda dan Gejala : • Jika Na plasma turun 10 mEq/L dalam beberapa jam, pasien mungkin mual, muntah, sakit kepala dan keram otot. • Jika Na plasma turun 10 mEq/L dalam satu jam, bisa terjadi sakit kepala hebat, letargi, kejang, disorientasi dan koma. • Mungkin pasien memiliki tanda-tanda penyakit dasar (seperti gagal jantung, penyakit Addison). • Jika hiponatremia terjadi sekunder akibat kehilangan cairan, mungkin ada tanda-tanda syok seperti hipotensi dan takikardi 2. Hipernatremia Definisi : Na+ serum di atas normal (>145 mEq/L) Causa : Kehilangan Na+ melalui ginjal misalnya pada terapi diuretik, diuresis osmotik, diabetes insipidus, sekrosis tubulus akut, uropati pasca obstruksi, nefropati hiperkalsemik; atau karena hiperalimentasi dan pemberian cairan hipertonik lain. Tanda dan Gejala : iritabilitas otot, bingung, ataksia, tremor, kejang dan koma yang sekunder terhadap hipernatremia. 3. Hipokalemia Definisi : kadar K+ serum di bawah normal (< 3,5 mEq/L) Etiologi • Kehilangan K+ melalui saluran cerna (misalnya pada muntah-muntah, sedot nasogastrik, diare, sindrom malabsorpsi, penyalahgunaan pencahar) • Diuretik • Asupan K+ yang tidak cukup dari diet • Ekskresi berlebihan melalui ginjal • Maldistribusi K+ • Hiperaldosteron Tanda dan Gejala : Lemah (terutama otot-otot proksimal), mungkin arefleksia, hipotensi ortostatik, penurunan motilitas saluran cerna yang menyebabkan ileus. Hiperpolarisasi myokard terjadi pada hipokalemia dan dapat menyebabkan denyut ektopik ventrikel, reentry phenomena, dan kelainan konduksi. EKG sering memperlihatkan gelombang T datar, gelombang U, dan depresi segmen ST. 4. Hiperkalemia Definisi : kadar K+ serum di atas normal (> 5,5 mEq/L)
Etiologi : • Ekskresi renal tidak adekuat; misalnya pada gagal ginjal akut atau kronik, diuretik hemat kalium, penghambat ACE. • Beban kalium dari nekrosis sel yang masif yang disebabkan trauma (crush injuries), pembedahan mayor, luka bakar, emboli arteri akut, hemolisis, perdarahan saluran cerna atau rhabdomyolisis. Sumber eksogen meliputi suplementasi kalium dan pengganti garam, transfusi darah dan penisilin dosis tinggi juga harus dipikirkan. • Perpindahan dari intra ke ekstraseluler; misalnya pada asidosis, digitalisasi, defisiensi insulin atau peningkatan cepat dari osmolalitas darah. • Insufisiensi adrenal • Pseudohiperkalemia. Sekunder terhadap hemolisis sampel darah atau pemasangan torniket terlalu lama • Hipoaldosteron Tanda dan Gejala : Efek terpenting adalah perubahan eksitabilitas jantung. EKG memperlihatkan perubahan-perubahan sekuensial seiring dengan peninggian kalium serum. Pada permulaan, terlihat gelombang T runcing (K+ > 6,5 mEq/L). Ini disusul dengan interval PR memanjang, amplitudo gelombang P mengecil, kompleks QRS melebar (K+ = 7 sampai 8 mEq/L). Akhirnya interval QT memanjang dan menjurus ke pola sine-wave. Fibrilasi ventrikel dan asistole cenderung terjadi pada K+ > 10 mEq/L. Temuan-temuan lain meliputi parestesi, kelemahan, arefleksia dan paralisis ascenden.
