Modeling of Soybean (Glycine max (L.) Merrill) Seed Storage in Open Storage System.
PEMODELAN PENYIMPANAN BENIH KEDELAI
(Glycine max (L.) Merrill) PADA SISTEM
PENYIMPANAN TERBUKA
AGUS HASBIANTO
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2012
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis “Pemodelan Penyimpanan
Benih Kedelai (Glycine max (L.) Merrill) pada Sistem Penyimpanan
Terbuka” adalah karya saya sendiri dengan arahan Komisi Pembimbing dan
belum diajukan dalam bentuk apapun kepada Perguruan Tinggi manapun.
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.
Bogor, November 2012
Agus Hasbianto
NRP. A251100031
ABSTRACT
AGUS HASBIANTO. Modeling of Soybean (Glycine max (L.) Merrill) Seed
Storage in Open Storage System. Under direction of Faiza Chairani
Suwarno, Maryati Sari and Abdul Qadir.
Soybean seed viability declined rapidly due to the high protein content and high
humidity of the tropical environment. Packaging techniques could be applied to
maintain high viability of the soybean seeds. This research aimed to study the
behavior of soybean seeds during storage with different packaging and soybean
seeds varieties, and to develop model of soybean seed storage. The study was
conducted in three stages : (1) soybean seed behaviour during storage, (2)
development of seed storage model, and (3) simulation and verification of the
model. The first stage consisted of two experiments: (1) soybean seed storage and
testing with different types of packaging (aluminum foil, polypropilen plastic and
sacks plastic), arranged in completely randomized design with five replications,
and (2) seed storage and testing of four soybean varieties (Detam-1, Anjasmoro,
Tanggamus and Wilis), arranged in completely randomized design with five
replications. The results showed that the seed behaviour during storage period was
affected by seed moisture content and environmental conditions, so that seed
moisture content can be used as input model and seed storability vigor (VDSDB)
and seed conductivity (VDSDHL) as model output. The models developed were: (1)
model for estimating seed storability vigor based on seed viability equations
(soyVios-1 model), and (2) dynamic model of seed storage for soybean (soyVios2 model). The Seed Storability Vigor Prediction Model by using permeability of
packaging and variety, moisture content, temperature and initial viability as model
input could logically predict the seed storability vigor (VDS) and storage period.
Simulation of Seed Storability Vigor Prediction Model with Microsoft Excell
2010 software and the same input model showed that soyVios-1 model could also
predict logically the seed storability vigor (VDS) and storage period. Simulation of
Soybean Seed Storage Dynamic Model by using the Model Construction LayerStella (MCLS) with permeability and surface area of packaging, relative humidity
(RH), temperature, initial moisture content and initial viability as input model
could predict logically the seed moisture content, seed storability vigor (VDSDB),
seed conductivity (VDSDHL), and storage period.
Keywords : soybean, open storage system, soyVios model
RINGKASAN
AGUS HASBIANTO. Pemodelan Penyimpanan Benih Kedelai (Glycine max
(L.) Merrill) pada Sistem Penyimpanan Terbuka. Di bawah bimbingan Faiza
Chairani Suwarno, Maryati Sari dan Abdul Qadir.
Viabilitas benih kedelai cepat menurun karena tingginya kandungan protein
dan kondisi lingkungan tropis dengan kelembaban tinggi. Upaya mempertahankan
viabilitas benih agar tetap tinggi pada sistem penyimpanan terbuka diantaranya
dapat dilakukan dengan penggunaan kemasan simpan.
Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari perilaku benih kedelai selama
penyimpanan secara terbuka menggunakan kemasan dan varietas yang berbeda,
serta menyusun model penyimpanan benih kedelai. Penelitian dilakukan melalui
tiga tahapan kegiatan, yaitu (1) penyimpanan dan pengujian benih kedelai, (2)
penyusunan model, dan (3) simulasi dan verifikasi model.
Kegiatan penyimpanan dan pengujian benih kedelai terdiri atas dua
percobaan yaitu : (1) penyimpanan dan pengujian benih kedelai pada sistem
penyimpanan terbuka menggunakan jenis kemasan berbeda, menggunakan
Rancangan Acak Lengkap dengan jenis kemasan (alumunium foil, plastik
polypropilen dan karung plastik) sebagai faktor penyusun perlakuan dan diulang
lima kali, serta (2) penyimpanan dan pengujian benih empat varietas kedelai pada
sistem penyimpanan terbuka menggunakan kemasan karung plastik,
menggunakan Rancangan Acak Lengkap dengan varietas kedelai (Detam-1,
Anjasmoro, Tanggamus dan Wilis) sebagai faktor penyusun perlakuan dan
diulang empat kali. Hasil percobaan (1) dan (2) menunjukkan bahwa perilaku
benih selama periode simpan sangat dipengaruhi oleh tingkat kadar air benih dan
kondisi lingkungan simpan, sehingga kadar air benih dapat dijadikan input model
dengan output VDSDB dan VDSDHL.
Kegiatan penyusunan model terdiri atas: (1) penyusunan diagram air, (2)
menentukan hubungan yang logik antar peubah dan konstanta model, dan (3)
merangkai hubungan antar peubah dan konstanta model menggunakan perangkat
lunak pemodelan komputer. Hasil kegiatan penyusunan model yaitu diperoleh dua
model penyimpanan benih kedelai pada sistem penyimpanan terbuka yaitu: (1)
model pendugaan vigor daya simpan benih berdasarkan persamaan viabilitas
(soyVios-1 model) dan (2) model dinamik penyimpanan benih kedelai (soyVios-2
model). SoyVios-1 model disusun dan dijalankan menggunakan perangkat lunak
Microsoft Excell 2010, sedangkan soyVios-2 model menggunakan perangkat lunak
Stella V.9.0.2.
Kegiatan simulasi dilakukan untuk mengetahui tingkat ketepatan (logik)
model yang telah disusun dan kegiatan verifikasi dimaksudkan untuk menilai
kesesuaian antara hasil simulasi dengan hasil aktual. Simulasi soyVios-1 model
menggunakan perangkat lunak Microsoft Excell 2010 dengan input permeabilitas
kemasan dan varietas, kadar air, viabilitas awal dan suhu. Hasil simulasi terhadap
output VDSDB dan lama simpan menunjukkan hasil yang logik. Simulasi soyVios-2
model menggunakan Model Construction Layer-Stella (MCLS) dengan input
permeabilitas dan luas kemasan, kelembaban relatif (RH), suhu, kadar air awal
dan viabilitas awal. Hasil simulasi terhadap output kadar air benih, VDSDB, VDSDHL
dan periode simpan menunjukkan hasil yang logik. Hasil verifikasi menggunakan
metode kualitatif dan kuantitatif terhadap soyVios-1 model dan soyVios-2 model
menunjukkan adanya kesesuaian antara hasil simulasi dengan hasil aktual,
sehingga soyVios-1 model dan soyVios-2 model layak dijadikan sebagai model
pendugaan.
Kata kunci : kedelai, sistem penyimpanan terbuka, soyVios model
© Hak Cipta milik IPB, tahun 2012
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
yang wajar IPB
Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis
dalam bentuk apapun tanpa ijin IPB
PEMODELAN PENYIMPANAN BENIH KEDELAI
(Glycine max (L.) Merrill) PADA SISTEM
PENYIMPANAN TERBUKA
AGUS HASBIANTO
Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains
pada Program Studi Ilmu dan Teknologi Benih
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2012
Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis : Ir. Baran Wirawan, M.Sc
Judul Tesis
:
Nama
NRP
:
:
Pemodelan Penyimpanan Benih Kedelai (Glycine max (L.)
Merrill) pada Sistem Penyimpanan Terbuka
Agus Hasbianto
A251100031
Disetujui
Komisi Pembimbing
Dr. Ir. Faiza Chairani Suwarno, MS
Ketua
Maryati Sari, SP, M.Si
Anggota
Dr. Ir. Abdul Qadir, M.Si
Anggota
Diketahui
Ketua Program Studi
Ilmu dan Teknologi Benih
Dekan Sekolah Pascasarjana
Prof. Dr. Ir. Satriyas Ilyas, MS
Dr. Ir. Dahrul Syah, M.Sc.Agr.
Tanggal Ujian : 23 November 2012
Tanggal Lulus :
PRAKATA
Segala puji bagi Allah Subhanahu Wa Ta’ala atas karunia-Nya sehingga
karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Shalawat dan salam penulis haturkan
kepada Nabi Muhammad Shalallahu ’alaihi wasallam yang telah membawa
umatnya ke alam yang penuh dengan ilmu pengetahuan.
Penelitian ini berjudul “Pemodelan Penyimpanan Benih Kedelai (Glycine
max (L.) Merrill) pada Sistem Penyimpanan Terbuka”. Penelitian dan penulisan
tesis ini berlangsung di bawah bimbingan Dr. Ir. Faiza Chairani Suwarno, MS
selaku Ketua Komisi Pembimbing dan dua orang Anggota Komisi Pembimbing
yaitu: Maryati Sari, SP, M.Si dan Dr. Ir. Abdul Qadir, M.Si. Penulis
menyampaikan terima kasih yang tulus dan penghargaan atas arahan keilmuan,
bimbingan dan dorongan yang telah diberikan.
Penghargaan dan ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada:
1. Kepala Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian, Kepala Balai Besar
Pengkajian dan Pengembangan Teknologi Pertanian dan Kepala Balai
Pengkajian Teknologi Pertanian Kalimantan Selatan yang telah memberikan
kesempatan kepada penulis untuk menyelesaikan pendidikan magister di
Sekolah Pascasarjana IPB.
2. Prof. Dr. Ir. Satriyas Ilyas, MS selaku ketua Program Studi Ilmu dan
Teknologi Benih Sekolah Pascasarjana IPB, atas dorongan semangat dan
arahan yang diberikan.
3. Dr. Ir. Eny Widajati, MS selaku Sekretaris Program Studi Ilmu dan Teknologi
Benih Sekolah Pascasarjana IPB, atas arahan dan masukan yang diberikan
pada saat ujian tesis.
4. Ir. Baran Wirawan, M.Sc selaku penguji luar komisi, atas saran dan masukan
yang diberikan pada saat ujian tesis.
5. Ibunda tercinta, Sutik Arum, dan istri tersayang, Ir. Sri Hartati, MP, atas do’a,
dorongan, pengertian, kesabaran dan pengorbanannya.
6. Ely, Rahmat, staf laboratorium dan teman-teman Program Studi Ilmu dan
Teknologi Benih IPB atas motivasi dan dukungannya.
Semoga tesis ini bermanfaat bagi pengembangan ilmu dan pengetahuan
bidang perbenihan. Amin.
Bogor, November 2012
Agus Hasbianto
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Probolinggo, Jawa Timur pada tanggal 17 Agustus 1978
sebagai anak pertama diantara tiga bersaudara dari pasangan Kusnan dan Sutik
Arum.
Pendidikan sarjana ditempuh di Program Studi Agronomi, Fakultas Pertanian
Universitas Lambung Mangkurat, lulus tahun 2001. Kesempatan untuk
melanjutkan pendidikan ke program magister pada Program Studi Ilmu dan
Teknologi Benih, Sekolah Pascasarjana IPB diperoleh tahun 2010. Beasiswa
pendidikan pascasarjana diperoleh dari Badan Penelitian dan Pengembangan
Pertanian, Kementerian Pertanian Republik Indonesia.
Penulis bekerja di Kementerian Pertanian sejak 2002 dan ditugaskan di Badan
Bimas Ketahanan Pangan. Tahun 2005 penulis ditugaskan di Badan Penelitian
dan Pengembangan Pertanian pada satuan kerja Balai Pengkajian Teknologi
Pertanian (BPTP) Kalimantan Selatan dan sejak tahun 2008 diangkat dalam
jabatan fungsional Peneliti Pertama dengan bidang penelitian budidaya pertanian.
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL ............................................................................
i
DAFTAR GAMBAR .......................................................................
ii
DAFTAR LAMPIRAN ....................................................................
v
PENDAHULUAN ...........................................................................
Latar Belakang .....................................................................
Tujuan ...................................................................................
Hipotesis ...............................................................................
1
1
4
4
TINJAUAN PUSTAKA ..................................................................
Botani Kedelai ......................................................................
Faktor-faktor yang Mempengaruhi Daya Simpan Benih .....
Viabilitas dan Kemunduran Benih .......................................
Model Pendugaan Daya Simpan Benih .................................
5
5
6
13
15
BAHAN DAN METODE ................................................................
Tempat dan Waktu ...............................................................
Bahan dan Alat .....................................................................
Metode Penelitian .................................................................
Diagram Alir Kegiatan Penelitian ........................................
21
21
21
21
30
HASIL DAN PEMBAHASAN ........................................................
Mutu Benih Sebelum Simpan ..............................................
Nilai Permeabilitas Kemasan ...............................................
Nilai Permeabilitas Benih .....................................................
Penyimpanan dan Pengujian Benih ......................................
Penyusunan Model ...............................................................
Simulasi dan Verifikasi Model .............................................
31
31
32
34
34
46
63
SIMPULAN DAN SARAN .............................................................
Simpulan ...............................................................................
Saran .....................................................................................
89
89
89
DAFTAR PUSTAKA ......................................................................
91
LAMPIRAN .....................................................................................
97
DAFTAR TABEL
Halaman
1.
Data awal empat varietas kedelai sebelum simpan ...................
31
2.
Bobot silika gel pada tiga jenis kemasan selama 14 hari
penyimpanan dalam inkubator, suhu 44oC, RH 100% .............
32
Nilai permeabilitas tiga jenis kemasan menggunakan
metode Moyls ............................................................................
33
Nilai P1, P2 dan P3 untuk tiga jenis kemasan berbeda yang
digunakan dalam model untuk menentukan nilai dugaan
mn-1 ............................................................................................
52
Nilai P1, P2 dan P3 untuk empat varietas berbeda yang
digunakan dalam model untuk menentukan nilai dugaan
mn-1 .............................................................................................
52
Transformasi satuan Ki dari persen menjadi probit untuk
empat varietas kedelai yang digunakan .....................................
54
7.
Nilai r-a dan r-b benih empat varietas kedelai ..........................
57
8.
Pendugaan daya simpan benih kedelai berdasarkan nilai
DHL ..........................................................................................
58
Stocks, flow dan conferter model dinamik penyimpanan
benih kedelai .............................................................................
59
10. Input model simulasi penyimpanan benih menggunakan tiga
jenis kemasan ............................................................................
64
11. Hasil simulasi VDSDB benih kedelai varietas Anjasmoro
yang disimpan menggunakan tiga kemasan berbeda pada
sistem penyimpanan terbuka selama 16 minggu ......................
65
12. Input model untuk simulasi penyimpanan benih empat
varietas kedelai ..........................................................................
66
13. Hasil simulasi VDSDB benih empat varietas kedelai yang
disimpan pada sistem penyimpanan terbuka selama 16
minggu ......................................................................................
68
14. Input model untuk simulasi soyVios-2 Model pada jenis
kemasan simpan berbeda ..........................................................
69
3.
4.
5.
6.
9.
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1.
Penampang kulit benih kedelai .................................................
12
2.
Pengukuran DHL benih menggunakan conductivity meter .......
25
3.
Pengukuran jari-jari benih menggunakan jangka sorong
digital ........................................................................................
26
4.
Diagram alir kegiatan penelitian ...............................................
30
5.
Kadar air benih kedelai varietas Anjasmoro yang disimpan
selama periode 16 minggu menggunakan tiga jenis
kemasan berbeda ......................................................................
35
VDSDB benih kedelai varietas Anjasmoro yang disimpan
selama periode 16 minggu menggunakan tiga jenis
kemasan berbeda .......................................................................
37
VDSDHL benih kedelai varietas Anjasmoro yang disimpan
menggunakan tiga jenis kemasan selama periode 16
minggu ......................................................................................
39
Bobot kering benih kedelai varietas Anjasmoro yang
disimpan menggunakan tiga jenis kemasan selama periode
16 minggu .................................................................................
40
Kadar air benih empat varietas kedelai pada sistem
penyimpanan terbuka selama periode simpan 16 minggu ........
41
10. VDSDB benih empat varietas kedelai yang disimpan selama
periode simpan 16 minggu pada sistem penyimpanan
terbuka ......................................................................................
43
11. VDSDHL benih empat varietas kedelai yang disimpan
selama periode simpan 16 minggu pada sistem
penyimpanan terbuka ................................................................
44
12. BK benih empat varietas kedelai yang disimpan selama
periode simpan 16 minggu pada sistem penyimpanan
terbuka .......................................................................................
45
13. Diagram alir model penyimpanan benih kedelai secara
terbuka .......................................................................................
47
14. MCL-S model penyimpanan benih kedelai ..............................
60
6.
7.
8.
9.
Halaman
15. Hasil simulasi VDSDB benih kedelai varietas Anjasmoro
menggunakan tiga jenis kemasan ..............................................
64
16. Hasil simulasi VDSDB benih empat varietas kedelai ....................
67
17. Hasil simulasi KA benih kedelai varietas Anjasmoro
menggunakan tiga jenis kemasan simpan ..................................
69
18. Hasil simulasi VDSDB benih kedelai varietas Anjasmoro
menggunakan tiga jenis kemasan simpan ..................................
70
19. Hasil simulasi VDSDHL benih kedelai varietas Anjasmoro
menggunakan tiga jenis kemasan simpan ..................................
71
20. VDSDB benih kedelai varietas Anjasmoro yang disimpan
menggunakan kemasan karung plastik hasil simulasi dan
aktual ..........................................................................................
72
21. VDSDB benih kedelai varietas Anjasmoro yang disimpan
menggunakan kemasan plastik PP hasil simulasi dan
aktual ..........................................................................................
73
22. VDSDB benih kedelai varietas Anjasmoro yang disimpan
menggunakan kemasan alumunium foil ....................................
74
23. VDSDB benih kedelai varietas Detam-1 hasil simulasi dan
aktual .........................................................................................
75
24. VDSDB benih kedelai varietas Anjasmoro hasil simulasi dan
aktual .........................................................................................
76
25. VDSDB benih kedelai varietas Tanggamus hasil simulasi
dan aktual ...................................................................................
77
26. VDS-1 benih kedelai varietas Wilis hasil simulasi dan
aktual .........................................................................................
78
27. Kadar air benih kedelai varietas Anjasmoro yang disimpan
menggunakan kemasan karung plastik ......................................
79
28. VDSDB benih kedelai varietas Anjasmoro yang disimpan
menggunakan kemasan karung plastik hasil simulasi dan
aktual .........................................................................................
80
Halaman
29. VDSDHL benih kedelai varietas Anjasmoro yang disimpan
menggunakan kemasan karung plastik hasil simulasi dan
aktual .........................................................................................
81
30. Kadar air benih kedelai varietas Anjasmoro yang disimpan
menggunakan kemasan plastik PP hasil simulasi dan
aktual .........................................................................................
82
31. VDSDB benih kedelai varietas Anjasmoro yang disimpan
menggunakan kemasan plastik PP hasil simulasi dan
aktual .........................................................................................
83
32. VDSDHL benih kedelai varietas Anjasmoro yang disimpan
menggunakan kemasan plastik PP hasil simulasi dan
aktual .........................................................................................
83
33. Kadar air benih kedelai varietas Anjasmoro yang disimpan
menggunakan kemasan alumunium foil hasil simulasi dan
aktual .........................................................................................
84
34. VDSDB benih kedelai varietas Anjasmoro yang disimpan
menggunakan kemasan alumunium foil hasil simulasi dan
aktual .........................................................................................
85
35. VDSDHL benih kedelai varietas Anjasmoro yang disimpan
menggunakan kemasan alumunium foil hasil simulasi dan
aktual hasil simulasi dan aktual ................................................
86
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1.
Deskripsi kedelai varietas Detam-1 ..........................................
99
2.
Deskripsi kedelai varietas Anjasmoro ......................................
100
3.
Deskripsi kedelai varietas Tanggamus ......................................
101
4.
Deskripsi kedelai varietas Wilis ................................................
102
5.
Transformasi nilai v dari satuan probit menjadi persen ............
103
6.
Nilai m aktual dan dugaan model berdasarkan jenis
kemasan simpan ........................................................................
104
Nilai m aktual dan dugaan model berdasarkan varietas
kedelai .......................................................................................
105
Nilai dan VDS penyimpanan benih kedelai menggunakan
tiga jenis kemasan .....................................................................
106
Nilai
dan VDS empat varietas kedelai ....................................
107
10. Data suhu ruang simpan selama penelitian ...............................
108
11. Data kelembaban ruang simpan selama penelitian ...................
109
7.
8.
9.
ABSTRACT
AGUS HASBIANTO. Modeling of Soybean (Glycine max (L.) Merrill) Seed
Storage in Open Storage System. Under direction of Faiza Chairani
Suwarno, Maryati Sari and Abdul Qadir.
Soybean seed viability declined rapidly due to the high protein content and high
humidity of the tropical environment. Packaging techniques could be applied to
maintain high viability of the soybean seeds. This research aimed to study the
behavior of soybean seeds during storage with different packaging and soybean
seeds varieties, and to develop model of soybean seed storage. The study was
conducted in three stages : (1) soybean seed behaviour during storage, (2)
development of seed storage model, and (3) simulation and verification of the
model. The first stage consisted of two experiments: (1) soybean seed storage and
testing with different types of packaging (aluminum foil, polypropilen plastic and
sacks plastic), arranged in completely randomized design with five replications,
and (2) seed storage and testing of four soybean varieties (Detam-1, Anjasmoro,
Tanggamus and Wilis), arranged in completely randomized design with five
replications. The results showed that the seed behaviour during storage period was
affected by seed moisture content and environmental conditions, so that seed
moisture content can be used as input model and seed storability vigor (VDSDB)
and seed conductivity (VDSDHL) as model output. The models developed were: (1)
model for estimating seed storability vigor based on seed viability equations
(soyVios-1 model), and (2) dynamic model of seed storage for soybean (soyVios2 model). The Seed Storability Vigor Prediction Model by using permeability of
packaging and variety, moisture content, temperature and initial viability as model
input could logically predict the seed storability vigor (VDS) and storage period.
Simulation of Seed Storability Vigor Prediction Model with Microsoft Excell
2010 software and the same input model showed that soyVios-1 model could also
predict logically the seed storability vigor (VDS) and storage period. Simulation of
Soybean Seed Storage Dynamic Model by using the Model Construction LayerStella (MCLS) with permeability and surface area of packaging, relative humidity
(RH), temperature, initial moisture content and initial viability as input model
could predict logically the seed moisture content, seed storability vigor (VDSDB),
seed conductivity (VDSDHL), and storage period.
Keywords : soybean, open storage system, soyVios model
1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Kedelai merupakan sumber protein nabati yang penting dan terjangkau bagi
masyarakat, sehingga pemerintah terus berupaya meningkatkan produksi dalam
negeri dengan mencanangkan program peningkatan produksi kedelai nasional dan
menjadikan tahun 2014 sebagai tahun swasembada kedelai. Kendala utama yang
dihadapi dalam upaya peningkatan produksi kedelai antara lain usahatani yang
tidak dilakukan sepanjang tahun, karena masih bertumpu pada lahan pertanian di
pulau Jawa (65%) dan mutu atau viabilitas benih kedelai yang cepat menurun.
Usahatani kedelai di pulau Jawa umumnya dibudidayakan di lahan sawah
setelah tanaman padi dengan pola tanam padi-palawija-sayuran atau padi-padipalawija, sehingga budidaya kedelai tidak dilakukan sepanjang tahun (Badan
Litbang Pertanian 2005). Adanya jeda waktu antar musim tanam tersebut
memerlukan upaya penyimpanan untuk mempertahankan viabilitas benih agar
tetap tinggi hingga saat ditanam pada musim berikutnya.
Penurunan viabilitas benih kedelai secara cepat terutama disebabkan oleh
tingginya kandungan protein dan kondisi lingkungan tropis dengan kelembaban
yang tinggi. Justice dan Bass (1994) menjelaskan bahwa protein merupakan
kandungan kimia yang paling banyak dalam benih kedelai yang memiliki sifat
mudah menyerap dan menahan uap air, sehingga berperan penting dalam
peningkatan kadar air (KA) benih. Ginting dan Tastra (2007) mengemukakan
bahwa beberapa varietas kedelai dalam negeri mengandung protein yang tinggi
berkisar 36.9 sampai 45.6% dan kandungan lemak antara 13.0 sampai 19.6%.
Faktor-faktor yang mempengaruhi viabilitas benih selama penyimpanan
selain kandungan protein dalam benih adalah viabilitas awal, KA benih, suhu
ruang simpan dan jenis kemasan yang digunakan. Viabilitas awal berperan besar
jika benih mengalami periode simpan panjang dalam kondisi tidak ideal (Ilyas
1986), sehingga lot benih yang baru dan memiliki viabilitas tinggi mempunyai
daya simpan yang lebih lama (Saenong 1982). Kadar air dan suhu berperan
penting terhadap berlangsungnya proses respirasi, sehingga peningkatan KA
benih dan suhu selama periode simpan akan mempercepat kemunduran benih.
2
Benih yang disimpan pada suhu dan lingkungan alami serta KA yang
berkeseimbangan dengan lingkungan akan mengalami kemunduran yang relatif
cepat (Justise & Bass 1994). Penelitian Sadjad (1980) membuktikan hal tersebut,
yaitu benih kedelai yang disimpan dengan KA 14% pada suhu kamar 30 OC tidak
dapat mempertahankan viabilitasnya dalam waktu tiga bulan.
Upaya penyimpanan juga diperlukan karena adanya pergeseran
minat
petani menanam kedelai dari benih berukuran kecil ke besar, karena ukuran benih
mempengaruhi ketahanannya terhadap kondisi lingkungan simpan. Varietas
kedelai berbiji sedang atau kecil seperti Lokon, Orba (Mugnisyah 1991), Tidar
dan Cikuray (Sukarman & Raharjo 2000) umumnya memiliki ketahanan yang
lebih baik terhadap kondisi penyimpanan yang kurang optimal dibandingkan
varietas yang berbiji besar dan berkulit biji terang. Terkait ukuran benih,
Hutahaean (2008) menyampaikan hasil penelitian yang berbeda yaitu benih
kedelai varietas Anjasmoro yang mewakili benih ukuran besar ternyata memiliki
ketahanan yang lebih baik dibandingkan varietas Kaba yang mewakili benih
kedelai berukuran sedang. Benih varietas Anjasmoro yang disimpan dalam
kemasan plastik, katong terigu dan kaleng pada ruang suhu kamar selama empat
bulan memiliki daya berkecambah > 80%, sedangkan benih varietas Kaba yang
disimpan dalam kemasan sama pada periode simpan tiga bulan daya
berkecambahnya sudah turun menjadi < 50% dan pada akhir periode simpan (4
bulan) daya berkecambah benih < 30%. Zahrok (2007) menyampaikan
kesimpulan serupa, yaitu benih kedelai varietas Anjasmoro yang disimpan dalam
kemasan plastik pada suhu 28 OC memiliki daya berkecambah > 90% setelah
disimpan selama empat bulan.
Penggunaan kemasan juga berperan penting dalam mempertahankan
viabilitas benih kedelai. Hasil penelitian Purwanti (2004) terhadap benih kedelai
varietas Wilis dengan KA awal 9.0% dan viabilitas awal (daya berkecambah, DB)
100% yang disimpan pada suhu rendah (21-23 OC) menggunakan kemasan kaleng
maupun kantong plastik ternyata masih mempunyai DB > 80% setelah periode
simpan enam bulan, sedangkan pada suhu tinggi (27–29 OC) vigor benih yang
ditunjukkan oleh DB turun menjadi 60% pada bulan kedua dan 41% setelah
periode simpan enam bulan. Peran kemasan juga ditunjukkan oleh Tatipata et al.
3
(2004) yang mengemukakan bahwa benih kedelai dengan KA awal 8% dan 10%
yang disimpan dalam kemasan kantong plastik polietilen dan kantong aluminium
foil mutu benihnya dapat dipertahankan tetap tinggi selama periode simpan 6
bulan. Penggunaan kemasan simpan merupakan alternatif teknologi yang
dianjurkan terutama pada kondisi keterbatasan fasilitas penyimpanan benih.
Harnowo et al. (2007) mengemukakan bahwa petani kedelai masih banyak
menggunakan benih yang berasal dari hasil panen sebelumnya (benih produksi
sendiri). Petani umumnya menyimpan benih menggunakan kemasan karung
maupun kaleng karena mudah diperoleh dan disimpan pada ruangan tertentu di
rumah tanpa adanya pengaturan suhu dan kelembaban (sistem penyimpanan
terbuka). Penyediaan benih dan cara simpan tersebut dilakukan oleh petani karena
jauhnya lokasi produsen benih dengan lahan usaha petani.
Suhu, kelembaban relatif udara, kemasan dan berbagai komponen lainnya
merupakan bagian dari sistem penyimpanan benih kedelai yang berinteraksi
melalui suatu proses yang kompleks, sehingga perlu disederhanakan agar mudah
dipahami untuk pengembangan ilmu dan teknologi penyimpanan benih.
Penyederhanaan sistem dikenal sebagai pemodelan yang dapat menghasilkan
model numerik, statis, dinamis dan mekanistik. Model penyimpanan benih dapat
dibuat sebagai model numerik, mekanistik dan dinamis.
Model penyimpanan benih yang berkembang saat ini umumnya diperoleh
dari penelitian dengan kondisi lingkungan yang terkendali sehingga bersifat
empiris dan disajikan dalam bentuk persamaan regresi. Salah satu persamaan yang
banyak digunakan dan telah disepakati validitasnya adalah persamaan viabilitas
oleh Ellis dan Roberts (Hong & Ellis 1996). Persamaan tersebut menggambarkan
hubungan antara kelangsungan hidup benih dan lamanya penyimpanan, suhu dan
kadar air benih. Persamaan viabilitas telah menjadi dasar dalam pengembangan
model untuk menduga daya simpan benih diantaranya pada jagung hibrida (Tang
et al. 2000) dan kedelai (Saenong 1986; Yaja et al. 2005; Wang et al. 2010).
Penelitian ini dirancang untuk mendapatkan suatu model penyimpanan
benih kedelai, yang diharapkan dapat bermanfaat tidak hanya dari aspek ilmu
pengetahuan namun juga memberikan manfaat bagi pelaku usaha terutama dalam
upaya penyimpanan benih kedelai.
4
Tujuan
1. Mempelajari perilaku benih kedelai pada sistem penyimpanan terbuka
2. Menyusun model penyimpanan benih kedelai
Hipotesis
1. Terdapat perbedaan perilaku benih kedelai yang disimpan menggunakan jenis
kemasan berbeda pada sistem penyimpanan terbuka
2. Varietas kedelai yang berbeda memiliki perilaku berbeda pada sistem
penyimpanan terbuka
3. Sistem penyimpanan benih kedelai dapat dimodelkan
4. Model penyimpanan yang disusun dapat menduga daya simpan benih kedelai
5
TINJAUAN PUSTAKA
Botani Kedelai
Kedelai termasuk tanaman kacang-kacangan dengan klasifikasi sebagai
berikut : divisi Spermatophyta, kelas Dikotiledon, ordo Polypetales, famili
Leguminoseae, sub famili Papilioniodeae, genus Glycine, spesies Glycine max.
Buah kedelai berbentuk polong dengan jumlah biji rata-rata dua dengan kisaran
satu sampai empat biji tiap polong. Biji kedelai berkeping dua, terbungkus kulit
biji dan tidak mengandung jaringan endosperm (Sumarno & Hartono 1983).
Warna kulit biji kedelai bervariasi dari kuning, hijau, coklat, hitam hingga
kombinasi berbagai warna atau campuran. Kotiledon pada embrio yang sudah tua
berwarna hijau, kuning atau kuning tua, namun umumnya berwarna kuning (Adie
& Krisnawati 2007). Suhartina (2005) mengemukakan bahwa biji kedelai varietas
Anjasmoro berwarna kuning, berbentuk oval, hilum berwarna kuning kecoklatan,
dan bobot 100 biji berkisar 14.8 sampai 15.3 g. Biji kedelai varietas Tanggamus
berwarna kuning, berbentuk oval, hilum berwarna coklat tua, dan bobot 100 biji
11.0 g. Biji kedelai varietas Wilis berwarna kuning, berbentuk oval agak pipih,
hilum berwarna coklat tua, dan bobot 100 biji 10.0 g. Balitkabi (2010) pada tahun
2008 telah melepas kedelai varietas Detam-1 dengan biji berwarna hitam,
berbentuk agak bulat, hilum berwarna putih, dan bobot 100 biji 14.84 g.
Struktur biji kedelai terluar terdiri atas kulit, hilum, mikrofil, dan kalaza.
Kulit benih (testa) merupakan karakter morfologi yang penting bagi benih kedelai
karena menentukan proses fisiologis embrio, sekaligus menjadi penutup dan
pelindung embrio. Biji kedelai yang ada di Indonesia memiliki ketebalan kulit
yang berbeda-beda. Ketebalan lapisan epidermis berkisar antara 0.040 mm
(genotipe MLG 2759 dan MLG 3311) hingga 0.070 mm (MLG 3051). Ketebalan
total kulit berkisar antara 0.245 mm (genotipe MLG 2648) hingga 0.445 mm
(MLG 2989) (Adie & Krisnawati 2007).
Biji kedelai mengandung protein sekitar 46%, karbohidrat 28%, lemak 19%
dan beberapa zat gizi esensial lainnya (Widowati 2007). Kandungan protein
beberapa varietas kedelai dalam negeri berkisar antara 36.9 sampai 45.6% lebih
tinggi dibandingkan kedelai impor yang mengandung protein hanya 36.8%.
6
Kandungan lemak kedelai sebaliknya lebih tinggi kedelai impor yang mencapai
21.7%, sedangkan kedelai dalam negeri antara 13.0 sampai 19.6% (Ginting &
Tastra 2007).
Faktor-faktor yang Mempengaruhi Daya Simpan Benih
Sadjad et al. (1999) mendefinisikan daya simpan (DS) benih sebagai
kemampuan lamanya benih disimpan, sehingga DS merupakan perkiraan waktu
benih mampu untuk disimpan. Daya simpan merupakan parameter viabilitas benih
dalam satuan waktu untuk suatu periode simpan, sehingga memiliki peran yang
penting dalam kaitannya dengan penyimpanan benih.
Justice dan Bass (1994) menyebutkan 10 faktor yang mempengaruhi daya
simpan benih yaitu pengaruh genetik, kondisi sebelum panen, sruktur dan
komposisi benih, benih keras, kemasakan benih, ukuran benih, dormansi benih,
kadar air benih, kerusakan mekanik dan vigor. Kadar air benih selama
penyimpanan dan vigor benih sewaktu disimpan merupakan faktor yang paling
mempengaruhi masa hidup dan umur simpannya.
Penyimpanan benih berkaitan dengan tempat dan perlakuan atau kondisi
yang diberikan terhadap benih tersebut. Justice dan Bass (1994) menyatakan
bahwa selain kadar air, suhu penyimpanan juga merupakan faktor penting yang
mempengaruhi masa hidup benih. Benih yang disimpan pada suhu dan lingkungan
alami kadar airnya akan meningkat seiring dengansemakin lamanya periode
simpan dan akan mengalami keseimbangan dengan lingkungan. Benih yang
berada dalam kemasan yang terbuat dari bahan kedap uap air yang baik akan
menunjukkan perubahan kandungan air yang kecil, sedangkan benih yang berada
dalam bahan tidak kedap uap air kadar aimya akan berubah dengan cepat.
Walters (1998) mengemukakan bahwa suhu dan kadar air benih berperan
penting dalam penyimpanan jangka panjang. Pola dari suatu kemunduran benih
umumnya digambarkan berkenaan dengan kadar air benih tersebut selama
penyimpanan.
Bewley dan Black (1985) menyatakan bahwa faktor genetik mempengaruhi
daya simpan dan viabilitas benih selama periode simpan dari aspek perbedaan
varietas, yaitu varietas berbeda akan menunjukkan karakteristik viabilitas yang
7
berbeda pada kondisi simpan yang sama. Krzyzanowski et al. (2008)
menyebutkan pengaruh genetik lain dari perbedaan varietas yaitu kandungan
lignin pada kulit benih. Kandungan lignin kulit benih dari 12 varietas kedelai yang
diteliti menunjukkan perbedaan yang nyata. Perbedaan kandungan lignin
mempengaruhi daya simpan benih kedelai, semakin tinggi kandungan lignin maka
benih kedelai memiliki daya simpan yang lebih lama. Lignin berperan
meningkatkan daya simpan benih diantaranya melalui resistensi terhadap
gangguan mikroorganisme. Selama periode simpan 12 bulan pada ruangan dengan
suhu 10 0C, ternyata kandungan lignin kulit benih sebanyak 12 varietas tersebut
tidak menunjukkan perubahan yang nyata.
Hubungan Kadar Air dengan Daya Simpan Benih
Air yang berada di dalam benih merupakan suatu sistem yang kompleks dan
memiliki peran penting dalam aktivasi enzim, translokasi dan penggunaan
cadangan bahan simpan. Kadar air yang rendah menyebabkan metabolisme benih
dalam kondisi yang relatif tidak aktif (kondisi quiscence), yang memungkinkan
benih tetap berada pada tingkatan terendah dari aktivitas metabolisme sehingga
menjamin benih tersebut dapat bertahan lama selama penyimpanan (Copeland &
McDonald 1995).
Kadar air benih senantiasa berkeseimbangan dengan kelembaban relatif
udara lingkungan simpan, sehingga peningkatan kelembaban relatif udara akan
mengakibatkan terjadinya peningkatan kadar air benih. Benih dengan kadar air
tinggi menjadi media yang kondusif bagi pertumbuhan cendawan. Cendawan
yang tumbuh dan berkembang pada benih selama penyimpanan akan
memproduksi beberapa enzim eksoseluler, diantaranya lipase yang akan
mendorong peningkatan konsentrasi asam lemak bebas. Peningkatan asam lemak
bebas akan mempercepat kemunduran benih dan mengurangi daya simpan benih
(Halloin 1986).
Hubungan kadar air dengan daya simpan benih, dinyatakan dalam kaidah
Harrington yaitu setiap penurunan kadar air benih satu persen akan meningkatkan
daya simpan benih dua kali lipat, sebaliknya setiap peningkatan kadar air benih
satu persen akan menurunkan daya simpan benih menjadi setengahnya. Kaidah ini
8
berlaku untuk kisaran kadar air 5 sampai 14%. Pada kadar air kurang dari lima
persen akan terjadi kerusakan membran yang akan mempercepat kemunduran
benih, sedangkan pada kadar air lebih dari 14% akan dapat mempercepat
kemunduran benih karena meningkatnya respirasi, suhu dan kemungkinan adanya
serangan cendawan (Copeland & McDonald 1995). Kaidah Harrington tersebut
secara jelas mengindikasikan bahwa suhu dan kadar air benih merupakan faktor
utama yang menentukan viabilitas benih selama penyimpanan (Bewley & Black
1985).
Hasil penelitian Tatipata et al. (2004) menunjukkan bahwa viabilitas benih
kedelai dengan kadar air awal 6 sampai 8% tetap tinggi setelah disimpan selama
enam bulan. Hasil yang sama ditunjukkan Zahrok (2007), benih kedelai yang
disimpan dengan kadar air 7 dan 9% memiliki viabilitas lebih dari 90% setelah
disimpan empat bulan. Yaja et al. (2005) mengemukakan terjadinya penurunan
daya berkecambah benih kedelai yang disimpan dengan kadar air enam persen
pada suhu 15 0C dari 93% menjadi 76% setelah disimpan 16 minggu. Sadjad
(1980) mengemukakan bahwa viabilitas benih kedelai yang disimpan dengan
kadar air 14% turun setelah periode simpan tiga bulan.
Hasil berbagai penelitian menunjukkan bahwa kadar air merupakan faktor
yang paling krusial dalam mempertahankan viabilitas benih selama periode
simpan yang lama (Maguire diacu dalam Khan 1977), sehingga menjadi faktor
yang paling mempengaruhi kemunduran benih yang terjadi sejalan dengan
meningkatnya kadar air (Barton diacu dalam Justice & Bass 1994). Faktor-faktor
yang mempengaruhi penyerapan dan penahanan uap air oleh benih diantaranya
ketebalan dan struktur kulit serta komposisi kimia benih. Komposisi kimia benih
yang berperan dalam peningkatan kadar air adalah protein karena sifatnya yang
higroskopis (mudah menyerap dan menahan uap air), sedangkan karbohidrat
kurang higroskopis dan lipida bersifat hidrofobis (daya tarik terhadap air rendah)
(Justice & Bass 1994).
Hubungan Suhu dengan Daya Simpan Benih
Pengaruh suhu terhadap mutu benih telah dimulai sejak pembentukan dan
perkembangan benih pada pohon induk di lapang. Howell dan Carter diacu dalam
9
Copeland dan McDonald (1995) menemukan bahwa kandungan minyak benih
kedelai dipengaruhi oleh suhu selama proses perkembangan polong. Benih yang
selama proses pematangan berada pada suhu 21 OC mengandung minyak sekitar
19.5%, sedangkan benih yang selama proses pematangan berada pada suhu 30 OC
mengandung minyak sekitar 22.3%.
Suhu merupakan faktor lingkungan yang juga mempengaruhi daya simpan
benih. Pada suhu rendah respirasi berjalan lambat dibanding suhu tinggi, sehingga
viabilitas benih dapat dipertahankan lebih lama. Penyimpanan benih kedelai
dalam suhu kamar selama 6 sampai 10 bulan aman pada kadar air tidak lebih dari
11%. Suhu di tempat penyimpanan benih dipengaruhi langsung oleh lingkungan
di sekitar dan juga oleh kegiatan respirasi oleh benih atau mikroorganisme
(Harrington 1972). Semakin tinggi suhu maka laju kemunduran viabilitas benih
akan semakin meningkat (Copeland & McDonald 1995).
Hubungan suhu dengan daya simpan benih, dinyatakan dalam kaidah
Harrington yaitu untuk setiap kenaikan suhu 5 0C pada tempat penyimpanan maka
umur benih akan menjadi setengahnya, demikian juga sebaliknya jika suhu tempat
penyimpanan turun 5 OC maka umur benih menjadi dua kalinya. Kaidah tersebut
berlaku pada kisaran suhu 0 sampai 50 OC(Copeland & McDonald 1995).
Benih kedelai varietas Mammoth Yellow dengan kadar air 18.1% dan
varietas Otootan dengan kadar air 17.9% rendah yang disimpan pada suhu tinggi
(30 OC), masing-masing memiliki daya berkecambah 14% dan 0% setelah periode
simpan satu bulan. Daya berkecambah kedua varietas dapat dipertahankan tinggi
(≥ 80%) selama lima bulan untuk varietas Mammoth Yellow dan tiga bulan untuk
Otootan ketika disimpan pada suhu 20 OC. Daya simpan benih kedua varietas
semakin lama dengan semakin rendahnya kadar air benih dan suhu ruang simpan
(Justice & Bass 1994).
Purwanti (2004) menyimpulkan bahwa penyimpanan benih kedelai hitam
varietas Ciwalen dan kedelai kuning varietas wilis pada suhu rendah (21-23 OC)
mampu mempertahankan kualitas benih tetap tinggi selama enam bulan disimpan,
namun pada suhu tinggi (27-29 OC) viabilitas benih menjadi sangat rendah hanya
selama dua bulan penyimpanan.
10
Yaja et al. (2005) menyampaikan hasil penelitian penyimpanan benih
kedelai pada berbagai tingkatan kadar air (6, 8, 10, 12%) dan suhu ruang simpan
(15, 20, 25, 30 OC, suhu kamar), bahwa seiring dengan peningkatan suhu ruang
simpan pada seluruh tingkatan kadar air benih ditemukan adanya peningkatan
infeksi cendawan terhadap benih yang disimpan. Peningkatan suhu ruang simpan
juga berkaitan dengan peningkatan nilai pengukuran daya hantar listrik benih
yang menunjukkan tingkat kebocoran atau kerusakan membran.
Hubungan Kemasan dengan Daya Simpan Benih
Peran utama kemasan adalah untuk melindungi bahan yang dikemas dari
kerusakan dan pengaruh luar, hingga bahan tersebut digunakan sesuai dengan
tujuannya (Marsh & Bugusu 2007). Kemasan yang dapat melindungi mutu fisik
benih terutama selama penyimpanan adalah kemasan yang cukup kuat, tahan
pecah dan tidak sobek. Hal yang penting dalam pengemasan adalah bahwa bahan
pengemas dapat menahan masuknya uap air. Sifat permeabilitas bahan pengemas
terhadap uap air sangat penting untuk mempertahankan kadar air serta viabilitas
benih. Sifat penting lainnya adalah bahwa kemasan harus mudah direkatkan
(sealabelity) dan memiliki elastisitas yang baik, harga terjangkau dan mudah
diperoleh (Barlian 1990).
Kemasan benih sangat mempengaruhi viabilitas benih selama penyimpanan
sehingga harus dirancang sedemikian rupa agar dapat melindungi mutu fisik
maupun fisiologi benih. Sudikno (1977) mengemukakan bahwa pengaruh
kemasan terhadap benih dapat dilihat dari dua aspek yaituaspek fisik dan
fisiologis. Pengaruh kemasan terhadap aspek fisik dapat diketahui dari warna,
bobot, kadar air, dan kerusakan mekanis yang diperlihatkan benih, sedangkan
terhadap aspek fisiologis dapat diketahui dari viabilitas benih.
Benih kedelai yang disimpan dalam kantong plastik dan kaleng pada suhu
rendah dan tinggi selama enam bulam, mampu mempertahankan daya tumbuh
(>90%) dan vigor serta pertumbuhan bibit yang tinggi (Purwanti 2004).
Hutahaean (2008) menyampaikan hasil penelitiannya bahwa benih kedelai
varietas Kaba yang disimpan dalam kemasan kantong terigu mengalami
kemunduran yang lebih cepat dibandingkan benih dalam kemasan kaleng dan
11
plastik. Hal tersebut disebabkan kemasan kantong terigu bersifat porous dan tidak
dapat menahan uap air dari lingkungan sekitar terhadap benih tersebut
Benih kedelai yang disimpan pada kemasan yang dapat menahan uap air
mampu mempertahankan viabilitas yang tinggi dibandingkan kemasan yang
permeabel atau porous terhadap uap air (Baciudiacu dalam Arulnandhy &
Senanayake 1984).
Penggunaan kemasan simpan untuk benih telah mengikuti perkembangan
penggunaan kemasan simpan untuk produk pangan yang lebih maju dengan
perhatian utama pada kemampuan kemasan menahan masuknya uap air. Pengaruh
jenis kemasan yang ditunjukkan oleh kemampuannya menahan laju transfer uap
air baik dari lingkungan ke produk pangan maupun dari produk pangan ke
lingkungan disebut permeabilitas. Kerusakan mutu produk pangan kering dapat
dihambat melalui penggunaan kemasan yang memiliki permeabilitas rendah
terhadap uap air karena penyerapan uap air dapat menurunkan mutu produk
pangan (Arpah 2007).
Hubungan Varietas dengan Daya Simpan Benih
Spesies tanaman yang berbeda memiliki daya simpan yang berbeda,
beberapa spesies dapat bertahan lebih lama pada kondisi penyimpanan tertentu
dibandingkan dengan spesies lainnya (Justice & Bass 1994). Delouche (2005)
menyatakan bahwa daya simpan benih merupakan suatu karakteristik yang
melekat pada spesies dan atau varietas, misalnya benih kedelai memiliki daya
simpan yang lebih pendek dibandingkan benih padi.
Perbedaan daya simpan antar varietas telah ditunjukkan pada beberapa hasil
penelitian berdasarkan karakter umum dari varietas yang diuji, diantaranya ukuran
benih. Benih kedelai dikelompokkan menjadi tiga ukuran yaitu benih berukuran
kecil (bobot 8-10 g/100 benih), sedang (10-13 g/100 benih) dan besar (> 13 g/100
benih) (Susanto & Saneto diacu dalam Ginting & Tastra 2007). Kedelai berbiji
sedang atau kecil diantaranya varietas Lokon, Orba, Tidar, Cikuray, Wilis dan
Kaba umumnya lebih tahan terhadap kondisi penyimpanan yang kurang optimal
dibandingkan varietas yang berbiji besar seperti Anjasmoro (Mugnisyah 1990;
Sukarman & Raharjo 2000; Zahrok 2007; Hutahaean 2008). Hal serupa juga
12
ditunjukkan pada penelitian terhadap 10 varietas kedelai yang menyimpulkan
bahwa viabilitas benih berukuran sedang (varietas Malabar, Orba, Raung, dan
Galunggung) lebih cepat turun dibandingkan viabilitas benih berukuran kecil
(varietas Lokon, Petek, Tidar, Wilis, Kerinci, Merbabu) (Sunardi et al. 1993).
Varietas kedelai berbeda menunjukkan kandungan kimia benih yang
berbeda. Benih yang memiliki kandungan lemak tinggi dan karbohidrat rendah
lebih cepat menurun viabilitasnya daripada benih yang memiliki kandungan
lemak rendah dan karbohidrat tinggi, serta benih dengan ukuran besar lebih cepat
menurunviabilitasnya daripada benih yang berukuran kecil karena benih yang
berukuran besar memiliki nisbah selaput benih terhadap benih yang lebih rendah
daripada benih yang berukuran kecil (Sunardi et al. 1993).
Purwanti (2004) menyatakan bahwa perbedaan warna kulit benih juga
mempengaruhi perbedaan ketahanan dalam penyimpanan, yaitu kedelai berkulit
hitam lebih tahan disimpan dibandingkan kedelai berkulit kuning. Menurut
Marwanto (2004), perbedaan ketahanan selama penyimpanan antara kedelai
kuning dengan kedelai hitam disebabkan oleh perbedaan kandungan lignin pada
kulit benih. Kedelai hitam seperti varietas Merapi memiliki kandungan lignin
yang lebih tinggi (15.31%) dibandingkan kedelai kuning seperti varietas LampoBatang (1.43%) sehingga permeabilitas kedelai hitam terhadap uap air juga lebih
rendah. Menurut Krzyzanowski et al. (2008), kandungan lignin pada kulit benih
yang dapat meningkatkan daya tahan benih terhadap tekanan udara dan kerusakan
mekanik yang mungkin dialami benih adalah > 5.0%. Penampang kulit benih
kedelai ditampilkan pada Gambar 1.
A
B
C
Gambar 1 Penampang kulit benih kedelai varietas CD 201, A.lapisan sel palisade,
B. lapisan sel hourglass,dan C. parenkim (Menezes diacu dalam Gris
& Pinho 2012)
13
Lignin adalah suatu polimer fenolik kompleks alami yang terdapat pada
dinding sel termasuk pada kulit benih (Krzyzanowski et al. 2008), dan merupakan
polimer yang paling banyak ditemukan pada jaringan tanaman setelah selulosa
(Gris & Pinho 2012). Pada awal pembentukan sel, lignin berperan menambah
kekuatan struktural sel dan sebagai pelindung polisakarida dari hidrolisis enzim
selulase (Purwaning 2009). Lignin masuk ke dalam dinding sel melalui lamela
tengah dan selanjutnyamenuju ke bagian dalam dari dinding sel, sehingga
akhirnya lignin terdapat pada jaringan tanaman dan kulit benih. Kulit benih
kedelai terdiri atas tiga lapisan yaitu lapisan palisade (la
(Glycine max (L.) Merrill) PADA SISTEM
PENYIMPANAN TERBUKA
AGUS HASBIANTO
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2012
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis “Pemodelan Penyimpanan
Benih Kedelai (Glycine max (L.) Merrill) pada Sistem Penyimpanan
Terbuka” adalah karya saya sendiri dengan arahan Komisi Pembimbing dan
belum diajukan dalam bentuk apapun kepada Perguruan Tinggi manapun.
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.
Bogor, November 2012
Agus Hasbianto
NRP. A251100031
ABSTRACT
AGUS HASBIANTO. Modeling of Soybean (Glycine max (L.) Merrill) Seed
Storage in Open Storage System. Under direction of Faiza Chairani
Suwarno, Maryati Sari and Abdul Qadir.
Soybean seed viability declined rapidly due to the high protein content and high
humidity of the tropical environment. Packaging techniques could be applied to
maintain high viability of the soybean seeds. This research aimed to study the
behavior of soybean seeds during storage with different packaging and soybean
seeds varieties, and to develop model of soybean seed storage. The study was
conducted in three stages : (1) soybean seed behaviour during storage, (2)
development of seed storage model, and (3) simulation and verification of the
model. The first stage consisted of two experiments: (1) soybean seed storage and
testing with different types of packaging (aluminum foil, polypropilen plastic and
sacks plastic), arranged in completely randomized design with five replications,
and (2) seed storage and testing of four soybean varieties (Detam-1, Anjasmoro,
Tanggamus and Wilis), arranged in completely randomized design with five
replications. The results showed that the seed behaviour during storage period was
affected by seed moisture content and environmental conditions, so that seed
moisture content can be used as input model and seed storability vigor (VDSDB)
and seed conductivity (VDSDHL) as model output. The models developed were: (1)
model for estimating seed storability vigor based on seed viability equations
(soyVios-1 model), and (2) dynamic model of seed storage for soybean (soyVios2 model). The Seed Storability Vigor Prediction Model by using permeability of
packaging and variety, moisture content, temperature and initial viability as model
input could logically predict the seed storability vigor (VDS) and storage period.
Simulation of Seed Storability Vigor Prediction Model with Microsoft Excell
2010 software and the same input model showed that soyVios-1 model could also
predict logically the seed storability vigor (VDS) and storage period. Simulation of
Soybean Seed Storage Dynamic Model by using the Model Construction LayerStella (MCLS) with permeability and surface area of packaging, relative humidity
(RH), temperature, initial moisture content and initial viability as input model
could predict logically the seed moisture content, seed storability vigor (VDSDB),
seed conductivity (VDSDHL), and storage period.
Keywords : soybean, open storage system, soyVios model
RINGKASAN
AGUS HASBIANTO. Pemodelan Penyimpanan Benih Kedelai (Glycine max
(L.) Merrill) pada Sistem Penyimpanan Terbuka. Di bawah bimbingan Faiza
Chairani Suwarno, Maryati Sari dan Abdul Qadir.
Viabilitas benih kedelai cepat menurun karena tingginya kandungan protein
dan kondisi lingkungan tropis dengan kelembaban tinggi. Upaya mempertahankan
viabilitas benih agar tetap tinggi pada sistem penyimpanan terbuka diantaranya
dapat dilakukan dengan penggunaan kemasan simpan.
Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari perilaku benih kedelai selama
penyimpanan secara terbuka menggunakan kemasan dan varietas yang berbeda,
serta menyusun model penyimpanan benih kedelai. Penelitian dilakukan melalui
tiga tahapan kegiatan, yaitu (1) penyimpanan dan pengujian benih kedelai, (2)
penyusunan model, dan (3) simulasi dan verifikasi model.
Kegiatan penyimpanan dan pengujian benih kedelai terdiri atas dua
percobaan yaitu : (1) penyimpanan dan pengujian benih kedelai pada sistem
penyimpanan terbuka menggunakan jenis kemasan berbeda, menggunakan
Rancangan Acak Lengkap dengan jenis kemasan (alumunium foil, plastik
polypropilen dan karung plastik) sebagai faktor penyusun perlakuan dan diulang
lima kali, serta (2) penyimpanan dan pengujian benih empat varietas kedelai pada
sistem penyimpanan terbuka menggunakan kemasan karung plastik,
menggunakan Rancangan Acak Lengkap dengan varietas kedelai (Detam-1,
Anjasmoro, Tanggamus dan Wilis) sebagai faktor penyusun perlakuan dan
diulang empat kali. Hasil percobaan (1) dan (2) menunjukkan bahwa perilaku
benih selama periode simpan sangat dipengaruhi oleh tingkat kadar air benih dan
kondisi lingkungan simpan, sehingga kadar air benih dapat dijadikan input model
dengan output VDSDB dan VDSDHL.
Kegiatan penyusunan model terdiri atas: (1) penyusunan diagram air, (2)
menentukan hubungan yang logik antar peubah dan konstanta model, dan (3)
merangkai hubungan antar peubah dan konstanta model menggunakan perangkat
lunak pemodelan komputer. Hasil kegiatan penyusunan model yaitu diperoleh dua
model penyimpanan benih kedelai pada sistem penyimpanan terbuka yaitu: (1)
model pendugaan vigor daya simpan benih berdasarkan persamaan viabilitas
(soyVios-1 model) dan (2) model dinamik penyimpanan benih kedelai (soyVios-2
model). SoyVios-1 model disusun dan dijalankan menggunakan perangkat lunak
Microsoft Excell 2010, sedangkan soyVios-2 model menggunakan perangkat lunak
Stella V.9.0.2.
Kegiatan simulasi dilakukan untuk mengetahui tingkat ketepatan (logik)
model yang telah disusun dan kegiatan verifikasi dimaksudkan untuk menilai
kesesuaian antara hasil simulasi dengan hasil aktual. Simulasi soyVios-1 model
menggunakan perangkat lunak Microsoft Excell 2010 dengan input permeabilitas
kemasan dan varietas, kadar air, viabilitas awal dan suhu. Hasil simulasi terhadap
output VDSDB dan lama simpan menunjukkan hasil yang logik. Simulasi soyVios-2
model menggunakan Model Construction Layer-Stella (MCLS) dengan input
permeabilitas dan luas kemasan, kelembaban relatif (RH), suhu, kadar air awal
dan viabilitas awal. Hasil simulasi terhadap output kadar air benih, VDSDB, VDSDHL
dan periode simpan menunjukkan hasil yang logik. Hasil verifikasi menggunakan
metode kualitatif dan kuantitatif terhadap soyVios-1 model dan soyVios-2 model
menunjukkan adanya kesesuaian antara hasil simulasi dengan hasil aktual,
sehingga soyVios-1 model dan soyVios-2 model layak dijadikan sebagai model
pendugaan.
Kata kunci : kedelai, sistem penyimpanan terbuka, soyVios model
© Hak Cipta milik IPB, tahun 2012
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
yang wajar IPB
Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis
dalam bentuk apapun tanpa ijin IPB
PEMODELAN PENYIMPANAN BENIH KEDELAI
(Glycine max (L.) Merrill) PADA SISTEM
PENYIMPANAN TERBUKA
AGUS HASBIANTO
Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains
pada Program Studi Ilmu dan Teknologi Benih
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2012
Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis : Ir. Baran Wirawan, M.Sc
Judul Tesis
:
Nama
NRP
:
:
Pemodelan Penyimpanan Benih Kedelai (Glycine max (L.)
Merrill) pada Sistem Penyimpanan Terbuka
Agus Hasbianto
A251100031
Disetujui
Komisi Pembimbing
Dr. Ir. Faiza Chairani Suwarno, MS
Ketua
Maryati Sari, SP, M.Si
Anggota
Dr. Ir. Abdul Qadir, M.Si
Anggota
Diketahui
Ketua Program Studi
Ilmu dan Teknologi Benih
Dekan Sekolah Pascasarjana
Prof. Dr. Ir. Satriyas Ilyas, MS
Dr. Ir. Dahrul Syah, M.Sc.Agr.
Tanggal Ujian : 23 November 2012
Tanggal Lulus :
PRAKATA
Segala puji bagi Allah Subhanahu Wa Ta’ala atas karunia-Nya sehingga
karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Shalawat dan salam penulis haturkan
kepada Nabi Muhammad Shalallahu ’alaihi wasallam yang telah membawa
umatnya ke alam yang penuh dengan ilmu pengetahuan.
Penelitian ini berjudul “Pemodelan Penyimpanan Benih Kedelai (Glycine
max (L.) Merrill) pada Sistem Penyimpanan Terbuka”. Penelitian dan penulisan
tesis ini berlangsung di bawah bimbingan Dr. Ir. Faiza Chairani Suwarno, MS
selaku Ketua Komisi Pembimbing dan dua orang Anggota Komisi Pembimbing
yaitu: Maryati Sari, SP, M.Si dan Dr. Ir. Abdul Qadir, M.Si. Penulis
menyampaikan terima kasih yang tulus dan penghargaan atas arahan keilmuan,
bimbingan dan dorongan yang telah diberikan.
Penghargaan dan ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada:
1. Kepala Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian, Kepala Balai Besar
Pengkajian dan Pengembangan Teknologi Pertanian dan Kepala Balai
Pengkajian Teknologi Pertanian Kalimantan Selatan yang telah memberikan
kesempatan kepada penulis untuk menyelesaikan pendidikan magister di
Sekolah Pascasarjana IPB.
2. Prof. Dr. Ir. Satriyas Ilyas, MS selaku ketua Program Studi Ilmu dan
Teknologi Benih Sekolah Pascasarjana IPB, atas dorongan semangat dan
arahan yang diberikan.
3. Dr. Ir. Eny Widajati, MS selaku Sekretaris Program Studi Ilmu dan Teknologi
Benih Sekolah Pascasarjana IPB, atas arahan dan masukan yang diberikan
pada saat ujian tesis.
4. Ir. Baran Wirawan, M.Sc selaku penguji luar komisi, atas saran dan masukan
yang diberikan pada saat ujian tesis.
5. Ibunda tercinta, Sutik Arum, dan istri tersayang, Ir. Sri Hartati, MP, atas do’a,
dorongan, pengertian, kesabaran dan pengorbanannya.
6. Ely, Rahmat, staf laboratorium dan teman-teman Program Studi Ilmu dan
Teknologi Benih IPB atas motivasi dan dukungannya.
Semoga tesis ini bermanfaat bagi pengembangan ilmu dan pengetahuan
bidang perbenihan. Amin.
Bogor, November 2012
Agus Hasbianto
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Probolinggo, Jawa Timur pada tanggal 17 Agustus 1978
sebagai anak pertama diantara tiga bersaudara dari pasangan Kusnan dan Sutik
Arum.
Pendidikan sarjana ditempuh di Program Studi Agronomi, Fakultas Pertanian
Universitas Lambung Mangkurat, lulus tahun 2001. Kesempatan untuk
melanjutkan pendidikan ke program magister pada Program Studi Ilmu dan
Teknologi Benih, Sekolah Pascasarjana IPB diperoleh tahun 2010. Beasiswa
pendidikan pascasarjana diperoleh dari Badan Penelitian dan Pengembangan
Pertanian, Kementerian Pertanian Republik Indonesia.
Penulis bekerja di Kementerian Pertanian sejak 2002 dan ditugaskan di Badan
Bimas Ketahanan Pangan. Tahun 2005 penulis ditugaskan di Badan Penelitian
dan Pengembangan Pertanian pada satuan kerja Balai Pengkajian Teknologi
Pertanian (BPTP) Kalimantan Selatan dan sejak tahun 2008 diangkat dalam
jabatan fungsional Peneliti Pertama dengan bidang penelitian budidaya pertanian.
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL ............................................................................
i
DAFTAR GAMBAR .......................................................................
ii
DAFTAR LAMPIRAN ....................................................................
v
PENDAHULUAN ...........................................................................
Latar Belakang .....................................................................
Tujuan ...................................................................................
Hipotesis ...............................................................................
1
1
4
4
TINJAUAN PUSTAKA ..................................................................
Botani Kedelai ......................................................................
Faktor-faktor yang Mempengaruhi Daya Simpan Benih .....
Viabilitas dan Kemunduran Benih .......................................
Model Pendugaan Daya Simpan Benih .................................
5
5
6
13
15
BAHAN DAN METODE ................................................................
Tempat dan Waktu ...............................................................
Bahan dan Alat .....................................................................
Metode Penelitian .................................................................
Diagram Alir Kegiatan Penelitian ........................................
21
21
21
21
30
HASIL DAN PEMBAHASAN ........................................................
Mutu Benih Sebelum Simpan ..............................................
Nilai Permeabilitas Kemasan ...............................................
Nilai Permeabilitas Benih .....................................................
Penyimpanan dan Pengujian Benih ......................................
Penyusunan Model ...............................................................
Simulasi dan Verifikasi Model .............................................
31
31
32
34
34
46
63
SIMPULAN DAN SARAN .............................................................
Simpulan ...............................................................................
Saran .....................................................................................
89
89
89
DAFTAR PUSTAKA ......................................................................
91
LAMPIRAN .....................................................................................
97
DAFTAR TABEL
Halaman
1.
Data awal empat varietas kedelai sebelum simpan ...................
31
2.
Bobot silika gel pada tiga jenis kemasan selama 14 hari
penyimpanan dalam inkubator, suhu 44oC, RH 100% .............
32
Nilai permeabilitas tiga jenis kemasan menggunakan
metode Moyls ............................................................................
33
Nilai P1, P2 dan P3 untuk tiga jenis kemasan berbeda yang
digunakan dalam model untuk menentukan nilai dugaan
mn-1 ............................................................................................
52
Nilai P1, P2 dan P3 untuk empat varietas berbeda yang
digunakan dalam model untuk menentukan nilai dugaan
mn-1 .............................................................................................
52
Transformasi satuan Ki dari persen menjadi probit untuk
empat varietas kedelai yang digunakan .....................................
54
7.
Nilai r-a dan r-b benih empat varietas kedelai ..........................
57
8.
Pendugaan daya simpan benih kedelai berdasarkan nilai
DHL ..........................................................................................
58
Stocks, flow dan conferter model dinamik penyimpanan
benih kedelai .............................................................................
59
10. Input model simulasi penyimpanan benih menggunakan tiga
jenis kemasan ............................................................................
64
11. Hasil simulasi VDSDB benih kedelai varietas Anjasmoro
yang disimpan menggunakan tiga kemasan berbeda pada
sistem penyimpanan terbuka selama 16 minggu ......................
65
12. Input model untuk simulasi penyimpanan benih empat
varietas kedelai ..........................................................................
66
13. Hasil simulasi VDSDB benih empat varietas kedelai yang
disimpan pada sistem penyimpanan terbuka selama 16
minggu ......................................................................................
68
14. Input model untuk simulasi soyVios-2 Model pada jenis
kemasan simpan berbeda ..........................................................
69
3.
4.
5.
6.
9.
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1.
Penampang kulit benih kedelai .................................................
12
2.
Pengukuran DHL benih menggunakan conductivity meter .......
25
3.
Pengukuran jari-jari benih menggunakan jangka sorong
digital ........................................................................................
26
4.
Diagram alir kegiatan penelitian ...............................................
30
5.
Kadar air benih kedelai varietas Anjasmoro yang disimpan
selama periode 16 minggu menggunakan tiga jenis
kemasan berbeda ......................................................................
35
VDSDB benih kedelai varietas Anjasmoro yang disimpan
selama periode 16 minggu menggunakan tiga jenis
kemasan berbeda .......................................................................
37
VDSDHL benih kedelai varietas Anjasmoro yang disimpan
menggunakan tiga jenis kemasan selama periode 16
minggu ......................................................................................
39
Bobot kering benih kedelai varietas Anjasmoro yang
disimpan menggunakan tiga jenis kemasan selama periode
16 minggu .................................................................................
40
Kadar air benih empat varietas kedelai pada sistem
penyimpanan terbuka selama periode simpan 16 minggu ........
41
10. VDSDB benih empat varietas kedelai yang disimpan selama
periode simpan 16 minggu pada sistem penyimpanan
terbuka ......................................................................................
43
11. VDSDHL benih empat varietas kedelai yang disimpan
selama periode simpan 16 minggu pada sistem
penyimpanan terbuka ................................................................
44
12. BK benih empat varietas kedelai yang disimpan selama
periode simpan 16 minggu pada sistem penyimpanan
terbuka .......................................................................................
45
13. Diagram alir model penyimpanan benih kedelai secara
terbuka .......................................................................................
47
14. MCL-S model penyimpanan benih kedelai ..............................
60
6.
7.
8.
9.
Halaman
15. Hasil simulasi VDSDB benih kedelai varietas Anjasmoro
menggunakan tiga jenis kemasan ..............................................
64
16. Hasil simulasi VDSDB benih empat varietas kedelai ....................
67
17. Hasil simulasi KA benih kedelai varietas Anjasmoro
menggunakan tiga jenis kemasan simpan ..................................
69
18. Hasil simulasi VDSDB benih kedelai varietas Anjasmoro
menggunakan tiga jenis kemasan simpan ..................................
70
19. Hasil simulasi VDSDHL benih kedelai varietas Anjasmoro
menggunakan tiga jenis kemasan simpan ..................................
71
20. VDSDB benih kedelai varietas Anjasmoro yang disimpan
menggunakan kemasan karung plastik hasil simulasi dan
aktual ..........................................................................................
72
21. VDSDB benih kedelai varietas Anjasmoro yang disimpan
menggunakan kemasan plastik PP hasil simulasi dan
aktual ..........................................................................................
73
22. VDSDB benih kedelai varietas Anjasmoro yang disimpan
menggunakan kemasan alumunium foil ....................................
74
23. VDSDB benih kedelai varietas Detam-1 hasil simulasi dan
aktual .........................................................................................
75
24. VDSDB benih kedelai varietas Anjasmoro hasil simulasi dan
aktual .........................................................................................
76
25. VDSDB benih kedelai varietas Tanggamus hasil simulasi
dan aktual ...................................................................................
77
26. VDS-1 benih kedelai varietas Wilis hasil simulasi dan
aktual .........................................................................................
78
27. Kadar air benih kedelai varietas Anjasmoro yang disimpan
menggunakan kemasan karung plastik ......................................
79
28. VDSDB benih kedelai varietas Anjasmoro yang disimpan
menggunakan kemasan karung plastik hasil simulasi dan
aktual .........................................................................................
80
Halaman
29. VDSDHL benih kedelai varietas Anjasmoro yang disimpan
menggunakan kemasan karung plastik hasil simulasi dan
aktual .........................................................................................
81
30. Kadar air benih kedelai varietas Anjasmoro yang disimpan
menggunakan kemasan plastik PP hasil simulasi dan
aktual .........................................................................................
82
31. VDSDB benih kedelai varietas Anjasmoro yang disimpan
menggunakan kemasan plastik PP hasil simulasi dan
aktual .........................................................................................
83
32. VDSDHL benih kedelai varietas Anjasmoro yang disimpan
menggunakan kemasan plastik PP hasil simulasi dan
aktual .........................................................................................
83
33. Kadar air benih kedelai varietas Anjasmoro yang disimpan
menggunakan kemasan alumunium foil hasil simulasi dan
aktual .........................................................................................
84
34. VDSDB benih kedelai varietas Anjasmoro yang disimpan
menggunakan kemasan alumunium foil hasil simulasi dan
aktual .........................................................................................
85
35. VDSDHL benih kedelai varietas Anjasmoro yang disimpan
menggunakan kemasan alumunium foil hasil simulasi dan
aktual hasil simulasi dan aktual ................................................
86
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1.
Deskripsi kedelai varietas Detam-1 ..........................................
99
2.
Deskripsi kedelai varietas Anjasmoro ......................................
100
3.
Deskripsi kedelai varietas Tanggamus ......................................
101
4.
Deskripsi kedelai varietas Wilis ................................................
102
5.
Transformasi nilai v dari satuan probit menjadi persen ............
103
6.
Nilai m aktual dan dugaan model berdasarkan jenis
kemasan simpan ........................................................................
104
Nilai m aktual dan dugaan model berdasarkan varietas
kedelai .......................................................................................
105
Nilai dan VDS penyimpanan benih kedelai menggunakan
tiga jenis kemasan .....................................................................
106
Nilai
dan VDS empat varietas kedelai ....................................
107
10. Data suhu ruang simpan selama penelitian ...............................
108
11. Data kelembaban ruang simpan selama penelitian ...................
109
7.
8.
9.
ABSTRACT
AGUS HASBIANTO. Modeling of Soybean (Glycine max (L.) Merrill) Seed
Storage in Open Storage System. Under direction of Faiza Chairani
Suwarno, Maryati Sari and Abdul Qadir.
Soybean seed viability declined rapidly due to the high protein content and high
humidity of the tropical environment. Packaging techniques could be applied to
maintain high viability of the soybean seeds. This research aimed to study the
behavior of soybean seeds during storage with different packaging and soybean
seeds varieties, and to develop model of soybean seed storage. The study was
conducted in three stages : (1) soybean seed behaviour during storage, (2)
development of seed storage model, and (3) simulation and verification of the
model. The first stage consisted of two experiments: (1) soybean seed storage and
testing with different types of packaging (aluminum foil, polypropilen plastic and
sacks plastic), arranged in completely randomized design with five replications,
and (2) seed storage and testing of four soybean varieties (Detam-1, Anjasmoro,
Tanggamus and Wilis), arranged in completely randomized design with five
replications. The results showed that the seed behaviour during storage period was
affected by seed moisture content and environmental conditions, so that seed
moisture content can be used as input model and seed storability vigor (VDSDB)
and seed conductivity (VDSDHL) as model output. The models developed were: (1)
model for estimating seed storability vigor based on seed viability equations
(soyVios-1 model), and (2) dynamic model of seed storage for soybean (soyVios2 model). The Seed Storability Vigor Prediction Model by using permeability of
packaging and variety, moisture content, temperature and initial viability as model
input could logically predict the seed storability vigor (VDS) and storage period.
Simulation of Seed Storability Vigor Prediction Model with Microsoft Excell
2010 software and the same input model showed that soyVios-1 model could also
predict logically the seed storability vigor (VDS) and storage period. Simulation of
Soybean Seed Storage Dynamic Model by using the Model Construction LayerStella (MCLS) with permeability and surface area of packaging, relative humidity
(RH), temperature, initial moisture content and initial viability as input model
could predict logically the seed moisture content, seed storability vigor (VDSDB),
seed conductivity (VDSDHL), and storage period.
Keywords : soybean, open storage system, soyVios model
1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Kedelai merupakan sumber protein nabati yang penting dan terjangkau bagi
masyarakat, sehingga pemerintah terus berupaya meningkatkan produksi dalam
negeri dengan mencanangkan program peningkatan produksi kedelai nasional dan
menjadikan tahun 2014 sebagai tahun swasembada kedelai. Kendala utama yang
dihadapi dalam upaya peningkatan produksi kedelai antara lain usahatani yang
tidak dilakukan sepanjang tahun, karena masih bertumpu pada lahan pertanian di
pulau Jawa (65%) dan mutu atau viabilitas benih kedelai yang cepat menurun.
Usahatani kedelai di pulau Jawa umumnya dibudidayakan di lahan sawah
setelah tanaman padi dengan pola tanam padi-palawija-sayuran atau padi-padipalawija, sehingga budidaya kedelai tidak dilakukan sepanjang tahun (Badan
Litbang Pertanian 2005). Adanya jeda waktu antar musim tanam tersebut
memerlukan upaya penyimpanan untuk mempertahankan viabilitas benih agar
tetap tinggi hingga saat ditanam pada musim berikutnya.
Penurunan viabilitas benih kedelai secara cepat terutama disebabkan oleh
tingginya kandungan protein dan kondisi lingkungan tropis dengan kelembaban
yang tinggi. Justice dan Bass (1994) menjelaskan bahwa protein merupakan
kandungan kimia yang paling banyak dalam benih kedelai yang memiliki sifat
mudah menyerap dan menahan uap air, sehingga berperan penting dalam
peningkatan kadar air (KA) benih. Ginting dan Tastra (2007) mengemukakan
bahwa beberapa varietas kedelai dalam negeri mengandung protein yang tinggi
berkisar 36.9 sampai 45.6% dan kandungan lemak antara 13.0 sampai 19.6%.
Faktor-faktor yang mempengaruhi viabilitas benih selama penyimpanan
selain kandungan protein dalam benih adalah viabilitas awal, KA benih, suhu
ruang simpan dan jenis kemasan yang digunakan. Viabilitas awal berperan besar
jika benih mengalami periode simpan panjang dalam kondisi tidak ideal (Ilyas
1986), sehingga lot benih yang baru dan memiliki viabilitas tinggi mempunyai
daya simpan yang lebih lama (Saenong 1982). Kadar air dan suhu berperan
penting terhadap berlangsungnya proses respirasi, sehingga peningkatan KA
benih dan suhu selama periode simpan akan mempercepat kemunduran benih.
2
Benih yang disimpan pada suhu dan lingkungan alami serta KA yang
berkeseimbangan dengan lingkungan akan mengalami kemunduran yang relatif
cepat (Justise & Bass 1994). Penelitian Sadjad (1980) membuktikan hal tersebut,
yaitu benih kedelai yang disimpan dengan KA 14% pada suhu kamar 30 OC tidak
dapat mempertahankan viabilitasnya dalam waktu tiga bulan.
Upaya penyimpanan juga diperlukan karena adanya pergeseran
minat
petani menanam kedelai dari benih berukuran kecil ke besar, karena ukuran benih
mempengaruhi ketahanannya terhadap kondisi lingkungan simpan. Varietas
kedelai berbiji sedang atau kecil seperti Lokon, Orba (Mugnisyah 1991), Tidar
dan Cikuray (Sukarman & Raharjo 2000) umumnya memiliki ketahanan yang
lebih baik terhadap kondisi penyimpanan yang kurang optimal dibandingkan
varietas yang berbiji besar dan berkulit biji terang. Terkait ukuran benih,
Hutahaean (2008) menyampaikan hasil penelitian yang berbeda yaitu benih
kedelai varietas Anjasmoro yang mewakili benih ukuran besar ternyata memiliki
ketahanan yang lebih baik dibandingkan varietas Kaba yang mewakili benih
kedelai berukuran sedang. Benih varietas Anjasmoro yang disimpan dalam
kemasan plastik, katong terigu dan kaleng pada ruang suhu kamar selama empat
bulan memiliki daya berkecambah > 80%, sedangkan benih varietas Kaba yang
disimpan dalam kemasan sama pada periode simpan tiga bulan daya
berkecambahnya sudah turun menjadi < 50% dan pada akhir periode simpan (4
bulan) daya berkecambah benih < 30%. Zahrok (2007) menyampaikan
kesimpulan serupa, yaitu benih kedelai varietas Anjasmoro yang disimpan dalam
kemasan plastik pada suhu 28 OC memiliki daya berkecambah > 90% setelah
disimpan selama empat bulan.
Penggunaan kemasan juga berperan penting dalam mempertahankan
viabilitas benih kedelai. Hasil penelitian Purwanti (2004) terhadap benih kedelai
varietas Wilis dengan KA awal 9.0% dan viabilitas awal (daya berkecambah, DB)
100% yang disimpan pada suhu rendah (21-23 OC) menggunakan kemasan kaleng
maupun kantong plastik ternyata masih mempunyai DB > 80% setelah periode
simpan enam bulan, sedangkan pada suhu tinggi (27–29 OC) vigor benih yang
ditunjukkan oleh DB turun menjadi 60% pada bulan kedua dan 41% setelah
periode simpan enam bulan. Peran kemasan juga ditunjukkan oleh Tatipata et al.
3
(2004) yang mengemukakan bahwa benih kedelai dengan KA awal 8% dan 10%
yang disimpan dalam kemasan kantong plastik polietilen dan kantong aluminium
foil mutu benihnya dapat dipertahankan tetap tinggi selama periode simpan 6
bulan. Penggunaan kemasan simpan merupakan alternatif teknologi yang
dianjurkan terutama pada kondisi keterbatasan fasilitas penyimpanan benih.
Harnowo et al. (2007) mengemukakan bahwa petani kedelai masih banyak
menggunakan benih yang berasal dari hasil panen sebelumnya (benih produksi
sendiri). Petani umumnya menyimpan benih menggunakan kemasan karung
maupun kaleng karena mudah diperoleh dan disimpan pada ruangan tertentu di
rumah tanpa adanya pengaturan suhu dan kelembaban (sistem penyimpanan
terbuka). Penyediaan benih dan cara simpan tersebut dilakukan oleh petani karena
jauhnya lokasi produsen benih dengan lahan usaha petani.
Suhu, kelembaban relatif udara, kemasan dan berbagai komponen lainnya
merupakan bagian dari sistem penyimpanan benih kedelai yang berinteraksi
melalui suatu proses yang kompleks, sehingga perlu disederhanakan agar mudah
dipahami untuk pengembangan ilmu dan teknologi penyimpanan benih.
Penyederhanaan sistem dikenal sebagai pemodelan yang dapat menghasilkan
model numerik, statis, dinamis dan mekanistik. Model penyimpanan benih dapat
dibuat sebagai model numerik, mekanistik dan dinamis.
Model penyimpanan benih yang berkembang saat ini umumnya diperoleh
dari penelitian dengan kondisi lingkungan yang terkendali sehingga bersifat
empiris dan disajikan dalam bentuk persamaan regresi. Salah satu persamaan yang
banyak digunakan dan telah disepakati validitasnya adalah persamaan viabilitas
oleh Ellis dan Roberts (Hong & Ellis 1996). Persamaan tersebut menggambarkan
hubungan antara kelangsungan hidup benih dan lamanya penyimpanan, suhu dan
kadar air benih. Persamaan viabilitas telah menjadi dasar dalam pengembangan
model untuk menduga daya simpan benih diantaranya pada jagung hibrida (Tang
et al. 2000) dan kedelai (Saenong 1986; Yaja et al. 2005; Wang et al. 2010).
Penelitian ini dirancang untuk mendapatkan suatu model penyimpanan
benih kedelai, yang diharapkan dapat bermanfaat tidak hanya dari aspek ilmu
pengetahuan namun juga memberikan manfaat bagi pelaku usaha terutama dalam
upaya penyimpanan benih kedelai.
4
Tujuan
1. Mempelajari perilaku benih kedelai pada sistem penyimpanan terbuka
2. Menyusun model penyimpanan benih kedelai
Hipotesis
1. Terdapat perbedaan perilaku benih kedelai yang disimpan menggunakan jenis
kemasan berbeda pada sistem penyimpanan terbuka
2. Varietas kedelai yang berbeda memiliki perilaku berbeda pada sistem
penyimpanan terbuka
3. Sistem penyimpanan benih kedelai dapat dimodelkan
4. Model penyimpanan yang disusun dapat menduga daya simpan benih kedelai
5
TINJAUAN PUSTAKA
Botani Kedelai
Kedelai termasuk tanaman kacang-kacangan dengan klasifikasi sebagai
berikut : divisi Spermatophyta, kelas Dikotiledon, ordo Polypetales, famili
Leguminoseae, sub famili Papilioniodeae, genus Glycine, spesies Glycine max.
Buah kedelai berbentuk polong dengan jumlah biji rata-rata dua dengan kisaran
satu sampai empat biji tiap polong. Biji kedelai berkeping dua, terbungkus kulit
biji dan tidak mengandung jaringan endosperm (Sumarno & Hartono 1983).
Warna kulit biji kedelai bervariasi dari kuning, hijau, coklat, hitam hingga
kombinasi berbagai warna atau campuran. Kotiledon pada embrio yang sudah tua
berwarna hijau, kuning atau kuning tua, namun umumnya berwarna kuning (Adie
& Krisnawati 2007). Suhartina (2005) mengemukakan bahwa biji kedelai varietas
Anjasmoro berwarna kuning, berbentuk oval, hilum berwarna kuning kecoklatan,
dan bobot 100 biji berkisar 14.8 sampai 15.3 g. Biji kedelai varietas Tanggamus
berwarna kuning, berbentuk oval, hilum berwarna coklat tua, dan bobot 100 biji
11.0 g. Biji kedelai varietas Wilis berwarna kuning, berbentuk oval agak pipih,
hilum berwarna coklat tua, dan bobot 100 biji 10.0 g. Balitkabi (2010) pada tahun
2008 telah melepas kedelai varietas Detam-1 dengan biji berwarna hitam,
berbentuk agak bulat, hilum berwarna putih, dan bobot 100 biji 14.84 g.
Struktur biji kedelai terluar terdiri atas kulit, hilum, mikrofil, dan kalaza.
Kulit benih (testa) merupakan karakter morfologi yang penting bagi benih kedelai
karena menentukan proses fisiologis embrio, sekaligus menjadi penutup dan
pelindung embrio. Biji kedelai yang ada di Indonesia memiliki ketebalan kulit
yang berbeda-beda. Ketebalan lapisan epidermis berkisar antara 0.040 mm
(genotipe MLG 2759 dan MLG 3311) hingga 0.070 mm (MLG 3051). Ketebalan
total kulit berkisar antara 0.245 mm (genotipe MLG 2648) hingga 0.445 mm
(MLG 2989) (Adie & Krisnawati 2007).
Biji kedelai mengandung protein sekitar 46%, karbohidrat 28%, lemak 19%
dan beberapa zat gizi esensial lainnya (Widowati 2007). Kandungan protein
beberapa varietas kedelai dalam negeri berkisar antara 36.9 sampai 45.6% lebih
tinggi dibandingkan kedelai impor yang mengandung protein hanya 36.8%.
6
Kandungan lemak kedelai sebaliknya lebih tinggi kedelai impor yang mencapai
21.7%, sedangkan kedelai dalam negeri antara 13.0 sampai 19.6% (Ginting &
Tastra 2007).
Faktor-faktor yang Mempengaruhi Daya Simpan Benih
Sadjad et al. (1999) mendefinisikan daya simpan (DS) benih sebagai
kemampuan lamanya benih disimpan, sehingga DS merupakan perkiraan waktu
benih mampu untuk disimpan. Daya simpan merupakan parameter viabilitas benih
dalam satuan waktu untuk suatu periode simpan, sehingga memiliki peran yang
penting dalam kaitannya dengan penyimpanan benih.
Justice dan Bass (1994) menyebutkan 10 faktor yang mempengaruhi daya
simpan benih yaitu pengaruh genetik, kondisi sebelum panen, sruktur dan
komposisi benih, benih keras, kemasakan benih, ukuran benih, dormansi benih,
kadar air benih, kerusakan mekanik dan vigor. Kadar air benih selama
penyimpanan dan vigor benih sewaktu disimpan merupakan faktor yang paling
mempengaruhi masa hidup dan umur simpannya.
Penyimpanan benih berkaitan dengan tempat dan perlakuan atau kondisi
yang diberikan terhadap benih tersebut. Justice dan Bass (1994) menyatakan
bahwa selain kadar air, suhu penyimpanan juga merupakan faktor penting yang
mempengaruhi masa hidup benih. Benih yang disimpan pada suhu dan lingkungan
alami kadar airnya akan meningkat seiring dengansemakin lamanya periode
simpan dan akan mengalami keseimbangan dengan lingkungan. Benih yang
berada dalam kemasan yang terbuat dari bahan kedap uap air yang baik akan
menunjukkan perubahan kandungan air yang kecil, sedangkan benih yang berada
dalam bahan tidak kedap uap air kadar aimya akan berubah dengan cepat.
Walters (1998) mengemukakan bahwa suhu dan kadar air benih berperan
penting dalam penyimpanan jangka panjang. Pola dari suatu kemunduran benih
umumnya digambarkan berkenaan dengan kadar air benih tersebut selama
penyimpanan.
Bewley dan Black (1985) menyatakan bahwa faktor genetik mempengaruhi
daya simpan dan viabilitas benih selama periode simpan dari aspek perbedaan
varietas, yaitu varietas berbeda akan menunjukkan karakteristik viabilitas yang
7
berbeda pada kondisi simpan yang sama. Krzyzanowski et al. (2008)
menyebutkan pengaruh genetik lain dari perbedaan varietas yaitu kandungan
lignin pada kulit benih. Kandungan lignin kulit benih dari 12 varietas kedelai yang
diteliti menunjukkan perbedaan yang nyata. Perbedaan kandungan lignin
mempengaruhi daya simpan benih kedelai, semakin tinggi kandungan lignin maka
benih kedelai memiliki daya simpan yang lebih lama. Lignin berperan
meningkatkan daya simpan benih diantaranya melalui resistensi terhadap
gangguan mikroorganisme. Selama periode simpan 12 bulan pada ruangan dengan
suhu 10 0C, ternyata kandungan lignin kulit benih sebanyak 12 varietas tersebut
tidak menunjukkan perubahan yang nyata.
Hubungan Kadar Air dengan Daya Simpan Benih
Air yang berada di dalam benih merupakan suatu sistem yang kompleks dan
memiliki peran penting dalam aktivasi enzim, translokasi dan penggunaan
cadangan bahan simpan. Kadar air yang rendah menyebabkan metabolisme benih
dalam kondisi yang relatif tidak aktif (kondisi quiscence), yang memungkinkan
benih tetap berada pada tingkatan terendah dari aktivitas metabolisme sehingga
menjamin benih tersebut dapat bertahan lama selama penyimpanan (Copeland &
McDonald 1995).
Kadar air benih senantiasa berkeseimbangan dengan kelembaban relatif
udara lingkungan simpan, sehingga peningkatan kelembaban relatif udara akan
mengakibatkan terjadinya peningkatan kadar air benih. Benih dengan kadar air
tinggi menjadi media yang kondusif bagi pertumbuhan cendawan. Cendawan
yang tumbuh dan berkembang pada benih selama penyimpanan akan
memproduksi beberapa enzim eksoseluler, diantaranya lipase yang akan
mendorong peningkatan konsentrasi asam lemak bebas. Peningkatan asam lemak
bebas akan mempercepat kemunduran benih dan mengurangi daya simpan benih
(Halloin 1986).
Hubungan kadar air dengan daya simpan benih, dinyatakan dalam kaidah
Harrington yaitu setiap penurunan kadar air benih satu persen akan meningkatkan
daya simpan benih dua kali lipat, sebaliknya setiap peningkatan kadar air benih
satu persen akan menurunkan daya simpan benih menjadi setengahnya. Kaidah ini
8
berlaku untuk kisaran kadar air 5 sampai 14%. Pada kadar air kurang dari lima
persen akan terjadi kerusakan membran yang akan mempercepat kemunduran
benih, sedangkan pada kadar air lebih dari 14% akan dapat mempercepat
kemunduran benih karena meningkatnya respirasi, suhu dan kemungkinan adanya
serangan cendawan (Copeland & McDonald 1995). Kaidah Harrington tersebut
secara jelas mengindikasikan bahwa suhu dan kadar air benih merupakan faktor
utama yang menentukan viabilitas benih selama penyimpanan (Bewley & Black
1985).
Hasil penelitian Tatipata et al. (2004) menunjukkan bahwa viabilitas benih
kedelai dengan kadar air awal 6 sampai 8% tetap tinggi setelah disimpan selama
enam bulan. Hasil yang sama ditunjukkan Zahrok (2007), benih kedelai yang
disimpan dengan kadar air 7 dan 9% memiliki viabilitas lebih dari 90% setelah
disimpan empat bulan. Yaja et al. (2005) mengemukakan terjadinya penurunan
daya berkecambah benih kedelai yang disimpan dengan kadar air enam persen
pada suhu 15 0C dari 93% menjadi 76% setelah disimpan 16 minggu. Sadjad
(1980) mengemukakan bahwa viabilitas benih kedelai yang disimpan dengan
kadar air 14% turun setelah periode simpan tiga bulan.
Hasil berbagai penelitian menunjukkan bahwa kadar air merupakan faktor
yang paling krusial dalam mempertahankan viabilitas benih selama periode
simpan yang lama (Maguire diacu dalam Khan 1977), sehingga menjadi faktor
yang paling mempengaruhi kemunduran benih yang terjadi sejalan dengan
meningkatnya kadar air (Barton diacu dalam Justice & Bass 1994). Faktor-faktor
yang mempengaruhi penyerapan dan penahanan uap air oleh benih diantaranya
ketebalan dan struktur kulit serta komposisi kimia benih. Komposisi kimia benih
yang berperan dalam peningkatan kadar air adalah protein karena sifatnya yang
higroskopis (mudah menyerap dan menahan uap air), sedangkan karbohidrat
kurang higroskopis dan lipida bersifat hidrofobis (daya tarik terhadap air rendah)
(Justice & Bass 1994).
Hubungan Suhu dengan Daya Simpan Benih
Pengaruh suhu terhadap mutu benih telah dimulai sejak pembentukan dan
perkembangan benih pada pohon induk di lapang. Howell dan Carter diacu dalam
9
Copeland dan McDonald (1995) menemukan bahwa kandungan minyak benih
kedelai dipengaruhi oleh suhu selama proses perkembangan polong. Benih yang
selama proses pematangan berada pada suhu 21 OC mengandung minyak sekitar
19.5%, sedangkan benih yang selama proses pematangan berada pada suhu 30 OC
mengandung minyak sekitar 22.3%.
Suhu merupakan faktor lingkungan yang juga mempengaruhi daya simpan
benih. Pada suhu rendah respirasi berjalan lambat dibanding suhu tinggi, sehingga
viabilitas benih dapat dipertahankan lebih lama. Penyimpanan benih kedelai
dalam suhu kamar selama 6 sampai 10 bulan aman pada kadar air tidak lebih dari
11%. Suhu di tempat penyimpanan benih dipengaruhi langsung oleh lingkungan
di sekitar dan juga oleh kegiatan respirasi oleh benih atau mikroorganisme
(Harrington 1972). Semakin tinggi suhu maka laju kemunduran viabilitas benih
akan semakin meningkat (Copeland & McDonald 1995).
Hubungan suhu dengan daya simpan benih, dinyatakan dalam kaidah
Harrington yaitu untuk setiap kenaikan suhu 5 0C pada tempat penyimpanan maka
umur benih akan menjadi setengahnya, demikian juga sebaliknya jika suhu tempat
penyimpanan turun 5 OC maka umur benih menjadi dua kalinya. Kaidah tersebut
berlaku pada kisaran suhu 0 sampai 50 OC(Copeland & McDonald 1995).
Benih kedelai varietas Mammoth Yellow dengan kadar air 18.1% dan
varietas Otootan dengan kadar air 17.9% rendah yang disimpan pada suhu tinggi
(30 OC), masing-masing memiliki daya berkecambah 14% dan 0% setelah periode
simpan satu bulan. Daya berkecambah kedua varietas dapat dipertahankan tinggi
(≥ 80%) selama lima bulan untuk varietas Mammoth Yellow dan tiga bulan untuk
Otootan ketika disimpan pada suhu 20 OC. Daya simpan benih kedua varietas
semakin lama dengan semakin rendahnya kadar air benih dan suhu ruang simpan
(Justice & Bass 1994).
Purwanti (2004) menyimpulkan bahwa penyimpanan benih kedelai hitam
varietas Ciwalen dan kedelai kuning varietas wilis pada suhu rendah (21-23 OC)
mampu mempertahankan kualitas benih tetap tinggi selama enam bulan disimpan,
namun pada suhu tinggi (27-29 OC) viabilitas benih menjadi sangat rendah hanya
selama dua bulan penyimpanan.
10
Yaja et al. (2005) menyampaikan hasil penelitian penyimpanan benih
kedelai pada berbagai tingkatan kadar air (6, 8, 10, 12%) dan suhu ruang simpan
(15, 20, 25, 30 OC, suhu kamar), bahwa seiring dengan peningkatan suhu ruang
simpan pada seluruh tingkatan kadar air benih ditemukan adanya peningkatan
infeksi cendawan terhadap benih yang disimpan. Peningkatan suhu ruang simpan
juga berkaitan dengan peningkatan nilai pengukuran daya hantar listrik benih
yang menunjukkan tingkat kebocoran atau kerusakan membran.
Hubungan Kemasan dengan Daya Simpan Benih
Peran utama kemasan adalah untuk melindungi bahan yang dikemas dari
kerusakan dan pengaruh luar, hingga bahan tersebut digunakan sesuai dengan
tujuannya (Marsh & Bugusu 2007). Kemasan yang dapat melindungi mutu fisik
benih terutama selama penyimpanan adalah kemasan yang cukup kuat, tahan
pecah dan tidak sobek. Hal yang penting dalam pengemasan adalah bahwa bahan
pengemas dapat menahan masuknya uap air. Sifat permeabilitas bahan pengemas
terhadap uap air sangat penting untuk mempertahankan kadar air serta viabilitas
benih. Sifat penting lainnya adalah bahwa kemasan harus mudah direkatkan
(sealabelity) dan memiliki elastisitas yang baik, harga terjangkau dan mudah
diperoleh (Barlian 1990).
Kemasan benih sangat mempengaruhi viabilitas benih selama penyimpanan
sehingga harus dirancang sedemikian rupa agar dapat melindungi mutu fisik
maupun fisiologi benih. Sudikno (1977) mengemukakan bahwa pengaruh
kemasan terhadap benih dapat dilihat dari dua aspek yaituaspek fisik dan
fisiologis. Pengaruh kemasan terhadap aspek fisik dapat diketahui dari warna,
bobot, kadar air, dan kerusakan mekanis yang diperlihatkan benih, sedangkan
terhadap aspek fisiologis dapat diketahui dari viabilitas benih.
Benih kedelai yang disimpan dalam kantong plastik dan kaleng pada suhu
rendah dan tinggi selama enam bulam, mampu mempertahankan daya tumbuh
(>90%) dan vigor serta pertumbuhan bibit yang tinggi (Purwanti 2004).
Hutahaean (2008) menyampaikan hasil penelitiannya bahwa benih kedelai
varietas Kaba yang disimpan dalam kemasan kantong terigu mengalami
kemunduran yang lebih cepat dibandingkan benih dalam kemasan kaleng dan
11
plastik. Hal tersebut disebabkan kemasan kantong terigu bersifat porous dan tidak
dapat menahan uap air dari lingkungan sekitar terhadap benih tersebut
Benih kedelai yang disimpan pada kemasan yang dapat menahan uap air
mampu mempertahankan viabilitas yang tinggi dibandingkan kemasan yang
permeabel atau porous terhadap uap air (Baciudiacu dalam Arulnandhy &
Senanayake 1984).
Penggunaan kemasan simpan untuk benih telah mengikuti perkembangan
penggunaan kemasan simpan untuk produk pangan yang lebih maju dengan
perhatian utama pada kemampuan kemasan menahan masuknya uap air. Pengaruh
jenis kemasan yang ditunjukkan oleh kemampuannya menahan laju transfer uap
air baik dari lingkungan ke produk pangan maupun dari produk pangan ke
lingkungan disebut permeabilitas. Kerusakan mutu produk pangan kering dapat
dihambat melalui penggunaan kemasan yang memiliki permeabilitas rendah
terhadap uap air karena penyerapan uap air dapat menurunkan mutu produk
pangan (Arpah 2007).
Hubungan Varietas dengan Daya Simpan Benih
Spesies tanaman yang berbeda memiliki daya simpan yang berbeda,
beberapa spesies dapat bertahan lebih lama pada kondisi penyimpanan tertentu
dibandingkan dengan spesies lainnya (Justice & Bass 1994). Delouche (2005)
menyatakan bahwa daya simpan benih merupakan suatu karakteristik yang
melekat pada spesies dan atau varietas, misalnya benih kedelai memiliki daya
simpan yang lebih pendek dibandingkan benih padi.
Perbedaan daya simpan antar varietas telah ditunjukkan pada beberapa hasil
penelitian berdasarkan karakter umum dari varietas yang diuji, diantaranya ukuran
benih. Benih kedelai dikelompokkan menjadi tiga ukuran yaitu benih berukuran
kecil (bobot 8-10 g/100 benih), sedang (10-13 g/100 benih) dan besar (> 13 g/100
benih) (Susanto & Saneto diacu dalam Ginting & Tastra 2007). Kedelai berbiji
sedang atau kecil diantaranya varietas Lokon, Orba, Tidar, Cikuray, Wilis dan
Kaba umumnya lebih tahan terhadap kondisi penyimpanan yang kurang optimal
dibandingkan varietas yang berbiji besar seperti Anjasmoro (Mugnisyah 1990;
Sukarman & Raharjo 2000; Zahrok 2007; Hutahaean 2008). Hal serupa juga
12
ditunjukkan pada penelitian terhadap 10 varietas kedelai yang menyimpulkan
bahwa viabilitas benih berukuran sedang (varietas Malabar, Orba, Raung, dan
Galunggung) lebih cepat turun dibandingkan viabilitas benih berukuran kecil
(varietas Lokon, Petek, Tidar, Wilis, Kerinci, Merbabu) (Sunardi et al. 1993).
Varietas kedelai berbeda menunjukkan kandungan kimia benih yang
berbeda. Benih yang memiliki kandungan lemak tinggi dan karbohidrat rendah
lebih cepat menurun viabilitasnya daripada benih yang memiliki kandungan
lemak rendah dan karbohidrat tinggi, serta benih dengan ukuran besar lebih cepat
menurunviabilitasnya daripada benih yang berukuran kecil karena benih yang
berukuran besar memiliki nisbah selaput benih terhadap benih yang lebih rendah
daripada benih yang berukuran kecil (Sunardi et al. 1993).
Purwanti (2004) menyatakan bahwa perbedaan warna kulit benih juga
mempengaruhi perbedaan ketahanan dalam penyimpanan, yaitu kedelai berkulit
hitam lebih tahan disimpan dibandingkan kedelai berkulit kuning. Menurut
Marwanto (2004), perbedaan ketahanan selama penyimpanan antara kedelai
kuning dengan kedelai hitam disebabkan oleh perbedaan kandungan lignin pada
kulit benih. Kedelai hitam seperti varietas Merapi memiliki kandungan lignin
yang lebih tinggi (15.31%) dibandingkan kedelai kuning seperti varietas LampoBatang (1.43%) sehingga permeabilitas kedelai hitam terhadap uap air juga lebih
rendah. Menurut Krzyzanowski et al. (2008), kandungan lignin pada kulit benih
yang dapat meningkatkan daya tahan benih terhadap tekanan udara dan kerusakan
mekanik yang mungkin dialami benih adalah > 5.0%. Penampang kulit benih
kedelai ditampilkan pada Gambar 1.
A
B
C
Gambar 1 Penampang kulit benih kedelai varietas CD 201, A.lapisan sel palisade,
B. lapisan sel hourglass,dan C. parenkim (Menezes diacu dalam Gris
& Pinho 2012)
13
Lignin adalah suatu polimer fenolik kompleks alami yang terdapat pada
dinding sel termasuk pada kulit benih (Krzyzanowski et al. 2008), dan merupakan
polimer yang paling banyak ditemukan pada jaringan tanaman setelah selulosa
(Gris & Pinho 2012). Pada awal pembentukan sel, lignin berperan menambah
kekuatan struktural sel dan sebagai pelindung polisakarida dari hidrolisis enzim
selulase (Purwaning 2009). Lignin masuk ke dalam dinding sel melalui lamela
tengah dan selanjutnyamenuju ke bagian dalam dari dinding sel, sehingga
akhirnya lignin terdapat pada jaringan tanaman dan kulit benih. Kulit benih
kedelai terdiri atas tiga lapisan yaitu lapisan palisade (la