V. DETERIORASI BENIH A. Pendahuluan
1. Latar Belakang Benih adalah biji yang dipersiapkan untuk tanaman, telah melalui proses seleksi sehingga diharapkan dapat mencapai proses tumbuh yang besar. Kualitas benih terbaik tercapai pada saat benih masak secara fisiologis karena pada saat benih masak fisiologis berat kering benih, viabilitas dan vigornya tinggi namun tidak harus 100%. Setelah masak fisiologis kondisi benih cenderung menurun. Menurunnya kondisi benih tersebut disebut dengan kemunduran benih atau deteriorasi benih. Deteriorasi benih merupakan menurunnya mutu benih yang menimbulkan perubahan secara menyeluruh di dalam benih. Deteriorasi benih mengakibatkan menurunnya me nurunnya viabilitas benih serta s erta vigor benih. Proses mundurnya vigor secara fisiologis ditandai dengan penurunan daya berkecambah,
peningkatan
jumlah
kecambah
abnormal,
penurunan
pemunculan kecambah di lapangan (field emergence), terhambatnya pertumbuhan dan perkembangan perkembangan tanaman. Laju
kemunduran
benih
dipengaruhi
oleh
beberapa
faktor
diantaranya adalah faktor genetik benih dan faktor lingkungan. Faktor lingkungan yang tidak sesuai dengan persyaratan penyimpanan benih dapat menyebabkan terjadinya deteriorasi benih. Deteriorasi benih karena faktor genetik, meskipun benih ditangani dengan baik dan faktor lingkungan sesuai dengan persyaratan penyimpanan proses deteriorasi akan tetap terjadi. Proses penurunan kondisi benih tidak dapat dihentikan tetapi dapat dihambat. Untuk meminimalisir kemunduran benih sebaiknya dilakukan pengendalian dengan upaya-upaya yang tepat seperti pengaturan kondisi penyimpanan benih. Oleh karena itu, untuk mengetahui proses pencegahan deteriorasi serta kondisi yang tepat untuk penyimpanan benih dilakukan pengamatan tentang deteriorasi benih pada beberapa benih komoditas tanaman.
2. Tujuan Praktikum Tujuan praktikum Teknologi Benih acara Deteriorasi Benih ini yaitu : a. Mengetahui
deteriorasi
dengan
mengamati
pertumbuhan
dan
perkecambahan biji. b. Mengetahui kondisi penyimpanan benih yang sesuai untuk menghambat deteriorasi benih. B. Tinjauan Pustaka
Benih yang disimpan dengan kadar air rendah dan suhu simpan yang rendah masih mempunyai vigor dan viabilitas yang tinggi sampai akhir penyimpanan. Hal ini dikarenakan kadar air benih dan suhu simpan yang rendah akan menekan proses respirasi sehingga tenaga dan cadangan makan pada biji akan tetap tersedia. Untuk memperlambat proses kemunduran benih maka diperlukan tempat penyimpanan yang temperatur dan kelembabannya rendah (Purwaningsih 2008). Kemunduran benih dipengaruhi oleh kadar airnya. Di dalam batas tertentu, makin rendah kadar air maka makin lama daya hidup benih tersebut. Kadar air yang terlalu tinggi dapat menyebabkan benih berkecambah sebelun di tanam. Tetapi kadar air yang terlalu rendah dapat menyebabkan kerusakan embrio (Sutopo 2004). Penyimpanan dalam rangka perbenihan mempunyai arti yang luas, karena yang diartikan dengan penyimpanan disini ialah sejak benih itu mencapai kemetangan fisiologisnya sampai ditanam, dapat pada tanaman, digudang, atau dalam rangka pengiriman benih itu ketempat, daerah yang memerlukannya. Selama dalam penyimpanan ini, karena pengaruh beberapa faktor, keadaan atau mutu benih akan mengalami kemunduran atau deterioration. Beberapa kegiatan dan atau perlakuan-perlakuan terhadap benih, yang secara positif dilakukan sejak awal sampai akhir pengolahannya, sejak benih dipetik atau diambil berdasarkan perkiraan kematangan fisiologisnya sampai pada saat ditanamnya kelak, kegiatan atau perlakuan – perlakuan mana
bukanlah untuk mencegah terjadinya deterioration tersebut, melainkanhanya untuk mengurangi kecepatannya terjadikemunduran (Purwanti 2004). Kemunduran benih merupakan kondisi dimana mundurnya mutu fisiologis benih, yang ditandai dengan timbulnya perubahan menyeluruh di dalam benih baik fisik, fisologis, maupun kimiawi yang dapat mengakibatkan menurunnya viabilitas benih. Adapun gejala kemunduran benih terdiri dari dua yaitu gejala fisologis dan gejala biokimia. Gejala fisiologis diantaranya adalah perubahan warna pada benih menjadi kusam dan diikuti warna kecoklatan, menurunnya
toleransi
terhadap
kondisi
suboptimum
pada
saat
diperkecambahan, menurunnya laju pertumbuhan kecambah, berkurangnya daya berkecambah dan meningkatnya kecambah abnormal. Gejala biokimiawi diantaranya adalah menurunnya aktivitas enzim, menurunnya aktivitas respirasi, meningkatnya asam lemak bebas dan meningkatnya kadar etanol benih (Ria 2013). Kemunduran benih dapat ditengarai secara biokimia dan fisiologi. Indikasi biokimia kemunduran benih dicirikan antara lain penurunan aktivitas enzim, penurunan cadangan makanan, meningkatnya nilai konduktivitas. Indikasi fisiologi kemunduran benih antara lain penurunan daya berkecambah dan vigor. Kebanyakan parameter biokimia yang digunakan untuk mengetahui viabilitas dan vigor benih kedelai adalah secara umum seperti diatas, sedangkan keberadaan makromolekul penyusun membran antara lain membran mitokondria dan enzim respirasi belum diteliti. Oleh sebab itu penelitian ini dilakukan berkaitan dengan mutu benih kedelai selama kurun waktu penyimpanan (Tatipata et al. 2004). Suhu ruang simpan berperan dalam mempertahankan viabilitas benih selama penyimpanan, yang dipengaruhi oleh kadar air benih, suhu dan kelembaban nisbi ruangan. Pada suhu rendah, respirasi berjalan lambat dibanding suhu tinggi. Dalam kondisi tersebut, viabilitas benih dapat dipertahankan lebih lama. Kadar air yang aman untuk penyimpanan benih kedelai dalam suhu kamar selama 6-10 bulan adalah tidak lebih dari 11% (Indartono 2011).
Penyimpanan
benih
jagung
pada
ruang
simpan
terbuka
akan
mengakibatkan benih cepat mengalami kemunduran atau daya simpannya menjadi singkat akibat fluktuasi suhu dan kelembaban. Hal ini karena ruang simpan terbuka berhubungan langsung dengan lingkungan diluar ruangan melalui jendela dan ventilasi, oleh karena itu benih yang di simpan dalam ruang terbuka perlu dikemas dengan bahan kemasan yang tepat agar viabilitas dan vigor benih dapat dipertahankan (Lesilolo et al. 2012).
C. Metodologi Praktikum
1. Waktu dan Tempat Praktikum Praktikum Teknologi Benih acara Deteriorasi Benih ini dilaksanakan pada tanggal 19 Maret 2014, 2 April 2014 dan 16 April 2014 pukul 12.0014.00 WIB di Laboratorium Ekologi dan Menajemen Produksi Tanaman Fakultas Pertanian Universitas Sebelas Maret Surakarta. 2. Alat dan Bahan a. Alat 1) Baskom 2) Serbet 3) Nampan 4) Lemari Pendingin 5) Petridis b. Bahan 1) Benih jagung (Zea mays) 2) Benih kacang merah (Phaseolus vulgaris) 3) Benih kacang tanah (Arachis hypogaea) 4) Benih kedelai (Glycine max) 3. Cara Kerja a. Penyimpanan Benih 1) Menyiapkan benih yang akan diamati, masing-masing 20 biji. 2) Menyimpan masing-masing benih pada kondisi yang berbeda yakni suhu ruangan (kontrol), suhu rendah (lemari pendingin), suhu tinggi (rumah kaca) serta kelembaban tinggi (nampan berkassa).
3) Mengecambahkan benih tersebut menggunakan petridish pada hari ke15 dan hari ke-30. b. Perkecambahan Benih 1) Mengambil masing-masing benih yang telah disimpan kemudian mengecambahkan pada petridish. Benih dikecambahkan sampai hari ke-15 (perkecambahan dilakukan selama dua kali). 2) Mengamati
pertumbuhan
benih
setiap
hari
dan
menjaga
kelembabannya. 3) Mengamati pertumbuhan : kecambah normal, abnormal, dan yang mati. Perhitungan dilakukan sejak hari pertama hingga terakhir. 4) Menghitung daya kecambah (DK) dan kecepatan kecambah (KK) benih. 5) Menggambar kecambah normal, abnormal dan yang mati beserta bagian-bagiannya.
D. Hasil Pengamatan dan Pembahasan
1. Hasil Pengamatan Tabel 5.1 Daya dan Kecepatan Kecambah pada Benih Kacang Merah ( Phaseolus vulgaris) dengan Berbagai Perlakuan Penyimpanan Hari ke
0
Perlakuan
Jumlah biji yang di kecambahkan
Jumlah biji yang berkecambah hari ke 4 7
KK (%)
DK (%)
Kontrol
5
5
5
100
100
Suhu ruang
5
5
5
100
100
Kelembaban tinggi
5
4
4
80
80
Suhu tinggi
5
5
5
100
100
Suhu rendah
5
3
4
60
80
Suhu ruang
5
5
5
100
100
Kelembaban Tinggi
5
4
4
80
80
Suhu Tinggi
5
4
4
80
80
Suhu Rendah
5
4
4
80
80
14
28
Sumber : Laporan Sementara
Foto
Tabel 5.2 Daya dan Kecepatan Kecambah pada Benih Kacang Tanah ( Arachis hipogaea) dengan Berbagai Perlakuan Penyimpanan Hari ke
0
Perlakuan
Jumlah biji yang dikecambahka n
Jumlah biji yang berkecambah hari ke 4 7
KK (%)
DK (%)
Kontrol
5
5
5
100
100
Suhu ruang
5
5
5
100
100
Kelembaban tinggi
5
5
5
100
100
Suhu tinggi
5
5
5
100
100
Suhu rendah
5
5
5
100
100
Suhu ruang
5
5
5
100
100
Kelembaban Tinggi
5
4
4
80
80
Suhu Tinggi
5
4
4
80
80
Suhu Rendah
5
4
4
80
80
14
28
Sumber : Laporan Sementara
Foto
Tabel 5.3 Daya dan Kecepatan Kecambah pada Benih Jagung ( Zea mays) dengan Berbagai Perlakuan Penyimpanan Hari ke
0
Perlakuan
Jumlah biji yang dikecambahka n
Jumlah biji yang berkecambah hari ke 4 7
KK (%)
DK (%)
Kontrol
5
5
5
100
100
Suhu ruang
5
5
5
100
100
Kelembaban tinggi
5
5
5
100
100
Suhu tinggi
5
4
4
80
80
Suhu rendah
5
5
5
100
100
Suhu ruang
5
3
3
60
60
Kelembaban Tinggi
5
4
4
80
80
Suhu Tinggi
5
4
4
80
80
Suhu Rendah
5
4
4
80
80
14
28
Sumber : Laporan Sementara
Foto
Tabel Hari ke
0
5.4
Daya dan Kecepatan Kecambah pada Benih Kedelai (Glycine max) dengan Berbagai Perlakuan Penyimpanan
Perlakuan
Jumlah biji yang dikecambahka n
Jumlah biji yang berkecambah hari ke 4 7
KK (%)
DK (%)
Kontrol
5
4
4
80
80
Suhu ruang
5
3
3
60
69
Kelembaban tinggi
5
2
2
40
40
Suhu tinggi
5
1
1
20
20
Suhu rendah
5
5
5
100
100
Suhu ruang
5
2
2
40
40
Kelembaban Tinggi
5
0
0
0
0
Suhu Tinggi
5
3
3
60
60
Suhu Rendah
5
0
0
0
0
14
28
Sumber : Laporan Sementara
Foto
2. Pembahasan Kemunduran benih atau yang sering disebut sebagai deteriorasi benih
merupakan
proses
penurunan
mutu
fisisologis
benih
yang
menimbulkan perubahan secara menyeluruh di dalam benih baik fisik, fisiologis maupun kimia. Proses penurunan mutu benih terjadi secara berangsur-angsur dan kumulatif. Kemunduran benih ini menyebabkan menurunnya vigor dan viabilitas benih dan merupakan awal kegagalan dalam kegiatan pertanian sehingga harus dilakukan pencegahan. Vigor benih merupakan kemampuan benih untuk menghasilkan tanaman normal pada kondisi simpan yang sub optimum, sedangkan viabilitas merupakan kemampuan benih untuk tumbuh normal dalam kondisi yang optimum. Penyimpanan benih yang kurang baik akan menyebabkan benih kemunduran atau deteriorasi baik morfologi maupun fisiologi. Deteriorasi benih ini dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu faktor internal dan faktor eksternal. Faktor internal dapat berupa sifat genetik benih serta kondisi fisiologis benih seperti kadar air benih. Deteriorasi benih karena faktor genetik disebut proses deteriorasi yang kronologis, artinya meskipun benih ditangani dengan baik dan faktor lingkungan sesuai dengan persyaratan penyimpanan proses deteriorasi akan tetap terjadi. Menurut Kuswanto (2003), kadar air benih merupakan salah satu faktor yang sangat mempengaruhi benih dalam penyimpanan. Kadar air benih yang tinggi selama penyimpanan dapat menimbulkan beberapa akibat antara lain meningkatkan laju respirasi. Kemunduran benih meningkat sejalan dengan meningkatnya kadar air benih. Faktor eksternal yang mempengaruhi deteriorasi benih berupa kondisi lingkungan penyimpanan benih meliputi suhu dan kelembaban tempat penyimpanan. Deteriorasi terjadi karena adanya faktor lingkungan yang tidak sesuai dengan persyaratan penyimpanan benih, atau terjadi penyimpangan selama proses pembentukan dan prosesing benih. Suhu ruang simpan
berperan
dalam
mempertahankan
viabilitas
benih
selama
penyimpanan. Benih pada suhu yang rendah respirasinya berjalan lambat
dibanding pada suhu tinggi sehingga dalam kondisi tersebut viabilitas benih dapat dipertahankan lebih lama. Kuswanto (2003) yang menyatakan semakin rendah suhu ruang penyimpanan, semakin lambat laju deteriorasi sehingga benih dapat lebih lama disimpan. Sebaliknya semakin tinggi suhu ruang penyimpanan, semakin cepat laju deteriorasi sehingga dapat mempengaruhi kemampuan benih untuk berkecambah. Kadar air dan kelembaban nisbi ruangan yang tinggi akan memicu aktivitas enzim yang ada dalam benih. Aktivitas enzim tersebut akan mempercepat terjadinya proses respirasi, sehingga perombakan cadangan makanan dalam biji menjadi semakin besar dan akhirnya benih akan
menurunkan daya kecambah dan laju kecambah benih . Selain faktor di atas, umur simpan benih juga akan mempengaruhi kualitas benih. Secara umum semakin lama benih disimpan maka viabilitasnya akan semakin menurun. Namun faktor lama penyimpanan benih juga
berkaitan erat dengan faktor lainya seperti faktor genetis, faktor lingkungan, cara penyimpanan dan lain-lain. Beberapa tipe benih tidak mempunyai ketahanan untuk disimpan dalam jangka waktu yang lama atau sering disebut benih rekalsitran. Sebaliknya benih ortodoks mempunyai daya simpan yang lama dan dalam kondisi penyimpanan yang sesuai dapat membentuk cadangan benih yang besar di tanah.
Benih yang mengalami proses deteriorasi memiliki kualitas dan sifat benih yang rendah jika dibandingkan pada saat benih tersebut mencapai kondisi masak fisiologisnya. Proses kemunduran vigor secara fisiologis ditandai dengan terjadinya perubahan warna benih, penurunan daya berkecambah,
peningkatan
jumlah
kecambah
abnormal,
penurunan
pemunculan kecambah di lapangan (field emergence), terhambatnya pertumbuhan dan perkembangan tanaman, meningkatnya kepekaan terhadap lingkungan yang ekstrim yang akhirnya dapat menurunkan produksi tanaman. Indikasi biokimia dari kemunduran viabilitas adalah perubahan aktivitas enzim, perubahan laju respirasi, perubahan di dalam cadangan makanan, perubahan di dalam membran, dan kerusakan kromosom.
Praktikum Teknologi Benih acara Deteriorasi Benih dilakukan menggunakan bahan tanam benih kacang merah ( Phaseolus vulgaris), kacang tanah ( Arachis hipogaea), jagung ( Zea mays) dan kedelai (Glycine max). Perlakuan yang diberikan untuk mengetahui kondisi penyimpanan yang sesuai untuk menghambat deteriorasi benih adalah suhu ruang, kelembaban tingi, suhu tinggi dan suhu rendah. Benih dikecambahkan pada hari ke-0 sebagai kontrol, hari penyimpanan ke-14 dan hari penyimpanan ke-28. Kemudian mengamati kecepatan kecambah dan daya kecambah benih yang telah dikecambahkan tersebut. Berdasarkan hasil pengamatan, benih yang dikecambahkan pada hari ke-0 memiliki kecepatan kecambah dan daya kecambah 100% kecuali pada benih kedelai yang memiliki kecepatan kecambah dan daya kecambah 80%. Benih kacang merah yang dikecambahkan pada hari ke-14 dan hari ke-28 dengan perlakuan penyimpanan suhu ruang memiliki kecepatan kecambah dan daya kecambah 100%. Perlakuan suhu rendah yang diberikan pada
benih
kacang
merah
dengan
penyimpanan
selama
14
hari
menghasilkan kecepatan kecambah 60% dan daya kecambah 80%. Benih dengan perlakuan kelembaban tinggi, suhu tinggi dan suhu rendah benih dengan umur penyimpanan 28 hari yang dikecambahkan memiliki kecepatan kecambah dan daya kecambah 80%. Hasil pengamatan tersebut menunjukkan bahwa kondisi yang sesuai untuk penyimpanan benih kacang merah adalah pada kondisi suhu ruang. Hasil pengamatan benih kacang tanah yang dikecambahkan pada hari penyimpanan ke-14 menunjukkan bahwa semua perlakuan yang diberikan pada saat penyimpanan tidak menurunkan kecepatan kecambah dan daya kecambah benih. Benih kacang tanah yang dikecambahkan pada hari ke-28 dengan perlakuan penyimpanan suhu ruang juga tidak mengalami penurunan kecepatan dan daya kecambah. Namun pada perlakuan penyimpanan kelembaban tinggi, suhu tinggi dan suhu rendah memiliki daya kecambah dan kecepatan kecambah 80%.
Perlakuan penyimpanan benih jagung pada suhu ruang, kelembaban tinggi dan suhu rendah selama 14 hari tidak menurunkan daya kecambah, sedangkan pada perlakuan suhu tinggi serta perlakuan penyimpan dengan umur simpan 28 hari kecepatan kecambah dan daya kecambah benih mengalami penurunan. Pengamatan pada benih kedelai menunjukkan bahwa perlakuan penyimpanan yang diberikan menurunkan kecepatan dan daya kecambah benih kecuali pada perlakuan suhu rendah dengan umur penyimpanan 14 hari yang memiliki daya kecambah dan kecepatan kecambah 100%. Menurut Tatipata et al. (2004), benih kedelai cepat mengalami kemunduran di dalam penyimpanan, disebabkan kandungan lemak dan proteinnya relatif tinggi sehingga perlu ditangani secara serius sebelum disimpan karena kadar air benih akan meningkat jika suhu dan kelembaban ruang simpan cukup tinggi. Untuk mence gah peningkatan kadar air selama penyimpanan benih, diperlukan kemasan yang kedap udara dan uap air. Berdasarkan hasil pengamatan, secara umum perlakuan suhu ruang pada penyimpanan benih tidak mempengaruhi daya kecambah benih. Pengamatan tentang deteriorasi benih sangat bermanfaat untuk mengetahui kondisi penyimpanan benih yang tepat. Pengaturan kondisi penyimpanan yang tepat dapat menghambat terjadinya proses deteriorasi benih. Kondisi yang sesuai selama penyimpanan mampu mempertahankan viabilitas benih selama periode simpan yang lama sehingga ketika benih dikecambahkan masih mempunyai viabilitas yang tidak jauh berbeda dengan viabilitas awal sebelum benih disimpan. E. Kesimpulan dan Saran
1. Kesimpulan Berdasarkan hasil pengamatan dan pembahasan tentang Deteriorasi Benih dapat disimpulkan bahwa: a. Deteriorasi benih merupakan proses penurunan mutu fisisologis benih yang menimbulkan perubahan secara menyeluruh di dalam benih baik fisik, fisiologis maupun kimia.
b. Kemunduran benih meningkat sejalan dengan meningkatnya kadar air benih. c. Kemunduran benih ini menyebabkan menurunnya vigor dan viabilitas benih. d. Semakin rendah suhu ruang penyimpanan, semakin lambat laju deteriorasi dan begitu pula sebaliknya. e. Kadar air dan kelembaban nisbi ruangan yang tinggi akan memicu aktivitas enzim yang mempercepat terjadinya proses respirasi dan dapat menyebabkan deteriorasi benih.
f. Secara umum semakin lama benih disimpan maka viabilitasnya akan semakin menurun.
g. Berdasarkan hasil pengamatan, secara umum perlakuan suhu ruang pada penyimpanan benih tidak mempengaruhi daya kecambah benih. h. Pengaturan kondisi penyimpanan yang tepat dapat menghambat terjadinya proses deteriorasi benih. 2. Saran Sebaiknya benih yang digunakan untuk praktikum lebih bervariasi agar kita mengetahui deteriorasi dari benih lain.
DAFTAR PUSTAKA
Indartono 2011. Pengkajian Suhu Ruang Penyimpanan Dan Teknik Pengemasan Terhadap Kualitas Benih Kedelai. Gema Teknologi 16(3) : 158-163. Kuswanto H 2003. Teknologi Pemrosesan, Pengemasan, dan Penyimpanan Benih. Kanisius. Yogyakarta. Lesilolo MK, J Patty dan N Tetty 2012. Penggunaan Desikan Abu dan Lama Simpan Terhadap Kualitas Benih Jagung (Zea Mays L.) pada Penyimpanan Ruang Terbuka. Jurnal Agrologia 1(1) : 51-59 Purwaningsih O 2008. Kajian Fisiologis dan Biokhemis Penyimpanan Benih Kacang Tanah pada Berbagai kadar Air dan Suhu Ruang Simpan. Jurnal Pertanian dan Peternakan 4 (8): 34-38. Purwanti S 2004. Kajian Suhu Ruang Terhadap Kualitas Benih Kedelai Hitam dan Kedelai Kuning. Jurnal Ilmu Pertanian 11(1): 22-31. Ria 2013. Gejala Kemunduran Benih. http://www.pasarpetani.com/2013/08/ gejala-kemunduran-benih.html . Diakses tanggal 26 April 2014. Sutopo L 2004. Teknologi Benih. Grafindo Persada. Jakarta. Tatipata A, Prapto Y, Aziz P dan Woerjono M 2004. Kajian Aspek Fisiologi dan Biokimia Deteriorasi Benih Kedelai dalam Penyimpanan. Ilmu Pertanian 11(2) : 76-87.
