PENINGKATAN KESEHATAN BENIH DAN HASIL PADI DENGAN APLIKASI COATING BENIH MENGGUNAKAN MINYAK ATSIRI
IKRARWATI
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2013
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA* Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis berjudul Peningkatan Kesehatan Benih dan Hasil Padi dengan Aplikasi Coating Benih Menggunakan Minyak Atsiri adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini. Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor. Bogor, Oktober 2013 Ikrarwati NIM A251100041
RINGKASAN IKRARWATI. Peningkatan Kesehatan Benih dan Hasil Padi dengan Aplikasi Coating Benih Menggunakan Minyak Atsiri. Dibimbing oleh SATRIYAS ILYAS dan AMIYARSI MUSTIKA YUKTI. Tanaman padi diketahui terserang oleh banyak cendawan dan bakteri patogen terbawa benih. Coating benih dengan pestisida nabati seperti minyak cengkeh (Syzygium aromaticum) dan minyak serai wangi (Andropogon nardus) diketahui memiliki kemampuan mengendalikan patogen terbawa benih. Penelitian ini bertujuan: (1) mengevaluasi mutu fisiologis dan patologis benih padi; (2) mendapatkan formula perekat untuk coating benih padi dengan minyak cengkeh, minyak serai wangi dan pestisida sintetis; (3) mengetahui keefektifan coating benih terhadap patogen terbawa benih padi selama penyimpanan dan pengaruhnya terhadap viabilitas benih; (4) mengetahui keefektifan coating benih terhadap pertumbuhan tanaman dan hasil padi di rumah kaca. Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Ilmu dan Teknologi Benih IPB dan Laboratorium Kesehatan Benih serta Rumah kaca Balai Besar PPMB-TPH pada bulan Januari 2012 sampai Januari 2013. Benih padi yang digunakan adalah varietas Ciherang produksi PT. Sang Hyang Seri hasil panen Januari 2012 dan varietas HIPA 8 produksi BB PADI hasil panen Februari 2012. Penelitian terdiri atas 4 percobaan. Percobaan I, evaluasi mutu fisiologis benih padi Ciherang dan HIPA 8 dengan metode uji di atas kertas digulung didirikan dalam plastik serta evaluasi mutu patologis benih dengan metode blotter test dan liquid assay. Hasil percobaan menunjukkan benih padi Ciherang memiliki nilai indeks vigor 95%, daya berkecambah 98%, kecepatan tumbuh 20.7% KN etmal-1, bobot kering kecambah normal 0.15 g, dan laju pertumbuhan kecambah 6.31 mg KN-1. Padi HIPA 8 memiliki nilai indeks vigor 49%, daya berkecambah 77.3%, kecepatan tumbuh 8.2% KN etmal-1, bobot kering kecambah normal 0.10 g, dan laju pertumbuhan kecambah 6 mg KN-1. Terdeteksi empat genus cendawan terbawa benih padi Ciherang yaitu Alternaria sp., Fusarium sp., Drechslera sp., dan Curvularia sp. serta lima genus cendawan terbawa benih padi HIPA 8 yaitu Alternaria sp., Fusarium sp., Penicillium sp., Curvularia sp., dan Cladosporium sp. Bakteri yang terdeteksi terbawa benih padi Ciherang yaitu Xanthomonas oryzae pv. oryzae (Xoo) dan Erwinia sp. Bakteri terbawa benih padi HIPA 8 yaitu Xoo, Xanthomonas campestris pv. oryzicola dan Clavibacter sp. Percobaan II, evaluasi keefektifan jenis dan konsentrasi bahan perekat untuk coating benih terhadap mutu benih, terdiri atas dua tahap: (a) evaluasi pengaruh konsentrasi bahan perekat dan pewarna (Ponceau 4R CI 16255) terhadap mutu benih, dan (b) evaluasi pengaruh formula coating terhadap mutu benih. Percobaan IIa terdiri atas tiga bagian yaitu (i) evaluasi konsentrasi gom arab 3%, 10%, 20%, 30%, 40% dan pewarna 0% dan 0.1%; (ii) evaluasi konsentrasi carboxymethylcellulose (CMC) 1%, 3%, 5% dan pewarna 0% dan 0.1%; (iii) evaluasi konsentrasi kitosan 1%, 3%, 5% dan pewarna 0% dan 0.1%. Masingmasing bagian percobaan menggunakan rancangan acak lengkap faktorial (dua faktor) dengan empat ulangan. Hasil percobaan IIa menunjukkan konsentrasi bahan perekat yang paling kompatibel dengan benih padi adalah kitosan 1% dan 3%; gom arab 3%, 5% dan 10%; serta CMC 1%. Ponceau 4R CI 16255 1% tidak
toksik terhadap benih. Percobaan IIb menggunakan rancangan acak lengkap faktor tunggal dengan lima ulangan. Faktor percobaan adalah formula coating yang terdiri atas bahan perekat dengan berbagai konsentrasi hasil percobaan IIa yaitu kitosan 1%, 3%; gom arab 3%, 5%, 10%; serta CMC 1% yang dikombinasikan dengan 3 jenis pestisida yaitu minyak cengkeh 1%, minyak serai wangi 2% dan pestisida kimia (Agrept 0.2% + Benlox 0.2%), sehingga percobaan ini terdiri atas 3 bagian yang tiap bagiannya terdiri atas 6 taraf. Hasil percobaan menunjukkan kombinasi formula coating yang paling kompatibel dengan benih padi dan digunakan pada penelitian selanjutnya adalah (1) minyak cengkeh 1% + kitosan 3%; (2) minyak serai wangi 2% + CMC 1%; (3) pestisida kimia + gom arab 10%. Percobaan III, evaluasi keefektifan coating benih terhadap patogen terbawa benih padi selama penyimpanan. Percobaan menggunakan rancangan acak lengkap dengan lima ulangan dan empat taraf perlakuan coating benih yaitu (1) minyak cengkeh 1%+ kitosan 3%; (2) minyak serai wangi 2% + CMC 1%; (3) pestisida kimia + gom arab 10%; dan (4) kontrol (tanpa coating). Masing-masing formula coating benih dibuat dalam bentuk larutan dengan cara melarutkan bahan perekat dan pestisida sesuai perlakuan, pewarna Ponceau 4R CI 16255 0.1% dan aquadest hingga volumenya mencapai 100 ml. Gom arab dan CMC dilarutkan dengan aquadest. Kitosan dilarutkan dengan larutan asam asetat 1%. Formula coating sebanyak 100 ml digunakan untuk meng-coating 500 g benih. Benih dikemas menggunakan plastik PP 0.8 mm dan disimpan selama 6 bulan pada suhu ruang 27-30°C dan RH 71-78%. Secara umum formula coating minyak cengkeh 1% + kitosan 3% paling efektif dalam menekan infeksi cendawan terbawa benih, diikuti formula minyak serai wangi 2% + CMC 1% dan formula pestisida kimia + gom arab 10%. Seluruh perlakuan coating benih memiliki keefektifan yang sama dalam menghambat bakteri terbawa benih. Formula coating tidak berpengaruh nyata terhadap viabilitas benih Ciherang, tetapi menurunkan indeks vigor benih Ciherang. Seluruh formula coating menurunkan indeks vigor benih HIPA 8 dan menurunkan viabilitasnya kecuali perlakuan pestisida kimia + gom arab 10%. Percobaan IV, evaluasi keefektifan coating benih terhadap patogen terbawa benih serta pertumbuhan tanaman dan produksi benih padi di rumah kaca. Perlakuan dan rancangan percobaan yang digunakan sama dengan percobaan 3. Coating benih dengan minyak cengkeh 1% + kitosan 3% dan minyak serai wangi 2% + CMC 1% efektif menurunkan indeks penyakit hawar daun bakteri di rumah kaca dan menekan infeksi cendawan dan bakteri pada benih padi Ciherang yang dihasilkan. Jumlah anakan, anakan produktif, bobot dan jumlah gabah bernas tertinggi dihasilkan oleh perlakuan coating dengan minyak cengkeh 1% + kitosan 3%. Secara keseluruhan, coating benih dengan minyak cengkeh 1% + kitosan 3% merupakan perlakuan terbaik untuk pengendalian patogen terbawa benih padi varietas Ciherang. Semua perlakuan coating efektif menekan indeks penyakit padi HIPA 8 dan menghasilkan bobot dan jumlah gabah bernas yang lebih tinggi dibanding kontrol (diukur pada kadar air 14%). Akan tetapi, coating minyak serai wangi 2% + CMC 1% menurunkan daya tumbuh benih sehingga perlakuan yang direkomendasikan untuk padi HIPA 8 adalah coating minyak cengkeh 1% + kitosan 3% dan coating pestisida kimia + gom arab 10%. Kata kunci: bakteri terbawa benih, cendawan terbawa benih, CMC, gom arab, kitosan, minyak cengkeh, minyak serai wangi
SUMMARY IKRARWATI. Improvement of Seed Health and Yield of Rice by Seed Coating Application Using Volatile Oils. Supervised by SATRIYAS ILYAS and AMIYARSI MUSTIKA YUKTI. The aims of the research were (1) to determine the physiological and pathological quality of rice seed, (2) to obtain the most compatible coating formula with rice seed (3) to determine the effectiveness of seed coating against seed-borne pathogen and the effect of seed coating on seed viability and vigor during storage, (4) to determine the effect of seed coating on disease intensity, plant growth and yield, and quality of seed. The experiment was carried out in March 2012 in Seed Science and Technology Laboratory, Bogor Agricultural University and Seed Health Laboratory BBPPMB-TPH. Two varieties of rice seed were used, cv. Ciherang was obtained from PT. Sang Hyang Seri and HIPA 8 was obtained from BB PADI. The research consisted of four experiments. Experiment I, evaluation of physiological and pathological quality of rice seed cv. Ciherang and HIPA 8. Physiological quality test conducted using between paper method, pathological quality test conducted using blotter test and liquid assay method. The results showed that seeds of cv. Ciherang had 95% vigor index, 98% germination, 20.7% normal seedling etmal-1 speed of germination, 0.15 g normal seedling dry weight, and seedling growth rate 6.31 mg/normal seedling. Seed of cv. HIPA 8 had 49% vigor index, 77.3% germination, 8.3% normal seedling etmal-1 speed of germination, 0.10 g normal seedling dry weight, and 6 mg/normal seedling seedling growth rate. The result of seed pathological quality test showed Alternaria sp., Fusarium sp., Drechslera sp., Curvularia sp., Xanthomonas oryzae pv. oryzae and Erwinia sp. were found as seed-borne fungi and bacteria of rice seed cv. Ciherang. Alternaria sp., Fusarium sp., Penicillium sp., Curvularia sp., Cladosporium sp., X. oryzae pv. oryzae + X. campestris pv. oryzicola and Clavibacter sp. were found as seed-borne fungi and bacteria of rice seed cv. HIPA 8. Experiment II, evaluation of the effectiveness of binder material for rice seed coating using volatile oil. The objectives of this experiment were (a) to obtain the most compatible binder material and colorant (Ponceau 4R CI 16255) concentration with rice seed (Experiment IIa), and (b) to obtain the most compatible coating formula with rice seed (Experiment IIb). Experiment IIa consisted of three parts (1) test of arabic gum concentration 3%, 10%, 20%, 30%, 40% combined with colorant 0% and 0,1%; (2) test of carboxymethylcellulose concentration 1%, 3%, 5% combined with colorant 0% and 0,1%; (3) test of chitosan concentration 1%, 3%, 5% combined with colorant 0% and 0,1%. The experiment was done using factorial design with two factors and four replications. The results of experiment IIa showed that chitosan 1% and 3%; arabic gum 3%, 5% and 10%; CMC 1% were the most compatible binder concentrations with the rice seeds. Colorant material used was not toxic against rice seed. Experiment IIb was done using a completely randomized design with single factor and five replications. Factors of the experiment were coating formula consisting of binder
materials with various concentrations according to the result of experiment IIa i.e. chitosan 1%, 3%; arabic gum 3%, 5%, 10%; and CMC 1% combined with three types of pesticides i.e. clove oil 1%, fragrant grass oil 2% and chemical pesticides (Benlox 0.2% + Agrept 0.2%), thus, experiment IIb consisted of 3 parts. Each part consisted of 6 levels. The results of experiment showed that the most compatible of coating formula with rice seed were clove oil 1% + chitosan 3%; fragrant grass oil 2% + carboxymethylcellulose 1%; and synthetic pesticide + arabic gum 10%. Experiment III, evaluation of effectiveness of seed coating using volatile oil against rice seed-borne pathogen and seed viability during storage. The experiment was conducted using completely randomized design with a single factor consisting of four levels: (1) clove oil 1% + chitosan 3%; (2) fragrant grass oil 2% + carboxymethylcellulose 1%; (3) synthetic pesticide (streptomycin sulphate 0.04% + benomyl 0.1%) + arabic gum 10%; and (4) control (without coating). In general, seed coating with clove oil 1% + chitosan 3% showed the strongest inhibitory effect against seed-borne fungi followed by fragrant grass oil 2% + CMC 1% and then synthetic pesticide + arabic gum 10%. Each coating formula prepared by dissolving the binder materials and pesticides according to treatments, colorant 0.1% and distilled water until the volume reached 100 ml. Arabic gum and CMC dissolved using distilled water. Chitosan was dissolved in 1% acetic acid solution. Then, 100 ml coating formula used for 500 g of seeds. Seeds were packed in a 0.8 mm polypropylene plastic and stored for 6 months at 27-30 °C and relative humidity of 71-78%. The result showed all treatments gave the same effect in controling seed-borne bacteria in both cultivars during storage. The result showed that all treatments gave no significant effect on seed viability but decreased vigor index of rice seed cv. Ciherang. All of coating formula decreased vigor indeks of rice seed cv. HIPA 8 and decreased seed viability except synthetic pesticide + arabic gum 10%. Experiment IV, evaluation of effectiveness of seed coating against seedborne pathogen, plant growth and seed production of rice in the greenhouse. The experiments were arranged in a completely randomized design with one factor (seed coating), the same as experiment 3. The result showed seed coating with clove oil 1% + chitosan 3% and fragrant grass oil 2% + carboxy methyl cellulose 1% reduced disease index in the greenhouse and decreased fungal and bacterial infections in seeds as compared to control. All treatments gave no significant effect on physiological quality of seed. Seed coating with clove oil 1% + chitosan 3% resulted the highest number of tillers, number of productive tillers, weight and number of full grains per clumps. In general, seed coating with clove oil 1% + chitosan 3% was the best treatment to control seed-borne pathogens of rice seed cv. Ciherang. All treatments were effective in reducing disease index in the greenhouse and produced more grain rice of cv. HIPA 8 than control. However, treatment of fragrant grass oil 2% + CMC 1% decreased percent of seedling emergence. In general, coating with clove oil 1% + chitosan 3% and chemical pesticide + arabic gum 10% were the best treatments for rice seed cv. HIPA 8. Keywords: arabic gum, carboxymethylcellulose, chitosan, clove oil, fragrant grass oil, seed-borne bacteria, seed-borne fungi
© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2013 Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan IPB Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis ini dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB
PENINGKATAN KESEHATAN BENIH DAN HASIL PADI DENGAN APLIKASI COATING BENIH MENGGUNAKAN MINYAK ATSIRI
IKRARWATI
Tesis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada Program Studi Ilmu dan Teknologi Benih
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2013
Penguji Luar Komisi: Dr Ir Faiza C. Suwarno, MS
Judul Tesis : Peningkatan Kesehatan Benih dan Hasil Padi dengan Aplikasi Coating Benih Menggunakan Minyak Atsiri Nama : Ikrarwati : A251100041 NIM
Disetuj ui oleh
Komisi Pembimbing
c?' Ir Amivarsi Mustika Yukti, MSi Anggota
Prof Dr Ir Satrivas lIvas, MS Ketua
Diketahui oleh
Ketua Program Studi lImu dan Teknologi Benih
~Je1(atl::~~(Ql~ih
Pascasarjana
---+-fP5r
D Vl/
Prof Dr Ir Satriyas lIyas, MS
Tanggal Ujian: 31 Juli 2013
Tanggal Lulus:
2 2 0CT 2 13
Judul Tesis : Peningkatan Kesehatan Benih dan Hasil Padi dengan Aplikasi Coating Benih Menggunakan Minyak Atsiri Nama : Ikrarwati NIM : A251100041
Disetujui oleh Komisi Pembimbing
Prof Dr Ir Satriyas Ilyas, MS Ketua
Ir Amiyarsi Mustika Yukti, MSi Anggota
Diketahui oleh
Ketua Program Studi Ilmu dan Teknologi Benih
Dekan Sekolah Pascasarjana
Prof Dr Ir Satriyas Ilyas, MS
Dr Ir Dahrul Syah, MScAgr
Tanggal Ujian: 31 Juli 2013
Tanggal Lulus:
PRAKATA Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Januari 2012 sampai Februari 2013 ini ialah kesehatan benih padi dengan judul Peningkatan Kesehatan Benih dan Hasil Padi dengan Aplikasi Coating Benih Menggunakan Minyak Atsiri. Terima kasih dan penghargaan setinggi-tingginya penulis sampaikan kepada 1. Prof Dr Ir Satriyas Ilyas, MS dan Ir Amiyarsi Mustika Yukti, MSi selaku pembimbing yang telah memberi bimbingan dan motivasi kepada penulis sejak perencanaan penelitian hingga penyelesaian tesis. 2. Dr Ir Faiza C. Suwarno, MS selaku penguji luar komisi yang telah memberi masukan dan saran. 3. Badan Litbang Kementerian Pertanian, yang telah memberikan kesempatan dan beasiswa untuk mengikuti program S2 di IPB. 4. Prof Suwandi, MS selaku Kepala BPTP Jakarta 2010 atas izin yang telah diberikan kepada penulis untuk menempuh pendidikan di IPB. 5. Dr Yudi Sastro, Dr Bachtar Bakrie, dan Ir Rochmiatul Wahyu, MS yang telah memberikan rekomendasi kepada penulis untuk melanjutkan pendidikan. 6. Ir Tri Susetyo, MM selaku kepala Balai Besar Pengembangan Pengujian Mutu Benih Tanaman Pangan dan Hortikultura, yang telah memberikan izin bagi penulis untuk melaksanakan penelitian di Balai Besar PPMB-TPH. 7. Penghargaan juga penulis sampaikan kepada Ibu Sri Rahayu Puji Lestari, SP beserta teman-teman di Balai Besar PPMB-TPH yang telah berbagi ilmu dan pengalaman dalam identifikasi penyakit terbawa benih. 8. Keluarga Benih 2010 atas kebersamaannya, keluarga Graha Matudilipa yang dikirimkan Allah sebagai penguat semangat di saat-saat penghabisan. 9. Untung Suliyadi, SH. Suami luar biasa yang bersedia mendampingi dan bersabar menjadi teman, pembimbing, pelindung, pendukung, dan motivator yang tiada lelahnya. 10. Bp. Sutomo (alm). yang telah membentuk karakterku untuk peduli. 11. Satu lagi ucapan terima kasih yang teramat dalam, untuk malaikat dalam hidup yang tiada pernah lelah memberikan uluran tangan serta air mata dan do’a-do’a tulus dalam setiap munajatnya. Ibu Ngadirah, perempuan sederhana yang sangat luar biasa. Terima kasih Ibu. Karya ilmiah ini Penulis dedikasikan untuk benih-benih kecilku yang sedang belajar tumbuh, Alysa Unika Queen dan Sangga Al-Barra Itung, serta petanipetani bersahaja negeri ini (terinspirasi oleh H. Kodir, petani padi Rorotan Jakarta Utara). Semoga karya ilmiah ini bermanfaat!
Bogor, April 2013 Ikrarwati
DAFTAR ISI DAFTAR TABEL
xi
DAFTAR GAMBAR
xii
DAFTAR LAMPIRAN
xiii
PENDAHULUAN Latar Belakang Tujuan Penelitian
1 1 2
EVALUASI MUTU FISIOLOGIS DAN PATOLOGIS BENIH PADI VARIETAS CIHERANG DAN HIPA 8 Abstrak Pendahuluan Bahan dan Metode Hasil dan Pembahasan Mutu Fisiologis Benih Padi Varietas Ciherang dan HIPA 8 Mutu Patologis Benih Padi Varietas Ciherang dan HIPA 8 Simpulan dan Saran EVALUASI KEEFEKTIFAN BAHAN PEREKAT UNTUK COATING BENIH PADI DENGAN PESTISIDA ALAMI DAN SINTETIS TERHADAP MUTU BENIH Abstrak Pendahuluan Bahan dan Metode Hasil dan Pembahasan Pengaruh Konsentrasi Bahan Perekat dan Pewarna terhadap Mutu Benih Pengaruh Formula Coating terhadap Mutu Benih Simpulan EVALUASI KEEFEKTIFAN COATING BENIH DENGAN MINYAK ATSIRI TERHADAP PATOGEN TERBAWA BENIH DAN VIABILITAS BENIH PADI SELAMA PENYIMPANAN Abstrak Pendahuluan Bahan dan metode Hasil dan Pembahasan Pengaruh Berbagai Formula Coating Benih terhadap Mutu Fisiologis dan Patologis Benih Padi Varietas Ciherang Pengaruh Berbagai Formula Coating Benih terhadap Mutu Fisiologis dan Patologis Benih Padi Varietas HIPA 8 Simpulan
4 4 5 6 10 10 11 15
17 17 18 19 21 21 25 27
28 28 29 30 31 31 36 41
EVALUASI KEEFEKTIFAN COATING BENIH TERHADAP PATOGEN TERBAWA BENIH SERTA PERTUMBUHAN TANAMAN DAN PRODUKSI BENIH PADI DI RUMAH KACA Abstrak Pendahuluan Bahan dan Metode Hasil dan Pembahasan Pengaruh Coating Benih Padi Varietas Ciherang Pengaruh Coating Benih Padi Varietas HIPA 8 Simpulan
42 42 43 44 47 47 52 56
PEMBAHASAN UMUM SIMPULAN UMUM DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN RIWAYAT HIDUP
57 60 62 67 70
DAFTAR TABEL 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
Hasil uji mutu fisiologis benih padi varietas Ciherang dan HIPA 8 Persentase infeksi cendawan pada benih padi Ciherang dan HIPA 8 Hasil identifikasi koloni bakteri pada benih padi Ciherang dan HIPA 8 Jumlah koloni bakteri terbawa benih padi Ciherang dan HIPA 8 Pengaruh konsentrasi kitosan dan bahan pewarna terhadap mutu benih padi Pengaruh konsentrasi CMC dan bahan pewarna terhadap mutu benih padi Pengaruh konsentrasi gom arab dan bahan pewarna terhadap mutu benih padi Pengaruh formula coating dengan mingan minyak cengkeh terhadap mutu fisik dan fisiologis benih padi Pengaruh formula coating dengan minyak serai wangi terhadap mutu fisik dan fisiologis benih padi Pengaruh formula coating dengan pestisida kimia terhadap mutu fisik dan fisiologis benih padi Pengaruh berbagai formula coating benih terhadap jumlah koloni Xoo pada benih padi Ciherang selama penyimpanan Pengaruh berbagai formula coating benih terhadap jumlah koloni Xoo + Xco pada benih padi HIPA 8 selama penyimpanan Skala pengujian penyakit Pengaruh berbagai perlakuan coating benih terhadap daya tumbuh dan tinggi tanaman padi varietas Ciherang Pengaruh berbagai perlakuan coating benih terhadap anakan tanaman padi varietas Ciherang Pengaruh coating benih terhadap indeks penyakit padi varietas Ciherang pada 12 MST di rumah kaca Pengaruh berbagai perlakuan coating benih terhadap produksi tanaman padi varietas Ciherang Pengaruh berbagai perlakuan coating benih terhadap jumlah gabah dan persentase jumlah gabah per rumpun padi varietas Ciherang Pengaruh coating benih terhadap mutu benih padi varietas Ciherang Pengaruh coating benih terhadap cendawan terbawa benih padi varietas Ciherang Pengaruh coating benih terhadap bakteri Xanthomonas oryzae pv. oryzae terbawa benih padi varietas Ciherang Pengaruh coating benih terhadap daya tumbuh dan tinggi tanaman padi varietas HIPA 8 Pengaruh coating benih terhadap jumlah anakan, anakan produktif dan persentase anakan produktif tanaman padi varietas HIPA 8
10 12 13 15 23 23 24 25 26 26 35 40 47 47 48 48 49 49 50 51 52 53 53
24 Pengaruh coating benih terhadap indeks penyakit padi HIPA 8 pada tingkat gabah setengah matang (dough stage) 25 Pengaruh coating benih terhadap bobot gabah per rumpun dan persentase bobot gabah per rumpun tanaman padi varietas HIPA 8 26 Pengaruh coating benih terhadap jumlah gabah per rumpun dan persentase jumlah gabah per rumpun tanaman padi varietas HIPA 8 27 Rekapitulasi pengaruh coating benih terhadap mutu fisiologis dan patologis benih selama penyimpanan serta pertumbuhan tanaman, indeks penyakit, produksi dan mutu benih yang dihasilkan padi Ciherang di rumah kaca 28 Rekapitulasi terhadap mutu fisiologis dan patologis benih selama penyimpanan serta pertumbuhan tanaman, indeks penyakit, hasil padi HIPA 8 di rumah kaca
54 54 55
58
60
DAFTAR GAMBAR 1 2
Diagram alir penelitian Spora cendawan yang terdeteksi pada benih padi dengan mikroskop compound: Fusarium sp. (A), Cuvularia sp. (B), Alternaria sp. (C), Dechslera sp. (D); dan terdeteksi dengan mikroskop stereo: Penicillium sp. (E), Cladosporium sp. (F) 3 Koloni bakteri Xanthomonas oryzae pv. oryzae (a) dan Erwinia sp. (b) pada benih Ciherang; Clavibacter sp. (c) dan Xanthomonas campestris pv. oryzicola (d) pada benih HIPA 8 4 Pengaruh formula coating terhadap daya berkecambah benih padi Ciherang selama penyimpanan 5 Pengaruh formula coating terhadap indeks vigor benih padi Ciherang selama penyimpanan 6 Pengaruh formula coating terhadap kadar air benih padi Ciherang selama penyimpanan 7 Pengaruh formula coating terhadap infeksi total cendawan pada benih padi Ciherang selama penyimpanan 8 Persentase benih padi Ciherang terinfeksi cendawan Fusarium sp. (A), Alternaria sp. (B), Dechslera sp. (C), Curvularia sp. (D), Penicillium sp. (E), Aspergillus sp. (F), pada berbagai formula coating benih selama 6 bulan penyimpanan 9 Pengaruh formula coating terhadap daya berkecambah benih padi HIPA 8 selama penyimpanan 10 Pengaruh formula coating terhadap indeks vigor benih padi HIPA 8 selama penyimpanan 11 Pengaruh formula coating terhadap kadar air benih padi HIPA 8 selama penyimpanan
3
11
14 31 32 33 33
34 36 37 38
12 Pengaruh formula coating terhadap infeksi total cendawan pada benih padi HIPA 8 selama penyimpanan 13 Persentase infeksi cendawan Fusarium sp. (A), Curvularia sp. (B), Alternaria sp. (C), Cladosporium sp. (D), Penicillium sp. (E), Aspergillus sp. (F) pada benih padi HIPA 8 dengan berbagai formula coating benih selama 6 bulan penyimpanan 14 Cendawan terbawa benih padi (A) Chaetomium sp., (B) Verticillium sp.
38
39 51
DAFTAR LAMPIRAN 1 2 3
Deskripsi Padi Varietas Ciherang Lampiran 2 Deskripsi Padi Varietas HIPA 8 Lampiran 3 Komposisi media tumbuh bakteri
67 68 69
1
PENDAHULUAN Latar Belakang Padi (Oryza sativa L.) merupakan tanaman pangan terpenting di Indonesia. Pada tahun 2011 produktivitas padi hanya mencapai 5,02 ton/ha gabah kering panen, jauh lebih rendah dari potensinya yang mencapai 7-8 ton/ha (Kementan 2013). Penggunaan benih bermutu rendah dan terinfeksi patogen merupakan salah satu penyebab utama rendahnya produktivitas padi. Benih terinfeksi patogen menyebabkan benih mengalami aborsi, penurunan daya berkecambah, peningkatan kematian bibit atau tanaman muda, peningkatan perkembangan penyakit di lapangan, menjadi peluang terjadinya ledakan penyakit di daerah baru, serta toksik yang dihasilkan patogen terbawa benih akan mengubah nutrisi dari benih tersebut (Soekarno 1993; Thobunluepop et al. 2008; Zeng dan Shi 2009; ISTA 2010). Benih padi diketahui terserang oleh banyak cendawan patogen yang menjadi penyebab penting deteriorasi dan penurunanan kualitas benih. Cendawan yang ditemukan menginfeksi benih padi yaitu Curvularia sp., Nigrospora oryzae, Fusarium moniliforme, Rhizoctonia solani, Alternaria padwickii, Aspergillus flavus, Aspergillus niger, Bipolaris oryzae, Chepalosporium oryzae, Sarocladium oryzae, Drechslera oryzae (Islam et al. 2000; Pham et al. 2001; Nurdin 2003; Astuti 2009; Thobunluepop 2009; Yukti 2009; Fiana 2010). Tingkat infeksi cendawan terhadap benih padi cukup tinggi, A. padwickii dilaporkan menginfeksi sebesar 1.33 - 44.0% (Yukti 2009; Islam et al. 2000; Pham et al. 2001), sedangkan Fusarium sp. dan Curvularia sp. ditemukan sebagai cendawan utama terbawa benih padi dengan tingkat infeksi masing-masing sebesar 10%-20,67% dan 2,25% (Sriprasert et al. 2008; Yukti 2009). Selain cendawan, bakteri juga ditemukan menginfeksi benih padi. Hasil penelitian menunjukkan bakteri yang banyak menginfeksi benih padi adalah Acidovorax avenae pv. oryzae, Bacterium atrovirigenum, Erwinia herbicola, E. carotovora, Xanthomonas oryzae pv. oryzae, X. campestris pv. oryzicola, X.translucens f. sp. oryzicola, X. itoana, X. cinnamon, Pseudomonas avenae, P. panici, P. fuscovaginae, P. glumae, P. plantarii, P. syringae pv. syringae (Ou 1972, Agarwal dan Sinclair 1996, Yukti 2009, Fiana 2010). Penyakit yang menyerang tanaman secara nyata menjadi penyebab kehilangan hasil pada produksi padi Bhuyan et al. (2010) Patogen penyebab penyakit pada tanaman dapat dikendalikan dengan memberi perlakuan (treatment) terhadap benih sebelum ditanam. Coating benih dengan pestisida, adalah salah satu cara untuk memperoleh tujuan ini. Aplikasi coating benih dengan pestisida kimia ataupun komponen bioaktif alternatif dari bahan alami dapat menurunkan kerusakan tanaman yang disebabkan oleh penyakit dan juga menurunkan level penggunaan pestisida di lapang, bahkan jika dibandingkan dengan pengaplikasian pestisida secara langsung pada tanaman di lapang maka seed coating dengan pestisida dapat menurunkan penggunaan pestisida hingga 85% (Chami et al. 2005 dalam Thobunluepop 2009). Pengendalian patogen dengan penggunaan pestisida kimia akan berdampak terhadap lingkungan dan secara langsung maupun tidak langsung akan berdampak
2 pada manusia maupun organisme hidup lainnya dan menyebabkan peningkatan resistensi patogen terhadap pestisida. Selain itu toksisitas dari pestisida berasal dari komponen yang fitotoksis sehingga dapat menyebabkan deteriorasi benih (Ilyas 2007). Kunkur et al. (2007) melaporkan bahwa chlorine, bromine, dan iodine yang terkandung dalam pestisida menyebabkan deteriorasi pada benih. Penggunaan minyak cengkeh sebagai fungisida dan bakterisida alami telah banyak dilaporkan. Minyak cengkeh 0.06% efektif menghambat pertumbuhan Fusarium sp. (Widiastuti 2006), pada konsentrasi 0.04% dapat menurunkan tingkat kontaminasi Phytium spp. (Sirait 2006) dan pada konsentrasi 0.25%-2% menghambat pertumbuhan A. padwickii, F. moniliforme, dan D. oryzae serta bakteri Xanthomonas oryzae pv. oryzae (Fiana 2010). Eugenol 1% sebagai komponen aktif minyak cengkeh memiliki daya hambat tinggi terhadap pertumbuhan cendawan terbawa benih padi (Thobunluepop 2009). Minyak serai wangi juga banyak dilaporkan keefektifannya dalam pengendalian patogen penyebab penyakit tanaman. Media yang ditambahkan 0.5 – 2% minyak serai wangi mampu menghambat perkembangan bakteri Xoo. Penambahan minyak serai konsentrasi 0.25 – 2% mampu menghambat pertumbuhan A. padwickii, F. moniliforme dan D. oryzae (Fiana 2010), dan pada konsentrasi 0.25% menghambat Fusarium sp. (Widiastuti 2006). Aplikasi coating benih dengan pestisida nabati seperti minyak cengkeh dan minyak serai wangi memiliki potensi untuk pengendalian patogen terbawa benih padi, namun keefektifan kedua bahan tersebut didalam formula coating harus diuji. Permasalahan lainnya adalah bahan aktif dari minyak cengkeh dan minyak serai wangi adalah bahan yang mudah menguap, sehingga stabilitasnya didalam lapisan coating selama penyimpanan masih perlu diuji. Bahan pengikat yang dapat menjaga agar bahan aktif tersebut tetap efektif dan stabil diperlukan untuk memperoleh kedua tujuan tersebut. Beberapa bahan perekat yang banyak digunakan pada coating benih adalah kitosan, gom arab dan karboksimetilselulosa (CMC) (Kitamura et al. 1981; Asrul et al. 2004; Setiawan 2005; Setyowati et al. 2007; Sanyang et al. 2008; Dawar et al. 2008; Thobunluepop 2009; Zeng dan Shi 2009). Pengujian penggunaan bahan perekat dengan konsentrasi yang tepat juga penting dilakukan untuk memperoleh hasil coating sesuai yang diharapkan.
Tujuan Penelitian 1. Mengevaluasi mutu fisiologis dan patologis benih padi. 2. Mendapatkan formula perekat untuk coating benih padi dengan minyak cengkeh, minyak serai wangi dan pestisida sintetis. 3. Mengetahui keefektifan coating benih dengan minyak cengkeh dan minyak serai wangi terhadap patogen utama terbawa benih padi selama penyimpanan dan pengaruhnya terhadap viabilitas benih. 4. Mengetahui keefektifan coating benih dengan minyak cengkeh dan minyak serai wangi terhadap pertumbuhan tanaman, intensitas penyakit dan hasil benih padi di rumah kaca.
3
PERCOBAAN I Evaluasi mutu fisiologis dan kesehatan benih padi varietas Ciherang dan HIPA 8
Output - Informasi mutu fisiologis. - Cendawan dan bakteri terbawa benih teridentifikasi
PERCOBAAN III Evaluasi keefektifan coating benih dengan minyak atsiri terhadap patogen terbawa benih dan viabilitas benih selama penyimpanan
Output - Data dan informasi keefektifan coating benih terhadap patogen selama penyimpanan serta pengaruhnya terhadap viabilitas benih - Formula coating terpilih untuk pengendalian patogen terbawa benih padi
PERCOBAAN II Evaluasi keefektifan jenis dan konsentrasi bahan perekat untuk coating benih dengan pestisida alami dan sintetis terhadap mutu benih padi
Output Perekat terpilih yang paling kompatibel dengan benih padi
PERCOBAAN IV Evaluasi keefektifan coating benih terhadap patogen terbawa benih serta pertumbuhan tanaman dan produksi benih padi di rumah kaca
Output - Data dan informasi keefektifan coating benih terhadap patogen selama pertumbuhan tanaman serta pengaruhnya terhadap mutu benih yang dihasilkan - Formula coating terpilih untuk pengendalian patogen terbawa benih padi
Gambar 1 Diagram alir penelitian
4
EVALUASI MUTU FISIOLOGIS DAN PATOLOGIS BENIH PADI VARIETAS CIHERANG DAN HIPA 8 Evaluation of Physiological and Pathological Quality of Rice Seed Ciherang and HIPA 8 Abstrak Percobaan ini bertujuan mengetahui mutu fisiologis dan patologis benih padi varietas Ciherang dan HIPA 8. Percobaan dilaksanakan pada bulan Maret 2012 di Laboratorium Ilmu dan Teknologi Benih IPB dan Laboratorium Kesehatan Benih Balai Besar PPMB-TPH. Pengujian mutu fisiologis dilakukan dengan metode uji di atas kertas digulung didirikan dalam plastik (UKDdp), sedangkan pengujian mutu patologis benih menggunakan metode blotter test dan liquid assay. Hasil percobaan menunjukkan benih padi Ciherang memiliki nilai indeks vigor 95%, daya berkecambah 98%, kecepatan tumbuh 20.66% KN etmal -1, bobot kering kecambah normal 0.15 g, dan laju pertumbuhan kecambah 6.31 mg KN -1. Padi HIPA 8 memiliki nilai indeks vigor 49%, daya berkecambah 77.25%, kecepatan tumbuh 8.24% KN etmal-1, bobot kering kecambah normal 0.10 g, dan laju pertumbuhan kecambah 6 mg KN-1. Pengujian terhadap mutu patologis benih menunjukkan empat cendawan terdeteksi terbawa benih padi Ciherang yaitu Alternaria sp (6.5%), Fusarium sp. (24%), Drechslera sp. (4%), dan Curvularia sp. (22.25%) serta 5 cendawan terbawa benih padi HIPA 8 yaitu Alternaria sp (32%), Fusarium sp. (31.25%), Penicillium (1.25%), Curvularia sp. (43.75%), dan Cladosporium sp. (0.75%). Bakteri yang terideteksi terbawa benih padi Ciherang yaitu Xanthomonas oryzae pv. oryzae (3.32 x 109cfu g-1) dan Erwinia sp. (5.10 x 102cfu g-1) dan bakteri yang terbawa benih padi HIPA 8 yaitu Xanthomonas oryzae pv. oryzae + Xanthomonas campestris pv. Oryzicola (6.63 x 109cfu g-1) dan Clavibacter sp. (5.47 x 103cfu g-1) Kata kunci: bakteri terbawa benih, cendawan terbawa benih, kesehatan benih, viabilitas, vigor
Abstract The aims of the research were to determine the physiological and pathological quality of rice seed. The experiment was carried out in March 2012 in Seed Science and Technology Laboratory, Bogor Agricultural University and Seed Health Laboratory BBPPMB-TPH. Physiological quality test conducted using between paper method, pathological quality test conducted using blotter test and liquid assay methods. The results showed rice seed varieties Ciherang had 95% vigor index, 98% germination, 20.66% normal sedling etmal-1 speed of
5 germination, 0.15 g normal seedling dry weight, and seedling growth rate 6.31 mg/normal sedling. The rice seed varieties HIPA 8 had 49% vigor index, 77.25% germination, 8.24% normal sedling etmal-1 speed of germination, 0.10 g normal seedling dry weight, and 6 mg/normal sedling seedling growth rate. The result of seed pathological quality test showed Alternaria sp (6.5%), Fusarium sp. (24%), Drechslera sp. (4%), Curvularia sp. (22.25%), Xanthomonas oryzae pv. oryzae (3.32 x 109 cfu g-1) and Erwinia sp. (5.10 x 102cfu g-1) were found as seed-borne fungi and bacteria of rice seed varieties Ciherang. Alternaria sp (32%), Fusarium sp. (31.25%), Penicillium (1.25%), Curvularia sp. (43.75%), Cladosporium sp. (0.75%), X. oryzae pv. oryzae + X. campestris pv. oryzicola (6.63 x 109cfu g-1) and Clavibacter sp. (5.47 x 103cfu g-1) were found as seed-borne fungi and bacteria of rice seed varieties HIPA 8. Key words: seed-borne bacteria,seed-borne fungi, seed health, viability, vigor
PENDAHULUAN Benih merupakan salah satu input dasar dalam kegiatan produksi tanaman, tidak terkecuali dalam usaha tani padi. Penggunaan benih bermutu tinggi merupakan prasyarat penting untuk menghasilkan produksi tanaman yang menguntungkan secara ekonomis. Dengan menggunakan benih bermutu diharapkan dapat meningkatkan produksi persatuan luas, mendapatkan keseragaman pertanaman dan produk yang dihasilkan, serta dapat mengurangi serangan hama dan penyakit. Sebaliknya, penggunaan benih bermutu rendah akan menghasilkan persentase pemunculan bibit yang rendah, bibit yang kurang toleran terhadap cekaman abiotik, sensitif terhadap penyakit tanaman dan dapat menjadi sumber inokulum bagi penyakit terbawa benih (Ilyas 2012; Balai Besar PPMBTPH 2004). Dengan demikian penggunaan benih bermutu rendah disertai dengan adanya penyakit yang terbawa benih merupakan salah satu faktor yang menjadi penyebab rendahnya produktivitas pertanaman padi. Pengujian terhadap mutu benih sangat penting untuk memberikan informasi mengenai kualitas benih yang pada akhirnya akan menentukan keberhasilan pertanaman di lapang. Kriteria mutu benih meliputi empat aspek yaitu mutu genetis yang menjabarkan sifat unggul yang diwariskan oleh tanaman induk dan dicirikan dengan tingkat kemurnian; mutu fisik yang meliputi struktur morfologis, ukuran, berat dan penampakan benih; mutu fisiologis; serta mutu patologis yang menunjukkan kesehatan benih (Ilyas 2012). Pengujian mutu fisiologis penting untuk dilakukan karena dapat menduga sifat benih yang berdampak pada pertumbuhan tanaman. Mutu fisiologis meliputi viabilitas benih yaitu kemampuan benih untuk berkecambah dan menghasilkan kecambah normal (Copeland dan McDonald 2001), serta vigor benih yaitu kemampuan benih untuk tumbuh normal dalam keadaan lapang suboptimum (Sadjad et al. 1999). Selain mutu fisiologis benih, pengujian terhadap mutu patologis atau kesehatan benih juga memiliki arti yang sangat penting. Mutu patologis benih yang rendah ditandai dengan adanya patogen yang terbawa oleh benih. Patogen
6 terbawa benih dapat merugikan pada hampir semua tahap pertumbuhan. Dampak yang dapat diakibatkan oleh patogen terbawa benih antara lain adalah benih mengalami penurunan vigor dan viabilitas, peningkatan kematian bibit atau tanaman muda, penurunan hasil, peningkatan perkembangan penyakit di lapangan, munculnya peluang terjadinya ledakan penyakit di daerah baru, serta toksik yang dihasilkan patogen terbawa benih akan menyebabkan perubahan komponen biokimia dari benih tersebut (Agarwal dan Sinclair 1996). Berdasarkan hal tersebut maka sangat penting untuk mengetahui mutu benih yang akan digunakan sehingga evaluasi terhadap mutu fisiologis dan patologis benih harus dilakukan. Percobaan ini bertujuan mengetahui mutu fisiologis dan patologis awal dari benih yang akan digunakan pada percobaan tahap selanjutnya.
BAHAN DAN METODE Waktu dan Tempat Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Ilmu Teknologi Benih IPB dan Balai Besar Pengembangan Pengujian Mutu Benih Tanaman Pangan dan Hortikultura (Balai Besar PPMB-TPH) Cimanggis. Penelitian dilaksanakan pada bulan Februari –Maret 2012.
Bahan dan Alat Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah benih padi sawah inbrida varietas Ciherang produksi SHS hasil panen bulan Januari 2012 dan padi hibrida varietas HIPA 8 produksi BB PADI Sukamandi hasil panen bulan Februari 2012. Sebelum digunakan, benih telah disimpan selama satu bulan pada kondisi suhu ruang 27 – 31 °C dan RH 70 – 78%. Peralatan yang digunakan meliputi cawan petri, beaker glass, gelas ukur, erlenmeyer, micropipet, timbangan analitik, magnetic stirrer, termohygrometer, kertas saring, kertas merang, mikroskop, pot tanam, ecogerminator benih IPB 72-1, lampu near ultra violet (NUV), autoclave dan oven.
Metode Penelitian Penelitian pada tahap ini terdiri atas pengujian terhadap mutu fisiologis serta mutu patologis benih padi. Padi yang digunakan adalah varietas Ciherang produksi PT. Sang Hyang Seri hasil panen bulan Januari 2012 dan padi hibrida HIPA 8 produksi BB PADI Sukamandi hasil panen bulan Februari 2012. Pengujian Mutu Fisiologis Benih Padi Pengujian mutu fisiologis benih padi bertujuan mengetahui mutu fisiologis awal benih melalui peubah daya berkecambah, indeks vigor, kecepatan tumbuh dan kadar air benih.
7 Pengujian dilakukan dengan metode uji di atas kertas digulung didirikan dalam pelastik (UKDdp). Benih ditabur di antara dua lapis kertas merang yang telah dilembabkan kemudian digulung dengan dilapisi plastik. Benih dikecambahkan di ecogerminator IPB tipe 72-1. Benih yang digunakan berjumlah 400 butir benih (delapan ulangan, setiap ulangan terdiri dari 50 butir) untuk pengujian daya berkecambah dan indeks vigor, 400 butir benih untuk pengujian kecepatan tumbuh benih, dan 200 butir benih (delapan ulangan, setiap ulangan terdiri dari 25 butir) untuk pengujian berat kering kecambah normal. Pengukuran terhadap kadar air benih juga dilakukan pada tahap ini. Pengamatan dilakukan terhadap peubah mutu fisiologis benih: 1 Indeks vigor (IV, %) Penghitungan indeks vigor dilakukan berdasarkan persentase kecambah normal pada pengamatan pertama (KN hitungan I), yaitu hari ke-5 setelah tanam. Indeks vigor dihitung dengan rumus:
2 Daya berkecambah (DB, %) Penghitungan daya berkecambah dilakukan berdasarkan persentase kecambah normal (KN) pada pengamatan pertama dan kedua. Pengamatan pertama pada hari ke-5 setelah tanam (KN hitungan I) dan pengamatan kedua pada hari ke-7 setelah tanam (KN hitungan II). Nilai Daya Berkecambah (DB) dihitung dengan rumus:
3 Kecepatan tumbuh (KCT, % etmal-1) Kecepatan tumbuh dihitung berdasar nilai pertambahan perkecambahan (persentase kecambah normal) setiap hari pada kurun waktu perkecambahan dalam kondisi optimum. t 7
KCT di i 1
Dimana: i = kurun waktu perkecambahan (selama 7 hari) d = tambahan persentase kecambah normal per etmal (1 etmal = 24 jam) 4
Bobot Kering Kecambah Normal (BKKN, g) Bobot kering kecambah normal diperoleh dengan mengeringkan kecambah yang tumbuh normal hingga hari ke-7, yang telah dibuang karyopsisnya pada oven dengan suhu 60 °C selama 3 x 24 jam, kemudian ditimbang bobot keringnya.
5
Laju Pertumbuhan Kecambah (LPK, mg/KN)
8
6 Kadar air benih Metode yang digunakan adalah metode langsung yaitu menggunakan oven suhu 130-133 0C selama 2 jam. Benih masing-masing perlakuan ditimbang sebanyak 5 g kemudian digrinder. Benih yang telah digrinder ditimbang bobot basah dan bobot kering sehingga didapatkan KA dengan rumus:
Pengujian Mutu Patologis Benih Padi Pengujian kesehatan benih pada penelitian ini bertujuan untuk mengetahui cendawan patogen dan bakteri patogen yang terbawa benih padi. Identifikasi cendawan terbawa benih padi Pengujian cendawan dilakukan dengan metode blotter test. Benih didisinfeksi permukaan dengan natrium hipoklorit 1% dan dicuci dengan air steril. Benih padi sebanyak 400 butir (empat ulangan, setiap ulangan terdiri dari dua petridish @ 50 butir benih) ditanam diatas cawan petri yang sudah dilapisi dengan tiga lembar kertas saring lembab. Benih yang telah ditanam diinkubasi pada suhu 20-25 °C selama 24 jam kemudian dipindahkan ke medicool pada suhu -20 °C selama 24 jam dan kembali diinkubasi pada inkubator dengan suhu 20-25 °C dengan penyinaran (NUV) selama 12 jam gelap dan 12 jam terang. Identifikasi dilakukan setelah 7 hari inkubasi. Pengamatan dan identifikasi dilakukan dengan mikroskop terhadap semua jenis cendawan terbawa benih dan persen infeksi dari tiap cendawan yang terdeteksi. Identifikasi bakteri terbawa benih padi Pengujian bakteri terbawa benih padi dilakukan dengan metode plate counting. Metode ini dilakukan dengan cara menghancurkan 400 butir benih menggunakan mortar dan pestle. Benih yang akan dihancurkan telah ditimbang beratnya dan disterilkan dengan alkohol 70%, dilanjutkan dengan natrium hipoklorit 1% selama 1 menit kemudian dibilas dengan air steril sebanyak tiga kali. Pada saat penggerusan ditambahkan air steril dan dicukupkan volumenya sampai 50 ml. Hasil penggerusan diinkubasi selama 2 jam. Selanjutnya suspensi bakteri diambil dengan menggunakan pipet steril sebanyak 1 ml dan dimasukkan ke dalam tabung reaksi yang telah berisi 9 ml air steril, sehingga diperoleh suspensi dengan pengenceran 10-1 kemudian dikocok hingga homogen. Cara pengenceran ini diulang secara bertingkat hinga diperoleh pengenceran 10 -2, 10-3, 10-4, 10-5, 10-6. Masing-masing pengenceran diambil 100µl kemudian disebar pada media nutrient agar (NA) dan diinkubasi pada suhu 28-30 °C selama 1-7 hari. Pengamatan dilakukan terhadap jumlah bakteri yang tumbuh berdasar persamaan bentuk, warna, dan kejernihan. Koloni bakteri yang diperoleh dimurnikan pada media NA atau King’s B kemudian diinkubasi pada suhu 28-30
9 °C selama 2-3 hari. Identifikasi dilakukan berdasarkan karakter morfologi serta karakter biokimia bakteri (Balai Besar PPMB-TPH 2007). Uji reaksi gram Uji reaksi gram dilakukan untuk membedakan bakteri bersifat gram positif atau negatif. Campurkan satu lup bakteri dengan dua tetes KOH 3%. Pengamatan dilakukan terhadap terbentuk atau tidaknya lendir. Jika terbentuk lendir setelah diaduk dengan jarum ose berarti bakteri bersifat gram negatif (Mortensen 1989). Uji fluorescence Bakteri digoreskan pada media King’s B di dalam cawan petri. Setelah 48 jam dilakukan pengamatan dengan sinar UV untuk melihat ada atau tidaknya warna fluorescen. Uji hidrolisis pati Koloni bakteri digoreskan pada medium pati, diinkubasi selama 4 hari pada temperatur 28 °C. Koloni yang sudah tumbuh pada goresan disiram dengan larutan Lugol’s Iodin dan dilakukan pengamatan. Jika media pati berwarna biru karena patinya tidak terhidrolisis berarti reaksi negatif (Mortensen 1989). Uji arginin Inokulasikan bakteri dari kultur murni berumur 24 - 48 jam ke dalam tabung reaksi bersisi media Thornley’s sebanyak 3 ml dengan cara ditusukkan. Tabung reaksi yang telah diinokulasi kemudian dilapisi dengan 1 ml parafin atau mineral oil steril agar kondisinya menjadi anaerob. Inkubasikan selama 3 hari pada 27 oC. Jika media berubah menjadi merah maka bakteri tersebut bereaksi positif. Uji oksidase Tumbuhkan bakteri pada media nutrient glucose agar (NGA) dengan glukosa tidak boleh lebih dari 0.25% selama 24 jam. Letakan kertas saring Whatman dalam cawan petri, teteskan dengan larutan oksidase Kovac’s (tetramethylparaphenylene diamine dihydrochloride 1%) 3-4 tetes. Ambil satu lup bakteri dengan ose platina atau tusuk gigi steril lalu gosokan pada tetesan larutan tersebut. Jika dalam waktu kurang dari 10 detik terjadi perubahan warna ungu, maka bakteri tersebut bersifat positif, jika terjadi pada 10-60 detik maka positif lambat. Uji katalase Satu lup bakteri dioleskan pada gelas obyek dan ditetesi dengan satu tetes aquadest steril. Selanjutnya larutan H2O2 3% diteteskan pada suspensi bakteri tersebut. Adanya gelembung gas menunjukkan bakteri bereaksi positif. Peubah yang diamati meliputi: 1
Persen infeksi cendawan pada benih (%)
2
Jumlah koloni bakteri terbawa benih (cfu g-1)
10 Dasar perhitungan dalam metode plate counting adalah jumlah koloni bakteri yang tumbuh pada media dengan asumsi bahwa satu koloni berasal dari satu sel bakteri sehingga satuan yang digunakan adalah colony forming unit per gram benih. Y = (X.n.10.v) / berat 400 butir benih Y : jumlah koloni bakteri per gram benih (cfu g) X : jumlah rata-rata koloni per petri pada suatu tingkat pengenceran n : tingkat pengenceran 10 : menunjukkan per ml karena yang ditabur per petri adalah 0.1 ml v : volume larutan total yang digunakan untuk mengekstrasi bakteri dari benih (ml)
HASIL DAN PEMBAHASAN Mutu Fisiologis Benih Padi Varietas Ciherang dan HIPA 8 Hasil pengujian awal mutu fisiologis benih padi Ciherang dan HIPA 8 ditunjukkan pada Tabel 1. Daya berkecambah dan kadar air benih merupakan komponen yang termasuk dalam persyaratan sertifikasi benih. Pengujian daya berkecambah merupakan tolok ukur bagi kemampuan benih untuk tumbuh normal pada kondisi optimum dan kadar air benih merupakan salah satu faktor yang penting dalam pengujian benih karena menentukan kemampuan benih untuk mempertahankan viabilitasnya selama penyimpanan. Benih varietas Ciherang yang digunakan pada penelitian ini memiliki nilai daya berkecambah 98 % dan kadar air 9.7%, sedangkan benih HIPA 8 memiliki nilai daya berkecambah 77.25% dan kadar air 10.04%. Hal tersebut menunjukkan bahwa benih varietas Ciherang memenuhi persyaratan sertifikasi sedangkan varietas HIPA 8 yang digunakan pada penelitian ini tidak memenuhi persyaratan sertifikasi untuk benih padi yang mensyaratkan nilai daya berkecambah minimal 80% dan kadar air maksimal 13% berdasarkan standar kelulusan sertifikasi benih tanaman pangan (Dirjen TP 2009). Tabel 1 Hasil uji mutu fisiologis benih padi varietas Ciherang dan HIPA 8 Tolok ukur Indeks vigor (%) Daya berkecambah (%) Kecepatan tumbuh (% KN etmal-1) Bobot kering kecambah normal (g) Laju pertumbuhan kecambah (mg KN-1) Kadar air (%)
Varietas Ciherang
HIPA 8
95.00 98.00 20.66 0.15 6.31 9.70
49.00 77.25 8.24 0.1 6.00 10.04
11 Benih varietas Ciherang memiliki indeks vigor, kecepatan tumbuh, bobot kering kecambah normal, dan laju pertumbuhan kecambah yang lebih tinggi dibanding varietas HIPA 8. Hasil ini menginformasikan bahwa varietas Ciherang pada percobaan ini memiliki mutu fisiologis yang lebih baik dibanding HIPA 8. Menurut Sadjad et al. (1999), indeks vigor dan kecepatan tumbuh merupakan tolok ukur vigor kekuatan tumbuh benih. Nilai indeks vigor dan kecepatan tumbuh yang tinggi mencerminkan benih dengan vigor tinggi. Benih Ciherang memiliki nilai indeks vigor 95% dan HIPA 8 memiliki indeks vigor 49%. Hal tersebut berarti dalam kondisi lingkungan suboptimum, benih varietas Ciherang masih dapat menghasilkan 95% kecambah normal, sedangkan HIPA 8 hanya 49%. Selain itu, benih Ciherang memiliki nilai kecepatan tumbuh 20.66% KN etmal-1 dan benih HIPA 8 memiliki nilai kecepatan tumbuh 8.24% KN etmal-1. Itu berarti dalam 24 jam benih varietas Ciherang menghasilkan 20.66 kecambah normal sedangkan HIPA 8 hanya 8.24 kecambah normal. Benih varietas Ciherang memiliki bobot kering kecambah normal sebesar 0.15 g dan laju pertumbuhan kecambah 6.31 mg KN-1, sedangkan benih HIPA 8 memiliki bobot kering kecambah normal 0.1 g dan laju pertumbuhan kecambah 6 mg KN-1. Bobot kering kecambah normal menggambarkan viabilitas potensial benih yang ditanam pada kondisi optimum. Copeland dan McDonald (2001) menyatakan benih dengan viabilitas tinggi memiliki kemampuan untuk mensintesis material baru secara efisien dan dengan cepat mentransfer material tersebut untuk pertumbuhan kecambah sehingga mengakibatkan peningkatan akumulasi bobot kering kecambah.
Mutu Patologis Benih Padi Varietas Ciherang dan HIPA 8 Evaluasi mutu patologis benih padi menunjukkan bahwa benih padi varietas Ciherang terinfeksi oleh 4 jenis cendawan yaitu Alternaria sp., Fusarium sp., Drechslera sp. dan Curvularia sp., sedangkan pada varietas HIPA teridentifikasi 5 jenis cendawan yaitu Alternaria sp., Fusarium sp., Curvularia sp., Penicillium sp. dan Cladosporium sp. (Gambar 2 ).
A
B
C A
D
E
F
A Gambar 2 Spora cendawan yang terdeteksi pada benih padi dengan mikroskop compound (A) Fusarium sp., (B) Curvularia sp., (C) Alternaria sp., (D) Drechslera sp.; dan terdeteksi dengan mikroskop stereo (E) Penicillium sp, (F) Cladosporium sp.
12
Cendawan diketahui sebagai kelompok terbesar patogen terbawa benih (Agarwal dan Sinclair 1996). Cendawan yang dilaporkan menginfeksi benih padi yaitu Curvularia sp., Nigrospora oryzae, Fusarium moniliforme, Rhizoctonia solani, Alternaria padwickii, Aspergillus flavus, Aspergillus niger, Bipolaris oryzae, Chepalosporium oryzae, Sarocladium oryzae, Drechslera oryzae (Islam et al. 2000; Pham et al. 2001; Nurdin 2003; Astuti 2009; Thobunluepop 2009; Yukti 2009; Fiana 2010). Deteksi dan identifikasi cendawan dilakukan pada benih dengan teknik sterilisasi permukaan dan tanpa sterilisasi untuk mengetahui lokasi cendawan terbawa benih. Agarwal dan Sinclair (1996) menyatakan bahwa patogen terbawa benih dapat berupa infeksi atau infestasi. Infeksi ditandai dengan keberadaan patogen di dalam jaringan benih yaitu pada kulit benih, endosperm dan embrio, sedangkan infestasi ditandai dengan keberadaan patogen pada permukaan benih atau terbawa bebas bersama benih. Sterilisasi permukaan dilakukan untuk menghilangkan patogen yang terinfestasi pada permukaan benih. Tabel 2 menunjukkan bahwa cendawan terbawa benih terdeteksi pada benih dengan sterilisasi ataupun tanpa sterilisasi permukaan. Hal itu berarti lokasi cendawan terbawa benih berada pada permukaan (infestasi) dan di dalam benih (infeksi). Tabel 2 Persentase infeksi cendawan pada benih padi Ciherang dan HIPA 8 Tolok ukur
Sterilisasi permukaan
------------------ Ciherang -----------------Benih terinfeksi total cendawan (%) 24.00 b Benih terinfeksi Alternaria sp. (%) 5.50 a Benih terinfeksi Fusarium sp. (%) 14.25 b Benih terinfeksi Drechslera sp. (%) 2.50 a Benih terinfeksi Curvularia sp. (%) 3.25 b -------------------- HIPA 8 -------------------Benih terinfeksi total cendawan (%) 53.50 b Benih terinfeksi Alternaria sp. (%) 23.50 b Benih terinfeksi Fusarium sp. (%) 23.50 b Benih terinfeksi Penicillium sp. (%) 1.00 a Benih terinfeksi Curvularia sp. (%) 17.50 b Benih terinfeksi Cladosporium sp. (%) 0.50 a
Tanpa sterilisasi permukaan 49.00 a 6.50 a 24.00 a 4.00 a 22.25 a 70.25 a 32.00 a 31.25 a 1.25 a 43.75 a 0.75 a
Keterangan: Angka-angka pada baris yang sama yang diikuti oleh huruf yang sama menunjukkan tidak berbeda nyata pada uji t (t-test) taraf 5%.
Pengujian pada benih Ciherang menunjukkan hasil persentase infeksi total cendawan, infeksi Fusarium sp. dan infeksi Curvularia sp. berbeda nyata antara perlakuan sterilisasi permukaan dan tanpa sterilisai permukaan, sedangkan persentase infeksi Alternaria sp. dan infeksi Drechslera sp. tidak berbeda nyata. Dengan demikian diketahui bahwa keberadaan Fusarium sp. dan Curvularia sp.
13 pada benih Ciherang adalah sebagai bentuk infeksi dan infestasi, sedangkan Alternaria sp. dan Drechslera sp. sebagai bentuk infeksi. Pengujian pada benih HIPA 8 menunjukkan hanya persentase infeksi Penicillium sp. dan Cladosporium sp. yang menunjukkan tidak berbeda nyata antara perlakuan dengan sterilisasi ataupun tanpa sterilisasi permukaan. Hal tersebut menandakan Penicillium sp dan Cladosporium sp. terdeteksi sebagai bentuk patogen yang menginfeksi benih HIPA 8, sedangkan keberadaan Alternaria sp., Fusarium sp., Curvularia sp. sebagai bentuk infeksi dan infestasi. Meskipun tidak menginfeksi benih, infestasi patogen tetap harus diperhatikan. Agarwal dan Sinclair (1996) menyatakan infestasi merupakan hal penting pada penularan patogen benih meskipun tanpa adanya hubungan aktif antara patogen dan benih. Berdasarkan hasil pengujian morfologi dan biokimia terhadap bakteri terbawa benih padi pada Tabel 3, terdeteksi 2 bakteri terbawa benih Ciherang yaitu Xanthomonas oryzae pv. oryzae dan Erwinia sp. dan 3 bakteri terbawa benih HIPA 8 yaitu Xanthomonas oryzae pv. oryzae, Xanthomonas campestris pv. oryzicola dan Clavibacter sp. Keempat bakteri ini diketahui sebagai bakteri tular benih, tetapi tidak semuanya menjadi patogen penyebab penyakit tanaman padi.
Tabel 3 Hasil identifikasi koloni bakteri pada benih padi Ciherang dan HIPA 8 Pengujian
HIPA 8
Ciherang Koloni 1
Koloni 2
Koloni 1
Morfologi
Cembung, bulat kecil
Licin, cembung, bulat
Cembung, Agak bulat kecil cembung, tak beraturan
Warna
Kuning, kuning tua
Licin, timbul, tepi tak beraturan Putih
Kuning tua
Putih keruh
Gram Arginin/anaerob Fluoresen Oksidase Katalase Hidrolisa Pati
Negatif Negatif Negatif Negatif Negatif
Kuning, kuning pucat Negatif Negatif Negatif Negatif Positif
Negatif Negatif Negatif Negatif Negatif
Positif Negatif Negatif Negatif Positif -
Xco
Xoo
Hasil identifikasi
Xoo
Negatif Positif Negatif Negatif Positif Erwinia sp.
Koloni 2
Koloni 3
Clavibacter sp.
Keterangan: Xoo = Xanthomonas oryzae pv. oryzae; Xco = Xanthomonas campestris pv. oryzicola
Xanthomonas oryzae pv. oryzae merupakan penyebab hawar daun bakteri pada tanaman padi. Penyakit ini dilaporkan pertama kali pada tahun 1884 di Jepang. Di Indonesia, penyakit ini pertama kali dilaporkan oleh Reitsma dan Schure pada tahun 1950 dengan nama ‘kresek’ dan organisme penyebab penyakit ini dinamakan Xanthomonas kresek Schure (Ou 1972). Hawar daun bakteri merupakan salah satu penyakit yang dapat ditularkan melalui patogen terbawa benih
14 (Agarwal dan Sinclair 1996). Penyakit ini dapat menurunkan produksi padi sampai 50% (Vikal et al. 2007), dan sebelum diterapkannya penggunaan varietas resisten dan karantina yang ketat, kerusakan karena hawar daun bakteri mencapai 20-30% (Liu et al. 2006), sedangkan di Indonesia penurunan hasil dapat mencapai 60% (BB PADI 2010). Ilyas et al. (2007) melaporkan keberadaan patogen Xoo pada benih padi varietas IR64, Ciherang, dan Situ Bagendit dengan tingkat kontaminasi berturutturut 70%, 50%, dan 40%. Pada tahun 2006, seluas 519.200 ha tanaman padi diserang organisme penganggu tanaman dan seluas 74.243 ha terserang hawar daun bakteri (Direktorat Perlindungan Tanaman Pangan 2007). Penyakit yang disebabkan bakteri Erwinia sp. jarang dilaporkan pada tanaman padi. Ou (1972) melaporkan bahwa pada tahun 1965 Masao Goto menemukan penyakit bacterial sheat rot di Indonesia dan membandingkannya dengan isolat Pseudomonas oryzicola pada padi dari jepang dan isolat Erwinia carotovora pada Carica papaya (pepaya) dari Filipina. Diperoleh hasil bahwa isolat P. oryzicola dan isolat dari Indonesia bersifat patogen terhadap padi sedangkan isolat Erwinia carotovora tidak. Bagaimanapun, isolat dari Indonesia lebih mirip dengan E. carotovora dibanding P. oryzicola. Goto (1979) juga melaporkan penyakit bacterial foot rot pada padi yang ditemukan di Jepang pada 1977. Strain bakteri penyebab penyakit tersebut memiliki karakter fenotip yang mirip dengan Erwinia chrysanthemi pada jagung. Agarwal dan Sinclair (1996) melaporkan Erwinia herbicola sebagai patogen terbawa benih yang menjadi penyebab penyakit Palea browning Xanthomonas campestris pv. oryzicola adalah bakteri terbawa benih penyebab penyakit bacterial leaf streak yang merupakan salah satu penyakit penting dan banyak ditemukan pada tanaman padi (Swing et al. 1990; Syam et al. 2007). Balai Besar PPMB-TPH (2006) melaporkan pada 42 sampel dari 59 sampel benih yang diuji, terdeteksi Xanthomonas campestris pv. oryzicola. Laporan Clavibacter sp. sebagai bakteri patogen terbawa benih yang menjadi penyebab penyakit pada tanaman padi belum ditemukan. Tanaman inang yang paling dekat dengan padi dan terserang Clavibacter sp. adalah gandum. Agarwal dan Sinclair (1996) melaporkan Clavibacter tritici menyebabkan penyakit yellow ear dan Clavibacter michiganensis subsp. tesselarius sebagi penyebab bacterial mosaic pada gandum. Gambar 3 menunjukkan morfologi koloni bakteri Xanthomonas oryzae pv. oryzae dan Erwinia sp. yang terdeteksi pada padi Ciherang serta Xanthomonas campestris pv. oryzicola dan Clavibacter sp. yang terdeteksi pada benih HIPA 8.
(a)
(b)
(c)
(d)
Gambar 3 Koloni bakteri Xanthomonas oryzae pv. oryzae (a) dan Erwinia sp. (b) pada benih Ciherang; Clavibacter sp. (c) dan Xanthomonas campestris pv. oryzicola (d) pada benih HIPA 8
15 Jumlah koloni bakteri terbawa benih ditunjukkan pada tabel 4. Berdasar hasil deteksi diketahui terdapat 3.32 x 10 9 cfu g-1 Xanthomonas oryzae pv oryzae dan 5.10 x 102 cfu g-1 Erwinia sp. pada benih varietas Ciherang sedangkan pada benih varietas HIPA 8 terdapat 6.63 x 109 cfu g-1 Xanthomonas oryzae pv. oryzae + Xanthomonas campestris pv. Oryzicola dan 5.47 x 103 cfu g-1 Clavibacter sp. Penghitungan jumlah koloni bakteri Xanthomonas oryzae pv. oryzae dan Xanthomonas campestris pv. oryzicola pada benih HIPA 8 tidak dipisahkan karena sulit membedakan morfologi kedua bakteri tersebut secara cepat sehingga dikhawatirkan dapat menyebabkan kesalahan dalam pengamatan.
Tabel 4 Jumlah koloni bakteri terbawa benih padi Ciherang dan HIPA 8 Jenis bakteri pada benih Jumlah bakteri (cfu g-1) Ciherang Xanthomonas oryzae pv. oryzae Erwinia sp. HIPA 8
3.32 x 109 5.10 x 102
Xanthomonas oryzae pv. oryzae + Xanthomonas campestris pv. Oryzicola Clavibacter sp.
6.63 x 109 5.47 x 103
SIMPULAN DAN SARAN Simpulan Benih varietas Ciherang pada percobaan ini memiliki mutu fisiologis yang tinggi dan memenuhi persyaratan sertifikasi benih sedangkan benih varietas HIPA 8 pada percobaan ini memiliki mutu fisiologis yang lebih rendah dan tidak memenuhi persyaratan sertifikasi pada komponen daya berkecambah yang hanya mencapai 77.25%. Pengujian terhadap mutu patologis benih menunjukkan bahwa benih varietas Ciherang terinfeksi bakteri Xanthomonas oryzae pv. oryzae dan Erwinia sp. dan benih HIPA 8 terinfeksi bakteri Xanthomonas oryzae pv. oryzae, Xanthomonas campestris pv. oryzicola dan Clavibacter sp. Cendawan terbawa benih yang terdeteksi dan teridentifikasi pada benih padi varietas Ciherang adalah Alternaria sp., Fusarium sp., Drechslera sp. dan Curvularia sp., sedangkan pada varietas HIPA teridentifikasi 5 jenis cendawan yaitu Alternaria sp., Fusarium sp., Curvularia sp., Penicillium sp. dan Cladosporium sp.
16
Saran Penggunaan benih untuk pertanaman di lapang sebaiknya menggunakan benih dengan mutu fisiologis yang tinggi karena menunjukkan vigor atau ketahanannya terhadap kondisi lingkungan yang kurang optimal. Mutu patologis benih sebaiknya menjadi komponen persyaratan untuk sertifikasi benih, patogen yang terdeteksi dicantumkan pada label sertifikasi. Dengan demikian benih dengan patogen tertentu tidak ditanam pada lokasi yang tidak memiliki riwayat adanya serangan penyakit yang disebabkan oleh patogen tertentu tersebut.
17
EVALUASI KEEFEKTIFAN BAHAN PEREKAT UNTUK COATING BENIH PADI DENGAN PESTISIDA ALAMI DAN SINTETIS TERHADAP MUTU BENIH Evaluation of Effectiveness of Binder Material for Rice Seed Coating Using Natural and Synthetic Pesticide Against Seed Quality Abstrak Penelitian ini bertujuan mendapatkan formula perekat untuk coating benih dengan minyak cengkeh, minyak serai wangi dan pestisida sintetis yang paling kompatibel dengan benih padi. Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Ilmu dan Teknologi Benih Institut Pertanian Bogor pada bulan Januari sampai Februari 2012. Percobaan terdiri atas dua tahap yaitu (1) pengujian konsentrasi bahan perekat dan pewarna terhadap mutu fisiologis benih dan (2) pengujian formula coating benih. Pengujian konsentrasi bahan perekat terdiri atas tiga fase yaitu (i) pengujian konsentrasi gom arab 3%, 10%, 20%, 30%, 40% dan pewarna 0% dan 0,1%; (ii) pengujian konsentrasi CMC 1%, 3%, 5% dan pewarna 0% dan 0,1%; (iii) pengujian konsentrasi kitosan 1%, 3%, 5% dan pewarna 0% dan 0,1%. Masing-masing fase dirancang menggunakan rancangan acak lengkap faktorial (dua faktor) dengan empat ulangan. Pengujian formula coating benih dirancang menggunakan rancangan acak lengkap faktor tunggal dengan lima ulangan. Faktor yang diuji meliputi bahan perekat dengan konsentrasi sesuai hasil pengujian 1. Konsentrasi bahan perekat diujikan pada masing-masing pestisida yang ditambahkan pada coating benih yaitu minyak cengkeh 1%, minyak serai wangi 2% dan pestisida kimia Agrept 0.2% + Benlox 0.2%, sehingga terdapat tiga pengujian. Hasil percobaan 1 menunjukkan konsentrasi bahan perekat yang paling kompatibel dengan benih padi adalah kitosan 1% dan 3%; gom arab 3%, 5% dan 10%; CMC 1%. Hasil percobaan 2 menunjukkan kombinasi formula coating yang paling kompatibel dengan benih padi dan akan digunakan pada penelitian selanjutnya adalah (1) minyak cengkeh 1% + kitosan 3%; (2) minyak serai 2% + CMC 1%; (3) pestisida kimia + gom arab 10%; Kata kunci: bahan coating, CMC, gom arab, kitosan
Abstract The objectives of the experiment were to obtain the most compatible binder materials and colorants concentration with rice seed (Experiment 1) and to obtain the most compatible coating formula with rice seed (Experiment 2). The research was conducted from January to February 2012 in Seed science and technology laboratory, Bogor Agricultural University. Experiment 1 was done using factorial design with two factor (binder material and colorant material) and four replication.
18 The experiment consisted of three tests (1) test of arabic gum concentration 3%, 10%, 20%, 30%, 40% combined with colorant 0% and 0,1%; (2) test of carboxymethylcellulose concentration 1%, 3%, 5% combined with colorant 0% and 0,1%; (3) test of chitosan concentration 1%, 3%, 5% combined with colorant 0% and 0,1%. Experiment 2 was done using a completely randomized design with single factor (binder concentration according result of experiment 1) and five replication. The binder concentration performed on each of the pesticides that were added to the seed coating i.e. clove oil 1%, fragrant grass oil 2% and chemical pesticides (Benlox 0.2% + Agrept 0.2%), so there were three tests in experiment 2. The results of experiment 1 showed that chitosan 1% and 3%; arabic gum 3%, 5% and 10%; CMC 1% were the most compatible binder concentration with the rice seed. Colorant material used was not toxic against rice seed. The results of experiment 2 showed that the most compatible of coating formula with rice seed were clove oil 1% + chitosan 3%; fragrant grass oil 2% + carboxymethylcellulose 1%; and synthetic pesticide + arabic gum 10%; Key words: arabic gum, carboxymethylcellulose, chitosan, coating material
PENDAHULUAN Tanaman padi diketahui terserang oleh banyak cendawan dan bakteri terbawa benih. Pengendalian dengan pestisida kimia mengakibatkan efek negatif terhadap pertanaman padi, lingkungan, maupun manusia, sehingga pengendalian dengan pestisida kimia menjadi alternatif untuk mengatasi permasalahan tersebut. Minyak cengkeh dan minyak serai diketahui memiliki manfaat sebagai pestisida alami karena masing-masing mengandung eugenol dan citronella yang berfungsi sebagai fungisida dan bakterisida. Pemanfaatan minyak cengkeh dan minyak serai sebagai pestisida dapat dilakukan dengan tehnik coating pada benih. Coating benih merupakan salah satu metode seed enhancement, yaitu suatu metode untuk memperbaiki mutu benih menjadi lebih baik melalui penambahan bahan kimia pada lapisan luar benih yang dapat meningkatkan kualitas benih (Copeland dan McDonald 2001). Kuswanto (2003) juga menyatakan pelapisan benih berguna untuk melindungi benih dari gangguan atau pengaruh kondisi lingkungan selama penyimpanan atau dalam rantai pemasaran, mempertahankan kadar air benih, menyeragamkan ukuran benih, meningkatkan efisiensi pemakaian alat penanaman benih sehingga dapat digunakan untuk menanam berbagai jenis benih, memudahkan penyimpanan benih dan mengurangi dampak buruk kondisi lingkungan penyimpanan serta memperpanjang daya simpan benih. Ilyas (2012) menambahkan bahwa penggunaan seed coating untuk mengaplikasikan fungisida, insektisida, protektan, hara mikro dan senyawa lain ke benih sehingga mencegah benih dari cekaman lingkungan. Bahan pengikat atau binder yang tepat dibutuhkan dalam aplikasi coating dengan penambahan pestisida berupa minyak esensial agar pestisida yang ditambahkan dapat terlapisi pada benih namun tidak menurunkan kualitas benih. Rushing dalam Copeland dan McDonald (2001) menyatakan bahwa polimer
19 idealnya memiliki karakter water-based polymer, nilai viskositas yang rendah, memiliki konsentrasi yang tinggi pada saat padat, memiliki pengaturan keseimbangan antara hidrofilik dengan hidrofobik dan membentuk lapisan tipis keras selama pengeringan. Selain itu bahan pelapis yang digunakan harus kompatibel dengan benih, sehingga kualitas benih tetap terjaga dan proses perkecambahan tidak terganggu. Penambahan bahan kimia lain yang menguntungkan seperti zat pengatur tumbuh atau hormon sintetik, zat hara mikro, mikroba dan fungisida pada pelapis data meningktakan performansi benih di lapangan. Lebih lanjut Kuswanto (2003) menyatakan bahwa beberapa syarat bahan pelapis benih yaitu dapat mempertahankan kadar air benih selama penyimpanan, dapat menghambat laju respirasi seminimal mungkin, tidak bersifat toksik terhadap benih, bersifat mudah pecah dan larut apabila terkena air, bersifat porus, tidak mudah mencair, bersifat higroskopis, dan harga relatif murah sehingga dapat menekan harga benih. Penggunaan 2% gom arab sebagai binder pada coating benih dilaporkan oleh Dawar et al. (2008). Asrul et al. (2004) menggunakan konsentrasi 1% untuk coating benih tomat dengan bakteri antagonis. Setyowati et al. (2007) menggunakan konsentrasi 20% untuk coating benih cabai dengan fungisida benomil dan tepung curcuma dan Setiawan (2005) menyatakan coating dengan gom arab 50% tidak bersifat toksik dan memiliki peluang sebagai bahan pelapis terbaik untuk benih cabai. Penggunaan 6 ml larutan gom arab 40% untuk 100 gr benih juga dilaporkan untuk melapisi benih kedelai dengan inokulan (Seed…2011). Coating benih menggunakan CMC dengan konsentrasi 1%, 3% dan 5% dilaporkan oleh Kitamura et al. (1981). Penggunaan 6 ml larutan CMC konsentrasi 4% untuk 100 gr benih kedelai juga dilaporkan oleh Seed…(2011). Penggunaan kitosan sebagai polimer dalam bahan coating benih padi dilaporkan oleh Zeng dan Shi (2009) dengan konsentrasi 50 g/kg benih dan Thobunluepop (2009) dengan konsentrasi 3%. Penelitian ini bertujuan mendapatkan formula perekat untuk coating benih dengan minyak cengkeh, minyak serai wangi dan pestisida sintetis yang paling kompatibel dengan benih padi.
BAHAN DAN METODE Waktu dan Tempat Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Ilmu dan Teknologi Benih Institut Pertanian Bogor. Pelaksanaan penelitian pada bulan Januari-Februari 2012.
Bahan dan Alat Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah benih padi sawah inbrida varietas Ciherang produksi PT. Sang Hyang Seri hasil panen bulan Januari 2012, minyak cengkeh, minyak serai, gom arab, kitosan, CMC, pewarna merah Ponceau 4R CI 16255. Bahan kimia yang digunakan diperoleh dari toko kimia dengan hasil
20 analisa terhadap kandungan eugenol dari minyak cengkeh adalah 78% dan sitronella dari minyak serai adalah 16.82%. Kitosan diperoleh dari Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan Institut Pertanian Bogor. Peralatan yang digunakan meliputi cawan petri, beaker glass, gelas ukur, erlenmeyer, timbangan analitik, magnetic stirrer, termohygrometer, kertas merang, plastik PP 0.8 mm, ecogerminator benih IPB 72-1 dan oven. Metode Penelitian Percobaan pada tahap ini bertujuan mendapatkan bahan perekat beserta konsentrasi yang terbaik untuk formulasi coating benih dengan pestisida nabati dan kimia. Benih yang digunakan adalah benih padi varietas Ciherang. Percobaan terdiri dari dua tahap pengujian yaitu (i) pengujian konsentrasi bahan perekat dan pewarna terhadap mutu benih dan (ii) pengujian formula coating terhadap mutu benih. Masing-masing formula coating benih dibuat dalam bentuk larutan dengan cara melarutkan perekat sesuai persentase (b/v), pewarna merah Ponceau 4R CI 16255sesuai persentase (b/v), dan pestisida yang akan digunakan sesuai perlakuan dan ditambahkan aquadest hingga volumenya mencapai 100 ml. Semua bahan perekat yang digunakan dapat dilarutkan menggunakan aquadest kecuali kitosan. Pelarutan kitosan dilakukan dengan menambahkan asam asetat 1% ke dalam aquadest. Formula coating sebanyak 100 ml digunakan untuk meng-coating 500 g benih (Thobunluepop 2009). Setelah proses coating, benih dikeringanginkan pada suhu 30-35 °C hingga kadar air mencapai ±12%.
Evaluasi pengaruh konsentrasi bahan perekat dan pewarna terhadap mutu benih Pengujian pada tahap ini bertujuan untuk memperoleh konsentrasi yang terbaik dari tiap-tiap bahan perekat yang digunakan serta mengetahui pengaruh bahan pewarna terhadap viabilitas benih. Bahan perekat yang diuji adalah gom arab, CMC dan kitosan sehingga terdapat tiga pengujian pada tahap ini: Pengujian 1. Gom arab : 3%, 10%, 20%, 30%, 40% Pewarna : 0%; 0,1% : 1%, 3%, 5% Pengujian 2. CMC Pewarna : 0%, 0,1% Pengujian 3. Kitosan : 1%, 3%, 5% Pewarna : 0%, 0,1% Masing-masing pengujian dirancang menggunakan rancangan acak lengkap (RAL) faktorial (dua faktor) dengan empat ulangan (setiap ulangan terdiri dari dua gulung UKDdp @ 50 benih). Peubah yang diamati meliputi indeks vigor dan daya berkecambah. Data yang diperoleh dianalisis dengan analisis sidik ragam dan perlakuan yang menunjukkan berbeda nyata diuji lanjut menggunakan Duncan Multiple Range Test (DMRT) taraf 5%.
21 Evaluasi pengaruh formula coating terhadap mutu benih Pengujian dirancang menggunakan RAL faktor tunggal dengan lima ulangan (setiap ulangan terdiri dari dua gulungan UKDdp @ 50 benih). Perlakuan yang diuji adalah jenis bahan perekat dengan konsentrasi berdasar pengujian tahap sebelumnya, yaitu kitosan 1% dan 3%; gom arab 3%, 5% dan 10%; CMC 1% . Pengujian bahan perekat dilakukan pada masing-masing bahan aktif yang di tamabahkan pada coating benih yaitu minyak cengkeh 1% (eugenol 78%), minyak serai wangi 2% (sitronela 16.82%) dan pestisida kimia sintetis Agrept 0.2% (Streptomycin sulfat 20%) + Benlox 0.2% (Benomil 50%), sehingga terdapat tiga pengujian. Penggunaan pewarna 0.1% berdasarkan hasil pengujian tahap sebelumnya. Peubah yang diamati meliputi (1) kadar air benih, (2) bobot 1000 butir benih sebelum dan sesudah dilapisi, (3) indeks vigor, (4) daya berkecambah, (5) kecepatan tumbuh, (6) berat kering kecambah normal dan (7) laju pertumbuhan kecambah. Pengamatan terhadap peubah pada percobaan ini sama seperti percobaan I. Pengamatan bobot 1000 butir benih diperoleh dengan menghitung 100 butir gabah bernas sebanyak delapan kali kemudian hasilnya dirata-rata dan dikalikan dengan sepuluh. Standar deviasi yang diperoleh tidak boleh lebih dari enam. Data yang diperoleh dianalisis dengan analisis sidik ragam. Perlakuan yang menunjukkan berbeda nyata di uji lanjut menggunakan DMRT taraf 5%.
HASIL DAN PEMBAHASAN Pengaruh Konsentrasi Bahan Perekat dan Pewarna terhadap Mutu Benih Pengaruh kitosan dan pewarna terhadap mutu fisiologis benih padi ditunjukkan pada Tabel 5. Konsentrasi kitosan berpengaruh nyata pada peubah indeks vigor dan tidak berpengaruh nyata pada peubah daya berkecambah dan kadar air. Penggunaan pewarna hanya berpengaruh nyata pada peubah kadar air benih. Interaksi antara konsentrasi kitosan dengan pewarna tidak menunjukkan hasil yang berbeda nyata. Indeks vigor benih pada coating dengan kitosan 1% dan 3% masih tinggi yaitu 94.75% dan 94.25% dan kedua perlakuan tersebut tidak berbeda nyata. Akan tetapi, coating dengan kitosan konsentrasi 5% indeks vigor benih sudah turun menjadi 91% dan berbeda nyata dengan dua perlakuan yang lain. Perbedaan konsentrasi CMC sebagai bahan perekat hanya berpengaruh nyata pada indeks vigor benih sedangkan penggunaan pewarna serta interaksinya dengan konsentrasi CMC tidak berpengaruh nyata terhadap semua peubah yang diamati (Tabel 6). Konsentrasi 1% CMC memberi pengaruh terbaik terhadap indeks vigor yaitu 94.75% dan berbeda nyata dengan perlakuan konsentrasi 3% dan 5% yang memiliki nilai indeks vigor masing-masing 82.25% dan 82%. Perlakuan tingkat konsentrasi gom arab berpengaruh nyata terhadap indeks vigor dan daya berkecambah benih (Tabel 7). Gom arab dengan konsentrasi 3%, 5% dan 10% menghasilkan indeks vigor dan daya berkecambah yang tinggi dan
22 pengaruh ketiga perlakuan tersebut tidak berbeda nyata. Peningkatan konsentrasi hingga 20%, 30% dan 40% menurunkan indeks vigor dan viabilitas benih dan hasil tersebut berbeda nyata dengan tiga perlakuan konsentrasi sebelumnya. Konsentrasi kitosan, CMC dan gom arab sebagai bahan perekat berpengaruh terhadap mutu benih yang di-coating. Peningkatan konsentrasi bahan perekat akan menurunkan mutu fisiologis benih, baik indeks vigor, daya berkecambah, atau keduanya. Konsentrasi 5% kitosan dan CMC 3% sudah menurunkan indeks vigor benih, sedangkan gom arab pada konsentrasi 20% menurunkan indeks vigor dan viabilitas benih. Penurunan mutu fisiologis benih dipengaruhi oleh sifat lapisan coating yang terbentuk dari tiap-tiap bahan perekat. Mudah atau tidaknya lapisan coating pada benih untuk larut dalam air akan mempengaruhi proses imbibisi pada benih serta kemampuan radikula menembus kulit benih dan lapisan coating yang pada akhirnya mempengaruhi indeks vigor dan daya berkecambah benih. Kitamura et al. (1981) melaporkan hasil penelitian penggunaan CMC dengan konsentrasi 1%, 3% dan 5% untuk coating benih yang menunjukkan bahwa pada konsentrasi CMC 1% dan 5% lapisan coating yang dihasilkan mudah larut di air, sedangkan pada konsentrasi 3% kelarutannya lebih rendah. Pewarna yang diaplikasikan bersama bahan perekat kitosan, CMC, ataupun gom arab tidak memberikan pengaruh yang berbeda nyata jika dibandingkan dengan perlakuan coating tanpa penambahan bahan pewarna. Hal tersebut menunjukkan bahwa pewarna yang digunakan tidak bersifat toksik terhadap benih sehingga tidak menyebabkan penurunan viabilitas benih. Panie (2005) dan Setiawan (2005) melaporkan bahwa coating dengan penambahan pewarna makanan terbukti tidak meracuni benih cabai.
23
Perlakuan Kitosan 1% Kitosan 3% Kitosan 5% Rata-rata
23
Tabel 5 Pengaruh konsentrasi kitosan dan bahan pewarna terhadap mutu benih padi Indeks vigor (%) Daya berkecambah (%) Kadar air (%) Pewarna Tanpa Pewarna Tanpa Pewarna Tanpa Rata-rata Rata-rata 1% pewarna 1% pewarna 1% pewarna 95.5 94.0 94.75 a 98.5 99.0 98.75 11.16 10.68 94.5 94.0 94.25 a 97.0 97.0 97.00 11.08 10.83 91.5 90.5 91.00 b 97.5 96.5 97.00 11.23 11.06 93.83 A 92.83 A 97.67 A 97.5 A 11.16 B 10.86 A
Keterangan: Angka-angka pada kolom yang sama yang diikuti oleh huruf kecil yang sama dan angka-angka pada baris yang sama yang diikuti oleh huruf kapital yang sama menunjukkan tidak berbeda nyata pada uji Duncan taraf 5%.
Tabel 6 Pengaruh konsentrasi CMC dan bahan pewarna terhadap mutu benih padi Perlakuan CMC 1% CMC 3% CMC 5%
Pewarna 1% 94.0 82.5 81.5
Indeks vigor (%) Tanpa Rata-rata pewarna 95.5 94.75 a 82.0 82.25 b 82.5 82.00 b
Daya berkecambah (%) Pewarna Tanpa Rata-rata 1% pewarna 95.5 96.5 96.00 a 96.0 96.0 96.00 a 96.0 93.5 94.75 a
Kadar air (%) Pewarna Tanpa 1% pewarna 11.73 10.80 11.00 11.14 11.61 11.29
Keterangan: Angka-angka pada kolom yang sama yang diikuti oleh huruf yang sama menunjukkan tidak berbeda nyata pada uji Duncan taraf 5%.
24
Perlakuan Gom arab 3% Gom arab 5% Gom arab 10% Gom arab 20% Gom arab 30% Gom arab 40%
Tabel 7 Pengaruh konsentrasi gom arab dan bahan pewarna terhadap mutu benih padi Indeks vigor (%) Daya berkecambah (%) Pewarna Tanpa Pewarna Tanpa Rata-rata Rata-rata 1% pewarna 1% pewarna 95.5 96.0 95.75 a 99.0 98.5 98.75 ab 95.0 95.5 95.25 a 96.5 97.0 96.75 abc 96.0 96.5 96.25 a 99.0 99.0 99.00 a 91.0 91.0 91.00 b 96.5 94.0 95.25 c 92.5 92.5 92.50 b 96.0 96.5 96.25 bc 90.5 91.5 91.00 b 96.5 96.0 96.25 bc
Kadar air (%) Pewarna Tanpa 1% pewarna 11.15 11.07 11.03 10.80 11.37 10.59 11.44 10.67 10.87 10.72 10.86 11.08
Keterangan: Angka-angka pada kolom yang sama yang diikuti oleh huruf yang sama menunjukkan tidak berbeda nyata pada uji Duncan taraf 5%.
25 Berdasarkan hasil tersebut maka bahan perekat yang digunakan pada pengujian selanjutnya adalah kitosan 1% dan 3%; CMC 1%; gom arab 3%, 5% dan 10% yang dikombinasikan dengan bahan aktif minyak cengkeh, minyak serai dan pestisida kimia. Bahan pewarna tetap digunakan pada pengujian selanjutnya karena tidak menurunkan mutu fisiologis benih padi yang di coating.
Pengaruh Formula Coating terhadap Mutu Benih Pengaruh formula coating berupa minyak cengkeh yang dikombinasikan dengan berbagai bahan perekat terhadap mutu benih ditunjukkan pada Tabel 8. Formula coating berpengaruh nyata terhadap semua peubah yang diamati. Kombinasi Cengkeh-kitosan 3% memberi pengaruh yang terbaik terhadap semua peubah vigor dan viabilitas benih. Hal tersebut menunjukkan bahwa kitosan 3% merupakan bahan perekat yang paling kompatibel untuk aplikasi coating menggunakan minyak cengkeh sebagai bahan aktif.
Tabel 8 Pengaruh formula coating dengan minyak cengkeh terhadap mutu fisik dan fisiologis benih padi Perlakuan coating
Cengkeh-gom arab 3% Cengkeh-gom arab 5% Cengkeh-gom arab 10% Cengkeh-CMC 1% Cengkeh-kitosan 1% Cengkeh-kitosan 3%
Tolok ukur IV (%)
DB (%)
79.2 bc 69.6 c 83.2 b 72.4 c 85.6 ab 90.8 a
97.2 ab 94.8 ab 93.2 b 95.6 ab 96.0 ab 98.0 a
KCT BKKN LPK (% etmal-1) (g) (mg KN-1) 17.34 bc 15.34 c 20.36 ab 15.23 c 17.17 bc 22.95 a
0.16 c 0.12 c 0.12 c 0.13 bc 0.14 ab 0.12 a
7.65 ab 7.69 ab 6.98 b 7.94 ab 8.32 a 7.49 ab
Bobot 1000 butir (g) 23.96 ab
24.12 a 24.30 a 23.89 ab 23.52 b 23.92 ab
Keterangan: Angka-angka pada kolom yang sama yang diikuti oleh huruf yang berbeda menunjukkan berbeda nyata pada uji Duncan taraf 5%; IV: indeks vigor, DB: daya berkecambah, KCT: kecepatan tumbuh, BKKN: berat kering kecambah normal, LPK: laju pertumbuhan kecambah.
Formula coating berupa minyak serai yang dikombinasikan dengan berbagai bahan perekat memberi pengaruh nyata terhadap semua peubah yang diamati kecuali daya berkecambah (Tabel 9). Pada percobaan ini terdapat 3 kombinasi formula dengan minyak serai yang paling kompatibel terhadap benih padi yaitu Serai-CMC 1% dan Serai-kitosan 1%. Untuk menentukan formula yang akan digunakan pada pengujian selanjutnya maka perlu diperhatikan pengaruh kedua formula ini terhadap peubah kecepatan tumbuh dan laju pertumbuhan kecambah. Formula Serai-CMC 1% menghasilkan kecepatan tumbuh yang terbaik sedangkan Serai-kitosan menghasilkan laju pertumbuhan kecambah yang terbaik. Formula yang dipilih untuk digunakan pada percobaan tahap selanjutnya adalah SeraiCMC 1%.
26 Tabel 9 Pengaruh formula coating dengan minyak serai wangi terhadap mutu fisik dan fisiologis benih padi Perlakuan coating
Serai-gom arab 3% Serai-gom arab 5% Serai-gom arab 10% Serai-CMC 1% Serai-kitosan 1% Serai-kitosan 3%
Tolok ukur IV (%)
DB (%)
82.4 ab 61.2 b 81.6 ab 90.0 a 83.2 a 85.2 a
98.4 a 74.0 b 93.2 a 97.2 a 96.8 a 98.0 a
Bobot KCT BKKN LPK 1000 butir (% etmal-1) (g) (mg KN-1) (g) 18.27 ab 0.13 bc 7.95 ab 24.09 a 15.23 b 0.17 a 8.24 ab 24.12 a 18.39 ab 0.11 c 7.31 b 24.23 a 22.04 a 0.12 bc 7.93 ab 23.94 ab 19.21 ab 0.12 bc 8.68 a 23.76 b 20.01 ab 0.14 b 7.93 ab 23.89 ab
Keterangan: Angka-angka pada kolom yang sama yang diikuti oleh huruf yang sama menunjukkan tidak berbeda nyata pada uji Duncan taraf 5%; IV: indeks vigor, DB: daya berkecambah, KCT: kecepatan tumbuh, BKKN: berat kering kecambah normal, LPK: laju pertumbuhan kecambah.
Kombinasi bahan perekat dengan pestisida kimia sintetis menunjukkan pengaruh yang nyata pada peubah indeks vigor, kecepatan tumbuh, berat kering kecambah normal dan bobot 1000 butir, tetapi tidak berpengaruh nyata pada peubah daya berkecambah dan laju pertumbuhan kecambah (Tabel 10). Semua formula yang diuji pada percobaan ini menghasilkan indeks vigor yang tinggi dan tidak berbeda nyata kecuali kombinasi Kimia-kitosan 3% yang menghasilkan nilai indeks vigor paling rendah. Demikian juga pengaruhnya pada kecepatan tumbuh, semua perlakuan menghasilkan nilai yang tinggi dan tidak berbeda nyata kecuali pada kombinasi Kimia-kitosan 1% dan Kimia-kitosan 3%. Pada peubah berat kering kecambah normal, perlakuan yang menghasilkan nilai yang tinggi adalah Kimia-gom arab 3%, Kimia-gom arab 10% dan Kimia-kitosan 1%. Dengan demikian formula yang paling kompatibel dengan benih padi pada perlakuan ini adalah kombinasi Kimia-gom arab 10%.
Tabel 10 Pengaruh formula coating dengan pestisida kimia terhadap mutu fisik dan fisiologis benih padi Perlakuan coating
Tolok ukur IV (%)
Kimia-gom arab 3% Kimia-gom arab 5% Kimia-gom arab 10% Kimia-CMC 1% Kimia-kitosan 1% Kimia-kitosan 3%
96.0 a 95.2 a 98.0 a 97.2 a 95.6 a 86.4 b
DB (%) 98.4 98.4 98.8 98.8 99.2 97.6
KCT BKKN LPK (% etmal-1) (g) (mg KN-1) 21.98 ab 22.79 a 24.25 a 22.55 a 19.83 b 19.65 b
0.17 a 0.13 bc 0.15 ab 0.12 c 0.16 ab 0.08 d
8.53 7.96 8.56 7.60 8.48 7.59
Bobot 1000 butir (g) 24.09 a
24.12 a 24.23 a 23.94 ab 23.76 b 23.89 ab
Keterangan: Angka-angka pada kolom yang sama yang diikuti oleh huruf yang berbeda menunjukkan berbeda nyata pada uji Duncan taraf 5%; IV: indeks vigor, DB: daya berkecambah, KCT: kecepatan tumbuh, BKKN: berat kering kecambah normal, LPK: laju pertumbuhan kecambah.
27
SIMPULAN Konsentrasi masing-masing bahan perekat yang paling kompatibel dengan benih padi adalah kitosan 1% dan 3%, CMC 1% serta gom arab 3%, 5% dan 10%. Penggunaan pewarna Ponceau 4R CI 16255 tidak menyebabkan penurunan mutu fisiologis benih padi. Minyak cengkeh, minyak serai dan pestisida kimia sintetis memerlukan bahan perekat yang berbeda untuk coating benih padi agar dapat mempertahankan mutu fisiologis benih. Formula yang paling kompatibel dengan benih padi dan akan digunakan pada pengujian selanjutnya adalah minyak cengkeh-kitosan 3%, minyak serai-CMC 1%, dan pestisida kimia-gom arab 10%.
28
EVALUASI KEEFEKTIFAN COATING BENIH DENGAN MINYAK ATSIRI TERHADAP PATOGEN TERBAWA BENIH DAN VIABILITAS BENIH PADI SELAMA PENYIMPANAN Evaluation of Effectiveness of Seed Coating Using Volatile Oil Against Rice Seed-borne Pathogen and Seed Viability During Storage Abstrak Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui keefektifan coating benih dengan minyak cengkeh (Syzygium aromaticum) dan minyak serai wangi (Andropogon nardus) terhadap cendawan dan bakteri terbawa benih padi Ciherang dan HIPA 8 selama 6 bulan penyimpanan serta pengaruhnya terhadap mutu fisiologis benih. Penelitian dilaksanakan di Bogor dan Cimanggis, bulan Februari sampai September 2012. Percobaan menggunakan rancangan acak lengkap dengan lima ulangan dan empat taraf perlakuan coating benih yaitu (1) minyak cengkeh 1%+ kitosan 3%; (2) minyak serai 2% + CMC 1%; (3) pestisida kimia (Agrept 0.2% + Benlox 0.2%) + gom arab 10%; dan (4) kontrol (tanpa coating). Secara umum formula coating minyak cengkeh 1% + kitosan 3% paling efektif dalam menekan infeksi cendawan terbawa benih, diikuti formula minyak serai 2% + CMC 1% dan formula pestisida kimia + gom arab 10%. Seluruh perlakuan coating benih memiliki efektivitas yang sama dalam menghambat bakteri terbawa benih. Seluruh formula coating tidak berpengaruh nyata terhadap viabilitas benih tetapi menurunkan indeks vigor benih padi varietas Ciherang. Seluruh formula coating menurunkan indeks vigor benih HIPA 8 dan menurunkan viabilitas benih kecuali perlakuan pestisida kimia + gom arab 10%. Kata kunci: bakteri terbawa benih, cendawan terbawa benih, minyak cengkeh, minyak serai wangi, pestisida kimia
Abstract The aims of the research was to determine the effectiveness of seed coating with clove (Syzygium aromaticum) oil and fragrant grass (Andropogon nardus) oil against seed-borne fungi and bacteria of rice seed varieties Ciherang and HIPA 8 and the effect of seed coating on seed viability and vigor during storage. The experiments was conducted in Bogor and Cimanggis, from February to September 2012. The experiments used completely randomized design with a single factor consisting of four levels: (1) clove oil 1% + chitosan 3%; (2) fragrant grass oil 2% + carboxymethylcellulose 1%; (3) Synthetic pesticide (streptomycin sulphate 0.04% + benomyl 0.1%) + arabic gum 10%; and (4) control (without coating). In
29 general, seed coating with clove oil 1% + chitosan 3% showed the strongest inhibitory effect against seed-borne fungi followed by fragrant grass oil 2% + CMC 1% and then synthetic pesticide + arabic gum 10%. All treatments gave the same effect to control seed-borne bacteria in rice varieties Ciherang and HIPA 8 during storage. The result showed that all treatments gave no significant effect on seed viability but decreased vigor index of rice seed varieties Ciherang. All of coating formula decreased vigor indeks of rice seed varieties HIPA 8 and decreased seed viability except synthetic pesticide + arabic gum 10%. Key words: clove oil, fragrant grass oil, seed-borne bacteria, seed-borne fungi, synthetic pesticide
PENDAHULUAN Kesehatan benih merupakan salah satu aspek mutu benih yang memegang peranan penting dalam keberhasilan budidaya padi. Penurunan produksi padi bahkan sampai kegagalan panen banyak disebabkan karena serangan penyakit. Benih memegang peranan penting dalam penyebaran penyakit yang disebabkan oleh patogen terbawa benih. Benih yang terinfeksi patogen akan menjadi sumber timbulnya penyakit pada lokasi pertanaman baru yang belum terserang suatu penyakit, atau dapat menimbulkan ledakan penyakit pada daerah pertanaman yang sebelumnya memang sudah memiliki riwayat terserang suatu penyakit. Benih padi diketahui terserang oleh banyak patogen tular benih diantaranya adalah cendawan dan bakteri. Cendawan yang banyak dilaporkan menginfeksi benih padi yaitu Curvularia sp., Nigrospora oryzae, Fusarium moniliforme, Rhizoctonia solani, Alternaria padwickii, Aspergillus flavus, Aspergillus niger, Bipolaris oryzae, Chepalosporium oryzae, Sarocladium oryzae, Drechslera oryzae (Agarwal dan Sinclair 1996, Islam et al. 2000, Pham et al. 2001, Nurdin 2003, Astuti 2009, Thobunluepop 2009, Yukti 2009, Fiana 2010). Bakteri yang sering ditemukan menginfeksi benih padi diantaranya adalah Acidovorax avenae pv. oryzae, Bacterium atrovirigenum, Erwinia herbicola, E. carotovora, Xanthomonas oryzae pv. oryzae, X. campestris pv. oryzicola, X.translucens f. sp. oryzicola, X. itoana, X. cinnamon, Pseudomonas avenae, P. panici, P. fuscovaginae, P. glumae, P. plantarii, P. syringae pv. syringae (Ou 1972, Agarwal dan Sinclair 1996, Yukti 2009, Fiana 2010). Pengendalian cendawan dan bakteri penyebab penyakit dapat dilakukan dengan penggunaan minyak atsiri. Minyak cengkeh dan minyak serai diketahui efektif dalam pengendalian cendawan dan bakteri. Minyak cengkeh dan minyak serai dengan konsentrasi 0.25%-2% efektif menghambat pertumbuhan cendawan A. padwickii, F. moniliforme, dan D. oryzae pada benih padi secara in vitro. matriconditioning dengan 1% dengan minyak cengkeh dan minyak serai wangi efektif menghambat pertumbuhan cendawan A. padwickii, F. moniliforme dan D. oryzae serta bakteri Xanthomonas oryzae pv. oryzae, Xanthomonas oryzae pv. Oryzicola, dan Acidovorax avenae pv. oryzae pada benih padi (Fiana 2010). Konsentrasi 0.06% minyak cengkeh efektif menghambat pertumbuhan Fusarium
30 sp. dengan persen penghambatan 100% secara in vitro dan aman digunakan dalam perlakuan benih tomat sampai konsentrasi 0.1% (Widiastuti 2006). Sirait (2006) melaporkan bahwa matriconditioning dengan minyak cengkeh 0.04% serta matriconditioning dengan minyak serai 0.08% menurunkan tingkat kontaminasi Phytium spp. (2.94 - 10.96%) pada benih cabai. Minyak cengkeh 0.25% mampu menghambat pertumbuhan Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis (Cmm) secara in vitro, dan pada konsentrasi 0.5% mampu mengeliminasi Cmm pada benih tomat yang telah terinfeksi (Zainal et al. 2010). Fadhilah (2003) melaporkan matriconditioning dengan minyak cengkeh 1% dapat menekan tingkat serangan penyakit pada kedelai. Penggunaan minyak daun cengkeh 0.06% dan minyak serai wangi 0.1% secara in vitro dapat menghambat pertumbuhan koloni C. capsici hingga 100% (Asie 2004). Bhuyan et al. (2010) melaporkan minyak esensial dari Cymbopogon jwarancusa dan Lippia geminate dapat menghambat pertumbuhan Rhizoctonia solani dan Bipolaris oryzae. Minyak atsiri sebagai pestisida dapat diaplikasikan dengan penyemprotan langsung pada tanaman, ataupun dengan perlakuan benih seperti matriconditioning dan coating benih. Coating benih yang membawa minyak atsiri cengkeh sebagai pestisida untuk pengendalian cendawan terbawa benih telah dilaporkan oleh Sriprasert et al. (2008) dan Thobunluepop (2009). Bagaimanapun coating benih dengan minyak atsiri untuk pengendalian patogen terbawa benih adalah hal yang komplek karena berhubungan dengan efektifitas antimikroba yang tetap harus dipertahankan selama penyimpanan tanpa menurunkan mutu fisiologis benih yang di-coating sehingga masih banyak aspek yang perlu diteliti. Percobaan ini bertujuan untuk mengetahui keefektifan coating benih dengan minyak cengkeh dan minyak serai wangi terhadap cendawan dan bakteri terbawa benih padi selama penyimpanan serta pengaruhnya terhadap mutu fisiologis benih.
BAHAN DAN METODE Tempat dan Waktu Penelitian Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Ilmu Teknologi Benih IPB, dan Laboratorium cendawan dan bakteri Balai Besar Pengembangan Pengujian Mutu Benih Tanaman Pangan dan Hortikultura (Balai Besar PPMB-TPH) Cimanggis. Penelitian dilaksanakan pada bulan Februari – Oktober 2012. Bahan dan Alat Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah benih padi varietas Ciherang produksi PT. Sang Hyang Seri panen Januari 2012 dan padi hibrida varietas HIPA 8 produksi BB PADI Sukamandi panen Februari 2012. Kitosan, CMC, gom arab, minyak cengkeh (eugenol 78%), minyak serai wangi (sitrinella 16.8%), pestisida sintetis (AgreptTM 0.2% + BenloxTM 0.2%), pewarna merah Ponceau 4R CI 16255, media King’s B, media MS, media NA, alkohol 70%,
31 kloroks 1%. Peralatan yang digunakan meliputi cawan petri, beaker glass, erlenmeyer, micropipet, vortex, magnetic stirrer, termohygrometer, kertas saring, kertas merang, mikroskop, ecogerminator benih IPB 72-1, lampu NUV, autoclave, laminar air flow dan oven. Metode Penelitian Percobaan disusun menggunakan rancangan acak lengkap dengan empat perlakuan dan lima ulangan (setiap ulangan terdiri dari dua gulung UKDdp masing-masing 50 benih). Setiap perlakuan diujikan pada padi varietas Ciherang dan HIPA 8. Perlakuan yang diujikan adalah perlakukan coating berdasarkan percobaan 2 yaitu (1) minyak cengkeh 1% + kitosan 3%, (2) minyak serai 2% + CMC 1%, (3) pestisida sintetis + gom arab 10%, (4) kontrol, yaitu benih tanpa perlakuan coating. Teknik coating benih sama dengan percobaan 2 pada tesis ini. Setelah proses coating, benih dikeringanginkan dengan bantuan kipas angin ± 24 jam sampai kadar air mendekati kadar air kontrol (±11%). Benih dikemas menggunakan plastik PP 0.8 mm, direkatkan, serta disimpan selama 6 bulan pada ruangan dengan kondisi suhu ruang pada siang hari 27- 30 °C dan RH 71-78%. Evaluasi terhadap mutu fisiologis dan kesehatan benih dilakukan setiap bulan selama 6 bulan, dimulai sejak awal penyimpanan (0 bulan). Peubah yang diamati meliputi (1) indeks vigor, (2) daya berkecambah, (3) kadar air, (4) persentase infeksi total cendawan, (5) persentase infeksi masing-masing cendawan, (6) jumlah koloni bakteri. Pengamatan terhadap peubah pada percobaan ini sama seperti pada percobaan I pada tesis ini.
HASIL DAN PEMBAHASAN Pengaruh Berbagai Formula Coating Benih Terhadap Mutu Fisiologis dan Patologis Benih Padi Varietas Ciherang Pengaruh coating benih terhadap daya berkecambah benih selama 6 bulan penyimpanan ditunjukkan pada Gambar 4.
Gambar 4 Pengaruh formula coating terhadap daya berkecambah benih padi Ciherang selama penyimpanan
32 Seluruh perlakuan coating benih tidak memberikan pengaruh yang nyata terhadap daya berkecambah benih. Sejak awal penyimpanan hingga 6 bulan penyimpanan, daya berkecambah masing-masing perlakuan coating tidak berbeda nyata dengan kontrol (Gambar 4). Terjadi penurunan daya berkecambah selama 6 bulan penyimpanan, namun turunnya daya berkecambah dari masing-masing perlakuan coating tidak berbeda nyata dengan kontrol. Gambar 5 menunjukkan perlakuan coating benih berpengaruh nyata terhadap indeks vigor benih selama penyimpanan. Indeks vigor benih pada semua perlakuan tidak berbeda nyata dengan kontrol pada awal penyimpanan. Penurunan indeks vigor yang berbeda nyata dengan kontrol disebabkan oleh perlakuan coating minyak serai terjadi sejak 1 bulan penyimpanan. Coating dengan pestisida kimia menyebabkan penurunan indeks vigor yang berbeda nyata dengan kontrol pada bulan ke-2 penyimpanan, sedangkan coating dengan minyak cengkeh menyebabkan penurunan yang berbeda nyata dengan kontrol setelah bulan 4 bulan penyimpanan.
a Indeks vigor (%)
90
a
a a a
a ab ab b
85 80
a
ab b b
a ab b
a a
b b b
ab
75
a ab b
b b b
70 0
1
2 3 4 Waktu penyimpanan (bulan)
5
6
Cengkeh-kitosan Serai-CMC Kimia-gom arab Kontrol Huruf yang sama pada bulan yang sama menunjukan tidak berbeda nyata pada DMRT 5%
Gambar 5 Pengaruh formula coating terhadap indeks vigor benih padi Ciherang selama penyimpanan
Aplikasi coating benih berpengaruh nyata terhadap kadar air benih selama penyimpanan (Gambar 6). Semua perlakuan menunjukkan kadar air yang tidak berbeda nyata dengan kontrol pada awal penyimpanan. Peningkatan kadar air benih yang berbeda nyata dengan kontrol ditunjukkan pada perlakuan coating Serai-CMC setelah 1 bulan penyimpanan. Coating Kimia-gom arab menunjukkan peningkatan kadar air yang berbeda nyata dengan kontrol setelah 3 bulan penyimpanan, sedangkan coating Cengkeh-kitosan menunjukkan peningkatan kadar air yang tidak berbeda nyata dengan kontrol sampai akhir periode penyimpanan (6 bulan).
33
12.50
c
b c
Kadar air (%)
12.25 b
b 11.75
11.25
b a a
b
12.00
11.50
b
b
aa a a
a aa
a
b ab
a
a
aa
a
aa
11.00 0 Cengkeh-kitosa n
1
2 3 4 Wa ktu penyimpa nan (bula n) Sera i-CMC Kimia -gom a ra b
5
6 Kontrol
Huruf ya ng sa ma pa da bula n yang sa ma menunjukan tida k berbeda nya ta pada DMRT 5%
Gambar 6 Pengaruh formula coating terhadap kadar air benih padi Ciherang selama penyimpanan Gambar 7 menunjukkan semua perlakuan coating benih secara signifikan menurunkan infeksi total cendawan pada benih padi Ciherang selama periode penyimpanan. Coating minyak cengkeh + kitosan merupakan formula coating yang paling kuat menghambat pertumbuhan cendawan terbawa benih mulai awal periode penyimpanan sampai 5 bulan penyimpanan. Pada bulan ke-6 semua perlakuan coating memiliki kemampuan yang sama dalam menghambat cendawan terbawa benih.
Gambar 7 Pengaruh formula coating terhadap infeksi total cendawan pada benih padi Ciherang selama penyimpanan
Terdeteksi enam jenis cendawan yang menginfeksi benih padi Ciherang selama 6 bulan penyimpanan yaitu Fusarium sp., Curvularia sp., Drechslera sp., Alternaria sp., Aspergillus sp. dan Penicillium sp. Semua formula coating secara signifikan mampu menekan tingkat infeksi Fusarium sp. (Gambar 8A) dan Alternaria sp. (Gambar 8B) dibanding kontrol sejak awal penyimpanan sampai akhir periode penyimpanan.
34
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
(F)
Keterangan: huruf yang sama pada bulan yang sama menunjukkan tidak berbeda nyata pada uji Duncan taraf 5%.
Gambar 8 Persentase benih padi Ciherang terinfeksi cendawan Fusarium sp. (A), Alternaria sp. (B), Dechslera sp. (C), Curvularia sp. (D), Penicillium sp. (E), dan Aspergillus sp. (F) pada berbagai formula coating benih selama 6 bulan penyimpanan
35 Gambar 8C menunjukkan semua formula coating juga efektif dalam menekan infeksi Drechslera sp. dibanding kontrol, tetapi pada penyimpanan bulan ke-4 tingkat infeksi Drechslera sp. pada kontrol mengalami penurunan yang tajam dan pada bulan ke-5 dan ke-6 tingkat infeksi Drechslera sp. pada semua perlakuan coating tidak berbeda nyata dengan kontrol. Coating minyak cengkeh 1% + kitosan 3% dan minyak serai 2% + CMC 1% mampu menekan infeksi Curvularia sp. sejak awal periode penyimpanan, sedangkan coating pestisida kimia + gom arab 10% menekan infeksi Curvularia sp. setelah 4 bulan periode penyimpanan (Gambar 8D). Tingkat infeksi Penicillium sp. hanya dapat ditekan pada perlakuan coating minyak cengkeh 1% + kitosan 3% serta coating pestisida kimia + gom arab 10% sedangkan coating minyak serai 2% + CMC 1% justru meningkatkan infeksi Penicillium sp. lebih tinggi dibandingkan kontrol (Gambar 8E) Aspergillus sp. baru terdeteksi setelah 4 bulan penyimpanan, karena termasuk dalam cendawan gudang. Tingkat infeksi Aspergillus sp. pada semua perlakuan coating tidak berbeda nyata dengan kontrol hingga bulan ke-5. Kemampuan semua perlakuan coating dalam menghambat infeksi Aspergillus sp. terlihat secara nyata setelah 6 bulan penyimpanan (Gambar 8F). Seluruh formula coating benih efektif menghambat bakteri Xoo pada benih padi Ciherang selama periode simpan. Jumlah koloni bakteri pada semua perlakuan coating berbeda nyata dengan kontrol (Tabel 11). Jumlah koloni bakteri Xoo yang terdeteksi pada percobaan ini mengalami penurunan seiring dengan bertambah lamanya waktu simpan kecuali pada perlakuan pestisida kimia + gom arab. Semakin panjang periode simpan maka jumlah koloni bakteri Xoo semakin berkurang. Penurunan jumlah koloni bakteri selama penyimpanan disebabkan viabilitas bakteri Xoo pada benih hanya berkisar 2 – 11 bulan (Agarwal dan Sinclair 1996). Mekanisme kerja anti bakteri minyak atsiri adalah dengan merusak sel bakteri. Kerusakan sel diawali dengan rusaknya membran sel yang berlanjut dengan keluarnya material isi sel dan akhirnya sel mengalami kematian (Mangoni et al. 2004, Rasooli et al. 2006, Miksusanti et al. 2008). Kim et al. 1995 dan Bennis et al. 2004 menyatakan minyak atsiri menyebabkan kebocoran inti sel sehingga asam nukleat (DNA dan RNA) dan protein keluar dari sel. Bocornya material genetik ini menyebabkan terganggunya pembelahan sel. Tabel 11 Pengaruh berbagai perlakuan coating benih terhadap jumlah koloni Xoo pada benih padi Ciherang selama penyimpanan Perlakuan coating
0
1
2
Periode simpan (bulan) 3 4 -1 Populasi Xoo (cfu g )
5
6
CK SC
4.8 x105 a 5.2 x105 a 0.9 x104 a 1.6 x104 a 1.5 x104 a 1.7 x104 a 7 x103 a 3.9 x105 a 9 x103 a 1.2 x104 a 5.2 x104 a 5.4 x104 a 1.5 x104 a 1.8 x104 a
KG Kontrol
2.7 x105 a 4.1 x105 a 1.2 x106 a 2.7 x106 a 1.6 x106 a 1.9 x106 a 1.2 x106 a 2.6 x108 b 4.2 x108 b 7.8 x105 b 2.8 x108 b 1.3 x108 b 5.4 x107 b 3.9 x107 b
Keterangan: Angka-angka pada kolom yang sama, diikuti oleh huruf yang sama menunjukkan berbeda tidak nyata pada uji Duncan taraf 5%; CK: minyak cengkeh 1%+kitosan 3%; SC: minyak serai 2% + CMC 1%; KG: Pestisida Kimia + gom arab 10%.
36 Secara keseluruhan, formula coating yang diaplikasikan tidak mempengaruhi daya berkecambah benih padi Ciherang tetapi berpengaruh nyata terhadap vigor benih. Formula coating minyak cengkeh 1% + kitosan 3% dan formula coating minyak serai 2% + CMC 1% masih mampu mempertahankan indeks vigor benih tidak berbeda nyata dengan kontrol sampai 5 bulan penyimpanan sedangkan formula coating pestisida kimia + gom arab 10% sudah menyebabkan penurunan indeks vigor yang berbeda nyata dengan kontrol sejak 1 bulan penyimpanan. Hal ini menunjukkan bahwa tingkat toksisitas pestisida alami terhadap benih lebih rendah dibanding pestisida kimia. Formula coating minyak cengkeh 1% + kitosan 3% terbukti paling efektif menekan pertumbuhan cendawan terbawa benih selama 6 bulan penyimpanan kecuali terhadap Penicillium sp. Formula ini juga paling efektif menekan Xoo selama penyimpanan. Formula minyak serai 2% + CMC 1% memiliki efektifitas menekan cendawan dan Xoo yang lebih rendah dibanding formula coating minyak cengkeh + kitosan, tetapi lebih baik dibanding formula pestisida kimia + gom arab 10%. Sutariati et al. (2005) menyatakan bahwa perbedaan efektivitas minyak cengkeh dengan minyak serai wangi disebabkan jenis bahan aktif dari masing-masing fungisida tersebut yaitu eugenol pada minyak cengkeh dan sitronela pada minyak serai wangi. Nakahara et al. (2003) melaporkan linalool dan sitronelal adalah senyawa volatil dari minyak serai yang paling aktif terhadap cendawan. Eugenol sebagai komponen utama dari minyak cengkeh adalah senyawa fenolik, aktivitas antimikroba minyak esensial ini dapat dikaitkan dengan keberadaan sebuah inti aromatik dan gugus fenolik-OH yang dikenal reaktif dan membentuk ikatan hidrogen dengan situs aktif enzim target (Ultee et al. 2002). Pengaruh Berbagai Formula Coating Benih terhadap Mutu Fisiologis dan Patologis Benih Padi Varietas HIPA Perlakuan coating benih berpengaruh nyata terhadap daya berkecambah benih padi HIPA 8 (Gambar 9).
Gambar 9 Pengaruh formula coating terhadap daya berkecambah benih padi HIPA 8 selama penyimpanan
37 Semua formula coating menghasilkan daya berkecambah yang tidak berbeda nyata dengan kontrol pada awal penyimpanan dan mengalami penurunan selama 6 bulan penyimpanan. Penurunan daya berkecambah yang paling besar disebabkan oleh formula coating minyak cengkeh 1% + kitosan 3%, diikuti oleh formula minyak serai 2% + CMC 1%. Setelah 1 bulan penyimpanan, formula minyak cengkeh 1% + kitosan 3% dan formula minyak serai 2% + CMC 1% menyebabkan penurunan daya berkecambah benih yang berbeda nyata dengan kontrol. Penurunan daya berkecambah yang disebabkan coating pestisida kimia + gom arab 10% baru berbeda nyata dengan kontrol setelah 6 bulan penyimpanan. Pengaruh formula coating terhadap indeks vigor benih selama penyimpanan memiliki pola yang tidak berbeda dengan pengaruhnya terhadap daya berkecambah. Semua perlakuan coating dan kontrol mengalami penurunan indeks vigor selama 6 bulan penyimpanan. Coating benih menyebabkan penurunan indeks vigor dan berbeda nyata dengan kontrol sejak awal penyimpanan. Coating minyak cengkeh 1% + kitosan 3% menyebabkan penurunan indeks vigor yang paling besar, diikuti coating dengan minyak serai 2% + CMC 1% dan yang terkecil menyebabkan penurunan indeks vigor adalah coating pestisida kimia + gom arab 10%.
Gambar 10 Pengaruh formula coating terhadap indeks vigor benih padi HIPA 8 selama penyimpanan
Semua perlakuan coating benih menyebabkan penurunan daya berkecambah dan indeks vigor benih padi HIPA 8 tetapi coating dengan minyak atsiri menyebabkan penurunan yang lebih besar dibanding coating dengan pestisida kimia (Gambar 10). Hal tersebut diduga disebabkan oleh morfologi benih padi HIPA 8 yang memiliki struktur lemma dan palea yang terbuka sehingga fungisida yang diaplikasikan dalam formula coating dapat langsung mengenai embrio sehingga mempengaruhi kemampuan benih untuk berkecambah. Fungisida nabati berupa minyak atsiri memiliki kandungan bahan aktif yang mudah menguap sehingga reaksi yang diberikan terhadap benih lebih cepat dan menurunkan daya berkecambah dan indeks vigor benih lebih cepat dibanding pestisida kimia yang berbentuk serbuk padat.
38 Peningkatan kadar air terjadi pada semua perlakuan coating benih dan kontrol pada benih padi HIPA 8 (Gambar 11). Sejak awal periode simpan kadar air semua perlakuan coating sudah berbeda nyata dengan kontrol karena proses pengeringan yang lebih lama dan dikhawatirkan minyak atsiri yang diaplikasikan pada formula coating menguap maka proses pengeringan dicukupkan setelah kadar air di bawah 13% dan mendekati kadar air kontrol. Peningkatan kadar air yang berbeda nyata pada tiga perlakuan coating terjadi setelah 3 bulan penyimpanan, namun hingga akhir masa penyimpanan kadar air semua perlakuan masih di bawah batas maksimum kadar air benih padi yaitu 13%.
Gambar 11 Pengaruh formula coating terhadap kadar air benih padi HIPA 8 selama penyimpanan
Gambar 12 menunjukkan semua formula coating mampu menekan infeksi cendawan terbawa benih padi HIPA 8. Formula coating minyak cengkeh 1% + kitosan 3% menghasilkan penghambatan yang paling besar terhadap infeksi cendawan. Setelah 3 bulan penyimpanan, daya hambat formula minyak serai 2% + CMC 1% dan pestisida kimia + gom arab 10% mulai menurun dengan tajam ditandai dengan meningkatnya persentase infeksi cendawan pada benih.
Gambar 12 Pengaruh formula coating terhadap infeksi total cendawan pada benih padi HIPA 8 selama penyimpanan
39 Terdeteksi 6 jenis cendawan yang menginfeksi benih padi HIPA 8 selama 6 bulan penyimpanan yaitu Fusarium sp., Curvularia sp., Alternaria sp., Cladosporium sp., Aspergillus sp. dan Penicillium sp. Secara umum, formula coating minyak cengkeh 1% + kitosan 3% paling efektif menekan infeksi cendawan terbawa benih (Gambar 13). (A)
(C)
(E)
(B)
(D)
(F)
Keterangan: huruf yang sama pada bulan yang sama menunjukkan tidak berbeda nyata pada uji Duncan taraf 5%.
Gambar 13 Persentase infeksi cendawan Fusarium sp. (A), Curvularia sp. (B), Alternaria sp. (C), Cladosporium sp. (D), Penicillium sp. (E), dan Aspergillus sp.(F) pada benih padi HIPA 8 dengan berbagai formula coating benih selama 6 bulan penyimpanan
40 Ketiga formula coating secara signifikan mampu menekan tingkat tinfeksi Fusarium sp. (Gambar 13A), Curvularia sp. (Gambar 13B), dan Alternaria sp. (Gambar 13C) dibanding kontrol sejak awal penyimpanan sampai akhir periode penyimpanan. Tingkat infeksi Cladosporium sp. dapat ditekan oleh formula coating minyak cengkeh 1% + kitosan 3% dan minyak serai 2% + CMC 1%, sedangkan coating pestisida kimia + gom arab 10% tidak efektif dalam menghambat infeksi Cladosporium sp. (Gambar 13D). Tingkat infeksi Penicillium sp. hanya dapat ditekan pada perlakuan coating pestisida kimia + gom arab 10%, formula minyak cengkeh 1% + kitosan 3% menghasilkan tingkat infeksi yang sama dengan kontrol, sedangkan coating minyak serai 2% + CMC 1% justru meningkatkan infeksi Penicillium sp. lebih tinggi dibandingkan kontrol (Gambar 13E) Aspergillus sp. terdeteksi setelah 3 bulan penyimpanan. Formula minyak serai 2% + CMC 1% memiliki daya hambat terhadap Aspergillus sp. yang paling besar, diikuti formula minyak cengkeh 1% + kitosan 3%. Pestisida kimia + gom arab tidak efektif dalam menghambat infeksi Aspergillus sp. (Gambar 13F) Percobaan efektifitas formula coating terhadap bakteri terbawa benih menunjukkan bahwa seluruh formula coating benih yang diaplikasikan memiliki kemampuan menghambat bakteri Xoo + Xco pada benih padi HIPA. Jumlah koloni bakteri pada semua perlakuan coating berbeda nyata dengan kontrol sejak awal penyimpanan hingga 6 bulan penyimpanan (Tabel 12). Jumlah koloni bakteri Xoo dan Xco yang terdeteksi pada percobaan ini mengalami penurunan seiring dengan bertambah lamanya waktu simpan. Demikian juga dengan kontrol, semakin panjang waktu simpan maka jumlah koloni bakteri Xoo dan Xco semakin berkurang.
Tabel 12 Pengaruh berbagai perlakuan coating benih terhadap jumlah koloni Xoo + Xco pada benih padi HIPA 8 selama penyimpanan Perlakuan coating
Periode simpan (bulan) 0
1
2
3
4
5
6
-1
Populasi Xoo + Xco (cfu g benih) CK
4.2 x 104 a 4.0 x 104a
3.9 x 104a
3.7 x 104 a 3.2 x 104a 1.6 x 104 a
SC
8.2 x 105a 6.9 x 105a
2.7 x 105a
2.4 x 105a 1.5 x 105 a 5.1 x 104 a 3.6 x 104a
KG
5.9 x 105a 3.7 x 105a
2.2 x 105a
1.6 x 105a 1.3 x 105a 8.5 x 104 a 1.4 x 104 a
Kontrol
7.6 x 108 b 5.5 x 108 b
1.3 x 108 b
9.3 x 107 b 2.1 x 107 b
9 x 106 b
5 x 103 a
7 x 106 b
Keterangan: Angka-angka pada kolom yang sama, diikuti oleh huruf yang sama menunjukkan berbeda tidak nyata pada uji Duncan taraf 5%; CK: minyak cengkeh 1%+kitosan 3%; SC: minyak serai 2% + CMC 1%; KG: Pestisida Kimia + gom arab 10%.
Keefektifan formula coating dalam menghambat pertumbuhan cendawan dan bakteri terbawa benih HIPA 8 telah teruji pada percobaan ini. Seluruh perlakuan coating secara signifikan mampu menekan infeksi cendawan (kecuali
41 Penicillium sp.) dan bakteri terbawa benih. Akan tetapi seluruh perlakuan coating juga menyebabkan penurunan indeks vigor benih padi HIPA 8 yang sangat signifikan terutama pada formula yang mengandung minyak atsiri. Dengan demikian formula coating yang paling kompatibel untuk benih padi HIPA 8 adalah pestisida kimia + gom arab 10%.
SIMPULAN Seluruh formula coating yang diaplikasikan efektif menekan bakteri dan cendawan terbawa benih padi Ciherang selama 6 bulan periode simpan kecuali pada Penicillium sp. Keefektifan semua formula coating adalah sama dalam menghambat bakteri terbawa benih, namun formula minyak cengkeh 1% + kitosan 3% merupakan perlakuan yang memiliki kemampuan menghambat paling kuat terhadap cendawan yang terdeteksi. Daya berkecambah benih pada semua perlakuan tidak berbeda nyata selama 6 bulan penyimpanan. Pada awal periode simpan seluruh formula coating memiliki indeks vigor yang tidak berbeda nyata dengan kontrol (86-90.4 %). Setelah 6 bulan penyimpanan, formula coating minyak cengkeh 1% + kitosan 3% memiliki indeks vigor 77.2%, formula minyak serai wangi 2% + CMC 1% (76.8%), formula pestisida kimia + gom arab 10% (76.8%), dan kontrol (81.2 %). Dengan demikian formula coating yang paling efektif dan kompatibel dengan benih untuk pengendalian patogen terbawa benih padi Ciherang selama penyimpanan adalah minyak cengkeh 1% + kitosan 3%. Keefektifan formula coating terhadap cendawan dan bakteri terbawa benih HIPA 8 tidak berbeda dengan benih Ciherang. Semua formula coating menyebabkan penurunan indeks vigor dan viabilitas benih HIPA 8 yang besar. Pada awal periode simpan seluruh formula coating memiliki daya berkecambah yang tidak berbeda nyata dengan kontrol (72.4-76%). Setelah 6 bulan penyimpanan, daya berkecambah kontrol adalah 45.6%, diikuti perlakuan coating benih dengan formula pestisida kimia + gom arab 10% (35.2%), formula minyak serai wangi 2% + CMC 1% (26%), dan formula minyak cengkeh 1% + kitosan 3% (14.4%). Dengan demikian formula coating yang paling efektif dan kompatibel untuk pengendalian patogen terbawa benih padi HIPA 8 adalah pestisida kimia + gom arab 10%.
42
EVALUASI KEEFEKTIFAN COATING BENIH TERHADAP PATOGEN TERBAWA BENIH SERTA PERTUMBUHAN TANAMAN DAN PRODUKSI BENIH PADI DI RUMAH KACA Evaluation of Effectiveness of Seed Coating Against Seed-Borne Pathogen, Plant Growth and Seed Production of Rice in the Greenhouse Abstrak Penelitian ini bertujuan mengetahui keefektifan coating benih dengan minyak cengkeh dan minyak serai wangi terhadap penyakit yang disebabkan oleh patogen terbawa benih padi serta pengaruhnya terhadap pertumbuhan tanaman dan hasil padi di rumah kaca. Penelitian dilaksanakan di Bogor dan Cimanggis pada bulan Juni 2012 sampai Januari 2013. Percobaan menggunakan rancangan acak lengkap dengan lima ulangan dan empat taraf perlakuan coating benih yaitu (1) minyak cengkeh 1% + kitosan 3%; (2) minyak serai wangi 2% + CMC 1%; (3) pestisida kimia (Agrept 0.2% + Benlox 0.2%) + gom arab 10%; dan (4) kontrol (tanpa coating. Benih yang digunakan adalah benih padi varietas Ciherang dan HIPA 8. Coating benih dengan minyak cengkeh 1% + kitosan 3% dan minyak serai wangi 2% + CMC 1% efektif menurunkan indeks penyakit hawar daun bakteri di rumah kaca dan menekan infeksi cendawan dan bakteri pada benih padi Ciherang yang dihasilkan. Jumlah anakan, anakan produktif, bobot dan jumlah gabah bernas tertinggi dihasilkan oleh perlakuan coating dengan minyak cengkeh 1% + kitosan 3%. Secara keseluruhan, coating benih dengan minyak cengkeh 1% + kitosan 3% merupakan perlakuan terbaik untuk pengendalian patogen terbawa benih padi varietas Ciherang. Semua perlakuan coating efektif menekan indeks penyakit padi HIPA 8 dan memproduksi gabah yang lebih tinggi di banding kontrol. Akan tetapi perlakuan coating minyak serai 2% + CMC 1% menurunkan daya tumbuh benih sehingga perlakuan yang dapat direkomendasikan untuk padi HIPA 8 adalah coating dengan minyak cengkeh 1% + kitosan 3% dan coating pestisida kimia + gom arab 10%. Kata kunci: bakteri terbawa benih, cendawan terbawa benih, minyak cengkeh, minyak serai wangi, pestisida kimia
Abstract The aims of the research was to determine the effect of seed coating on disease intensity, plant growth and yield, and quality of seed. The experiments were conducted in Bogor and Cimanggis, from June 2012 to January 2013. The experiments used completely randomized design with a single factor (seed
43 coating) consisting of four levels: (1) clove oil 1% + chitosan 3%; (2) fragrant grass oil 2% + carboxy methyl cellulose 1%; (3) Synthetic pesticide + arabic gum 10%; and (4) control (without coating). Seed coating with clove oil 1% + chitosan 3% and fragrant grass oil 2% + carboxy methyl cellulose 1% reduced disease index in the greenhouse and suppressed fungal and bacterial infections in seeds as compared to control. All treatments gave no significant effect on physiological quality of seed. Seed coating with clove oil 1% + chitosan 3% resulted the highest number of tillers, number of productive tillers, weight and number of full grains per clumps. In general, seed coating with clove oil 1% + chitosan 3% was the best treatment to control seed-borne pathogens of rice seed varieties Ciherang. All treatments were effective suppressed disease index in the greenhouse and produced more grain rice HIPA 8 than control. However, treatment of fragrant grass oil 2% + CMC 1% decreased growth of seed. In general, coating with clove oil 1% + chitosan 3% and chemical pesticides + arabic gum 10% were the best treatment could be recommended for rice seed HIPA 8 Key words: clove oil, fragrant grass oil, seed-borne bacteria, seed-borne fungi, synthetic pesticide
PENDAHULUAN Penggunaan benih bermutu merupakan salah satu faktor yang menentukan keberhasilan penanaman padi di lapang. Mutu patologis merupakan salah satu kriteria benih bermutu selain mutu fisik, mutu fisiologis dan mutu genetik. Kriteria dari mutu patologis adalah benih terbabas dari patogen terbawa benih baik dalam bentuk infeksi maupun infestasi. Mutu patologis benih memiliki nilai yang sangat penting karena benih yang membawa patogen dapat menjadi media penyebaran patogen ke lokasi baru yang sebelumnya tidak ada kejadian penyakit yang disebabkan oleh patogen tersebut. Patogen terbawa benih juga menjadi penyebab penurunan viabilitas benih, meningkatnya kematian bibit, terjadinya serangan penyakit pada tahap pertumbuhan vegetatif dan generatif hingga berakibat pada turunnya produktivitas. Peningkatan mutu patologis benih dapat dilakukan dengan memberikan perlakuan pada benih (seed treatment). Coating benih dengan penambahan pestida kimia sintetis maupun pestisida alami merupakan salah satu seed treatment yang dapat dilakukan. Thobunluepop et al., 2009 menyatakan perlakuan terhadap benih dengan fungisida untuk melindungi benih dari organisme perusak dapat dilakukan untuk meningkatkan kualitas benih, meningkatkan hasil dan meningkatkan pengembalian dari investasi. Aplikasi coating benih dengan pestisida kimia ataupun komponen bioaktif alternatif dapat menurunkan kerusakan tanaman yang disebabkan oleh penyakit dan juga menurunkan level penggunaan pestisida di lapang. Bahkan jika dibandingkan dengan pengaplikasian pestisida secara langsung pada tanaman di lapang maka coating benih dengan pestisida dapat menurunkan penggunaan pestisida hingga 85% (Chami et al. 2005 dalam Thobunluepop 2009).
44 Penelitian ini bertujuan mengetahui keefektifan coating benih dengan minyak cengkeh dan minyak serai wangi terhadap penyakit yang disebabkan oleh patogen terbawa benih padi serta pengaruhnya terhadap pertumbuhan tanaman dan hasil padi di rumah kaca.
BAHAN DAN METODE Tempat dan Waktu Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Ilmu dan Teknologi Benih IPB, Rumah kaca serta Laboratorium Kesehatan Benih Balai Besar Pengembangan Pengujian Mutu Benih Tanaman Pangan dan Hortikultura (Balai Besar PPMBTPH) Cimanggis. Penelitian dilaksanakan pada bulan Juni 2012 sampai Januari 2013. Bahan dan Alat Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah benih padi sawah inbrida varietas Ciherang produksi SHS hasil panen bulan Januari 2012 dan padi hibrida varietas HIPA 8 produksi BB PADI Sukamandi hasil panen bulan Februari 2012. Kedua benih telah diberi perlakuan coating. Pupuk NPK, media NA, media King’s B, media MS, alkohol 70%, kloroks 1%, media tanam tanah steril. Peralatan yang digunakan meliputi cawan petri, beaker glass, gelas ukur, erlenmeyer, micropipet, vortex, timbangan analitik, magnetic stirrer, termohygrometer, kertas saring, kertas merang, mikroskop, ember tanam, ecogerminator benih IPB 72-1, lampu near ultra violet (NUV), autoclave, laminar air flow dan oven.
Metode Penelitian Percobaan disusun menggunakan rancangan acak lengkap dengan empat taraf perlakuan coating benih yaitu (1) 1 % minyak cengkeh dengan kandungan eugenol 78% + 3% chitosan; (2) 2 % minyak sereh dengan kandungan sitronela 16.82% + 1% CMC; (3) Agrept 0.2% + benlox 0.2% + 10% gom arab; dan (4) kontrol, yaitu benih tanpa perlakuan coating. Perlakuan dan persiapan coating benih sama seperti pada percobaan 2 dalam tesis ini. Setiap perlakuan diaplikasikan pada dua varietas padi dan ditanam pada tempat yang terpisah. Sehingga terdapat dua percobaan yang terpisah. Setiap perlakuan diulang sebanyak 5 kali dan tiap ulangan terdiri dari 3 pot tanam. Dengan demikian terdapat 60 satuan percobaan untuk tiap-tiap varietas (4 perlakuan x 5 ulangan x 3 pot). Benih padi sebanyak sepuluh butir ditanam langsung pada ember plastik dengan diameter atas 30 cm, diameter bawah 20 cm dan tinggi 25 cm. Media tanam berupa tanah sawah yang telah disterilisasi dengan pemanasan pada suhu 120 oC dan tekanan 1.2 kg/detik selama 3 jam menggunakan autoklaf. Pada 2 minggu
45 setelah tanam (MST) disisakan dua tanaman per ember untuk diamati sampai panen. Pemupukan diberikan berdasarkan takaran pupuk anjuran Kementerian Pertanian yaitu urea 1 g/ember (setara dengan 250 kg urea ha-1), SP36 0.4 g/ember (setara dengan 100 kg SP36 ha-1), dan KCl 0.4 g/ember (setara dengan 100 kg KCl ha-1). Pemupukan dilakukan pada 2 MST dengan 1/3 dosis urea, seluruh dosis SP36, dan 1/2 dosis KCl. Selanjutnya pada umur tanaman 5 MST diberikan 1/3 dosis urea dan 1/2 dosis KCl, dan pada 7 MST diberikan 1/3 dosis urea. Pengamatan dilakukan terhadap peubah pertumbuhan dan komponen hasil. Pada padi variatas Ciherang dilakukan juga pengamatan terhadap mutu benih yang dihasilkan. Panen dilakukan pada umur 115-125 hari untuk Ciherang dan 115 hari untuk HIPA 8. Peubah pertumbuhan tanaman yang diamati meliputi (1) daya tumbuh benih, (2) tinggi tanaman pada 4 MST dan 12 MST, (3) jumlah anakan total, (4) jumlah anakan produktif. Peubah komponen hasil produksi padi yang diamati meliputi (1) bobot gabah bernas per rumpun, (2) bobot gabah hampa per rumpun, (3) persen bobot gabah bernas per rumpun, (4) jumlah gabah bernas per rumpun, (5) jumlah gabah hampa per rumpun, (6) persen jumlah gabah bernas per rumpun, (7) produksi per rumpun. Benih padi Ciherang hasil panen dikeringkan dengan penjemuran hingga kadar air ± 12%. Kemudian dilakukan pengamatan mutu benih meliputi (1) indeks vigor, (2) daya berkecambah, (3) kecepatan tumbuh, (4) berat kering kecambah normal, (5) laju pertumbuhan kecambah, (6) bobot 1000 butir, (7) kadar air, (8) cendawan terbawa benih, (9) bakteri terbawa benih. Pengamatan terhadap peubah mutu benih yang dihasilkan sama seperti pada percobaan I dan II pada tesis ini. Data yang diperoleh dianalisis dengan sidik ragam. Data yang menunjukkan berpengaruh nyata diuji dengan DMRT taraf 5%. Peubah pertumbuhan dan hasil padi meliputi 1. Daya tumbuh (%) Pengamatan daya tumbuh dilakukan berdasarkan jumlah benih yang tumbuh dalam setiap pot dibagi jumlah benih yang ditanam. Daya tumbuh benih pada 7 HST untuk varietas Ciherang dan 14 HST untuk HIPA 8.
2. Tinggi Tanaman (cm) Tinggi tanaman diukur mulai dari pangkal batang sampai daun tertinggi. Pengukuran tinggi dilakukan pada 4 MST dan akhir fase vegetatif. 3. Jumlah anakan Jumlah anakan diperoleh dengan menghitung seluruh anakan pada setiap rumpun, berupa anakan produktif maupun anakan tidak produktif. 4. Jumlah anakan produktif Jumlah anakan produktif diperoleh dengan menghitung anakan pada setiap rumpun yang mengeluarkan rumpun. 6. Bobot gabah bernas per rumpun (g) Bobot gabah bernas yang dihasilkan oleh setiap rumpun. Diukur pada kadar air 14%.
46 7. Bobot gabah hampa per rumpun (g) Bobot gabah hampa yang terdapat pada setiap rumpun. 8. Persen bobot gabah bernas per rumpun (%) Pengamatan dilakukan berdasarkan bobot gabah bernas per rumpun dibagi dengan bobot gabah keseluruhan pada satu rumpun.
9. Persen bobot gabah hampa per rumpun (%) Pengamatan dilakukan berdasarkan bobot gabah hampa per rumpun dibagi dengan bobot gabah keseluruhan pada satu rumpun.
10. Jumlah gabah bernas per rumpun Jumlah gabah bernas yang dihasilkan setiap rumpun. 11. Jumlah gabah hampa per rumpun (butir) Jumlah gabah hampa yang dihasilkan setiap rumpun. 12. Persen jumlah gabah bernas per rumpun (butir) Pengamatan dilakukan berdasarkan jumlah gabah bernas per rumpun dibagi dengan jumlah gabah keseluruhan pada satu rumpun.
13. Persen jumlah gabah hampa per rumpun (%) Pengamatan dilakukan berdasarkan jumlah gabah hampa per rumpun dibagi dengan jumlah gabah keseluruhan pada satu rumpun.
14. Produksi per rumpun (g) Produksi per rumpun merupakan bobot gabah bernas yang dihasilkan oleh setiap rumpun. 15. Indeks penyakit (IP) Pengamatan dilakukan berdasar persen luas area permukaan daun yang menunjukkan gejala penyakit. Indeks penyakit berdasarkan scoring BB PADI (Suprihatno et al. 2011).
Keterangan: n(1), n(3), n(5), n(7), dan n(9) adalah jumlah tanaman dengan skala (1), (3), (5), (7) dan (9); tn = jumlah tanaman yang diamati.
47 Tabel 13 Skala pengujian penyakit Skala 1 3 5 7 9
Gejala luas daun terinfeksi (%) 1-5 6-12 13 – 25 26 – 50 51 – 100
Tingkat ketahanan Tahan Agak tahan Agak rentan Rentan Sangat rentan
Kelas ketahanan T AT AR R SR
HASIL DAN PEMBAHASAN Pengaruh Coating Benih Padi Varietas Ciherang Pengaruh Coating terhadap Pertumbuhan Tanaman Padi Varietas Ciherang Perlakuan coating benih memberi pengaruh yang tidak berbeda nyata terhadap daya tumbuh benih padi (Tabel 14). Semua perlakuan coating menghasilkan nilai daya tumbuh yang tidak berbeda nyata dengan kontrol. Hal itu menunjukkan bahwa lapisan yang terbentuk pada benih padi tidak menghambat proses perkecambahan dan pestisida alami maupun sintetis yang diplikasikan bersama coating tidak bersifat toksik terhadap benih padi. Pengaruh coating terhadap tinggi tanaman pada 4 MST dan 12 MST juga ditunjukkan pada Tabel 1. Pada 4 MST perlakuan coating minyak serai 2% + CMC 1% menghasilkan tinggi tanaman yang terendah dan berbeda nyata dengan kontrol sedangkan dua perlakuan coating lainnya menghasilkan tinggi tanaman yang tidak berbeda nyata dengan kontrol. Tetapi pada 12 MST semua perlakuan coating menghasilkan tinggi tanaman yang tidak berbeda nyata dengan kontrol.
Tabel 14 Pengaruh berbagai perlakuan coating benih terhadap daya tumbuh dan tinggi tanaman padi varietas Ciherang Perlakuan coating Daya tumbuh Tinggi tanaman (cm) (%) 4 MST 12 MST Minyak cengkeh 1% + kitosan 3% Minyak serai 2% + CMC 1% Pestisida kimia + gom arab 10% Kontrol
93.9 89.3 90.7 93.9
42.13 ab 40.86 b 41.65 ab 45.03 a
111.67 107.40 108.58 108.27
Keterangan: Angka-angka pada kolom yang sama yang diikuti oleh huruf yang berbeda menunjukkan berbeda nyata pada uji Duncan taraf 5%. MST=minggu setelah tanam
Pengaruh berbagai perlakuan coating terhadap anakan tanaman padi varietas Ciherang ditunjukkan pada Tabel 15. Formula coating minyak cengkeh 1% + kitosan 3% memberikan hasil jumlah anakan yang terbaik dan tidak berbeda nyata dengan perlakuan kontrol, sedangkan formula coating dengan pestisida kimia + gom arab 10% menghasilkan jumlah anakan yang paling sedikit. Demikian juga
48 pada peubah jumlah anakan produktif, formula coating minyak cengkeh 1% + kitosan 3% menghasilkan jumlah anakan produktif yang tidak berbeda nyata dengan kontrol, sedangkan formula minyak serai 2% + CMC 1% dan pestisida kimia + gom arab 10% menghasilkan anakan produktif yang lebih sedikit dan berbeda nyata dengan kontrol. Tingginya jumlah anakan dan anakan produktif yang dihasilkan oleh formula coating minyak cengkeh 1% + kitosan 3% dan nilainya yang tidak berbeda nyata dengan kontrol menunjukkan bahwa formula ini kompatibel dengan benih sehingga tidak menghambat pertumbuhan vegetatif tanaman padi. Persentase anakan produktif tidak berbeda nyata pada semua perlakuan, yang menandakan semakin banyak jumlah anakan maka jumlah anakan produktif juga semakin banyak.
Tabel 15 Pengaruh berbagai perlakuan coating benih terhadap anakan tanaman padi varietas Ciherang Perlakuan coating Minyak cengkeh 1% + kitosan 3% Minyak serai 2% + CMC 1% Pestisida kimia + gom arab 10% Kontrol
Jumlah anakan 8.8 a 8.0 b 7.2 c 9.1 a
Anakan produktif 8.6 a 7.4 b 7.0 b 8.8 a
Persen anakan produktif (%) 97.6 92.8 96.4 97.2
Keterangan: Angka-angka pada kolom yang sama yang diikuti oleh huruf yang berbeda menunjukkan berbeda nyata pada uji Duncan taraf 5%.
Pada pertanaman di rumah kaca terdeteksi penyakit yang menunjukkan gejala pada daun tanaman padi berupa bercak coklat memanjang dan juga hawar, namun gejala dengan tingkat serangan lebih besar adalah gejala hawar. Hasil identifikasi menunjukkan bahwa gejala tersebut disebabkan oleh bakteri Xoo, penyebab hawar daun bakteri (HDB). Pengaruh coating benih terhadap indeks penyahit HDB ditunjukkan pada tabel 16.
Tabel 16 Pengaruh coating benih terhadap indeks penyakit hawar daun bakteri pada padi varietas Ciherang saat 12 MST di rumah kaca Perlakuan coating
Minyak cengkeh 1% + kitosan 3% Minyak serai 2% + CMC 1% Pestisida kimia + gom arab 10% Kontrol
Indeks Penyakit 3.27 ab 2.47 a 3.93 bc 4.73 c
Keterangan: Angka-angka pada kolom yang sama yang diikuti oleh huruf menunjukkan tidak berbeda nyata pada DMRT taraf 5%;
yang sama
Tabel 16 menunjukkan perlakuan coating berpengaruh nyata terhadap indeks penyakit HDB di pertanaman. Coating dengan minyak serai 2% + CMC 1% memberikan efek paling baik dalam menekan indeks penyakit HDB demikian
49 juga dengan formula coating minyak cengkeh 1% + kitosan 3%. Formula pestisida kimia + gom arab 10% kurang efektif dalam menekan indeks penyakit HDB karena menghasilkan indeks penyakit HDB yang tidak berbeda nyata dengan kontrol Pengaruh Coating Benih terhadap Hasil Tanaman Padi Varietas Ciherang Perlakuan coating benih padi berpengaruh nyata hanya pada peubah bobot gabah bernas per rumpun (Tabel 17). Bobot gabah tertinggi dihasilkan oleh perlakuan coating Cengkeh 1% + kitosan 3% dan tidak berbeda nyata dengan kontrol. Perlakuan Serai 2% + CMC 1% dan Kimia + gom arab 10% menghasilkan bobot gabah bernas yang rendah dan berbeda nyata dengan perlakuan Cengkeh 1% + kitosan 3% tetapi tidak berbeda nyata dengan kontrol.
Tabel 17 Pengaruh berbagai perlakuan coating benih terhadap hasil tanaman padi varietas Ciherang Bobot Persentase bobot 1 Perlakuan coating gabah/rumpun (g) gabah/rumpun (%) Bernas 95.69 95.36 95.60 95.18
Hampa 4.31 4.64 4.40 4.82
Keterangan: Angka-angka pada kolom yang sama yang diikuti oleh huruf menunjukkan tidak berbeda nyata pada uji Duncan taraf 5%.
yang sama
Minyak cengkeh 1% + kitosan 3% Minyak serai 2% + CMC 1% Pestisida kimia + gom arab 10% Kontrol
Bernas 26.50 a 22.41 b 22.24 b 24.03 ab
hampa 1.18 1.11 1.03 1.21
Tabel 18 menunjukkan bahwa berdasarkan jumlah butir gabah perlakuan coating benih juga berpengaruh nyata hanya pada peubah jumlah gabah bernas per rumpun. Formula coating minyak cengkeh 1% + kitosan 3% memberikan hasil jumlah gabah bernas per rumpun paling tinggi, berbeda nyata dengan perlakuan lain tetapi tidak berbeda nyata dengan kontrol.
Tabel 18 Pengaruh berbagai perlakuan coating benih terhadap jumlah gabah dan persentase jumlah gabah per rumpun padi varietas Ciherang Perlakuan coating Jumlah Persentase jumlah gabah/rumpun (butir) gabah/rumpun (%) Bernas Hampa Bernas Hampa Minyak cengkeh 1% + kitosan 3% 1098.4 a 267.8 80.43 19.57 Minyak serai 2% + CMC 1% 927.8 b 252.6 79.31 20.69 Pestisida kimia + gom arab 10% 924.8 b 233.4 80.01 19.99 Kontrol 1007.6 ab 276.2 78.47 21.53 Keterangan: Angka-angka pada kolom yang sama yang diikuti oleh huruf menunjukkan tidak berbeda nyata pada uji Duncan taraf 5%.
yang sama
50 Berdasarkan komponen hasil yaitu bobot dan jumlah gabah per rumpun, diketahui bahwa formula coating menghasilkan produk terbaik adalah minyak cengkeh 1% + kitosan 3%. Hasil tersebut di dukung oleh pertumbuhan vegetatif berupa jumlah anakan produktif yang lebih banyak di banding dua perlakuan coating yang lain serta kemampuannya dalam menekan indeks penyakit HDB di pertanaman.
Pengaruh Coating Benih terhadap Mutu Benih Padi Varietas Ciherang Yang Dihasilkan Mutu fisiologis benih padi yang dihasilkan oleh perlakuan Coating benih pada percobaan ini ditunjukkan pada Tabel 20. Semua perlakuan coating tidak berpengaruh nyata terhadap peubah yang diamati kecuali pada peubah berat kering kecambah normal. Berat kering kecambah normal tertinggi dihasilkan oleh perlakuan Sereh 2% + CMC 1% dan tidak berbeda nyata dengan kontrol. Berat kering kecambah normal terendah dihasilkan oleh Cengkeh 1% + kitosan 3% dan Kimia + gom arab 10% dan nilainya berbeda nyata dengan Serai 2% + CMC 1% tetapi tidak berbeda nyata dengan kontrol. Namun dilihat dari peubah laju pertumbuhan kecambah yang memiliki nilai tidak berbeda nyata, maka berat kering kecambah normal tidak menggambarkan ukuran kecambah yang lebih baik dan segar dari suatu perlakuan. Nilai berat kering kecambah normal yang lebih tinggi lebih disebabkan jumlah benih yang berkecambah lebih banyak. Hal itu menunjukkan bahwa benih yang dihasilkan oleh semua perlakuan memiliki mutu fisiologis yang tidak berbeda.
Tabel 19 Pengaruh coating benih terhadap mutu benih padi varietas Ciherang Tolok ukur Perlakuan coating CK SC KG Kontrol
IV (%) DB (%) 87.6 90.0 91.6 85.6
95.20 95.20 92.80 95.20
KCT (% etmal-1)
BKKN (mg)
LPK (mg/KN)
20.47 20.83 20.19 19.99
80 b 124 a 70 b 92 ab
5.64 5.71 4.93 5.29
Bobot 1000 KA (%) butir (g) 24.11 24.15 24.04 23.82
12.45 12.54 12.44 12.02
Keterangan: Angka-angka pada kolom yang sama yang diikuti oleh huruf yang berbeda menunjukkan berbeda nyata pada uji Duncan taraf 5%; IV: indeks vigor, DB: daya berkecambah, KCT: kecepatan tumbuh, BKKN: bobot kering kecambah normal, LPK: laju pertumbuhan kecambah. CK: minyak cengkeh 1%+kitosan 3%; SC: minyak serai 2% + CMC 1%; KG: Kimia + gom arab 10%.
Pengujian terhadap mutu patologis benih yang dihasilkan dilakukan terhadap cendawan dan bakteri terbawa benih. Hasil pengujian mendapatkan enam cendawan yang terdeteksi menginfeksi benih padi yaitu Fusarium sp., Alternaria sp., Curvularia sp., Drechslera sp., Verticillum sp., dan Chaetomium sp.
51
A
B
Gambar 14 Cendawan terbawa benih padi, (A) Chaetomium sp., (B) Verticillium sp. Cendawan yang terdeteksi pada benih yang dihasilkan merupakan cendawan yang sebelumnya terdeteksi pada benih yang digunakan kecuali Verticillium sp. dan Chaetomium sp. (Gambar 14). Kedua cendawan ini sebelumnya tidak n pada sumber benih yang digunakan. Infeksi yang terjadi pada benih terdeteksi hasil pertanaman dapat disebabkan melalui mekanisme tular udara karena adanya tanaman padi yang lain di lokasi sekitar penelitian. Infeksi melalui mekanisme tular tanah sangat kecil karena media tanam yang digunakan telah disterilisasi. Aplikasi formula coating berpengaruh nyata terhadap mutu patologis benih padi yang dihasilkan. Semua formula coating secara nyata menurunkan tingkat cendawan terbawa benih (Tabel 20). Formula minyak serai 2% + CMC 1% mampu menurunkan tingkat infeksi cendawan paling tinggi, setelah itu diikuti formula minyak cengkeh 1% + kitosan 3%. Formula pestisida kimia + gom arab 10% menurunkan tingkat infeksi cendawan yang paling rendah. Formula minyak serai 2% + CMC 1% dan formula minyak cengkeh 1% + kitosan 3% mampu menekan infeksi semua cendawan yang terdeteksi pada hasil padi sedangkan formula pestisida kimia + gom arab hanya efektif menekan infeksi Curvularia sp., Drechslera sp., dan Verticillium sp.
Tabel 20 Pengaruh coating benih terhadap cendawan terbawa benih padi varietas Ciherang Infeksi cendawan terbawa benih
Total infeksi (%) Fusarium sp. (%) Alternaria sp. (%) Curvularia sp. (%) Drechslera sp. (%) Verticillum sp. (%) Chaetomium sp.
Perlakuan coating Minyak cengkeh 1% Minyak serai 2% Pestisida kimia + kitosan 3% + CMC 1% + gom arab 10%
33.6 b 19.6 a 0.0 a 6.0 a 0.0 a 8.4 b 0.0 a
22.8 a 16.0 a 0.0 a 13.6 ab 0.0 a 4.8 ab 0.0 a
52.8 c 42.8 b 6.4 b 14.4 ab 0.0 a 3.2 a 3.2 b
Kontrol
63.6 d 48.8 b 6.8 b 15.2 c 0.8 b 13.6 c 6.8 c
Keterangan: Angka-angka pada baris yang sama yang diikuti oleh huruf yang sama menunjukkan tidak berbeda nyata pada uji Duncan taraf 5%.
52 Tabel 21 menunjukkan bahwa formula coating benih minyak cengkeh 1% + kitosan 3% dan formula minyak serai 2% + CMC 1% secara nyata mampu menekan jumlah infeksi Xoo pada benih padi dibanding dengan kontrol. Sedangkan pestisida kimia + gom arab tidak dapat menekan jumlah infeksi Xoo pada benih padi yang dihasilkan. Keefektifan coating minyak cengkeh 1% + kitosan 3% dan coating minyak serai 2% + CMC 1% dalam menekan tingkat infeksi Xoo terbawa benih berkorelasi positif dengan kemampuannya menekan indeks penyakit HDB di pertanaman rumah kaca. Rendahnya indeks penyakit pada dua perlakuan coating tersebut menyebabkan rendahnya tingkat infeksi Xoo terbawa benih padi. Demikian pula sebaliknya, tingginya infeksi Xoo terbawa benih padi pad coating pestisida kima + gom arab 10% dan kontrol disebabkan oleh tingginya indeks penyakit di pertanaman. Tabel 21 Pengaruh coating benih terhadap bakteri Xanthomonas oryzae pv. oryzae terbawa benih padi varietas Ciherang Perlakuan coating
Minyak cengkeh 1% + kitosan 3% Minyak serai 2% + CMC 1% Pestisida kimia + gom arab 10% Kontrol
Xanthomonas oryzae pv. oryzae (cfu g-1) 2.920 x 104 a 1.596 x 105 a 2.210 x 107 b 2.484 x 10 7b
Keterangan: Angka-angka pada kolom yang sama yang diikuti oleh huruf yang sama menunjukkan tidak berbeda nyata pada DMRT taraf 5%; cfu = coloni forming unit
Secara umum, perlakuan coating benih dengan minyak cengkeh 1% + kitosan 3% dan minyak serai 2% + CMC 1% mampu menekan indeks penyakit pada pertanaman padi Ciherang (Tabel 16) serta menekan infeksi cendawan dan patogen pada benih yang dihasilkan dibanding perlakuan coating benih dengan pestisida kimia + gom arab 10% (Tabel 20 dan 21). Mutu fisiologis benih yang dihasilkan juga tidak berbeda nyata pada semua perlakuan termasuk kontrol (Tabel 19). Akan tetapi jumlah anakan, anakan produktif, serta bobot dan jumlah gabah bernas terbaik dihasilkan oleh perlakuan coating dengan minyak cengkeh 1% + kitosan 3% (Tabel 15, 17 dan 18). Berdasarkan data tersebut maka perlakuan coating yang terbaik untuk pengendalian patogen terbawa benih pada tahap pertanaman adalah coating dengan minyak cengkeh 1% + kitosan 3%.
Pengaruh Coating Benih Padi Varietas HIPA 8 Pengaruh Coating Benih terhadap Pertumbuhan Tanaman Padi Varietas HIPA 8 Perlakuan coating benih memberikan pengaruh yang nyata terhadap daya tumbuh benih padi HIPA 8 (Tabel 7). Formula coating minyak serai 2% + CMC 1% menurunkan daya tumbuh benih sedangkan dua formula coating yang lain tidak berpengaruh terhadap daya tumbuh benih. Turunnya daya tumbuh benih
53 diduga disebabkan oleh lapisan coating minyak serai 2% + CMC 1% yang terbentuk menghambat pemunculan radikula atau minyak serai yang digunakan sebagai pestisida nabati bersifat toksik terhadap benih padi HIPA 8. Formula coating tidak berpengaruh nyata terhadap tinggi tanaman padi HIPA 8, seluruh perlakuan menghasilkan tinggi tanaman yang tidak berbeda nyata pada 4 MST maupun 12 MST. Toksisitas minyak serai diduga terjadi pada benih dengan morfologi lemma dan palea yang tidak menutup rapat sehingga minyak serai dapat langsung kontak dengan embrio dan menyebabkan kematian embrio. Dugaan ini didasari data bahwa benih pada perlakuan coating dengan minyak serai 2% + CMC 1% yang telah berkecambah memiliki kemampuan tumbuh pada fase fegetatif yang tidak berbeda nyata dengan perlakuan coating yang lain bahkan dengan kontrol (diindikasikan dengan peubah tinggi tanaman dan jumlah anakan Tabel 22 dan 23)
Tabel 22 Pengaruh coating benih terhadap daya tumbuh benih dan tinggi tanaman padi varietas HIPA 8 Perlakuan coating Tinggi tanaman (cm) Daya tumbuh (%) 4 MST 12 MST Cengkeh 1% + kitosan 3% 75.32 a 41.94 134.23 Serai 2% + CMC 1% 66.67 b 43.36 134.76 Kimia + gom arab 10% 76.67 a 43.00 132.62 Kontrol 76.67 a 41.60 130.63 Keterangan: Angka-angka pada kolom yang sama yang diikuti oleh huruf yang sama menunjukkan tidak berbeda nyata pada uji Duncan taraf 5%.
Pengaruh berbagai formula coating terhadap anakan padi HIPA 8 ditunjukkan pada Tabel 23. Aplikasi coating tidak menghambat pertumbuhan vegetatif tanaman padi HIPA 8. Semua perlakuan menghasilkan jumlah anakan, anakan produktif serta persentase anakan produktif yang tidak berbeda nyata dengan kontrol meskipun daya tumbuhnya di awal pertanaman berbeda nyata.
Tabel 23 Pengaruh coating benih terhadap jumlah anakan, anakan produktif dan persentase anakan produktif tanaman padi varietas HIPA 8 Perlakuan coating Cengkeh 1% + kitosan 3% Serai 2% + CMC 1% Kimia + gom arab 10% Kontrol
Jumlah anakan 11.67 11.60 11.53 11.73
Anakan produktif 11.47 11.33 11.34 11.53
Persen anakan produktif (%) 98.80 98.40 98.60 98.40
54 Hasil percobaan rumah kaca terhadap penyakit tanaman menunjukkan gejala penyakit hawar pada daun dan serangan cendawan Fusarium sp. pada malai padi. Tabel 24 menunjukkan seluruh formula coating yang diujikan efektif menekan indeks penyakit HDB pada pertanaman padi HIPA 8 dengan menurunkan indeks penyakit hingga berbeda nyata dengan kontrol. Akan tetapi seluruh perlakuan coating tidak efektif menekan serangan Fusarium sp. pada malai padi. Seluruh tanaman menunjukkan 30 persen malai terserang Fusarium sp. saat stadia masak susu (milk stage).
Tabel 24 Pengaruh coating benih terhadap indeks penyakit padi HIPA 8 pada stadia gabah setengah matang (dough stage) Perlakuan coating
Indeks penyakit 5.80 a 6.07 a 6.07 a 7.00 b
Minyak cengkeh 1% + kitosan 3% Minyak serai 2% + CMC 1% Pestisida kimia + gom arab 10% Kontrol
Keterangan: Angka-angka pada kolom yang sama yang diikuti oleh huruf yang sama menunjukkan tidak berbeda nyata pada DMRT taraf 5%;
Pengaruh Coating Benih terhadap Hasil Tanaman Padi Varietas HIPA 8 Peubah komponen hasil yang diamati pada pertanaman di rumah kaca dipengaruhi oleh formula coating benih yang diaplikasikan. Ketiga perlakuan coating menghasilkan bobot gabah bernas per rumpun yang lebih tinggi dibandingkan kontrol. Akan tetapi bobot gabah hampa tertinggi diperoleh juga dari perlakuan coating minyak serai 2% + CMC 1%. Persentase bobot gabah bernas yang tinggi dan berbeda nyata dengan kontrol diperoleh pada perlakuan coating minyak cengkeh 1% + kitosan 3% dan coating pestisida kimia + gom arab 10%.
Tabel 25
Pengaruh coating benih terhadap bobot gabah per rumpun dan persentase bobot gabah per rumpun tanaman padi varietas HIPA 8 Perlakuan coating Bobot gabah/rumpun Persentase bobot (g) gabah/rumpun (%) Bernas hampa Bernas Hampa Cengkeh 1% + kitosan 3% Serai 2% + CMC 1% Kimia + gom arab 10% Kontrol
19.62 a 20.28 a 22.36 a 15.26 b
3.14 a 4.63 b 3.27 a 3.27 a
86.24 a 81.46 b 87.55 a 82.42 b
Keterangan: Angka-angka pada kolom yang sama yang diikuti oleh huruf menunjukkan berbeda nyata pada uji Duncan taraf 5%.
13.76 a 18.54 b 12.45 a 17.58 b yang berbeda
55
Pengaruh perlakuan coating terhadap gabah bernas dan hampa serta persentasenya yang berbasis pada jumlah (Tabel 26) sama seperti pengaruh perlakuan coating terhadap gabah bernas dan hampa serta persentasenya yang berbasis bobot (Tabel 27). Semua perlakuan coating menghasilkan jumlah gabah bernas yang tinggi dan hasilnya nyata berbeda dengan kontrol. Jumlah gabah hampa tertinggi diperoleh juga dari perlakuan coating minyak serai 2% + CMC 1%. Coating minyak cengkeh 1% + kitosan 3% dan coating pestisida kimia + gom arab 10% menghasilkan persentase jumlah gabah bernas yang tertinggi dan berbeda nyata dengan kontrol sedangkan pada perlakuan coating minyak serai + CMC 1% persentase jumlah gabah bernas yang diperoleh tidak berbeda nyata dengan kontrol.
Tabel 26
Pengaruh coating benih terhadap jumlah gabah per rumpun dan persentase jumlah gabah per rumpun tanaman padi varietas HIPA 8
2 Perlakuan coating
Cengkeh 1% + kitosan 3% Serai 2% + CMC 1% Kimia + gom arab 10% Kontrol
Jumlah gabah/rumpun (butir) Bernas Hampa 900.80 a 712.80 a 914.60 a 1051.80 b 967.80 a 742.40 a 698.80 b 742.60 a
Persentase jumlah gabah/rumpun (%) Bernas Hampa 56.12 a 43.88 a 46.74 b 53.26 b 57.66 a 42.34 a 48.82 b 51.18 b
Keterangan: Angka-angka pada kolom yang sama yang diikuti oleh huruf yang sama menunjukkan
berbeda nyata pada uji Duncan taraf 5%.
Berdasar hasil penelitian, formula coating benih tidak berpengaruh nyata terhadap pertumbuhan vegetatif padi HIPA 8 (Tabel 22 dan 23) tetapi berpengaruh sangat nyata terhadap hasil padi. Semua formula coating menghasilkan bobot gabah bernas dan jumlah gabah bernas yang signifikan berbeda dengan kontrol (Tabel 25 dan 26). Rendahnya berat dan jumlah gabah bernas yang dihasilkan oleh kontrol dapat dihubungkan dengan indeks penyakit hawar daun bakteri yang terjadi pada pertanaman. Indeks penyakit pada kontrol merupakan yang tertinggi dan berbeda nyata dengan ketiga perlakuan coating sehingga menyebabkan kehilangan hasil yang paling besar. Penyakit yang menyerang tanaman secara nyata menjadi penyebab kehilangan hasil pada produksi padi (Bhuyan et al. 2010). BB PADI (2010) melaporkan kerugian hasil yang disebabkan oleh penyakit hawar daun bakteri dapat mencapai 60%. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pada tingkat keparahan 20% sebulan sebelum panen, penyakit sudah mulai menurunkan hasil. Di atas keparahan itu, hasil padi turun 4% tiap kali penyakit bertambah parah sebesar 10%. Kerusakan terberat terjadi apabila penyakit menyerang tanaman muda yang peka sehingga menimbulkan gejala kresek, dapat menyebabkan tanaman mati.
56
SIMPULAN Perlakuan coating benih dengan minyak cengkeh 1% + kitosan 3% dan minyak serai 2% + CMC 1% mampu menekan indeks penyakit pada pertanaman padi Ciherang serta menekan infeksi cendawan dan patogen pada benih yang dihasilkan dibanding perlakuan coating benih dengan pestisida kimia + gom arab 10%. Mutu fisiologis benih yang dihasilkan juga tidak berbeda nyata pada semua perlakuan. Akan tetapi jumlah anakan, anakan produktif, serta bobot dan jumlah gabah bernas terbaik dihasilkan oleh perlakuan coating dengan minyak cengkeh 1% + kitosan 3%. Berdasarkan data tersebut maka perlakuan coating yang terbaik untuk pengendalian patogen terbawa benih padi Ciherang pada tahap pertanaman adalah coating dengan minyak cengkeh 1% + kitosan 3%. Semua perlakuan coating efektif menekan indeks penyakit padi HIPA 8 dan memproduksi gabah yang lebih tinggi di banding kontrol. Akan tetapi perlakuan coating minyak serai 2% + CMC 1% menurunkan daya tumbuh benih sehingga perlakuan yang dapat direkomendasikan untuk padi HIPA 8 adalah coating dengan minyak cengkeh 1% + kitosan 3% dan coating pestisida kimia + gom arab 10%.
57
PEMBAHASAN UMUM Hasil penelitian menunjukkan bahwa benih padi varietas Ciherang maupun HIPA 8 terserang oleh cendawan dan bakteri terbawa benih. Benih padi Ciherang terinfeksi oleh cendawan Fusarium sp., Alternaria sp., Drechslera sp., Curvularia sp., serta bakteri Xanthomonas oryzae pv. oryzae dan Erwinia sp. (Tabel 2 dan 3). Cendawan dan bakteri yang menginfeksi benih padi HIPA 8 adalah Fusarium sp., Alternaria sp., Curvularia sp., Penicillium sp., Cladosporium sp., X. oryzae pv. oryzae, X. campestris pv. oryzicola, dan Clavibacter sp. (Tabel 2 dan 3). Banyaknya patogen yang terdeteksi terbawa benih padi menunjukkan bahwa mutu patologis benih menjadi aspek yang harus dipertimbangkan dalam analisis mutu benih karena dapat menyebabkan kerugian yang sangat besar berupa deteriorasi benih, kematian bibit, terjadinya ledakan penyakit serta introduksi penyakit di daerah baru (Agarwal dan Sinclair 1996). Pengendalian patogen terbawa benih dapat dilakukan dengan aplikasi pestisida nabati dengan metode coating benih. Hasil percobaan 2 menunjukkan bahwa kombinasi formula coating yang paling kompatibel terhadap benih dengan penggunaan pestisida nabati dan kimia adalah kombinasi minyak cengkeh 1% + kitosan 3% (Tabel 8), minyak serai wangi 2% + CMC 1% (Tabel 9), dan pestisida kimia + gom arab 10% (Tabel 10). Masing-masing pestisida memiliki kompatibilitas yang berbeda dengan bahan pengikat yang diujikan. Gom arab, CMC dan kitosan merupakan bahan pengikat yang sering digunakan dalam proses coating benih karena tidak bersifat toksik terhadap benih. Gom arab tersusun atas monosakarida (D-galaktosa dan D-glucoronic acid) dan polisakarida. Polimer penyusun gom arab antara lain Beta-D-galactose, L-arabinose, D-gluconic acid, L-rhamnose, dan 4-O-methyl-D-glucoronic acid dengan karakter dapat larut dalam air dingin, kelarutan dalam air cukup tinggi (lebih dari 50%), pengemulsi yang baik dan menstabilkan emulsi, viskositas relatif rendah pada konsentrasi tinggi (Fennema, 1996). Penggunaan gom arab sebagai binder pada coating benih dilaporkan oleh Dawar et al. (2008), Asrul et al. (2004), Setyowati et al. (2007) dan Setiawan (2005). Kitosan merupakan kopolimer dari 2-amino-2-deoksi-Dglukopiranosa dan sejumlah kecil 2-asetamido-2-deoksi-D-glukopiranosa melalui taut β-(1→4) (Krajewska 2001). Penggunaan kitosan sebagai pengikat pada coating benih telah dilaporkan oleh Thobunluepop (2009) serta Zeng dan Shi (2009). CMC adalah polisakarida anionik linear yang larut dalam air dan merupakan gom alami yang dimodifikasi secara kimia. CMC mengandung garam karboksil yang membuatnya lebih mudah larut dalam air. Larutan CMC dalam air bersifat Pseudoplastik. Penggunaan CMC sebagai pengikat pada coating telah dilaporkan oleh Kitamura et al. (1981) dan Palupi et al. (2012). Tabel 27 menunjukkan rekapitulasi pengaruh perlakuan coating benih terhadap mutu fisiologis dan patologis benih selama penyimpanan serta pertumbuhan tanaman, indeks penyakit, produksi dan mutu benih yang dihasilkan padi Ciherang di rumah kaca. Secara umum, seluruh formula coating tidak menyebabkan penurunan daya berkecambah yang berbeda nyata dengan kontrol selama 6 bulan penyimpanan, tetapi menyebabkan penurunan yang nyata terhadap indeks vigor benih dan coating minyak serai wangi 2% + CMC 1% merupakan perlakuan yang menyebabkan penurunan indeks vigor paling besar. Dilihat dari
58 aspek mutu patologis benih, seluruh formula coating yang diaplikasikan memiliki keefektifan yang sama dalam menekan bakteri terbawa benih padi Ciherang. Akan tetapi coating dengan minyak cengkeh 1% + kitosan 3% merupakan perlakuan yang paling efektif dalam menekan cendawan terbawa benih padi Ciherang dibanding coating dengan minyak serai wangi 2% + CMC 1% maupun pestisida kimia + gom arab 10%. Tabel 27 Rekapitulasi pengaruh coating benih terhadap mutu fisiologis dan patologis benih selama penyimpanan serta pertumbuhan tanaman, indeks penyakit, produksi dan mutu benih yang dihasilkan padi Ciherang di rumah kaca Aspek yang diamati Perlakuan coating benih CengkehSerai Pestisida kimia - Kontrol kitosan CMC gom arab * Penyimpanan Indeks vigor
b
c
b
a
Daya berkecambah
a a
a b
a c
a d
a
a
a
b
Daya tumbuh benih
a
a
a
a
Tinggi tanaman
a
a
a
a
Jumlah anakan
a
b
c
a
Anakan produktif
a
b
b
a
Indeks penyakit HDB
ab
a
bc
c
Produksi gabah bernas Mutu fisiologis benih yang dihasilkan (IV, DB, KCT, LPK) Cendawan terbawa benih Bakteri terbawa benih
a
c
c
b
a
a
a
a
b
a
c
d
a
a
b
b
Persentase infeksi cendawan Jumlah koloni bakteri * Rumah kaca
Keterangan: notasi a melambangkan hasil terbaik dan diikuti b, c serta d berdasar uji DMRT taraf kepercayaan 95%.
Hasil percobaan di rumah kaca menunjukkan, dari aspek pertumbuhan vegetatif tanaman, seluruh perlakuan coating menghasilkan daya tumbuh dan tinggi tanaman yang tidak berbeda nyata dengan kontrol. Akan tetapi coating minyak cengkeh 1% + kitosan 3% menghasilkan jumlah anakan dan anakan
59 produktif yang paling tinggi dan tidak berbeda dengan kontrol. Pengamatan pada aspek penyakit tanaman dan produksi menunjukan bahwa coating minyak cengkeh 1% + kitosan 3% dan minyak serai 2% + CMC 1% merupakan perlakuan yang efektif menekan infeksi HDB, tetapi coating minyak cengkeh 1% + kitosan 3% merupakan perlakuan yang menghasilkan bobot gabah bernas terbaik. Dilihat dari aspek mutu benih yang dihasilkan, semua perlakuan coating benih menghasilkan benih padi Ciherang dengan mutu fisiologis yang sama, tetapi coating minyak cengkeh 1% + kitosan 3% dan minyak serai wangi 2% + CMC 1% menghasilkan benih dengan mutu patologis yang lebih baik dibanding perlakuan coating pestisida kimia + gom arab 10% dan kontrol. Berdasarkan percobaan pada tahap penyimpanan dan penanaman di rumah kaca, dilihat dari aspek mutu fisiologis benih, mutu patologis benih, pertumbuhan tanaman dan hasil padi, serta mutu benih yang dihasilkan maka coating benih dengan minyak cengkeh 1% + kitosan 3% merupakan perlakuan yang paling efektif untuk pengendalian patogen terbawa benih padi Ciherang (Tabel 27). Benih padi Ciherang dengan coating minyak cengkeh 1% + kitosan 3% dapat disimpan hingga 6 bulan pada kondisi suhu ruan 27-30 °C dan RH 71-78 % (Gambar 4). Tabel 28 menunjukkan rekapitulasi pengaruh perlakuan coating benih terhadap mutu fisiologis dan patologis benih selama penyimpanan serta pertumbuhan tanaman, indeks penyakit dan hasil padi HIPA 8 di rumah kaca. Hasil percobaan tahap penyimpanan menunjukkan bahwa berdasarkan peubah indeks vigor dan daya berkecambah benih, pestisida kimia + gom arab 10% merupakan formula coating yang paling mampu mempertahankan mutu fisiologis benih padi HIPA 8 selama penyimpanan dibanding perlakuan coating minyak cengkeh 1% + kitosan 3% maupun minyak serai 2% + CMC 1%. Dari aspek mutu patologis benih, seluruh perlakuan coating efektif menekan infeksi cendawan dan bakteri terbawa benih padi selama penyimpanan. Semua perlakuan coating benih memiliki keefektifan yang sama dalam menghambat bakteri terbawa benih. Akan tetapi coating minyak cengkeh 1% + kitosan 3% merupakan formula yang paling efektif menekan cendawan terbawa benih dibanding coating minyak serai 2% + CMC 1% dan pestisida kimia + gom arab 10%. Percobaan di rumah kaca menunjukkan coating minyak serai 2% + CMC 1% merupakan perlakuan yang menyebabkan penurunan daya tumbuh benih. Pengamatan pada pertumbuhan fegetatif yang meliputi tinggi tanaman, jumlah anakan dan anakan produktif menunjukkan semua perlakuan memberikan hasil yang tidak berbeda nyata. Seluruh perlakuan coating benih memiliki kefektifan yang sama dalam menekan indeks penyakit hawar daun bakteri dan menghasilkan gabah bernas yang lebih tinggi dibanding kontrol. Berdasarkan percobaan pada tahap penyimpanan dan penanaman di rumah kaca dan dilihat dari aspek mutu fisiologis benih, mutu patologis benih, pertumbuhan tanaman dan hasil padi, maka coating benih dengan pestisida kimia + gom arab 10% merupakan perlakuan yang paling efektif untuk pengendalian patogen terbawa benih padi HIPA 8 (Tabel 28). Benih HIPA 8 dengan coating pestisida kimia + gom arab 10% dapat disimpan hingga 5 bulan pada kondisi suhu ruang 27-30 °C dan RH 71-78% (Gambar 9).
60 Tabel 28
Rekapitulasi terhadap mutu fisiologis dan patologis benih selama penyimpanan serta pertumbuhan tanaman, indeks penyakit, hasil padi HIPA 8 di rumah kaca Aspek yang Perlakuan coating benih diamati CengkehSerai - CMC Pestisida kimia - Kontrol kitosan gom arab * Penyimpanan Indeks vigor benih
c
b
b
a
Daya berkecambah
c
b
a
a
Persentase infeksi cendawan
a
b
b
c
Jumlah koloni bakteri
a
a
a
b
Daya tumbuh benih
a
b
a
a
Tinggi tanaman
a
a
a
a
Jumlah anakan
a
a
a
a
Anakan produktif
a
a
a
Indeks penyakit HDB
a
a
a
b
Produksi gabah bernas
a
a
a
b
* Rumah kaca
Keterangan: notasi a melambangkan hasil terbaik dan diikuti b serta c berdasar uji DMRT taraf kepercayaan 95%.
SIMPULAN UMUM Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan, benih padi Ciherang diketahui terinfeksi cendawan Fusarium sp., Alternaria sp., Drechslera sp., Curvularia sp., serta bakteri Xanthomonas oryzae pv. oryzae dan Erwinia sp. sedangkan benih padi HIPA 8 terinfeksi cendawan Fusarium sp., Alternaria sp., Curvularia sp., Penicillium sp., Cladosporium sp., serta bakteri X. oryzae pv. oryzae, X. campestris pv. oryzicola, dan Clavibacter sp. Dapat disimpulkan bahwa benih padi terserang oleh banyak patogen terbawa benih sehingga pengujian mutu patologis benih merupakan hal yang sangat penting untuk dilakukan. Patogen terbawa benih dapat dikendalikan dengan aplikasi coating benih menggunakan pestisida nabati maupun kimia dengan kombinasi formula coating yang
61 kompatibel hasil percobaan II adalah minyak cengkeh 1% + kitosan 3%, minyak serai wangi 2% + CMC 1% dan pestisida kimia + gom arab 10%. Percobaan pada tahap penyimpanan dan penanaman di rumah kaca pada padi Ciherang menghasilkan kesimpulan bahwa formula coating yang paling efektif untuk pengendalian cendawan dan bakteri patogen terbawa benih padi Ciherang adalah formula minyak cengkeh 1% + kitosan 3%, dan dapat disimpan selama 6 bulan pada suhu ruang 27-30 °C dan RH 71-78% dengan kondisi daya berkecambah benih (92%) tidak berbeda nyata dengan kontrol, serta tingkat infeksi cendawan (17.6%) dan jumlah koloni bakteri terbawa benih (7.0 x 103 cfu g-1 benih) lebih rendah dari kontrol (infeksi cendawan 62.8% dan koloni terbawa benih 3.9 x 107 cfu g-1 benih). Coating minyak cengkeh 1% + kitosan 3% menghasilkan jumlah anakan (8.8) dan jumlah anakan produktif (8.6) yang paling tinggi dan tidak berbeda nyata dengan kontrol (jumlah anakan 9.1; jumlah anakan produktif 8.8), efektif menekan indeks penyakit HDB, dan menghasilkan bobot gabah bernas (26.5 g) dan jumlah gabah bernas (1098.4 butir) terbaik. Semua perlakuan coating menghasilkan benih padi Ciherang dengan mutu fisiologis yang tidak berbeda nyata, tetapi coating minyak cengkeh 1% + kitosan 3% dan minyak serai wangi 2% + CMC 1% menghasilkan mutu patologis yang lebih baik dibanding pestisida kimia + gom arab 10% dan kontrol. Percobaan tahap penyimpanan dan penanaman di rumah kaca pada padi HIPA 8 menghasilkan kesimpulan formula yang paling efektif untuk pengendalian cendawan dan bakteri patogen terbawa benih padi HIPA 8 adalah pestisida kimia (Agrept 0.2% + Benlox 0.2%) + gom arab 10% dan dapat disimpan hingga 5 bulan pada suhu ruang 27-30 °C dan RH 71-78% dengan kondisi daya berkecambah benih (54%) tidak berbeda nyata dengan kontrol (53.6%) dan tingkat infeksi cendawan (78%) serta jumlah koloni bakteri terbawa benih (1.4 x 104 cfu g-1 benih) lebih rendah dari kontrol (infeksi cendawan 94% dan koloni bakteri terbawa benih 7.0 x 106 cfu g-1 benih). Pengamatan terhadap tinggi tanaman, jumlah anakan dan anakan produktif menunjukkan hasil tidak berbeda nyata pada semua formula coating dan kontrol. Seluruh formula coating memiliki kefektifan yang tidak berbeda nyata dalam menekan indeks HDB serta menghasilkan bobot dan jumlah gabah bernas yang lebih tinggi dibanding kontrol.
62
DAFTAR PUSTAKA Agarwal VK, Sinclair JB. 1996. Principles of Seed Pathology. New York (US): Lewis Publishers. Asie KV. 2004. Matriconditioning plus pestisida botani untuk perlakuan benih cabai terinfeksi Colletotrichum capsici: evaluasi mutu benih selama penyimpanan [Tesis]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor Astuti D. 2009. Pengaruh matriconditioning plus minyak cengkeh terhadap viabilitas, vigor, dan kesehatan benih padi (Oryza sativa L.) yang terinfeksi Alternaria padwickii (Gangguly) M.B.Ellis [Skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Asrul, Arwiyanto T, Maryudani. 2004. Pengaruh perlakuan benih tomat dengan Pseudomonas putida Pf-20 terhadap penyakit layu bakteri (Ralstonia solanacearum). Agrosains: 17(3). Bennis S, Chami F, Chami N, Bouchikhi T, Remmal A. 2004. Surface alteration of Saccharomyces cerevisiae induced by thymol and eugenol. Letters in Aplied Microbiology [Internet]. [diunduh pada 2013 Januari 12]; 38: 454-458. Tersedia pada: http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1472765X.2004.01511.x/pdf [Balai Besar PPMB-TPH] Balai Besar Pengembangan Mutu Benih Tanaman Pangan dan Hortikultura. 2004. Pengujian Mutu Benih Tanaman Pangan dan Hortikultura. Depok (ID): Direktorat Jenderal Bina Produksi Tanaman Pangan. [Balai Besar PPMB-TPH] Balai Besar Pengembangan Mutu Benih Tanaman Pangan dan Hortikultura. 2006. Laporan Tahunan Pengujian Laboratorium Bakteri. Depok (ID): Balai Besar Pengembangan Pengujian Mutu Benih Tanaman Pangan dan Hortikultura. [Balai Besar PPMB-TPH] Balai Besar Pengembangan Mutu Benih Tanaman Pangan dan Hortikultura. 2007. Deteksi Bakteri Patogen Benih. Depok (ID): Direktorat Jenderal Tanaman Pangan. [BB PADI] Balai Besar Penelitian Tanaman Padi. 2010. Penyakit Hawar Daun Daun Bakteri (BLB) [Internet]. [diunduh 2012 Desember 21]. Tersedia pada: http://bbpadi.litbang.deptan.go.id/index.php/in/component/content/article/204-penyakit-hawar-daun-bakteri.html Bhuyan PD, Chutia M, Pathak MG, Baruah P. 2010. Effect of essential oils from Lippia geminate and Cymbopogon jwarancusa on in vitro growth and sporulation of two rice pathogen. JAOCS. [Internet]. [diunduh 2013 April 2]; 87:1333-1340. Tersedia pada: http://search.proquest.com/science/docview/ 811396022/13DC45DD6337535F086/1?accountid=48448. DOI 10.1007/s1174 6-010-1620-z. Copeland LO, McDonald MB. 2001. Principles of Seed Science and Technology. Massachusetts (USA): Kluwer Academic Pr. Dawar S, Hayat S, Anis M, Zaki MJ. 2008. Effect of seed coating material in the efficacy of microbial antagonist for the control of root rot fungi on okra and sunflower. Pak. J. Bot. [Internet]. [diunduh 2012 Desember 12] 40(3): 12691278. Tersedia pada: www.pakbs.org/pjbot/PDFs/40(3)/PJB40(3)1269.pdf.
63 Direktorat Perlindungan Tanaman Pangan. 2007. Informasi Perkembangan Serangan OPT Padi Tahun 2006, Tahun 2005, dan rerata 5 Tahun. Subang (ID): Direktorat Jendral Tanaman Pangan. [Dirjen TP] Direktorat Jenderal Tanaman Pangan. 2009. Persyaratan dan Tatacara Sertifikasi Benih Bina Tanaman Pangan. Jakarta (ID): Direktorat Jenderal Tanaman Pangan. Fadhilah S. 2003. Pengaruh matriconditioning plus minyak cengkeh atau fungisida terhadap mutu dan kesehatan benih kedelai (Glicyne max(L.) Merr.) [Skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Fennema, O. R. 1996. Acacia or gum arabic [Internet]. [diunduh 2011 Desember 4]. Tersedia pada: http://food.oregonstate.edu/gums. [4 Desember 2008]. Fiana Y. 2010. Efektifitas matriconditioning plus pestisida nabati dalam pengendalian patogen seedborne dominan dan peningkatan mutu benih padi [Tesis]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Goto M. 1979. Bacterial foot rot of rice caused by a strain of Erwinia chrysanthemi. Phytopathology [Internet]. [diunduh 2013 Maret 23]; 69: 213-216. Tersedia pada: http://www.apsnet.org/publications/ phytopathology/backissues/Documents/1979Articles/Phyto69n03_213.PDF Ilyas S, Sudarsono, Nugraha US, Kadir TS, Yukti AM, Fiana Y. 2007. Teknik Peningkatan Kesehatan dan Mutu Benih Padi [Laporan Hasil Penelitian KKP3T]. Bogor (ID): Kerjasama Institut Pertanian Bogor dengan Sekretariat Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian. Ilyas S. 2012. Ilmu dan Teknologi Benih: Teori dan Hasil-hasil Penelitian. Bogor (ID): IPB Pr. Islam MSh, Jahan QSA, Bunarith K, Viangkum S, Merca SD. 2000. Evaluation of seed health of some rice varieties under different conditions. Bot. Bull. Acad. Sin. [Internet]. [diunduh 2010 oktober 4]; 41:293-297. Tersedia pada: http://ejournal.sinica.edu.tw/bbas/content/2000/4/bot414-06.pdf [ISTA] International Seed Testing Association. 2010. International Rules for Seed Testing. Zurich. Switzerland. [Kementan] Kementerian Pertanian. 2013. Basisdata Statistik Pertanian. http://www.deptan.go.id/tampil.php?page=inf_basisdata Kitamura S, Watanabe M, Nakayama M, penemu; Sumitomo Chemical Company, Limited. 1981 February 17. Process for producing coated seed. US patent 4250660 A. [Internet]. [diunduh 2012 Januari 23]. Tersedia pada http://www.google.com/patents/US4250660 Kim JM, Marshall MR, Cornell JA, Preston JF, Wei CI. 1995. Antibacterial activity of carvacrol, citral, and geraniol agains Salmonella typhimurium in culture medium and fish cubes. J Food Sci [Internet]. [diunduh 2013 Januari 22]; 60(6):1365-1368. Krajewska B. 2001. Diffusional properties of chitosan hydrogel membranes. J Chem Technol Biotechnol 76:636-642. Kuswanto H. 2003. Teknologi Pemrosesan, Pengemasan dan Penyimpanan. Yogyakarta (ID): Kanisius. Liu NDO, Ronald PC, and Bogdanovie AJ. 2006. Xanthomonas oryzae pathovars: model patogen of a model crop. Molecular Plant Pathology [Internet]. [diunduh 2013 April 10]; 7:303-324. Tersedia pada: http://indica.ucdavis. edu/publication/reference/r0604.pdf DOI: 10.1111/J.1364-3703.2006.00344.X
64 Mangoni LM, Papo N, Barra D, Simmaco M, Bozzi A, Di Diulio A, Rinaldi AC. 2004. Effects of the antimicrobial peptide temporin L on cell morphology, membrane permeability and viability of Escherichia coli. J. Biochem 380: 859-865. Miksusanti, Jennie BSL, Syarief R, Ponjto B, Trimulyadi G. 2008. Mode of actiontemu kunci (Kaempferia pandurata Roxb) essential oil on E. coli K1.1 cell determined by leakage of material cell and salt tolerance assays. HAYATI Journal of Biosciences. 15(2):56-60). Mortensen CN. 1989. Seed Bacteriology Laboratory Guide. Denmark (DK): Danish Government Institute of Seed Pathology for Developing Countries. Nakahara K, Alzoreky NS, Yoshihashi T, Nguyen HTT, Trakoontivakorn G. 2003. Chemical composition and antifungal activity of essential oil from Cymbopogon nardus (Citronella Grass). JARQ [Internet]. [diunduh 2013 April 12]; 37 (4): 249 – 252. Tersedia pada http://www.jircas.affrc.go.jp/english/publication/jarq/37-4/37-04-07.pdf Nurdin M. 2003. Inventarisasi beberapa mikroorganisme terbawa benih padi yang berasal dari Talang Padang kabupaten Tanggamus, Lampung. J. Hama dan Penyakit Tumbuhan Tropika. 3(2): 47-50. Ou SH. 1972. Rice Diseases. England (GB): Commonwealth Mycological Institute Palupi T, Ilyas S, Machmud M, Widajati E. 2012. Pengaruh formula coating terhadap viabilitas dan vigor serta daya simpan benih padi (Oryza sativa L). J. Agron. Indonesia 40(1): 21-28. Panie JMD. 2005. Pengaruh Formula Coating dan GA3 terhadap Viabilitas Benih Cabai (Capsium annuum L.). [Skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor Pham VD, Le CL, Nguyen D C, Huynh VN, Nguyen DT. 2001. Survey on seedborne fungi and its effects on grain quality of common rice cultivars in the Mekong Delta. Omonrice [Internet]. [diunduh 2011 Desember 13]; 9:107-113. Tersedia pada: http://www.clrri.org/lib/omonrice/9-16.pdf Rasooli I, Rezaei MB, Allameh A. 2006. Ultrastructural studies on antimicrobialefficacy of thyme essential oils on Listeria monocytogenes. Int J Infect Dis [Internet]. [diunduh 2013 Januari 22]; 9:342-345. Sadjad S, Murniati E, Ilyas S, 1999. Parameter Pengujian Vigor Benih dari Komparatif ke Simulatif. Jakarta (ID): Grasindo. Sanyang SE, Kabura BH, Huang WC. 2008. Effect of some seed pretreatments on emergence of Acacia Senegal L. World Journal of Agricultural Sciences [Internet]. [diunduh 2010 Oktober 22]; 4(2): 213-219. Tersedia pada: http://www.idosi.org/wjas/wjas4(2)/15.pdf Seed inoculation. 2011. Module 5: Demonstration 5 [diunduh 2011 Oktober 17] Tersedia pada: http://www.ctahr.hawaii.edu/bnf/Download/Training/ BNFtechnology/MS-DS.pdf Setiawan W. 2005. Pengaruh formula coating dan fungisida terhadap viabilitas benih cabai (Capsicum annuum L.) [Skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Setiyowati H, Surahman M, Wiyono S. 2007. Pengaruh seed coating dengan fungisida benomil dan tepung curcuma terhadap patogen antraknosa terbawa benih dan viabilitas cabai besar (Capsicum annuum L.). Bul. Agron. 35(3): 176-182.
65 Sirait MR. 2006. Pengujian daya simpan dan kesehatan benih cabai (Capsicum annuum L.) yang telah diberi perlakuan benih dengan fungisida nabati. [Skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor Soekarno BPW. 1993. Studi Penularan Alternaria padwickii (Ganguly) M. B. Ellis yang Terbawa Benih Padi dan Pengaruhnya terhadap Pertumbuhan Tanaman [Tesis]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Sriprasert, K., Vearasilp, S., Sa-nguansak, Thanapornpoonpong, Krittigamas, N., Suriyong, S. 2008. Control of seedborne pathogen in rice seed by coating with organic substances. “Competition for Resources in a Changing World:New Drive for Rural Development” Tropentag, October 7-9, 2008, Hohenheim. Suprihatno B, Daradjat AA, Satoto, Suwarno, Lubis E, Baehaki SE, Sudir, Indrasari SD, Wardana IP, Mejaya MJ. 2011. Deskripsi Varietas Padi. Subang (ID): Balai Besar Penelitian Tanaman Padi. Sutariati, G.A.K., K.V. Asie, S. Ilyas, Sudarsono. 2005. Efektifitas daya hambat pestisida nabati terhadap pertumbuhan koloni Colletotrichum capsici secara in vitro. Agriplus 15(1): 75-82. Swings J, Van Den Mooter M, Vauterin L, Hoste B, Gillis M, Mew Tw, Kersters K. 1990. Reclassification of the Causal Agents of Bacterial Blight (Xanthomonas campestris pv. oryzae) and Bacterial Leaf Streak (Xanthomonas campestris pv. oryzicola) of Rice as Pathovars of Xanthomonas oryzae (ex Ishiyama 1922) sp. nov., nom. rev. International Journal Of Systematic Bacteriology [Internet]. [diunduh 2013 April 10]. Vol. 40, No. 3: 309-311. Tersedia pada: http://ijs.sgmjournals.org/content/40/3/309.full.pdf Syam M, Suparyono, Hermanto, Wuryandari DS. 2003. Masalah Lapang Hama Penyakit Hara Pada Padi. Bogor (ID): Pusat Penelitian dan Pengembangan Tanaman Pangan. Thobunluepop P. 2009. The inhibitory effect of the various seed coating substances against rice seed borne fungi and their shelf-life during storage. Pakistan Journal of Biological Sciences [Internet]. [diunduh 2010 Oktober 2]; 12(16): 1102-1110. Tersedia pada: http://scialert.net/qredirect.php?doi=pjbs. 2009.1102.1110&linkid=pdf. DOI: 10.3923/pjbs.2009.1102.1110 Thobunluepop P, Pawelzik E, Vearasilp S. 2008. The perspective effects of various coating on rice seed variety Khao Dawk Mali 105 Storability I: The case study of physiological properties. Pakistan Journal of Biological Sciences [Internet]. [diunduh 2010 Oktober 2]; 11(19): 2291-2299. Tersedia pada http://scialert.net/qredirect.php?doi=pjbs.2008.2291.2299&linkid=pdf Ultee A, Bennik MHJ, Moezellar. 2002. The phenolic hydroxyl group of carvacrol is essential for action against the food-borne pathogen bacillus cereus. Applied and Environmental Microbiology [Internet]. [diunduh 2013 Januari 15]; 68(4):1561–1568. Tersedia pada http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/ PMC123826/pdf/0843.pdf DOI: 10.1128/AEM.68.4.1561–1568.2002. Vikal Y, Das A, Patra B, Goel RK, Sidhu JS, Singh K. 2007. Identification of news sources of bacterial blight resitence in wild oryza species. Plant Genetic Resources [Internet]. [diunduh 2013 April 10]; 5: 108-112. Tersedia pada: http://journals.cambridge.org/download.php?file=%2FPGR%2FPGR5_02%2F S147926210777661Xa.pdf&code=9732a7eeb0aa999be4a6c55bf429b91c DOI: 10.1017/S147926210777661X
66 Widiastuti RD. 2006. Penggunaan fungisida botani dan kimia secara in vitro sebagai upaya eradikasi cendawan penyebab damping-off pada tomat (Lycopersicon esculentum Mill.). [Skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor Yukti AM. 2009. Efektivitas matriconditioning plus agens hayati dalam pengendalian patogen terbawa benih, peningkatan vigor dan hasil padi [Tesis]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor Zainal A, Anwar A, Ilyas S, Sudarsono, Giyanto. 2010. Efektifitas ekstrak tumbuhan untuk mengeliminasi Clavibacter michiganensisn subsp. Michiganensis pada benih tomat. J.Agron.Indonesia. 38 (1): 52-59 Zeng D, Shi Y. 2009. Preparation and application of a novel environmentally friendly organic seed coating for rice. American-Eurasian Journal of Agronomy [Internet]. [diunduh 2010 Oktober 22]; 1 (2): 19-25. Tersedia pada: http://www.idosi.org/aeja/1(2)08/1.pdf
67 Lampiran 1 Deskripsi Padi Varietas Ciherang
CIHERANG Nomor seleksi Asal persilangan Golongan Umur tanaman Bentuk tanaman Tinggi tanaman Anakan produktif Warna kaki Warna batang Warna telinga daun Warna lidah daun Warna daun Muka daun Posisi daun Daun bendera Bentuk gabah Warna gabah Kerontokan Kerebahan Tekstur nasi Kadar amilosa Indeks Glikemik Bobot 1000 butir Rata-rata hasil Potensi hasil Ketahanan terhadap Hama Penyakit
: : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : :
S3383-1D-PN-41-3-1 IR18349-53-1-3-1-3/3*IR19661-131-3-1-3//4*IR64 Cere 116-125 hari Tegak 107-115 cm 14-17 batang Hijau Hijau Tidak berwarna Tidak berwarna Hijau Kasar pada sebelah bawah Tegak Tegak Panjang ramping Kuning bersih Sedang Sedang Pulen 23% 54,9 27 - 28 g 6,0 t/ha 8,5 t/ha
:
Anjuran tanam
:
Pemulia
:
Dilepas tahun
:
Tahan terhadap wereng coklat biotipe 2 dan agak tahan biotipe 3 Tahan terhadap hawar daun bakteri strain III dan IV Baik ditanam di lahan sawah irigasi dataran rendah sampai 500 m dpl. Tarjat T, Z. A. Simanullang, E. Sumadi dan Aan A. Daradjat 2000
68 Lampiran 2 Deskripsi Padi Varietas HIPA 8
HIPA 8 No seleksi Asal Golongan Umur tanaman Bentuk Tanaman Tinggi Tanaman Anakan Produktif Warna Kaki Warna Telinga Daun Warna Daun Permukaan Daun Posisi Daun Bendera Warna Batang Bentuk Gabah Warna Gabah Rata-rata Hasil Potensi Hasil Bobot 1000 butir Tekstur Nasi Kadar Amilosa Kerebahan Kerontokan Ketahanan terhadap Hama Ketahanan terhadap Penyakit
: : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : :
H51 A1/PK21 Cere 110 - 122 hari Tegak 120 – 130 cm 14 – 18 batang Hijau Hijau Hijau Kasar Tegak Hijau Sedang Kuning ± 7.5 t/ha 10.4 t/ha ± 29.5 g Pulen 22,7% Agak rentan Sedang Rentan terhadap wereng coklat biotipe 3
:
Pemulia
:
Peneliti
:
Teknisi
:
Pengusul
:
Alasan utama dilepas
:
Dilepas tahun
:
Agak tahan terhadap hawar daun bakteri strain IV , agak rentan terhadap hawar daun bakteri strain VIII, rentan terhadap virus tungro Satoto, Sudibyo T. W Utomo, Murdhani Direja Yudhistira Nugraha, Agus Guswara, Yuni Widyastuti Warsidi, Sonny Suharsono, Munada, Adjat Sudrajat, Prima, Ujang Sarmadi, Abdul Somad, Cecep Suparman, Suardi, Entis Sutisna Balai Besar Penelitian Tanaman Padi dan PT DuPont Indonesia Potensi hasil 10% lebih tinggi dibanding Ciherang; tahan HDB; adaptasi luas; produksi benih lebih mudah dibanding hibrida lainnya. 2009
69 Lampiran 3 Komposisi Media Tumbuh Bakteri
Media Nutrient Agar (NA) Peptone 5.0 g Beef extract 3.0 g Agar 20.0 g Aquadest 1000.0 ml Media King’s B Protease Peptone No.3 Glicerol K2HPO4 atau K2HPO4 3H2O MgSO4 7H2O Agar Aquadest
20.0 g 15.0 ml 1.5 g 2.5 g 1.5 g 20.0 g 1000.0 ml
Larutan Lugol’s Iodin Iodine KI Aquadest
5.0 g 10.0 g 500.0 ml
Media Thornley’s 2A Peptone NaCl K2HPO4 Phenol red L-Arginine HCl Agar Aquadest
1.0 g 5.0 g 0.3 g 0.001 g 10.0 g 3.0 g 1000.0 ml
70
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Jakarta, 28 Oktober 1980 sebagai putri kedua dari empat bersaudara dari pasangan Alm. Bapak Sutomo dan Ibu Ngadirah. Penulis merupakan istri dari Untung Suliyadi dan ibu dua orang anak ‘Alysa Unika Queen’ dan ‘Sangga Al-Barra Itung’. Lulus dari Sekolah Menengah Farmasi (SMF) Departemen Kesehatan pada tahun 1998 dan menyelesaikan pendidikan S1 di Fakultas Pertanian, Universitas Jember (UNEJ), Program Studi Budidaya Pertanian tahun 2003. Tahun 2006 penulis mulai bertugas sebagai peneliti di Balai Pengkajian Teknologi Pertanian (BPTP) Jakarta, Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian, Kementerian Pertanian. Tahun 2010 Penulis berkesempatan melanjutkan pendidikan program magister pada Program Studi Ilmu dan Teknologi Benih, Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor (IPB) melalui tugas belajar Badan Litbang Kementerian Pertanian Republik Indonesia.
