EFEKTIVITAS DAN EFISIENSI PENGUJIAN VIABILITAS BENIH KACANG TANAH MELALUI PENGUKURAN KONDUKTIVITAS LISTRIK BENIH Nia R. Patriyawaty1*) dan Agustina A. Rahmianna2) 2)
1) Pusat Penelitian dan Pengembangan Tanaman Pangan Jl. Merdeka No 147 Bogor 16111 Balai Penelitian Tanaman Aneka Kacang dan Umbi Jl. Raya Kendalpayak KM 8 KP 66 Malang 65101 *) e-mail:
[email protected]
ABSTRAK Metode pengujian viabilitas benih yang selama ini digunakan adalah metode ISTA Rules (2010). Namun pengujian membutuhkan waktu yang lama, sekitar 10 hari. Oleh karena itu diperlukan metode pengujian yang cepat, handal dan dapat dipercaya untuk memonitor tingkat viabilitas secara berkala dan dalam skala besar. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui waktu perendaman benih kacang tanah yang efektif berdasarkan metode daya hantar listrik benih. Dalam penelitian ini digunakan benih kacang tanah varietas Kelinci, Jerapah, dan Kancil yang telah disimpan selama 3 bulan, 1 tahun, dan 6 tahun. Untuk mengetahui waktu perendaman efektif, 50 g benih kacang tanah direndam dalam 200 ml aquades selama 120 menit sambil dikocok dengan orbital shaker pada 100 rpm. Setiap interval 30 menit dilakukan pengamatan nilai DHL. Pengujian daya berkecambah benih dilakukan pada media kertas tissue dan pengamatan daya berkecambah setelah 72 jam. Analisis regresi korelasi dilakukan untuk mengetahui waktu perendaman efektif. Hasil penelitian menunjukkan bahwa nilai DHL pada perendaman 0–120 menit berkorelasi negatif (r = -0,85 sd -0,95 dan R2 = 0,73 sd 0,92) terhadap daya berkecambah benih kacang tanah. Waktu perendaman selama 30 menit tidak berbeda nyata dengan 60, 90, dan 120 menit. Dapat disimpulkan bahwa waktu perendaman efektif dan efisien untuk pengujian viabilitas benih kacang tanah dengan metode DHL adalah 30 menit. Kata kunci: benih kacang tanah, daya hantar listrik, viabilitas
ABSTRACT Efectivity and eficiency groundnut seed viability testing through electrical conductivity measurement. The current method of viability test is using ISTA Rules 2010. However this method required long period for asses, at least 10 days. The objective of this research was to determine shaking period for groundnut seed. The experiment was conducted in Ecophysiology Laboratory of ILETRI (Indonesia Research of Legumes and Tubers Crop Research Institute) on December 2011. The material used was Kelinci, Jerapah, and Kancil peanut seed varieties that have been stored for 3 months, 1 year and 6 years. To determine the effective of soaking time, 50 g of peanut seeds were soaked into 200 ml of distilled water for 120 minutes. Afterwards, stacking in the orbital shaker and shake at 100 rpm. Every 30-minute interval observed the value of electrical conductivity. The germination test was carried out on tissue paper media and observed after 72 hours. Correlation regression analysis was conducted to determine the effective of soaking time. The research result shows that the electrical conductivity (EC) for 120 minutes shaking period has negative correlation (r = -0.85 until -0.95 and R2 = 0.73 until 0.92) for seed germination. As a result, The higher EC for each shaking period, the lower seed germination. According to the analyze result shows that shaking period for 30, 60, 90 and 120 minutes was no significantly different. Therefore, the best shaking period for peanut seed EC assesment was 30 minutes. Keywords: peanut seed, electrical conductivity, viability.
362
Patriyawaty et al.: Viabilitas benih kacang tanah dan konduktivitas listrik benih
PENDAHULUAN Peningkatan produktivitas kacang tanah dapat diupayakan antara lain melalui penggunaan benih bermutu. Ketersediaan benih bermutu menjadi sangat penting karena merupakan kunci keberhasilan usahatani. Kacang tanah memiliki kandungan lemak yang tinggi yang cepat menurunkan viabilitas benih. Dengan demikian diperlukan penanganan yang tepat, baik dalam produksi dan penyimpanan maupun pengujian. Analisis mutu benih untuk memperkirakan potensi fisiologi benih membutuhkan metode pengujian yang cepat, mudah, dan dapat dipercaya (Taliroso 2008). Uji Daya Hantar Listrik (DHL) merupakan salah satu cara pengujian fisik benih yang mencerminkan tingkat kebocoran membran sel (AOSA 1983). Prinsip uji DHL adalah menganalisis ion-ion anorganik dan senyawa organik yang terdapat pada larutan air rendaman benih. Semakin tinggi kandungan senyawa organik, ion-ion anorganik yang ada dalam air rendaman benih akan menunjukkan nilai DHL yang tinggi dan semakin rendah vigor benih. Benih bervigor rendah memiliki integritas membran yang rendah akibat deteriorasi selama penyimpanan dan adanya luka mekanis (Copeland dan McDonald 1995). Benih dengan kebocoran elektrolit tinggi memiliki vigor rendah, sedangkan yang kebocoran elektrolitnya rendah adalah benih bervigor tinggi (Matthews dan Powell 2006). Uji DHL memiliki beberapa keunggulan yaitu prosedur pelaksanaannya cukup sederhana, mudah, murah, dengan waktu pengujian cukup singkat (ISTA 2010). Pengujuan DHL telah diterima sebagai metode resmi dalam peraturan ISTA (International Seed Testing Association) untuk benih kapri (Pisum sativum) yang distandarkan dengan lama perendaman 24 jam (ISTA 2010). Untuk meningkatkan efisiensi waktu pengujian periode perendaman benih selama 24 jam dilakukan pengembangan metode dengan lama pengocokan, dimana dengan adanya guncangan pada saat pengocokan selama waktu tertentu, kandungan elektrolit benih akan keluar sehingga konduktivitas akan cepat terukur. Tujuan penelitian ini adalah untuk mendapatkan standar waktu pengocokan yang efektif dan efisien pada pengujian viabilitas benih kacang tanah berdasar metode DHL.
BAHAN DAN METODE Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Ekofisiologi Tanaman, Balai Penelitian Tanaman Kacang-kacangan dan Umbi-umbian (Balitkabi) pada Desember 2011. Bahan yang digunakan adalah benih kacang tanah varietas Kelinci (V1), Jerapah (V2), dan Kancil (V3) yang telah disimpan selama 3 bulan, 1 tahun, dan 6 tahun. Benih disimpan di gudang benih dengan kondisi suhu simpan 16–18oC dan kelembaban 40–50%. Penelitian dilakukan dalam dua pendekatan, yaitu pengujian DHL benih dan pengujian daya berkecambah. Pengujian DHL menggunakan alat ukur konduktivitas. Sebanyak 50 g benih kacang tanah dimasukkan ke dalam gelas ukur yang telah beirisi aquades 200 ml dan kemudian ditutup rapat dengan parfilm, kemudian dikocok selama 2 jam dengan orbital shaker pada kecepatan 100 rpm pada suhu 25–27 oC. Selama pengocokan dilakukan pengukuran nilai DHL dengan interval 30 menit. Pengujian daya berkecambah benih menggunakan media kertas tissue pada germinator. Jumlah benih yang digunakan 100 butir untuk setiap ulangan. Benih kacang tanah disusun di atas kertas tissue, kemudian dikecambahkan dalam germinator pada suhu 27 o C selama 72 jam. Kriteria benih yang berkecambah dilihat dari munculnya radikula sepanjang ±5 mm. Pengolahan data secara statistik menggunakan uji-T untuk membedaProsiding Seminar Hasil Penelitian Tanaman Aneka Kacang dan Umbi 2013
363
kan viabilitas benih antarvarietas dan kualitas, serta analisis regresi dan korelasi untuk mengetahui hubungan antar-DHL dengan daya berkecambah, dan menentukan waktu perendaman yang efektif (Gomez dan Gomez 1984).
HASIL DAN PEMBAHASAN Pengukuran Daya Hantar Listrik Benih Secara umum nilai DHL lebih besar pada benih yang telah disimpan lama dan semakin meningkat dengan berjalannya waktu pengocokan (Tabel 1). Benih ketiga varietas kacang tanah juga menunjukkan nilai DHL lebih besar pada penyimpanan benih 6 tahun dibanding penyimpanan 1 tahun dan 3 bulan. Menurut Justice dan Bass (2002), semakin tinggi nilai DHL semakin tinggi tingkat deteriorasi benih selama penyimpanan. Kebocoran membran sel akibat deteriorasi menyebabkan penurunan vigor menjadi cepat karena pada saat perendaman banyak elektrolit yang terlepas ke dalam air dan menyebabkan nilai DHL benih meningkat (Copeland dan McDonald 1995). Peningkatan konduktivitas listrik juga menunjukkan penurunan integritas membran sel (Nugraha dan Wahyuni 1998). Penurunan integritas membran sel disebabkan oleh kerusakan fosfolipid yang menyusun komponen membran sel (Sadjad 1980). Dengan demikian, kualitas benih ditentukan oleh tingkat kerusakan fosfolipid. Migule dan Filho (2002) mengemukakan bahwa Kalium merupakan ion-ion utama yang terdapat dalam bocoran air rendaman benih jagung selama proses imbibisi, diikuti oleh Natrium dan Kalsium dan dapat digunakan sebagai indikator integritas membran sel. Hal senada juga diungkapkan oleh Hsu et al. (2000) pada benih sorgum (Sorghum sudanense). Saenong (1986) juga menyatakan bahwa semakin tinggi nilai DHL semakin menurun viabilitas benih. Pengukuran DHL untuk integritas membran juga dapat dijadikan indikasi vigor benih. Benih yang memiliki vigor rendah memperlihatkan kebocoran membran yang lebih tinggi, sehingga menyebabkan kehilangan metabolit (asam amino dan asam organik) lebih besar dan meningkatkan konduktivitas air yang digunakan untuk merendam benih (AOSA 1983). Tabel 1. Varietas Kelinci
Jerapah
Kancil
Nilai daya hantar listrik benih kacang tanah varietas Kelinci, Jerapah, dan Kancil Setelah disimpan dalam waktu berbeda. Nilai DHL (μS/cm)
Lama penyimpanan
0 jam
0,5 jam
1 jam
1,5 jam
2 jam
3 bulan 1 tahun 6 tahun 3 bulan 1 tahun 6 tahun 3 bulan 1 tahun 6 tahun
3,1 3,6 9,4 10,0 8,2 23,0 6,2 10,2 55,3
33,5 47,6 77,1 65,8 80,8 153,6 44,3 62,9 181,0
48,3 70,8 126,6 85,1 114,7 228,6 63,9 90,9 266,4
60,2 89,0 174,5 99,9 141,8 339,7 79,7 114,1 384,7
69,5 102,5 200,9 109,5 163,0 460,3 90,6 130,1 542,0
Daya Berkecambah Benih Mutu fisiologi benih identik dengan daya berkecambah yang mencirikan viabilitas benih. Hasil analisis perkecambahan menunjukkan bahwa persentase daya berkecambah
364
Patriyawaty et al.: Viabilitas benih kacang tanah dan konduktivitas listrik benih
secara umum menurun pada benih yang telah lama disimpan (Gambar 1). Benih varietas Jerapah dan Kancil yang disimpan selama 6 tahun tidak memiliki daya berkecambah. Benih yang telah lama disimpan (6 tahun) berdampak negatif terhadap viabilitas benih (Justice et al. 2002). Benih dengan tingkat deteriorasi tinggi akan kehilangan kemampuan berkecambah walaupun pada kondisi yang optimum untuk perkecambahan (Copeland dan McDonald 1995). Kartono (2004) menjelaskan beberapa faktor yang mempengaruhi daya kecambah benih selama penyimpanan, yaitu vigor benih sebelum disimpan, kadar air benih, kondisi lingkungan penyimpanan, dan lama penyimpanan. Namun demikian, benih varietas Kelinci yang disimpan selama 6 tahun tampaknya memiliki vigor benih tinggi yang dapat dilihat dari daya berkecambah yang tinggi (97,7%). Sadjad (1980) menyatakan bahwa benih bervigor tinggi menunjukkan kemampuannya untuk tumbuh cepat dan merata pada kondisi lapang yang beragam dan tahan disimpan dalam waktu yang lama. Faktor yang menentukan variasi vigor benih antarlot di antaranya adalah faktor genetik (AOSA 1983). Dengan demikian, tingginya daya berkecambah benih varietas Kelinci diduga karena memiliki sifat genetik yang lebih baik dibanding dua varietas lainnya. Daya kecambah benih yang disimpan selama 3 bulan dan 1 tahun mencapai >85% (Gambar 1). Angka ini memenuhi standar laboratorium dan sertifikasi benih yang ditetapkan yang tidak kurang dari 80% (Deptan 2007). Guerke (2005) juga menyatakan bahwa benih memiliki vigor tinggi jika nilai daya berkecambahnya >85%.
Gambar 2. Persentase daya berkecambah benih kacang tanah varietas Kelinci, Jerapah, dan Kancil pada beberapa kualitas.
Korelasi antara DHL dan Daya Berkecambah Benih Hasil analisis menunjukkan adanya hubungan yang erat antara uji DHL dengan daya berkecambah benih. Taliroso (2008) menyatakan bahwa terdapat keeratan hubungan nyata antara DHL dengan daya berkecambah (Gambar 2). Hasil analisis juga menunjukkan DHL memiliki korelasi negatif dengan daya berkecambah benih. Korelasi yang negatif menandakan bahwa semakin tinggi nilai DHL semakin rendah daya berkecambah benih. Nilai koefisien korelasi mendekati satu menunjukkan hubungan yang sangat erat antara peubah (Gomez dan Gomez 1984). Nilai koefisien korelasi tertinggi adalah -0.92, yaitu korelasi antara periode pengocokan DHL (jam ke-2) dengan daya berkecambah benih. Garis regresi secara umum menunjukkan semakin tinggi nilai DHL semakin rendah daya berkecambah, baik pada periode awal pengocokan sampai periode akhir pengocokan. Pada periode pengocokan pertama (0 menit), kedua (30 menit), ketiga (60 menit), keempat (90 menit) dan kelima (120 menit), daya berkecambah >85% terjadi berturut-
Prosiding Seminar Hasil Penelitian Tanaman Aneka Kacang dan Umbi 2013
365
turut pada nilai DHL 15 μS/cm, 90 μS/cm, 135 μS/cm, 200 μS/cm, dan 200 μS/cm (Gambar 2). Pada ragam kualitas benih yang diuji, peningkatan waktu pengocokan dari 90 menit menjadi 120 menit tidak mengubah nilai DHL. Nilai DHL pada pengocokan 90 menit (200 μS/cm) sama dengan 120 menit (200 μS/cm). Dengan demikian, waktu pengocokan maksimum yang dibutuhkan untuk pengukuran DHL benih kacang tanah adalah 90 menit. Berdasar nilai koefisien korelasi antara DHL dengan daya berkecambah benih pada beberapa waktu pengocokan, korelasi antara daya berkecambah benih dengan DHL pada jam pertama (0 menit) lebih kecil (r=0,855) dibanding jam berikutnya. Nilai korelasi pada jam kedua (30 menit) (r=0,938) tidak berbeda dengan jam ketiga (60 menit) (r=0,932), keempat (90 menit) (r=0,944) dan kelima (120 menit) (r=0,959). Dengan demikian waktu pengocokan yang efektif dan efisien adalah 30 menit. Nilai DHL pada pengocokan 30 menit adalah <90 μS/cm. Hal ini dapat dijadikan acuan bahwa benih yang baik (DB >85%) adalah yang mempunyai nilai DHL <90 μS/cm.
Gambar 2. Garis regresi antara nilai DHL dengan DB benih kacang tanah pada pengocokan 0 menit (A), setelah 30 menit (B), setelah 60 menit (C), setelah 90 menit (D), dan setelah 120 menit (E).
366
Patriyawaty et al.: Viabilitas benih kacang tanah dan konduktivitas listrik benih
KESIMPULAN DAN SARAN Peningkatan nilai DHL dapat mencerminkan rendahnya viabilitas benih yang dicirikan oleh penurunan daya berkecambah. Hubungan regresi pada percobaan antara DHL dan daya berkecambah menunjukkan hubungan yang negatif. Setiap peningkatan nilai DHL pada setiap periode perendaman benih terjadi penurunan daya berkecambah. Perendaman selama 0,5 jam tidak berbeda nyata dengan 1 jam, 1,5 jam dan 2 jam. Waktu perendaman efektif dan efisien untuk pengujian DHL kacang tanah adalah 0,5 jam dan benih yang baik (daya berkecambah >85%) adalah yang mempunyai nilai DHL <90 μS/cm. Untuk memverifikasi hasil pengujian ini disarankan untuk menguji DHL pada benih kacang tanah varietas lainnya.
UCAPAN TERIMAKASIH Penulis menyampaikan terima kasih kepada tenaga teknisi yang telah membantu pelaksanaan penelitian ini. Penulis juga menyampaikan terima kasih kepada Pemerintah Australia melalui Proyek ACIAR (The Australian Centre for International Agricultural Research) yang telah menyediakan dana sehingga penelitian ini dapat terlaksana.
DAFTAR PUSTAKA Association of Seed Analyst [AOSA]. 1983. Seed vigor testing handbook. Prepared by the seed vigor test committee of the association of official seed analyst contribution. No 32. 88p. Copeland, L.O and M.B. McDonald. 1995. Principles of Seed Sci and Tech. 2nd ed. Chapman & Hall. 408p. Deptan. 2007. Peraturan Menteri Pertanian No. 28/Permentan/SP.120/3/2007 tentang Pedoman Produksi Benih Kedelai. Gomez, K.A. and A.A.Gomez. 1984. Statistical Procedures for Agricultural Research. Second Edition. John Willey and Sons. New York. Guerke, W.R. 2005. Evaluating peanut (Arachis hypogaea L.) seed vigor. J. of Seed Tech. 27(1):121–126. Hsu, F., Lin, J.B. and Chang, S.R. 2000. Effect of waterlogging on seed germination, electric conductivity of leakage and developments of hypocotyl and radicle in sudangrass. Bot Bull Acad. Sinica. 41. Justice, O. L., dan Louis, N.B., 2002. Principles and Practice of Seed Storage. PT RajaGrafindo Persada. Jakarta. Kartono.2004. Teknik penyimpanan benih kedelai varietas wilis pada kadar air dan suhu penyimpanan yang berbeda. Buletin Teknik Pertanian (9):79–82. Matthews, S. and A, Powell. 2006. Electrical conductivity vigour test: Physiological basis and use. ISTA News Bulletin (131): 32–35p. (http://www.seedtest.org). Miguel, M.V.C., and M, Filho. 2002. Potassium leakage and maize seed physiological potential. Sci. Agricola 59(2): 315–319. http://www.scielo.br/pdf/sa/v59n2/8927.pdf diakses 9/6/2012). Nugraha, U.S., dan S.Wahyuni. 1998. Pengaruh kadar air benih dan jenis kemasan terhadap daya simpan benih pada suhu kamar. Penelitian Pertanian. Bogor. hlm 59–67. Sadjad, S. 1980. Panduan pembinaan mutu benih tanaman kehutanan di Indonesia. Proyek Pusat Pembinaan Kehutanan Direktorat Reboisasi dan Rehabilitasi Ditjen Kehutanan-IPB. Saenong, S. 1986. Kontribusi vigor awal terhadap daya simpan benih jagung (Zea mays L.) dan kedelai (Glycine max L. Merr) (Disertasi). Program Pascasarjana. IPB. Taliroso, D. 2008. Deteksi status vigor benih kedelai (Glycine max L. Merr) melalui metode uji daya hantar listrik. Thesis. Sekolah Pasca Sarjana IPB. Bogor. 84 hlm. The ISTA. 2010. International Rules for Seed Testing. Edition 2008. Bassersdorf. Switzerland.
Prosiding Seminar Hasil Penelitian Tanaman Aneka Kacang dan Umbi 2013
367
