The use of accelerated aging machine IPB 77 1 MM for varieties screening of soybean (Glycine max L) based on seed vigor related to storability
PEMANFAATAN MESIN PENGUSANGAN CEPAT (MPC)
IPB 77-1 MM UNTUK PENAPISAN VIGOR DAYA SIMPAN
BENIH KEDELAI (Glycine max L.)
RERENSTRADIKA TIZAR TERRYANA
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2013
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis berjudul Pemanfaatan Mesin
Pengusangan Cepat (MPC) untuk Penapisan Vigor Daya Simpan Benih Kedelai
(Glycine max L.) adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing
dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun.
Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun
tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan
dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.
Bogor, Januari 2013
Rerenstradika Tizar Terryana
NRP A251100011
ABSTRACT
RERENSTRADIKA TIZAR TERRYANA. The Use of Accelerated Aging
Machine IPB 77-1 MM for varieties screening of soybean (Glycine max L.) based
on seed vigor related to storability. Supervised by M. RAHMAD SUHARTANTO
and ENY WIDAJATI.
Accelerated Aging Machine IPB 77-1 MM could be used for varieties
screening of soybean (Glycine max L.) based on seed vigor related to storability
with physical or chemical accelerated aging test. The aim of the research were to
find out a simple, fast and accurate accelerated aging method by accelerated aging
machine IPB 77-1 MM which is suitable for varieties screening of soybean based
on seed vigor related to storability. Two methods of accelerated aging test
(physical and chemical treatment) by accelerated aging machine IPB 77-1 MM,
were applied to Anjasmoro soybean seeds varieties. The best accelerated aging
method then was used to 23 soybean seeds varieties screening based on seed vigor
related to storability. The seed vigor related to storability of 23 soybean seeds
varieties which is detected by accelerated aging machine MPC IPB 77-1 MM
were compared with seed vigor related to storability of 23 soybean seeds varieties
which is stored 10 weeks in natural storage system.Result of the experiment
showed that chemical and physical treatment of accelerated aging method in
accelerated aging machine IPB 77-1 MM could decreased seed vigor, but the
chemical treatment could decreased seed vigor more fast and chemical treatment
was more practical and simple. Accelerated aging machine IPB 77-1 MM could
be used for varieties screening of soybean based on seed vigor related to
storability by using electrical conductivity test.
Keywords : seed vigor related to storability detecting method, devigoration,
electrical conductivity
RINGKASAN
RERENSTRADIKA TIZAR TERRYANA. Pemanfaatan Mesin Pengusangan
Cepat (MPC) IPB 77-1 MM untuk Penapisan Vigor Daya Simpan Benih Kedelai
(Glycine max L.) Dibimbing oleh M. RAHMAD SUHARTANTO dan ENY
WIDAJATI.
Penelitian mengenai pemanfaatan mesin pengusangan cepat (MPC) IPB
77-1 MM untuk penapisan varietas benih kedelai telah dilakukan pada bulan
Desember 2011 sampai Agustus 2012, bertempat di Laboratorium Ilmu dan
Teknologi Benih, Departemen Agronomi dan Hortikultura, Institut Pertanian
Bogor. Penelitian bertujuan untuk mendapatkan metode pendugaan vigor daya
simpan benih kedelai secara cepat, mudah dan akurat dengan mesin pengusangan
cepat (MPC) IPB 77-1 MM serta memanfaatkan alat tersebut untuk penapisan
vigor daya simpan beberapa varietas benih kedelai.
Mesin pengusangan cepat (MPC) IPB 77-1 MM merupakan perangkat
keras yang dapat digunakan untuk penerapan metode pengusangan cepat benih.
MPC IPB 77-1 MM yang digunakan merupakan hasil modifikasi Suhartanto
(2011) dengan menyederhanakan bentuk dan ukuran alat (60% dari prototype
sebelumnya), serta menyempurnakan sistem pergerakan benih dalam ruang deraan.
MPC IPB 77-1 MM diharapkan dapat dimanfaatkan untuk mendapatkan informasi
vigor daya simpan benih kedelai secara cepat, mudah dan akurat dalam proses
penentuan kelayakan benih kedelai sebelum penanaman di lapang, karena hingga
saat ini belum terdapat alat yang dapat dimanfaatkan untuk menduga vigor daya
simpan benih kedelai secara cepat, mudah dan akurat
Penelitian dibagi dalam tiga tahap percobaan. Tahap pertama ialah
penentuan metode pengusangan cepat benih kedelai dengan MPC IPB 77-1 MM.
Tahap kedua ialah penapisan beberapa varietas benih kedelai berdasarkan vigor
daya simpannya melalui metode pengusangan cepat benih dengan MPC IPB 77-1
MM. Tahap ketiga adalah pengaruh periode simpan benih terhadap viabilitas dan
vigor benih kedelai.Data hasil percobaan pada tahap kedua dan ketiga selanjutnya
dianalisis dengan membandingkan hasil penapisan berdasarkan vigor daya simpan
secara buatan (VDS-buatan) dengan vigor daya simpan benih secara alami (VDS-alami).
Hasil percobaan menunjukkan bahwa pengusangan cepat benih kedelai
baik secara fisik maupun kimia dapat menurunkan daya berkecambah, indeks
vigor, kecepatan tumbuh dan bobot kering kecambah normal seiring dengan
semakin bertambahnya waktu pengusangan, serta menyebabkan peningkatan daya
hantar listrik secara nyata. Data percobaan menunjukkan variabel daya hantar
listrik lebih peka dalam membedakan setiap hasil perlakuan pengusangan cepat
fisik maupun kimia secara signifikan.
Metode pengusangan cepat benih terbaik dipilih berdasarkan analisis
persamaan regresi linier serta kemudahan dan kecepatan dalam pelaksanaannya.
Hasil percobaan menunjukkan bahwa metode pengusangan cepat benih secara
fisik sama baiknya dengan metode pengusangan cepat benih secara kimia, akan
tetapi metode pengusangan cepat benih secara kimia memerlukan waktu relatif
lebih singkat dalam menurunkan perkecambahan benih hingga 50%. Selain itu
dari segi teknis, metode pengusangan cepat benih kedelai secara kimia relatif
lebih mudah dan cepat dibandingkan dengan metode pengusangan cepat benih
secara fisik.
Hasil percobaan menunjukkan bahwa daya hantar listrik merupakan
variabel yang paling sesuai untuk digunakan dalam penapisan vigor daya simpan
beberapa varietas kedelai dengan menggunakan MPC IPB 77-1 MM, hal ini
dikarenakan variabel daya hantar listrik memiliki nilai persentase kesesuaian
penapisan berdasarkan VDS-buatan dan VDS-alami tertinggi yaitu 78.2% dibandingkan
pada variabel daya berkecambah, indeks vigor dan kecepatan tumbuh. Hal
tersebut didukung oleh hasil percobaan sebelumnya yang menunjukkan bahwa
variabel daya hantar listrik merupakan variabel yang lebih peka dalam
membedakan setiap hasil titik waktu pengusangan cepat benih.
Hasil penapisan secara alami dan buatan menunjukkan bahwa kedelai
varietas Kaba memiliki nilai vigor daya simpan yang konsisten tinggi berdasarkan
variabel daya berkecambah, indeks vigor, kecepatan tumbuh dan daya hantar
listrik. Kedelai varietas Panderman, Lokon dan Grobogan memiliki nilai vigor
daya simpan yang konsisten rendah berdasarkan variabel daya berkecambah,
indeks vigor dan daya hantar listrik, sedangkan varietas Tanggamus memiliki nilai
vigor daya simpan yang konsisten rendah berdasarkan variabel daya berkecambah,
kecepatan tumbuh dan daya hantar listrik. Kedelai varietas Wilis memiliki nilai
vigor daya simpan yang konsisten rendah berdasarkan variabel indeks vigor,
kecepatan tumbuh dan daya hantar listrik.
Kata kunci: daya hantar listrik, devigorasi, metode pendugaan vigor daya simpan
© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2013
Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan
atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan,
penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau
tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan
IPB
Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis ini
dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB
PEMANFAATAN MESIN PENGUSANGAN CEPAT (MPC)
IPB 77-1 MM UNTUK PENAPISAN VIGOR DAYA SIMPAN
BENIH KEDELAI (Glycine max L.)
RERENSTRADIKA TIZAR TERRYANA
Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains
pada
Program Studi Ilmu dan Teknologi Benih
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2013
Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis :
Dr. Ir. Abdul Qadir, M.Si
Judul Tesis : Pemanfaatan Mesin Pengusangan Cepat (MPC) IPB 77-1 MM
untuk Penapisan Vigor Daya Simpan Benih Kedelai
(Glycine max L.)
Nama
: Rerenstradika Tizar Terryana
NRP
: A251100011
Disetujui oleh
Komisi Pembimbing
Dr Ir M. Rahmad Suhartanto, MSi
Ketua
Dr Ir Eny Widajati, MSi
Anggota
Diketahui oleh
Ketua Program Studi
Ilmu dan Teknologi Benih
Dekan Sekolah Pascasarjana
Prof Dr Ir Satriyas Ilyas, MS
Dr Ir Dahrul Syah, MScAgr
Tanggal Ujian: 11 Januari 2013
Tanggal Lulus:
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas segala karunia
Nya sehingga tesis yang berjudul Pemanfaatan Mesin Pengusangan Cepat
(MPC) IPB 77-1 MM untuk Penapisan Vigor Daya Simpan Benih Kedelai
(Glycine max L.) telah berhasil diselesaikan. Penghargaan dan terima kasih yang
tulus penulis sampaikan kepada Dr. Ir. M. Rahmad Suhartanto, M.Si dan Dr. Ir.
Eny Widajati, MS selaku komisi pembimbing yang senantiasa tanpa lelah
memberikan sumbangan pemikiran, kritikan, saran dan nasehat selama
pelaksanaan penelitian dan penulisan tesis ini.
Penghargaan dan terima kasih penulis sampaikan kepada Dr. Ir. Abdul
Qadir, M.Si selaku penguji luar komisi pada ujian tesis dan Prof. Dr. Ir. Satriyas
Ilyas, MS selaku ketua Program Studi Ilmu dan Teknologi Benih, yang telah
memberikan banyak masukan demi kesempurnaan penulisan tesis ini.
Penghargaan dan terima kasih sebesar-besarnya penulis sampaikan kepada
kedua orang tua yaitu ayahanda Drs. Zainuri, SH. M.Pd dan ibunda Dra. Harti
Kartini, M.Pd, kepada kedua adik tercinta Pupimadita Tizar Afdora, S.Si dan
Damangrea Tizar Balamrayoga, ST, serta kepada Amri Nuryadin dan seluruh
keluarga atas segala pengorbanan, dukungan dan limpahan kasih sayang yang tak
terhingga sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis ini.
Dalam kesempatan ini penulis juga menyampaikan terima kasih kepada
penanggung
jawab
Laboratorium
Terpadu
Departemen
Agronomi
dan
Hortikultura (Bu Elly, Pak Rahmad dan Nova). Ucapan terima kasih setulusnya
penulis sampaikan kepada seluruh anggota dan pengurus FORSCA. Terima kasih
penulis ucapkan atas dukungan teman-teman Sekolah Pascasarjana IPB
Departemen Agronomi dan Hortikultura (AGH, ITB, PBT). Terima kasih khusus
penulis ucapkan kepada teman-teman Program Studi Ilmu dan Teknologi Benih
angkatan 2010: Candra Budiman, Agus Hasbianto, Anis Andrini, Cici Tresniawati,
Evi Dwi Sulistya, Noflindawati, Patta Sija, Ratri Tri Hapsari, Rini Rosliany,
Yulianus R. Matana, Pepi Nur Susilawati dan Ikrarwati atas perhatian dan
motivasinya selama ini.
Penghargaan dan terima kasih setulusnya juga penulis sampaikan kepada
Dian Fahrianty, Yulia Delsi, Ida Widiyawati, Mutiara Dewi, Ahmad Rifqi Fauzi,
Engelbert Manaroinsong, Nope Gromikora, Apriana Vinasyiam, Nadia Mega
Aryani dan Siti Gusti Ningrum yang senantiasa memberi dukungan dan bantuan
dalam pelaksanaan penelitian maupun dalam penulisan tesis ini.
Akhir kata penulis ucapkan terima kasih dan penghargaan sebesarbesarnya kepada seluruh pihak yang telah membantu demi kelancaran penelitian
yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu. Semoga karya ilmiah ini dapat
bermanfaat bagi kita semua.
Bogor, Januari 2013
Rerenstradika Tizar Terryana
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Pamekasan, Jawa Timur pada tanggal 26 Januari
1986 sebagai anak sulung dari pasangan bapak Zainuri dan ibu Harti Kartini.
Penulis merupakan anak pertama dari tiga bersaudara.
Pada tahun 2004 penulis lulus dari Sekolah Menengah Atas Negeri 8
Malang. Pada tahun yang sama penulis melanjutkan pendidikan pada Program
Studi Agronomi, Jurusan Budidaya Pertanian, Universitas Brawijaya, Malang.
Selama pendidikan penulis pernah menjadi asisten mata kuliah Budidaya
Tanaman Pangan (2007), Budidaya Tanaman Perkebunan (2008), Dasar
Hortikultura (2007-2008) dan Ekologi Tanaman (2008). Penulis memperoleh
gelar Sarjana Pertanian pada tahun 2008.
Pada tahun 2010 penulis melanjutkan program Magister pada Program
Studi Ilmu dan Teknologi Benih, Sekolah Pascasarjana IPB.
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL .......................................................................................... xiv
DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... xvi
DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................. xviii
PENDAHULUAN...........................................................................................
1
Latar Belakang .....................................................................................
Tujuan Penelitian .................................................................................
Ruang Lingkup Penelitian ....................................................................
1
3
3
TINJAUAN PUSTAKA .................................................................................
5
Sifat Fisik dan Kimia Benih Kedelai ...................................................
Vigor dan Kemunduran Benih .............................................................
Vigor Daya Simpan ..............................................................................
Pengusangan Cepat Benih ....................................................................
Penyimpanan Benih Kedelai ................................................................
Mesin Pengusangan Cepat (MPC) IPB 77-1 MM ...............................
5
6
8
9
10
12
METODE ........................................................................................................
13
Tempat dan Waktu Penelitian ..............................................................
Bahan dan Alat Penelitian ....................................................................
Spesifikasi Mesin Pengusangan Cepat (MPC) IPB 77-1 MM .............
Metode Penelitian ................................................................................
Pengamatan ..........................................................................................
13
13
13
16
25
HASIL DAN PEMBAHASAN ......................................................................
28
Penentuan Metode Pengusangan Cepat Benih Kedelai dengan MPC
IPB 77-1 MM ................................................................................. 28
Penapisan 23 Varietas Benih Kedelai berdasarkan Vigor Daya
Simpannya melalui Metode Pengusangan Cepat Benih secara
Kimia menggunakan MPC IPB 77-1 MM ..................................... 36
Pengaruh Periode Simpan Benih terhadap Viabilitas dan Vigor
Benih Kedelai ................................................................................. 43
Vigor Daya Simpan Benih 23 Varietas Kedelai pada Sistem
Penyimpanan Alami ....................................................................... 47
Analisis Perbandingan Hasil Penapisan 23 Varietas Kedelai
berdasarkan Vigor Daya Simpan secara Buatan dengan Vigor
Daya Simpan secara Alami (VDS-buatan VS VDS-alami) ...................... 53
KESIMPULAN............................................................................................... 61
DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... 62
LAMPIRAN .................................................................................................... 66
DAFTAR TABEL
Halaman
1.
Pengaruh waktu pengusangan cepat benih kedelai secara fisik terhadap
variabel daya berkecambah (DB), indeks vigor (IV), kecepatan tumbuh
(KCT), bobot kering kecambah normal (BKKN) dan daya hantar listrik
(DHL) .......................................................................................................
28
Pengaruh waktu pengusangan cepat benih kedelai secara kimia
terhadap variabel daya berkecambah (DB), indeks vigor (IV),
kecepatan tumbuh (KCT), bobot kering kecambah normal (BKKN) dan
daya hantar listrik (DHL)..........................................................................
31
Rekapitulasi persamaan regresi linier, koefisien korelasi (r) dan
koefisien determinasi (R2) antara variabel pengujian viabilitas dan vigor
benih kedelai dengan waktu pengusangan cepat benih secara fisik dan
kimia .........................................................................................................
33
4.
Vigor awal (%) benih 23 varietas kedelai ................................................
37
5.
Sudut kemiringan (α) garis regresi linier dan nilai vigor daya simpan
(VDS) 23 varietas benih kedelai pada variabel daya berkecambah (DB)
benih setelah pengusangan cepat benih secara kimia ...............................
38
Sudut kemiringan (α) garis regresi linier dan nilai vigor daya simpan
(VDS) 23 varietas benih kedelai pada variabel indeks vigor (IV) benih
setelah pengusangan cepat benih secara kimia .........................................
40
Sudut kemiringan (α) garis regresi linier dan nilai vigor daya simpan
(VDS) 23 varietas benih kedelai pada variabel kecepatan tumbuh (KCT)
benih setelah pengusangan cepat benih secara kimia ...............................
41
Sudut kemiringan (α) garis regresi linier dan nilai vigor daya simpan
(VDS) 23 varietas benih kedelai pada variabel daya hantar listrik (DHL)
benih setelah pengusangan cepat benih secara kimia ...............................
42
Pengaruh periode simpan benih kedelai terhadap variabel daya
berkecambah (%) ......................................................................................
44
10. Pengaruh periode simpan benih kedelai terhadap variabel daya hantar
listrik (µS cm-1 g-1) ...................................................................................
45
11. Sudut kemiringan (α) garis regresi linier dan nilai vigor daya simpan
(VDS) 23 varietas benih kedelai selama penyimpanan pada variabel
daya berkecambah (DB) ...........................................................................
48
2.
3.
6.
7.
8.
9.
Halaman
12. Sudut kemiringan (α) garis regresi linier dan nilai vigor daya simpan
(VDS) 23 varietas benih kedelai selama penyimpanan pada variabel
indeks vigor (IV) .......................................................................................
50
13. Sudut kemiringan (α) garis regresi linier dan nilai vigor daya simpan
(VDS) 23 varietas benih kedelai selama penyimpanan pada variabel
kecepatan tumbuh (KCT) ...........................................................................
51
14. Sudut kemiringan (α) garis regresi linier dan nilai vigor daya simpan
(VDS) 23 varietas benih kedelai selama penyimpanan pada variabel
daya hantar listrik (DHL) ..........................................................................
52
15. Perbandingan hasil penapisan 23 varietas benih kedelai berdasarkan
vigor daya simpan secara buatan (VDS-buatan) dengan vigor daya simpan
secara alami (VDS-alami) pada variabel daya berkecambah .........................
54
16. Perbandingan hasil penapisan 23 varietas benih kedelai berdasarkan
vigor daya simpan secara buatan (VDS-buatan) dengan vigor daya simpan
secara alami (VDS-alami) pada variabel indeks vigor ...................................
55
17. Perbandingan hasil penapisan 23 varietas benih kedelai berdasarkan
vigor daya simpan secara buatan (VDS-buatan) dengan vigor daya simpan
secara alami (VDS-alami) pada variabel kecepatan tumbuh .........................
56
18. Perbandingan hasil penapisan 23 varietas benih kedelai berdasarkan
vigor daya simpan secara buatan (VDS-buatan) dengan vigor daya simpan
secara alami (VDS-alami) pada variabel daya hantar listrik ..........................
58
19. Rekapitulasi pengelompokan hasil penapisan 23 varietas benih kedelai
berdasarkan vigor daya simpan secara buatan (VDS-buatan) dengan vigor
daya simpan secara alami (VDS-alami) pada variabel daya berkecambah
(DB), indeks vigor (IV), kecepatan tumbuh (KCT) dan daya hantar
listrik (DHL) .............................................................................................
59
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1.
Struktur benih kedelai ...............................................................................
5
2.
Tampak bagian depan MPC IPB 77-1 MM ..............................................
14
3.
Tampak bagian dalam MPC IPB 77-1 MM..............................................
14
4.
Tampak bagian samping MPC IPB 77-1 MM ..........................................
15
5.
Perangkat pengusangan fisik pada MPC IPB 77-1 MM...........................
16
6.
Perangkat pengusangan kimia pada MPC IPB 77-1 MM.........................
16
7.
Skema tahapan penelitian .........................................................................
17
8.
Kurva hubungan waktu pengusangan cepat benih kedelai secara fisik
dengan daya berkecambah benih kedelai .................................................
34
Kurva hubungan waktu pengusangan cepat benih kedelai secara kimia
dengan daya berkecambah benih kedelai .................................................
35
10. Kurva laju penurunan vigor dua varietas benih kedelai (Krakatau dan
Argopuro) hasil pengusangan cepat benih secara kimia pada variabel
daya berkecambah ....................................................................................
39
11. Kurva laju penurunan vigor dua varietas benih kedelai (Seulawah dan
Tanggamus) selama periode penyimpanan benih pada variabel daya
berkecambah .............................................................................................
49
9.
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1.
Deskripsi kedelai varietas Burangrang .....................................................
66
2.
Deskripsi kedelai varietas Sinabung .........................................................
67
3.
Deskripsi kedelai varietas Wilis ...............................................................
68
4.
Deskripsi kedelai varietas Kaba................................................................
69
5.
Deskripsi kedelai varietas Anjasmoro ......................................................
70
6.
Deskripsi kedelai varietas Malabar...........................................................
71
7.
Deskripsi kedelai varietas Dempo ............................................................
72
8.
Deskripsi kedelai varietas Lawit ...............................................................
73
9.
Deskripsi kedelai varietas Tanggamus .....................................................
74
10. Deskripsi kedelai varietas Argopuro ........................................................
75
11. Deskripsi kedelai varietas Ijen ..................................................................
76
12. Deskripsi kedelai varietas Lokon..............................................................
77
13. Deskripsi kedelai varietas Panderman ......................................................
78
14. Deskripsi kedelai varietas Ratai................................................................
79
15. Deskripsi kedelai varietas Rajabasa..........................................................
80
16. Deskripsi kedelai varietas Tidar ...............................................................
81
17. Deskripsi kedelai varietas Grobogan ........................................................
82
18. Deskripsi kedelai varietas Dieng ..............................................................
83
19. Deskripsi kedelai varietas Kawi ...............................................................
84
20. Deskripsi kedelai varietas Krakatau .........................................................
85
21. Deskripsi kedelai varietas Pangrango .......................................................
86
22. Deskripsi kedelai varietas Sindoro ...........................................................
87
Halaman
23. Deskripsi kedelai varietas Seulawah .........................................................
88
24. Persamaan regresi linier, koefisien determinasi (R2) dan koefisien
korelasi (r) pengaruh pengusangan cepat benih secara kimia terhadap
variabel daya berkecambah .......................................................................
89
25. Persamaan regresi linier, koefisien determinasi (R2) dan koefisien
korelasi (r) pengaruh pengusangan cepat benih secara kimia terhadap
variabel indeks vigor .................................................................................
90
26. Persamaan regresi linier, koefisien determinasi (R2) dan koefisien
korelasi (r) pengaruh pengusangan cepat benih secara kimia terhadap
variabel kecepatan tumbuh........................................................................
91
27. Persamaan regresi linier, koefisien determinasi (R2) dan koefisien
korelasi (r) pengaruh pengusangan cepat benih secara kimia terhadap
variabel daya hantar listrik ........................................................................
92
28. Persamaan regresi linier, koefisien determinasi (R2) dan koefisien
korelasi (r) pengaruh periode simpan benih terhadap variabel daya
berkecambah .............................................................................................
93
29. Persamaan regresi linier, koefisien determinasi (R2) dan koefisien
korelasi (r) pengaruh periode simpan benih terhadap variabel indeks
vigor ..........................................................................................................
94
30. Persamaan regresi linier, koefisien determinasi (R2) dan koefisien
korelasi (r) pengaruh periode simpan benih terhadap variabel kecepatan
tumbuh ......................................................................................................
95
31. Persamaan regresi linier, koefisien determinasi (R2) dan koefisien
korelasi (r) pengaruh periode simpan benih terhadap variabel daya
hantar listrik ..............................................................................................
96
32. Pengaruh waktu pengusangan cepat benih secara kimia terhadap
variabel daya berkecambah (%) ................................................................
97
33. Pengaruh waktu pengusangan cepat benihsecara kimia terhadap
variabel daya hantar listrik(µS cm-1 g-1) ...................................................
98
1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Kedelai (Glycine max L.) merupakan bahan pangan penting dan sumber
protein nabati dengan kadar protein mencapai 36.8-45.6% (Ginting & Tasra 2007).
Kedelai merupakan bahan baku utama bagi industri tempe, tahu dan kecap yang
merupakan pangan yang tidak dapat terpisahkan dari kehidupan. Hingga saat ini
upaya peningkatan produksi kedelai di Indonesia belum mampu memenuhi
kebutuhan industri pangan tersebut. Produksi kedelai pada tahun 2010 mengalami
penurunan sebesar 6.93% dibandingkan pada tahun 2009 yaitu dari 974.512 t
menjadi 907.031 t. Penurunan produksi kedelai semakin meningkat sebesar 6.97%
pada tahun 2011 (Badan Pusat Statistik 2011).
Kendala utama dalam peningkatan produksi kedelai yaitu usahatani
kedelai tidak dilakukan sepanjang tahun karena masih bertumpu pada lahan
pertanian di pulau Jawa yang dibudidayakan setelah tanaman padi serta mutu
benih kedelai cepat mengalami kemunduran selama masa penyimpanan, sehingga
keberadaan benih bermutu sulit didapatkan petani. Benih kedelai cepat mengalami
kemunduran selama masa penyimpanan karena sifatnya yang sangat peka
terhadap suhu dan kelembaban udara (Sadjad 1980). Vigor daya simpan
merupakan parameter vigor benih yang ditunjukkan dengan kemampuan benih
selama penyimpanan dalam keadaan sub optimum (Sadjad et al. 1999). Lot benih
yang menunjukkan daya berkecambah yang sama belum tentu mempunyai vigor
daya simpan yang sama, oleh karena itu vigor daya simpan benih merupakan
informasi penting yang dibutuhkan produsen, konsumen, ilmuwan, dan analis
benih.
Vigor daya simpan benih dapat dideteksi melalui berbagai simulasi
metode baik kualitatif maupun kuantitatif, diantaranya dengan Sistem Multiplikasi
Devigorasi (SMD) dengan pengusangan cepat fisik atau kimia (Sadjad 1994).
SMD merupakan suatu metode devigorasi benih secara cepat untuk menduga
vigor daya simpan benih. Terdapat dua metode devigorasi pada SMD, yaitu secara
fisik dan kimia. SMD secara fisik dapat dilakukan dengan metode pengusangan
cepat benih dengan menggunakan uap air panas. Devigorasi secara fisik dengan
2
menggunakan uap air panas dapat menciptakan kondisi lembab dan panas pada
benih, sehingga dapat mengakibatkan penurunan viabilitas benih secara gradual
(Suhartanto 1994).
Metode SMD kimia dapat dilakukan dengan metode pengusangan cepat
benih dengan menggunakan uap etanol. Hasil penelitian Saenong (1986),
menunjukkan bahwa dalam benih kedelai terjadi peningkatan kadar etanol
sehingga mengakibatkan terjadinya penurunan viabilitas benih selama masa
penyimpanan. Penderaan benih dengan uap etanol dengan intensitas yang semakin
tinggi dapat menurunkan viabilitas benih secara gradual (Pian 1981; Saenong
1986; Setyawati 1989; Pramono 2000). Pian (1981) menjelaskan bahwa etanol
menyebabkan kerusakan membran sel yang dapat mengakibatkan kebocoran
glukosa, nitrogen dan fosfor pada benih; serta menurunkan aktifitas enzim amilase,
dehidrogenase, peroksidase dan dekarboksilase asam glutamat, mengakibatkan
kerusakan membran sel dan menurunnya aktivitas enzim sehingga aktivitas sel
berkurang bahkan terhenti.
Perangkat keras yang dapat digunakan dalam SMD ialah Mesin
Pengusangan Cepat (MPC). Pada tahun 1977, Sadjad merancang MPC IPB 77-1
untuk menduga daya simpan benih melalui metode pengusangan cepat secara
kimia. MPC IPB 77-1 masih memiliki kelemahan pada periode waktu penderaan
yang relatif lama. Selanjutnya MPC IPB 77-1 tersebut dimodifikasi menjadi MPC
IPB 77-1 M. Berdasarkan hasil penelitian Sadjad (1992), terjadi peningkatan
efisiensi lama waktu penderaan benih dengan MPC IPB 77-1 M dari 60 menit
menjadi 30 menit untuk benih jagung, dan dari 30 menit menjadi 20 menit untuk
benih kedelai. Mesin tersebut masih memiliki kelemahan dimana benih
mengalami gesekan antar butiran serta kelembaban nisbi yang tinggi dan suhu
tidak optimum. Pada tahun 1994, dirakit MPC IPB 77-1 MM yang merupakan
hasil modifikasi MPC IPB 77-1 dan MPC 77-1 M untuk menyempurnakan sistem
pergerakan benih dalam ruang deraan dibandingkan dengan prototype yang ada
sebelumnya.
Penelitian uji SMD secara fisik dan kimia pada kasus kemunduran
viabilitas benih kedelai akibat goncangan telah dilakukan Suhartanto (1994)
dengan MPC IPB 77-1 MM. Hasil penelitian tersebut menunjukkan bahwa MPC
3
IPB 77-1 MM dapat mengindikasikan kemunduran viabilitas benih kedelai akibat
goncangan berdasarkan SMD fisik. Pada tahun 2011, MPC IPB 77-1 MM
dimodifikasi lebih lanjut untuk menyempurnakan bentuk alat dan sistem
pergerakan benih dalam ruang deraan. MPC IPB 77-1 MM juga dirancang untuk
memungkinkan terjadinya devigorasi benih secara bertahap agar proses devigorasi
hanya terfokus pada benih yang akan didera. Devigorasi dilakukan dengan
menempatkan benih dalam keadaan non-stasioner dan dilakukan dengan
menggunakan uap panas (fisik) atau uap etanol (kimia) dalam waktu yang
bertahap.
Penelitian ini akan menguji efektivitas MPC IPB 77-1 MM dalam
pendugaan vigor daya simpan beberapa varietas benih kedelai, karena hingga saat
ini belum terdapat alat yang dapat digunakan untuk menduga vigor daya simpan
benih kedelai secara cepat, mudah dan akurat. Oleh karena itu, MPC IPB 77-1
MM diharapkan dapat dimanfaatkan secara efektif untuk mendapatkan informasi
vigor daya simpan benih kedelai secara cepat, mudah dan akurat dalam proses
penentuan kelayakan benih kedelai sebelum tahap penanaman di lapang.
Informasi hasil pengujian mutu benih kedelai yang akurat, mudah dan cepat akan
sangat dibutuhkan dan bermanfaat bagi para produsen, konsumen, ilmuwan
maupun analis benih.
Tujuan Penelitian
Tujuan yang ingin dicapai pada penelitian ialah:
1.
Mendapatkan metode pendugaan vigor daya simpan benih kedelai secara
cepat, mudah dan akurat dengan MPC IPB 77-1 MM.
2.
Memanfaatkan MPC IPB 77-1 MM untuk penapisan vigor daya simpan
beberapa varietas benih kedelai.
Ruang Lingkup Penelitian
Berbagai penelitian yang saling terkait diperlukan untuk menjawab tujuan
dan menguji kebenaran hipotesis yang telah diajukan. Oleh karena itu, penelitian
ini dibagi menjadi 3 bagian penelitian yang saling terkait, yaitu (1) penentuan
4
metode pengusangan cepat benih kedelai dengan MPC IPB 77-1 MM; (2)
penapisan varietas benih kedelai berdasarkan vigor daya simpannya melalui
metode pengusangan cepat benih menggunakan MPC IPB 77-1 MM; (3) pengaruh
periode simpan benih terhadap viabilitas dan vigor benih kedelai; (4)analisis
perbandingan hasil penapisan beberapa varietas benih kedelai berdasarkan vigor
daya simpan secara buatan (VDS-buatan) dengan vigor daya simpan benih secara
alami (VDS-alami).
5
TINJAUAN PUSTAKA
Sifat Fisik dan Kimia Benih Kedelai
Benih kedelai (Glycine max L.) merupakan benih famili Leguminosae
yang terdiri dari embrio dan kulit benih. Bagian embrio terdiri dari plumula, poros
hipokotil akar (axis) serta dua kotiledon. Plumula embrio terdiri dari dua calon
daun dan titik tumbuh, sedangkan poros hipokotil akar merupakan bagian embrio
yang terletak di bawah kotiledon (Afifah 1991). Kotiledon mengandung bahan
makanan yang terdiri dari lemak dan protein yang jumlahnya berbeda-beda setiap
varietas, yaitu kandungan lemak kurang lebih 21% dan kandungan protein 40%
(Afifah 1991). Struktur benih kedelai dapat dilihat pada Gambar 1.
Gambar 1 Struktur benih kedelai
Menurut Justice dan Bass (2002), daya simpan benih dipengaruhi oleh
faktor genetik antara lain struktur kulit benih dan komposisi kimia dalam benih.
Kulit benih kedelai tipis sehingga mudah terinfeksi cendawan, bakteri dan virus,
serta rentan terhadap kerusakan fisik dan mekanik. Berdasarkan komposisi
kimianya, benih kedelai termasuk kedalam kelompok benih berlemak dan
berprotein tinggi sebesar 18-50%. Komposisi kimia benih berhubungan dengan
daya simpan benih. Hasil penguraian lemak tak jenuh dalam benih akan
menghasilkan asam lemak bebas yang kemudian akan terurai menjadi radikal
bebas yang akan merusak fungsi enzim dalam proses metabolisme benih, yang
pada akhirnya akan mengakibatkan benih cepat mengalami kemunduran
(Wirawan dan Wahyuni 2002).
6
Mutu fisiologis benih kedelai tergolong cepat mengalami kemunduran
yang ditandai oleh penurunan viabilitas dan vigor benih akibat laju respirasi yang
meningkat pada kondisi suhu dan kelembaban yang relatif tinggi (Wirawan dan
Wahyuni 2002; Rahayu et al. 2009). Hasil penelitian Tatipata et al. (2004)
menunjukkan benih kedelai yang mengalami kemunduran, mengalami penurunan
kadar fosfolipid, protein membran, fosfor anorganik mitokondria, aktivitas
spesifik suksinat dehidrogenase dan sitokrom oksidase serta laju respirasi.
Penelitian sebelumnya mengenai benih kedelai menemukan bahwa
varietas kedelai berbiji sedang atau kecil umumnya memiliki kulit berwarna gelap,
tingkat permeabilitas rendah dan memiliki ketahanan yang lebih baik terhadap
kondisi penyimpanan yang kurang optimal dan tahan terhadap deraan cuaca
lapang dibanding varietas yang berbiji besar dan berkulit terang (Mugnisyah
1991). Sukarman dan Raharjo (2000) melaporkan bahwa varietas kedelai berbiji
kecil dan berkulit gelap lebih toleran terhadap deraan fisik (suhu 42oC dan
kelembaban 100%) dibanding kedelai varietas berbiji besar dan berkulit terang.
Varietas Cikuray (berbiji sedang, kulit berwarna hitam) dan varietas Tidar (berbiji
kecil, kulit berwarna kuning) memiliki daya simpan yang lebih baik dibandingkan
dengan varietas Wilis (berbiji sedang, berkulit kuning). Daya tumbuh benih
varietas Wilis menurun hingga 60% setelah lima bulan penyimpanan, sedangkan
daya berkecambah benih varietas Cikuray dan varietas Tidar masih lebih dari 80%
setelah lima bulan penyimpanan.
Vigor dan Kemunduran Benih
Vigor benih merupakan kemampuan benih untuk tumbuh normal pada
kondisi sub optimum. Sadjad et al. (1999) mengkategorikan vigor benih menjadi
dua yaitu vigor kekuatan tumbuh dan vigor daya simpan, dimana keduanya
merupakan parameter yang dapat mencerminkan kondisi vigor benih. Menurut
Copeland dan McDonald (1985), faktor-faktor yang mempengaruhi vigor benih
adalah kondisi lingkungan selama perkembangan benih, kondisi genetik benih dan
lingkungan penyimpanan. Faktor genetik meliputi tingkat kekerasan benih, vigor
tanaman induk, daya tahan terhadap kerusakan mekanik dan komposisi kimia
benih. Faktor lingkungan perkembangan benih meliputi kelembaban, kesuburan
7
tanah dan pemanenan benih, sedangkan faktor penyimpanan benih meliputi waktu
penyimpanan dan lingkungan penyimpanan (suhu, kelembaban dan persediaan
oksigen).
Benih memiliki vigor jika benih mampu menumbuhkan tanaman normal
meski kondisi alam tidak optimum atau sub optimum. Benih yang vigor akan
menghasilkan produk diatas normal jika ditumbuhkan pada kondisi optimum.
Vigor benih mencapai tingkat maksimum pada saat benih masak fisiologis, dan
harus dipertahankan selama proses pemanenan dan proses pengolahan. Benih
yang memiliki vigor tinggi pada saat masak fisiologis akan memiliki daya simpan
panjang (Sadjad et al. 1999).
Pengujian vigor benih sangat dperlukan untuk mengetahui dengan jelas
mutu benih yang akan digunakan. Menurut Venter (2000), secara umum metode
uji vigor benih dapat dibagi kedalam beberapa kelompok yaitu uji pada kondisi
cekaman, uji biokimia, uji pertumbuhan dan evaluasi kecambah. Metode
pengusangan cepat (accelerated aging test), pengusangan cepat terkontrol
(control deterioration test) dan metode suhu dingin merupakan uji vigor benih
terhadap cekaman. Metode pengujian vigor benih dapat diterapkan setelah
memenuhi syarat diantaranya metode tersebut bersifat murah, mudah dilakukan,
tepat guna, objektif, dapat dikembangkan dan berkorelasi dengan pertumbuhan
benih di lapang (Copeland dan Mc Donald 1985).
Kemunduran
benih
merupakan
proses
penurunan
mutu
secara
berangsur-angsur dan kumulatif serta tidak dapat balik (irreversible) akibat
perubahan fisiologis yang disebabkan oleh faktor dalam. Kemunduran benih
beragam, baik antar jenis, antar varietas, antar lot, bahkan antar individu dalam
suatu lot benih. Kemunduran benih dapat menimbulkan perubahan secara
menyeluruh di dalam benih dan berakibat pada penurunan viabilitas benih. Proses
penuaan atau mundurnya vigor secara fisiologis ditandai dengan penurunan daya
berkecambah, peningkatan jumlah kecambah abnormal, penurunan pemunculan
kecambah di lapangan (field emergence), terhambatnya pertumbuhan dan
perkembangan tanaman, meningkatnya kepekaan terhadap lingkungan yang
ekstrim yang akhirnya dapat menurunkan produksi tanaman (Copeland dan
McDonald 1985).
8
Kemunduran benih dapat menimbulkan perubahan menyeluruh di dalam
benih, baik fisik, fisiologi maupun kimiawi yang mengakibatkan menurunnya
viabilitas benih (Sadjad 1994). Benih yang mengalami proses deteriorasi akan
menyebabkan turunnya kualitas dan sifat benih jika dibandingkan pada saat benih
tersebut mencapai masa fisiologinya. Vigor benih tertinggi dicapai pada saat
masak fisiologi, setelah itu benih akan mengalami kemunduran secara perlahanlahan sampai akhirnya mati. Salah satu sebab pemicu laju kemunduran benih ialah
kandungan air dalam benih. Kadar air dalam benih dipengaruhi oleh kemampuan
benih dalam menyerap dan menahan uap air. Kemampuan menahan dan menahan
uap air setiap benih berbeda, tergantung ketebalan dan struktur kulit benih serta
komposisi kimia dalam benih (Justice dan Bass 2002).
Vigor Daya Simpan
Vigor daya simpan (VDS) ialah suatu parameter vigor benih yang
ditunjukkan dengan kemampuan benih untuk disimpan dalam keadaan
suboptimum (Sadjad et al. 1999). Benih yang memiliki VDS tinggi mampu
disimpan untuk periode simpan yang normal dalam keadaan sub optimum dan
akan lebih panjang daya simpannya jika dalam keadaan ruang simpan optimum.
Benih yang memiliki daya simpan lama berarti benih tersebut mampu melampaui
periode simpan yang panjang. Jika benih telah melampaui masa penyimpanan dan
masih memiliki vigor kekuatan tumbuh yang tinggi, maka dapat dikatakan benih
tersebut memiliki VDS yang tinggi.
Analisis
VDS
dapat
dikembangkan
berkat
ditemukannya
metode
pengusangan cepat benih yang menjabarkan kemunduran benih secara buatan.
Deteriorasi merupakan kemunduran benih secara alami, sedangkan devigorasi
merupakan kemunduran benih secara buatan dengan proses pengusangan cepat
benih (Sadjad 1993).
Analisis VDS dikembangkan untuk mengukur sejauh mana benih dapat
disimpan,
disimulasi
dengan
metode
pengusangan
cepat
benih.
Benih
diperlakukan dalam kondisi cekaman buatan berupa suhu dan kelembaban udara
tinggi ataupun berupa memberikan bahan kimia ke dalam benih. Apabila vigor
benih mengalami penurunan secara cepat dalam waktu pendek setelah diberi
9
perlakuan cekaman dan menunjukkan laju penurunan tidak berbeda dengan benih
yang disimpan pada kondisi alami untuk suatu periode simpan tertentu, maka
perlakuan cekaman tersebut dapat digunakan untuk menduga vigor daya simpan
benih secara langsung. Pendugaan VDS secara tidak langsung juga dapat dilakukan
dengan membuat model simulasi yang menggambarkan hubungan VDS dengan
daya simpan benih secara alami (Sadjad et al. 1999).
Pengusangan Cepat Benih
Kemunduran benih secara alami lazimnya disebut dengan istilah
deteriorasi, sedangkan penurunan viabilitas benih yang diakibatkan oleh
perlakuan non alami seperti yang dilakukan melalui proses pengusangan cepat,
disebut dengan istilah devigorasi. Devigorasi ialah suatu metode untuk menduga
daya simpan benih. Terdapat dua metode devigorasi yaitu pengusangan cepat
benih secara fisik dan kimia. Secara fisik, benih disimpan pada suhu dan
kelembaban relatif tinggi selama beberapa hari tergantung dari spesies. Metode ini
merupakan metode uji vigor yang mana benih diberi kondisi sub optimum
sebelum benih dikecambahkan. Metode uji vigor secara kimia yaitu dengan
merendam atau menguapkan benih dengan menggunakan cairan kimia (alkohol).
Menurut Mugnisjah et al. (1994), uji pengusangan dipercepat tergolong dalam uji
vigor benih pada lingkungan sub optimum, tetapi lingkungan tersebut diberikan
sebelum benih dikecambahkan. Uji ini bermanfaat untuk menduga berapa lama
benih dapat disimpan sehingga nantinya informasi yang dihasilkan akan sangat
berguna bagi produsen, konsumen, ilmuwan dan analis benih.
Metode pengusangan cepat secara kimia dapat dilakukan dengan
menggunakan larutan etanol, uap etanol jenuh maupun larutan metanol. Addai dan
Kantanka (2006) melakukan perendaman benih kedelai dalam 20% cairan etanol
dan 20% cairan metanol selama 2 jam, kemudian menyimpulkan bahwa
perendaman dalam cairan etanol memberikan indikasi yang lebih baik pada vigor
daya simpan beberapa varietas kedelai dibandingkan dalam cairan metanol.
Addai dan Kantanka (2006) mengemukakan bahwa etanol umumnya
merupakan metode seleksi yang lebih efektif dibandingkan dengan metode
lainnya. Cairan etanol dinyatakan efektif karena telah menyebabkan perubahan
10
pada sekuens yang sama dalam proses deteriorasi yang telah mengkarakterisasi
penderaan benih selama penyimpanan. Proses degradasi membran dan hilangnya
permeabilitas kontrol terjadi saat benih mengalami penderaan khususnya selama
penyimpanan.
Proses
produksi
energi
dan
biosintesis
dirusak
dengan
menghasilkan penurunan rata-rata respirasi dan pemindahan bahan kering dari
jaringan pendukung ke aksis embrionik, sehingga benih memperlihatkan tingkat
kehilangan resistensi yang besar pada cekaman lingkungan.
Etanol adalah senyawa organik yang bersifat polar yang dapat
mendenaturasi protein pada konsentrasi tertentu (Saenong dan Sadjad 1984).
Etanol juga bersifat dehidrasi, karena dapat menyerap air yang meliputi koloid
protein dan selanjutnya terjadi denaturasi. Etanol juga dapat menghilangkan
integritas membran, meningkatkan permeabilitas dan meningkatkan kebocoran
hasil metabolisme (Ilyas 1986).
Penelitian sebelumnya pada kedelai menunjukkan bahwa kadar etanol
benih kedelai dalam penyimpanan semakin tinggi, dan viabilitasnya makin rendah
(Saenong 1986). Benih kedelai yang sudah mendapat perlakuan deraan dengan
uap etanol dengan intensitas makin tinggi juga mengandung etanol dengan kadar
yang makin tinggi, dan viabilitasnya makin rendah (Pian 1981; Saenong 1986).
Penderaan benih dengan uap etanol dengan intensitas yang semakin tinggi dapat
menurunkan viabilitas benih secara gradual (Pian 1981; Saenong 1986; Artuti
1988; Setyawati 1989; Pramono 1991). Penderaan dengan larutan etanol dengan
intensitas makin tinggi (konsentrasi makin tinggi) juga dapat menurunkan
viabilitas benih kedelai secara gradual (Pramono 2000; Chazimah 2000).
Penyimpanan Benih Kedelai
Menurut Kartono (2004), penyimpanan benih kedelai mempunyai peranan
yang sangat penting dalam mempertahankan mutu dan daya berkecambah benih.
berdasarkan hasil penelitiannya, kedelai varietas Wilis dengan kadar air >12%
yang disimpan secara konvensional pada suhu lebih dari 25oC dengan daya
berkecambah tinggi dalam waktu 3 bulan akan mengalami penurunan hingga 60%.
Benih kedelai dengan kadar air 12% yang disimpan dalam kemasan kedap udara
pada suhu ruang penyimpanan 20oC daya kecambahnya tetap 93% dalam waktu 1
11
tahun dan pada suhu ruangan 15oC daya berkecambahnya dapat dipertahankan
hingga 85% selama 2 tahun. Benih kedelai yang disimpan dalam kemasan kedap
udara pada suhu ruang 10oC dengan kadar air 10% daya kecambahnya dapat
dipertahankan lebih dari 85% setelah 3 tahun penyimpanan dan benih kedelai
dengan kadar air 8% yang disimpan dalam kemasan kedap udara pada suhu 5oC
mampu mempertahankan daya berkecambah benih sekitar 98% hingga 5 tahun.
Menurut Mugnisyah (1991), sifat genetik benih antara lain tampak pada
permeabilitas dan warna kulit benih yang berpengaruh terhadap daya simpan
benih kedelai. Penelitian terdahulu menemukan bahwa varietas kedelai berbiji
sedang atau kecil umumnya memiliki kulit berwarna gelap, tingkat permeabilitas
rendah dan memiliki ketahanan lebih baik terhadap kondisi penyimpanan yang
kurang optimal serta memiliki ketahanan terhadap cuaca lapang dibanding
varietas yang berbiji besar dan berkulit biji terang. Sukarman dan Rahardjo (2000)
melaporkan bahwa varietas kedelai berbiji kecil dan berkulit gelap lebih toleran
terhadap deraan fisik (suhu 42oC dan RH 100%) dibanding varietas kedelai berbiji
besar dan berkulit terang.
Marwanto (2004) mengemukakan pula bahwa benih kedelai yang resisten
terhadap deraan cuaca umumnya memiliki permeabilitas yang rendah. Secara
genetik, permeabilitas kulit benih kedelai hitam lebih rendah dibandingkan
dengan kedelai kuning karena kandungan lignin pada kedelai hitam lebih tinggi
dibandingkan kedelai kuning. Marwanto (2007) menyatakan bahwa kapasitas dan
penyerapan air maupun banyaknya rembesan isi sel melalui kulit benih
merupakan cerminan besar kecilnya permeabilitas kulit benih yang dikendalikan
oleh senyawa lignin yang ada di dalam kulit benih. Lignin merupakan polimer
alami yang dapat ditemukan di setiap sel kulit benih yang berfungsi sebagai
penyusun dinding sel. Menurut Priestley (1986), permeabilitas kulit benih yang
tinggi akan mengaktifkan enzim-enzim yang berperan dalam metabolisme benih,
salah satunya ialah enzim respirasi yang menggunakan substrat dari cadangan
makanan dalam benih sehingga persediaan untuk pertumbuhan embrio akan
berkurang.
12
Mesin Pengusangan Cepat (MPC) IPB 77-1 MM
Mesin pengusangan cepat tipe IPB 77-1 direkayasa oleh Sadjad pada tahun
1977 untuk menduga daya simpan benih jagung dengan menggunakan uap etanol
95%. MPC IPB 77-1 selanjutnya dimodifikasi menjadi MPC IPB 77-1 M (Sadjad
1992). Modifikasi yang dilakukan ialah dengan memberikan mekanisme tiupan
blower sehingga benih dapat bergerak dan memberikan sumber panas dalam
ruang deraan di bagian bawah tabung benih. Mesin pengusangan cepat tipe IPB
77-1 M ini dibuat tiga ulangan, dimana masing-masing mesin dihubungkan
dengan saluran angin dan uap etanol yang dikeluarkan keluar ruangan dengan
sebuah exhaust fan. Mesin peniup angin dan aerator peniup uap etanol dibuat
terpisah, sehingga modifikasi ini dapat mewujudkan peubah-peubah peniup uap
etanol saja, peniup angin saja dan peniup angin dengan peniupan uap etanol
(Suhartanto 1994).
MPC IPB 77-1 M kemudian dimodifikasi lebih lanjut menjadi MPC IPB
77-1 MM. Modifikasi dilakukan dengan menambah mekanisme fisik (uap panas)
dan sistem pergerakan benih yang non-stationer (Sadjad et al. 1999). Suhartanto
(1994) selanjutnya melakukan penelitian pada MPC IPB 77-1 MM untuk
menyempurnakan sistem pergerakan benih dalam ruang deraan yang lebih efisien
dalam rangka uji Sistem Multiplikasi Devigorasi (SMD). Pada tahun 2011, MPC
IPB 77-1 MM dimodifikasi kembali oleh Suhartanto dengan model tampilan
ukuran alat yang lebih kecil (60% dari prototype MPC yang sebelumnya).
13
METODE
Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Ilmu dan Teknologi Benih,
Departemen Agronomi dan Hortikultura, Institut Pertanian Bogor pada bulan
Desember 2011 sampai Agustus 2012.
Bahan dan Alat Penelitian
Bahan yang digunakan dalam penelitian meliputi 23 varietas benih kedelai
yaitu, Krakatau, Kaba, Anjasmoro, Pangrango, Seulawah, Lawit, Dempo, Wilis,
Malabar, Sinabung, Dieng, Panderman, Sindoro, Burangrang, Grobogan, Lokon,
Tidar, Tanggamus, Rajabasa, Ijen, Ratai, Kawi, Argopuro (Deskripsi varietas
tertera pada Lampiran 1-23), etanol 96%, garam KCl, air bebas ion, kertas merang,
plastik dan label.
Alat yang digunakan dalam penelitian antara lain Mesin Pengusangan
Cepat (MPC) IPB 77-1 MM, timbangan analitik, thermohigrometer, oven, cawan
kadar air, toples, gelas ukur, desicator, glassjar, conductivity meter dan alat
pengecambah benih IPB 72-1.
Spesifikasi Mesin Pengusangan Cepat (MPC) IPB 77-1 MM
Mesin Pengusangan Cepat (MPC) IPB 77-1 MM yang digunakan dalam
penelitian merupakan hasil modifikasi prototype MPC IPB 77-1 MM yang telah
ada sebelumnya, yang dilakukan oleh Suhartanto pada tahun 20
IPB 77-1 MM UNTUK PENAPISAN VIGOR DAYA SIMPAN
BENIH KEDELAI (Glycine max L.)
RERENSTRADIKA TIZAR TERRYANA
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2013
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis berjudul Pemanfaatan Mesin
Pengusangan Cepat (MPC) untuk Penapisan Vigor Daya Simpan Benih Kedelai
(Glycine max L.) adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing
dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun.
Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun
tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan
dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.
Bogor, Januari 2013
Rerenstradika Tizar Terryana
NRP A251100011
ABSTRACT
RERENSTRADIKA TIZAR TERRYANA. The Use of Accelerated Aging
Machine IPB 77-1 MM for varieties screening of soybean (Glycine max L.) based
on seed vigor related to storability. Supervised by M. RAHMAD SUHARTANTO
and ENY WIDAJATI.
Accelerated Aging Machine IPB 77-1 MM could be used for varieties
screening of soybean (Glycine max L.) based on seed vigor related to storability
with physical or chemical accelerated aging test. The aim of the research were to
find out a simple, fast and accurate accelerated aging method by accelerated aging
machine IPB 77-1 MM which is suitable for varieties screening of soybean based
on seed vigor related to storability. Two methods of accelerated aging test
(physical and chemical treatment) by accelerated aging machine IPB 77-1 MM,
were applied to Anjasmoro soybean seeds varieties. The best accelerated aging
method then was used to 23 soybean seeds varieties screening based on seed vigor
related to storability. The seed vigor related to storability of 23 soybean seeds
varieties which is detected by accelerated aging machine MPC IPB 77-1 MM
were compared with seed vigor related to storability of 23 soybean seeds varieties
which is stored 10 weeks in natural storage system.Result of the experiment
showed that chemical and physical treatment of accelerated aging method in
accelerated aging machine IPB 77-1 MM could decreased seed vigor, but the
chemical treatment could decreased seed vigor more fast and chemical treatment
was more practical and simple. Accelerated aging machine IPB 77-1 MM could
be used for varieties screening of soybean based on seed vigor related to
storability by using electrical conductivity test.
Keywords : seed vigor related to storability detecting method, devigoration,
electrical conductivity
RINGKASAN
RERENSTRADIKA TIZAR TERRYANA. Pemanfaatan Mesin Pengusangan
Cepat (MPC) IPB 77-1 MM untuk Penapisan Vigor Daya Simpan Benih Kedelai
(Glycine max L.) Dibimbing oleh M. RAHMAD SUHARTANTO dan ENY
WIDAJATI.
Penelitian mengenai pemanfaatan mesin pengusangan cepat (MPC) IPB
77-1 MM untuk penapisan varietas benih kedelai telah dilakukan pada bulan
Desember 2011 sampai Agustus 2012, bertempat di Laboratorium Ilmu dan
Teknologi Benih, Departemen Agronomi dan Hortikultura, Institut Pertanian
Bogor. Penelitian bertujuan untuk mendapatkan metode pendugaan vigor daya
simpan benih kedelai secara cepat, mudah dan akurat dengan mesin pengusangan
cepat (MPC) IPB 77-1 MM serta memanfaatkan alat tersebut untuk penapisan
vigor daya simpan beberapa varietas benih kedelai.
Mesin pengusangan cepat (MPC) IPB 77-1 MM merupakan perangkat
keras yang dapat digunakan untuk penerapan metode pengusangan cepat benih.
MPC IPB 77-1 MM yang digunakan merupakan hasil modifikasi Suhartanto
(2011) dengan menyederhanakan bentuk dan ukuran alat (60% dari prototype
sebelumnya), serta menyempurnakan sistem pergerakan benih dalam ruang deraan.
MPC IPB 77-1 MM diharapkan dapat dimanfaatkan untuk mendapatkan informasi
vigor daya simpan benih kedelai secara cepat, mudah dan akurat dalam proses
penentuan kelayakan benih kedelai sebelum penanaman di lapang, karena hingga
saat ini belum terdapat alat yang dapat dimanfaatkan untuk menduga vigor daya
simpan benih kedelai secara cepat, mudah dan akurat
Penelitian dibagi dalam tiga tahap percobaan. Tahap pertama ialah
penentuan metode pengusangan cepat benih kedelai dengan MPC IPB 77-1 MM.
Tahap kedua ialah penapisan beberapa varietas benih kedelai berdasarkan vigor
daya simpannya melalui metode pengusangan cepat benih dengan MPC IPB 77-1
MM. Tahap ketiga adalah pengaruh periode simpan benih terhadap viabilitas dan
vigor benih kedelai.Data hasil percobaan pada tahap kedua dan ketiga selanjutnya
dianalisis dengan membandingkan hasil penapisan berdasarkan vigor daya simpan
secara buatan (VDS-buatan) dengan vigor daya simpan benih secara alami (VDS-alami).
Hasil percobaan menunjukkan bahwa pengusangan cepat benih kedelai
baik secara fisik maupun kimia dapat menurunkan daya berkecambah, indeks
vigor, kecepatan tumbuh dan bobot kering kecambah normal seiring dengan
semakin bertambahnya waktu pengusangan, serta menyebabkan peningkatan daya
hantar listrik secara nyata. Data percobaan menunjukkan variabel daya hantar
listrik lebih peka dalam membedakan setiap hasil perlakuan pengusangan cepat
fisik maupun kimia secara signifikan.
Metode pengusangan cepat benih terbaik dipilih berdasarkan analisis
persamaan regresi linier serta kemudahan dan kecepatan dalam pelaksanaannya.
Hasil percobaan menunjukkan bahwa metode pengusangan cepat benih secara
fisik sama baiknya dengan metode pengusangan cepat benih secara kimia, akan
tetapi metode pengusangan cepat benih secara kimia memerlukan waktu relatif
lebih singkat dalam menurunkan perkecambahan benih hingga 50%. Selain itu
dari segi teknis, metode pengusangan cepat benih kedelai secara kimia relatif
lebih mudah dan cepat dibandingkan dengan metode pengusangan cepat benih
secara fisik.
Hasil percobaan menunjukkan bahwa daya hantar listrik merupakan
variabel yang paling sesuai untuk digunakan dalam penapisan vigor daya simpan
beberapa varietas kedelai dengan menggunakan MPC IPB 77-1 MM, hal ini
dikarenakan variabel daya hantar listrik memiliki nilai persentase kesesuaian
penapisan berdasarkan VDS-buatan dan VDS-alami tertinggi yaitu 78.2% dibandingkan
pada variabel daya berkecambah, indeks vigor dan kecepatan tumbuh. Hal
tersebut didukung oleh hasil percobaan sebelumnya yang menunjukkan bahwa
variabel daya hantar listrik merupakan variabel yang lebih peka dalam
membedakan setiap hasil titik waktu pengusangan cepat benih.
Hasil penapisan secara alami dan buatan menunjukkan bahwa kedelai
varietas Kaba memiliki nilai vigor daya simpan yang konsisten tinggi berdasarkan
variabel daya berkecambah, indeks vigor, kecepatan tumbuh dan daya hantar
listrik. Kedelai varietas Panderman, Lokon dan Grobogan memiliki nilai vigor
daya simpan yang konsisten rendah berdasarkan variabel daya berkecambah,
indeks vigor dan daya hantar listrik, sedangkan varietas Tanggamus memiliki nilai
vigor daya simpan yang konsisten rendah berdasarkan variabel daya berkecambah,
kecepatan tumbuh dan daya hantar listrik. Kedelai varietas Wilis memiliki nilai
vigor daya simpan yang konsisten rendah berdasarkan variabel indeks vigor,
kecepatan tumbuh dan daya hantar listrik.
Kata kunci: daya hantar listrik, devigorasi, metode pendugaan vigor daya simpan
© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2013
Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan
atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan,
penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau
tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan
IPB
Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis ini
dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB
PEMANFAATAN MESIN PENGUSANGAN CEPAT (MPC)
IPB 77-1 MM UNTUK PENAPISAN VIGOR DAYA SIMPAN
BENIH KEDELAI (Glycine max L.)
RERENSTRADIKA TIZAR TERRYANA
Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains
pada
Program Studi Ilmu dan Teknologi Benih
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2013
Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis :
Dr. Ir. Abdul Qadir, M.Si
Judul Tesis : Pemanfaatan Mesin Pengusangan Cepat (MPC) IPB 77-1 MM
untuk Penapisan Vigor Daya Simpan Benih Kedelai
(Glycine max L.)
Nama
: Rerenstradika Tizar Terryana
NRP
: A251100011
Disetujui oleh
Komisi Pembimbing
Dr Ir M. Rahmad Suhartanto, MSi
Ketua
Dr Ir Eny Widajati, MSi
Anggota
Diketahui oleh
Ketua Program Studi
Ilmu dan Teknologi Benih
Dekan Sekolah Pascasarjana
Prof Dr Ir Satriyas Ilyas, MS
Dr Ir Dahrul Syah, MScAgr
Tanggal Ujian: 11 Januari 2013
Tanggal Lulus:
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas segala karunia
Nya sehingga tesis yang berjudul Pemanfaatan Mesin Pengusangan Cepat
(MPC) IPB 77-1 MM untuk Penapisan Vigor Daya Simpan Benih Kedelai
(Glycine max L.) telah berhasil diselesaikan. Penghargaan dan terima kasih yang
tulus penulis sampaikan kepada Dr. Ir. M. Rahmad Suhartanto, M.Si dan Dr. Ir.
Eny Widajati, MS selaku komisi pembimbing yang senantiasa tanpa lelah
memberikan sumbangan pemikiran, kritikan, saran dan nasehat selama
pelaksanaan penelitian dan penulisan tesis ini.
Penghargaan dan terima kasih penulis sampaikan kepada Dr. Ir. Abdul
Qadir, M.Si selaku penguji luar komisi pada ujian tesis dan Prof. Dr. Ir. Satriyas
Ilyas, MS selaku ketua Program Studi Ilmu dan Teknologi Benih, yang telah
memberikan banyak masukan demi kesempurnaan penulisan tesis ini.
Penghargaan dan terima kasih sebesar-besarnya penulis sampaikan kepada
kedua orang tua yaitu ayahanda Drs. Zainuri, SH. M.Pd dan ibunda Dra. Harti
Kartini, M.Pd, kepada kedua adik tercinta Pupimadita Tizar Afdora, S.Si dan
Damangrea Tizar Balamrayoga, ST, serta kepada Amri Nuryadin dan seluruh
keluarga atas segala pengorbanan, dukungan dan limpahan kasih sayang yang tak
terhingga sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis ini.
Dalam kesempatan ini penulis juga menyampaikan terima kasih kepada
penanggung
jawab
Laboratorium
Terpadu
Departemen
Agronomi
dan
Hortikultura (Bu Elly, Pak Rahmad dan Nova). Ucapan terima kasih setulusnya
penulis sampaikan kepada seluruh anggota dan pengurus FORSCA. Terima kasih
penulis ucapkan atas dukungan teman-teman Sekolah Pascasarjana IPB
Departemen Agronomi dan Hortikultura (AGH, ITB, PBT). Terima kasih khusus
penulis ucapkan kepada teman-teman Program Studi Ilmu dan Teknologi Benih
angkatan 2010: Candra Budiman, Agus Hasbianto, Anis Andrini, Cici Tresniawati,
Evi Dwi Sulistya, Noflindawati, Patta Sija, Ratri Tri Hapsari, Rini Rosliany,
Yulianus R. Matana, Pepi Nur Susilawati dan Ikrarwati atas perhatian dan
motivasinya selama ini.
Penghargaan dan terima kasih setulusnya juga penulis sampaikan kepada
Dian Fahrianty, Yulia Delsi, Ida Widiyawati, Mutiara Dewi, Ahmad Rifqi Fauzi,
Engelbert Manaroinsong, Nope Gromikora, Apriana Vinasyiam, Nadia Mega
Aryani dan Siti Gusti Ningrum yang senantiasa memberi dukungan dan bantuan
dalam pelaksanaan penelitian maupun dalam penulisan tesis ini.
Akhir kata penulis ucapkan terima kasih dan penghargaan sebesarbesarnya kepada seluruh pihak yang telah membantu demi kelancaran penelitian
yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu. Semoga karya ilmiah ini dapat
bermanfaat bagi kita semua.
Bogor, Januari 2013
Rerenstradika Tizar Terryana
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Pamekasan, Jawa Timur pada tanggal 26 Januari
1986 sebagai anak sulung dari pasangan bapak Zainuri dan ibu Harti Kartini.
Penulis merupakan anak pertama dari tiga bersaudara.
Pada tahun 2004 penulis lulus dari Sekolah Menengah Atas Negeri 8
Malang. Pada tahun yang sama penulis melanjutkan pendidikan pada Program
Studi Agronomi, Jurusan Budidaya Pertanian, Universitas Brawijaya, Malang.
Selama pendidikan penulis pernah menjadi asisten mata kuliah Budidaya
Tanaman Pangan (2007), Budidaya Tanaman Perkebunan (2008), Dasar
Hortikultura (2007-2008) dan Ekologi Tanaman (2008). Penulis memperoleh
gelar Sarjana Pertanian pada tahun 2008.
Pada tahun 2010 penulis melanjutkan program Magister pada Program
Studi Ilmu dan Teknologi Benih, Sekolah Pascasarjana IPB.
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL .......................................................................................... xiv
DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... xvi
DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................. xviii
PENDAHULUAN...........................................................................................
1
Latar Belakang .....................................................................................
Tujuan Penelitian .................................................................................
Ruang Lingkup Penelitian ....................................................................
1
3
3
TINJAUAN PUSTAKA .................................................................................
5
Sifat Fisik dan Kimia Benih Kedelai ...................................................
Vigor dan Kemunduran Benih .............................................................
Vigor Daya Simpan ..............................................................................
Pengusangan Cepat Benih ....................................................................
Penyimpanan Benih Kedelai ................................................................
Mesin Pengusangan Cepat (MPC) IPB 77-1 MM ...............................
5
6
8
9
10
12
METODE ........................................................................................................
13
Tempat dan Waktu Penelitian ..............................................................
Bahan dan Alat Penelitian ....................................................................
Spesifikasi Mesin Pengusangan Cepat (MPC) IPB 77-1 MM .............
Metode Penelitian ................................................................................
Pengamatan ..........................................................................................
13
13
13
16
25
HASIL DAN PEMBAHASAN ......................................................................
28
Penentuan Metode Pengusangan Cepat Benih Kedelai dengan MPC
IPB 77-1 MM ................................................................................. 28
Penapisan 23 Varietas Benih Kedelai berdasarkan Vigor Daya
Simpannya melalui Metode Pengusangan Cepat Benih secara
Kimia menggunakan MPC IPB 77-1 MM ..................................... 36
Pengaruh Periode Simpan Benih terhadap Viabilitas dan Vigor
Benih Kedelai ................................................................................. 43
Vigor Daya Simpan Benih 23 Varietas Kedelai pada Sistem
Penyimpanan Alami ....................................................................... 47
Analisis Perbandingan Hasil Penapisan 23 Varietas Kedelai
berdasarkan Vigor Daya Simpan secara Buatan dengan Vigor
Daya Simpan secara Alami (VDS-buatan VS VDS-alami) ...................... 53
KESIMPULAN............................................................................................... 61
DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... 62
LAMPIRAN .................................................................................................... 66
DAFTAR TABEL
Halaman
1.
Pengaruh waktu pengusangan cepat benih kedelai secara fisik terhadap
variabel daya berkecambah (DB), indeks vigor (IV), kecepatan tumbuh
(KCT), bobot kering kecambah normal (BKKN) dan daya hantar listrik
(DHL) .......................................................................................................
28
Pengaruh waktu pengusangan cepat benih kedelai secara kimia
terhadap variabel daya berkecambah (DB), indeks vigor (IV),
kecepatan tumbuh (KCT), bobot kering kecambah normal (BKKN) dan
daya hantar listrik (DHL)..........................................................................
31
Rekapitulasi persamaan regresi linier, koefisien korelasi (r) dan
koefisien determinasi (R2) antara variabel pengujian viabilitas dan vigor
benih kedelai dengan waktu pengusangan cepat benih secara fisik dan
kimia .........................................................................................................
33
4.
Vigor awal (%) benih 23 varietas kedelai ................................................
37
5.
Sudut kemiringan (α) garis regresi linier dan nilai vigor daya simpan
(VDS) 23 varietas benih kedelai pada variabel daya berkecambah (DB)
benih setelah pengusangan cepat benih secara kimia ...............................
38
Sudut kemiringan (α) garis regresi linier dan nilai vigor daya simpan
(VDS) 23 varietas benih kedelai pada variabel indeks vigor (IV) benih
setelah pengusangan cepat benih secara kimia .........................................
40
Sudut kemiringan (α) garis regresi linier dan nilai vigor daya simpan
(VDS) 23 varietas benih kedelai pada variabel kecepatan tumbuh (KCT)
benih setelah pengusangan cepat benih secara kimia ...............................
41
Sudut kemiringan (α) garis regresi linier dan nilai vigor daya simpan
(VDS) 23 varietas benih kedelai pada variabel daya hantar listrik (DHL)
benih setelah pengusangan cepat benih secara kimia ...............................
42
Pengaruh periode simpan benih kedelai terhadap variabel daya
berkecambah (%) ......................................................................................
44
10. Pengaruh periode simpan benih kedelai terhadap variabel daya hantar
listrik (µS cm-1 g-1) ...................................................................................
45
11. Sudut kemiringan (α) garis regresi linier dan nilai vigor daya simpan
(VDS) 23 varietas benih kedelai selama penyimpanan pada variabel
daya berkecambah (DB) ...........................................................................
48
2.
3.
6.
7.
8.
9.
Halaman
12. Sudut kemiringan (α) garis regresi linier dan nilai vigor daya simpan
(VDS) 23 varietas benih kedelai selama penyimpanan pada variabel
indeks vigor (IV) .......................................................................................
50
13. Sudut kemiringan (α) garis regresi linier dan nilai vigor daya simpan
(VDS) 23 varietas benih kedelai selama penyimpanan pada variabel
kecepatan tumbuh (KCT) ...........................................................................
51
14. Sudut kemiringan (α) garis regresi linier dan nilai vigor daya simpan
(VDS) 23 varietas benih kedelai selama penyimpanan pada variabel
daya hantar listrik (DHL) ..........................................................................
52
15. Perbandingan hasil penapisan 23 varietas benih kedelai berdasarkan
vigor daya simpan secara buatan (VDS-buatan) dengan vigor daya simpan
secara alami (VDS-alami) pada variabel daya berkecambah .........................
54
16. Perbandingan hasil penapisan 23 varietas benih kedelai berdasarkan
vigor daya simpan secara buatan (VDS-buatan) dengan vigor daya simpan
secara alami (VDS-alami) pada variabel indeks vigor ...................................
55
17. Perbandingan hasil penapisan 23 varietas benih kedelai berdasarkan
vigor daya simpan secara buatan (VDS-buatan) dengan vigor daya simpan
secara alami (VDS-alami) pada variabel kecepatan tumbuh .........................
56
18. Perbandingan hasil penapisan 23 varietas benih kedelai berdasarkan
vigor daya simpan secara buatan (VDS-buatan) dengan vigor daya simpan
secara alami (VDS-alami) pada variabel daya hantar listrik ..........................
58
19. Rekapitulasi pengelompokan hasil penapisan 23 varietas benih kedelai
berdasarkan vigor daya simpan secara buatan (VDS-buatan) dengan vigor
daya simpan secara alami (VDS-alami) pada variabel daya berkecambah
(DB), indeks vigor (IV), kecepatan tumbuh (KCT) dan daya hantar
listrik (DHL) .............................................................................................
59
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1.
Struktur benih kedelai ...............................................................................
5
2.
Tampak bagian depan MPC IPB 77-1 MM ..............................................
14
3.
Tampak bagian dalam MPC IPB 77-1 MM..............................................
14
4.
Tampak bagian samping MPC IPB 77-1 MM ..........................................
15
5.
Perangkat pengusangan fisik pada MPC IPB 77-1 MM...........................
16
6.
Perangkat pengusangan kimia pada MPC IPB 77-1 MM.........................
16
7.
Skema tahapan penelitian .........................................................................
17
8.
Kurva hubungan waktu pengusangan cepat benih kedelai secara fisik
dengan daya berkecambah benih kedelai .................................................
34
Kurva hubungan waktu pengusangan cepat benih kedelai secara kimia
dengan daya berkecambah benih kedelai .................................................
35
10. Kurva laju penurunan vigor dua varietas benih kedelai (Krakatau dan
Argopuro) hasil pengusangan cepat benih secara kimia pada variabel
daya berkecambah ....................................................................................
39
11. Kurva laju penurunan vigor dua varietas benih kedelai (Seulawah dan
Tanggamus) selama periode penyimpanan benih pada variabel daya
berkecambah .............................................................................................
49
9.
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1.
Deskripsi kedelai varietas Burangrang .....................................................
66
2.
Deskripsi kedelai varietas Sinabung .........................................................
67
3.
Deskripsi kedelai varietas Wilis ...............................................................
68
4.
Deskripsi kedelai varietas Kaba................................................................
69
5.
Deskripsi kedelai varietas Anjasmoro ......................................................
70
6.
Deskripsi kedelai varietas Malabar...........................................................
71
7.
Deskripsi kedelai varietas Dempo ............................................................
72
8.
Deskripsi kedelai varietas Lawit ...............................................................
73
9.
Deskripsi kedelai varietas Tanggamus .....................................................
74
10. Deskripsi kedelai varietas Argopuro ........................................................
75
11. Deskripsi kedelai varietas Ijen ..................................................................
76
12. Deskripsi kedelai varietas Lokon..............................................................
77
13. Deskripsi kedelai varietas Panderman ......................................................
78
14. Deskripsi kedelai varietas Ratai................................................................
79
15. Deskripsi kedelai varietas Rajabasa..........................................................
80
16. Deskripsi kedelai varietas Tidar ...............................................................
81
17. Deskripsi kedelai varietas Grobogan ........................................................
82
18. Deskripsi kedelai varietas Dieng ..............................................................
83
19. Deskripsi kedelai varietas Kawi ...............................................................
84
20. Deskripsi kedelai varietas Krakatau .........................................................
85
21. Deskripsi kedelai varietas Pangrango .......................................................
86
22. Deskripsi kedelai varietas Sindoro ...........................................................
87
Halaman
23. Deskripsi kedelai varietas Seulawah .........................................................
88
24. Persamaan regresi linier, koefisien determinasi (R2) dan koefisien
korelasi (r) pengaruh pengusangan cepat benih secara kimia terhadap
variabel daya berkecambah .......................................................................
89
25. Persamaan regresi linier, koefisien determinasi (R2) dan koefisien
korelasi (r) pengaruh pengusangan cepat benih secara kimia terhadap
variabel indeks vigor .................................................................................
90
26. Persamaan regresi linier, koefisien determinasi (R2) dan koefisien
korelasi (r) pengaruh pengusangan cepat benih secara kimia terhadap
variabel kecepatan tumbuh........................................................................
91
27. Persamaan regresi linier, koefisien determinasi (R2) dan koefisien
korelasi (r) pengaruh pengusangan cepat benih secara kimia terhadap
variabel daya hantar listrik ........................................................................
92
28. Persamaan regresi linier, koefisien determinasi (R2) dan koefisien
korelasi (r) pengaruh periode simpan benih terhadap variabel daya
berkecambah .............................................................................................
93
29. Persamaan regresi linier, koefisien determinasi (R2) dan koefisien
korelasi (r) pengaruh periode simpan benih terhadap variabel indeks
vigor ..........................................................................................................
94
30. Persamaan regresi linier, koefisien determinasi (R2) dan koefisien
korelasi (r) pengaruh periode simpan benih terhadap variabel kecepatan
tumbuh ......................................................................................................
95
31. Persamaan regresi linier, koefisien determinasi (R2) dan koefisien
korelasi (r) pengaruh periode simpan benih terhadap variabel daya
hantar listrik ..............................................................................................
96
32. Pengaruh waktu pengusangan cepat benih secara kimia terhadap
variabel daya berkecambah (%) ................................................................
97
33. Pengaruh waktu pengusangan cepat benihsecara kimia terhadap
variabel daya hantar listrik(µS cm-1 g-1) ...................................................
98
1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Kedelai (Glycine max L.) merupakan bahan pangan penting dan sumber
protein nabati dengan kadar protein mencapai 36.8-45.6% (Ginting & Tasra 2007).
Kedelai merupakan bahan baku utama bagi industri tempe, tahu dan kecap yang
merupakan pangan yang tidak dapat terpisahkan dari kehidupan. Hingga saat ini
upaya peningkatan produksi kedelai di Indonesia belum mampu memenuhi
kebutuhan industri pangan tersebut. Produksi kedelai pada tahun 2010 mengalami
penurunan sebesar 6.93% dibandingkan pada tahun 2009 yaitu dari 974.512 t
menjadi 907.031 t. Penurunan produksi kedelai semakin meningkat sebesar 6.97%
pada tahun 2011 (Badan Pusat Statistik 2011).
Kendala utama dalam peningkatan produksi kedelai yaitu usahatani
kedelai tidak dilakukan sepanjang tahun karena masih bertumpu pada lahan
pertanian di pulau Jawa yang dibudidayakan setelah tanaman padi serta mutu
benih kedelai cepat mengalami kemunduran selama masa penyimpanan, sehingga
keberadaan benih bermutu sulit didapatkan petani. Benih kedelai cepat mengalami
kemunduran selama masa penyimpanan karena sifatnya yang sangat peka
terhadap suhu dan kelembaban udara (Sadjad 1980). Vigor daya simpan
merupakan parameter vigor benih yang ditunjukkan dengan kemampuan benih
selama penyimpanan dalam keadaan sub optimum (Sadjad et al. 1999). Lot benih
yang menunjukkan daya berkecambah yang sama belum tentu mempunyai vigor
daya simpan yang sama, oleh karena itu vigor daya simpan benih merupakan
informasi penting yang dibutuhkan produsen, konsumen, ilmuwan, dan analis
benih.
Vigor daya simpan benih dapat dideteksi melalui berbagai simulasi
metode baik kualitatif maupun kuantitatif, diantaranya dengan Sistem Multiplikasi
Devigorasi (SMD) dengan pengusangan cepat fisik atau kimia (Sadjad 1994).
SMD merupakan suatu metode devigorasi benih secara cepat untuk menduga
vigor daya simpan benih. Terdapat dua metode devigorasi pada SMD, yaitu secara
fisik dan kimia. SMD secara fisik dapat dilakukan dengan metode pengusangan
cepat benih dengan menggunakan uap air panas. Devigorasi secara fisik dengan
2
menggunakan uap air panas dapat menciptakan kondisi lembab dan panas pada
benih, sehingga dapat mengakibatkan penurunan viabilitas benih secara gradual
(Suhartanto 1994).
Metode SMD kimia dapat dilakukan dengan metode pengusangan cepat
benih dengan menggunakan uap etanol. Hasil penelitian Saenong (1986),
menunjukkan bahwa dalam benih kedelai terjadi peningkatan kadar etanol
sehingga mengakibatkan terjadinya penurunan viabilitas benih selama masa
penyimpanan. Penderaan benih dengan uap etanol dengan intensitas yang semakin
tinggi dapat menurunkan viabilitas benih secara gradual (Pian 1981; Saenong
1986; Setyawati 1989; Pramono 2000). Pian (1981) menjelaskan bahwa etanol
menyebabkan kerusakan membran sel yang dapat mengakibatkan kebocoran
glukosa, nitrogen dan fosfor pada benih; serta menurunkan aktifitas enzim amilase,
dehidrogenase, peroksidase dan dekarboksilase asam glutamat, mengakibatkan
kerusakan membran sel dan menurunnya aktivitas enzim sehingga aktivitas sel
berkurang bahkan terhenti.
Perangkat keras yang dapat digunakan dalam SMD ialah Mesin
Pengusangan Cepat (MPC). Pada tahun 1977, Sadjad merancang MPC IPB 77-1
untuk menduga daya simpan benih melalui metode pengusangan cepat secara
kimia. MPC IPB 77-1 masih memiliki kelemahan pada periode waktu penderaan
yang relatif lama. Selanjutnya MPC IPB 77-1 tersebut dimodifikasi menjadi MPC
IPB 77-1 M. Berdasarkan hasil penelitian Sadjad (1992), terjadi peningkatan
efisiensi lama waktu penderaan benih dengan MPC IPB 77-1 M dari 60 menit
menjadi 30 menit untuk benih jagung, dan dari 30 menit menjadi 20 menit untuk
benih kedelai. Mesin tersebut masih memiliki kelemahan dimana benih
mengalami gesekan antar butiran serta kelembaban nisbi yang tinggi dan suhu
tidak optimum. Pada tahun 1994, dirakit MPC IPB 77-1 MM yang merupakan
hasil modifikasi MPC IPB 77-1 dan MPC 77-1 M untuk menyempurnakan sistem
pergerakan benih dalam ruang deraan dibandingkan dengan prototype yang ada
sebelumnya.
Penelitian uji SMD secara fisik dan kimia pada kasus kemunduran
viabilitas benih kedelai akibat goncangan telah dilakukan Suhartanto (1994)
dengan MPC IPB 77-1 MM. Hasil penelitian tersebut menunjukkan bahwa MPC
3
IPB 77-1 MM dapat mengindikasikan kemunduran viabilitas benih kedelai akibat
goncangan berdasarkan SMD fisik. Pada tahun 2011, MPC IPB 77-1 MM
dimodifikasi lebih lanjut untuk menyempurnakan bentuk alat dan sistem
pergerakan benih dalam ruang deraan. MPC IPB 77-1 MM juga dirancang untuk
memungkinkan terjadinya devigorasi benih secara bertahap agar proses devigorasi
hanya terfokus pada benih yang akan didera. Devigorasi dilakukan dengan
menempatkan benih dalam keadaan non-stasioner dan dilakukan dengan
menggunakan uap panas (fisik) atau uap etanol (kimia) dalam waktu yang
bertahap.
Penelitian ini akan menguji efektivitas MPC IPB 77-1 MM dalam
pendugaan vigor daya simpan beberapa varietas benih kedelai, karena hingga saat
ini belum terdapat alat yang dapat digunakan untuk menduga vigor daya simpan
benih kedelai secara cepat, mudah dan akurat. Oleh karena itu, MPC IPB 77-1
MM diharapkan dapat dimanfaatkan secara efektif untuk mendapatkan informasi
vigor daya simpan benih kedelai secara cepat, mudah dan akurat dalam proses
penentuan kelayakan benih kedelai sebelum tahap penanaman di lapang.
Informasi hasil pengujian mutu benih kedelai yang akurat, mudah dan cepat akan
sangat dibutuhkan dan bermanfaat bagi para produsen, konsumen, ilmuwan
maupun analis benih.
Tujuan Penelitian
Tujuan yang ingin dicapai pada penelitian ialah:
1.
Mendapatkan metode pendugaan vigor daya simpan benih kedelai secara
cepat, mudah dan akurat dengan MPC IPB 77-1 MM.
2.
Memanfaatkan MPC IPB 77-1 MM untuk penapisan vigor daya simpan
beberapa varietas benih kedelai.
Ruang Lingkup Penelitian
Berbagai penelitian yang saling terkait diperlukan untuk menjawab tujuan
dan menguji kebenaran hipotesis yang telah diajukan. Oleh karena itu, penelitian
ini dibagi menjadi 3 bagian penelitian yang saling terkait, yaitu (1) penentuan
4
metode pengusangan cepat benih kedelai dengan MPC IPB 77-1 MM; (2)
penapisan varietas benih kedelai berdasarkan vigor daya simpannya melalui
metode pengusangan cepat benih menggunakan MPC IPB 77-1 MM; (3) pengaruh
periode simpan benih terhadap viabilitas dan vigor benih kedelai; (4)analisis
perbandingan hasil penapisan beberapa varietas benih kedelai berdasarkan vigor
daya simpan secara buatan (VDS-buatan) dengan vigor daya simpan benih secara
alami (VDS-alami).
5
TINJAUAN PUSTAKA
Sifat Fisik dan Kimia Benih Kedelai
Benih kedelai (Glycine max L.) merupakan benih famili Leguminosae
yang terdiri dari embrio dan kulit benih. Bagian embrio terdiri dari plumula, poros
hipokotil akar (axis) serta dua kotiledon. Plumula embrio terdiri dari dua calon
daun dan titik tumbuh, sedangkan poros hipokotil akar merupakan bagian embrio
yang terletak di bawah kotiledon (Afifah 1991). Kotiledon mengandung bahan
makanan yang terdiri dari lemak dan protein yang jumlahnya berbeda-beda setiap
varietas, yaitu kandungan lemak kurang lebih 21% dan kandungan protein 40%
(Afifah 1991). Struktur benih kedelai dapat dilihat pada Gambar 1.
Gambar 1 Struktur benih kedelai
Menurut Justice dan Bass (2002), daya simpan benih dipengaruhi oleh
faktor genetik antara lain struktur kulit benih dan komposisi kimia dalam benih.
Kulit benih kedelai tipis sehingga mudah terinfeksi cendawan, bakteri dan virus,
serta rentan terhadap kerusakan fisik dan mekanik. Berdasarkan komposisi
kimianya, benih kedelai termasuk kedalam kelompok benih berlemak dan
berprotein tinggi sebesar 18-50%. Komposisi kimia benih berhubungan dengan
daya simpan benih. Hasil penguraian lemak tak jenuh dalam benih akan
menghasilkan asam lemak bebas yang kemudian akan terurai menjadi radikal
bebas yang akan merusak fungsi enzim dalam proses metabolisme benih, yang
pada akhirnya akan mengakibatkan benih cepat mengalami kemunduran
(Wirawan dan Wahyuni 2002).
6
Mutu fisiologis benih kedelai tergolong cepat mengalami kemunduran
yang ditandai oleh penurunan viabilitas dan vigor benih akibat laju respirasi yang
meningkat pada kondisi suhu dan kelembaban yang relatif tinggi (Wirawan dan
Wahyuni 2002; Rahayu et al. 2009). Hasil penelitian Tatipata et al. (2004)
menunjukkan benih kedelai yang mengalami kemunduran, mengalami penurunan
kadar fosfolipid, protein membran, fosfor anorganik mitokondria, aktivitas
spesifik suksinat dehidrogenase dan sitokrom oksidase serta laju respirasi.
Penelitian sebelumnya mengenai benih kedelai menemukan bahwa
varietas kedelai berbiji sedang atau kecil umumnya memiliki kulit berwarna gelap,
tingkat permeabilitas rendah dan memiliki ketahanan yang lebih baik terhadap
kondisi penyimpanan yang kurang optimal dan tahan terhadap deraan cuaca
lapang dibanding varietas yang berbiji besar dan berkulit terang (Mugnisyah
1991). Sukarman dan Raharjo (2000) melaporkan bahwa varietas kedelai berbiji
kecil dan berkulit gelap lebih toleran terhadap deraan fisik (suhu 42oC dan
kelembaban 100%) dibanding kedelai varietas berbiji besar dan berkulit terang.
Varietas Cikuray (berbiji sedang, kulit berwarna hitam) dan varietas Tidar (berbiji
kecil, kulit berwarna kuning) memiliki daya simpan yang lebih baik dibandingkan
dengan varietas Wilis (berbiji sedang, berkulit kuning). Daya tumbuh benih
varietas Wilis menurun hingga 60% setelah lima bulan penyimpanan, sedangkan
daya berkecambah benih varietas Cikuray dan varietas Tidar masih lebih dari 80%
setelah lima bulan penyimpanan.
Vigor dan Kemunduran Benih
Vigor benih merupakan kemampuan benih untuk tumbuh normal pada
kondisi sub optimum. Sadjad et al. (1999) mengkategorikan vigor benih menjadi
dua yaitu vigor kekuatan tumbuh dan vigor daya simpan, dimana keduanya
merupakan parameter yang dapat mencerminkan kondisi vigor benih. Menurut
Copeland dan McDonald (1985), faktor-faktor yang mempengaruhi vigor benih
adalah kondisi lingkungan selama perkembangan benih, kondisi genetik benih dan
lingkungan penyimpanan. Faktor genetik meliputi tingkat kekerasan benih, vigor
tanaman induk, daya tahan terhadap kerusakan mekanik dan komposisi kimia
benih. Faktor lingkungan perkembangan benih meliputi kelembaban, kesuburan
7
tanah dan pemanenan benih, sedangkan faktor penyimpanan benih meliputi waktu
penyimpanan dan lingkungan penyimpanan (suhu, kelembaban dan persediaan
oksigen).
Benih memiliki vigor jika benih mampu menumbuhkan tanaman normal
meski kondisi alam tidak optimum atau sub optimum. Benih yang vigor akan
menghasilkan produk diatas normal jika ditumbuhkan pada kondisi optimum.
Vigor benih mencapai tingkat maksimum pada saat benih masak fisiologis, dan
harus dipertahankan selama proses pemanenan dan proses pengolahan. Benih
yang memiliki vigor tinggi pada saat masak fisiologis akan memiliki daya simpan
panjang (Sadjad et al. 1999).
Pengujian vigor benih sangat dperlukan untuk mengetahui dengan jelas
mutu benih yang akan digunakan. Menurut Venter (2000), secara umum metode
uji vigor benih dapat dibagi kedalam beberapa kelompok yaitu uji pada kondisi
cekaman, uji biokimia, uji pertumbuhan dan evaluasi kecambah. Metode
pengusangan cepat (accelerated aging test), pengusangan cepat terkontrol
(control deterioration test) dan metode suhu dingin merupakan uji vigor benih
terhadap cekaman. Metode pengujian vigor benih dapat diterapkan setelah
memenuhi syarat diantaranya metode tersebut bersifat murah, mudah dilakukan,
tepat guna, objektif, dapat dikembangkan dan berkorelasi dengan pertumbuhan
benih di lapang (Copeland dan Mc Donald 1985).
Kemunduran
benih
merupakan
proses
penurunan
mutu
secara
berangsur-angsur dan kumulatif serta tidak dapat balik (irreversible) akibat
perubahan fisiologis yang disebabkan oleh faktor dalam. Kemunduran benih
beragam, baik antar jenis, antar varietas, antar lot, bahkan antar individu dalam
suatu lot benih. Kemunduran benih dapat menimbulkan perubahan secara
menyeluruh di dalam benih dan berakibat pada penurunan viabilitas benih. Proses
penuaan atau mundurnya vigor secara fisiologis ditandai dengan penurunan daya
berkecambah, peningkatan jumlah kecambah abnormal, penurunan pemunculan
kecambah di lapangan (field emergence), terhambatnya pertumbuhan dan
perkembangan tanaman, meningkatnya kepekaan terhadap lingkungan yang
ekstrim yang akhirnya dapat menurunkan produksi tanaman (Copeland dan
McDonald 1985).
8
Kemunduran benih dapat menimbulkan perubahan menyeluruh di dalam
benih, baik fisik, fisiologi maupun kimiawi yang mengakibatkan menurunnya
viabilitas benih (Sadjad 1994). Benih yang mengalami proses deteriorasi akan
menyebabkan turunnya kualitas dan sifat benih jika dibandingkan pada saat benih
tersebut mencapai masa fisiologinya. Vigor benih tertinggi dicapai pada saat
masak fisiologi, setelah itu benih akan mengalami kemunduran secara perlahanlahan sampai akhirnya mati. Salah satu sebab pemicu laju kemunduran benih ialah
kandungan air dalam benih. Kadar air dalam benih dipengaruhi oleh kemampuan
benih dalam menyerap dan menahan uap air. Kemampuan menahan dan menahan
uap air setiap benih berbeda, tergantung ketebalan dan struktur kulit benih serta
komposisi kimia dalam benih (Justice dan Bass 2002).
Vigor Daya Simpan
Vigor daya simpan (VDS) ialah suatu parameter vigor benih yang
ditunjukkan dengan kemampuan benih untuk disimpan dalam keadaan
suboptimum (Sadjad et al. 1999). Benih yang memiliki VDS tinggi mampu
disimpan untuk periode simpan yang normal dalam keadaan sub optimum dan
akan lebih panjang daya simpannya jika dalam keadaan ruang simpan optimum.
Benih yang memiliki daya simpan lama berarti benih tersebut mampu melampaui
periode simpan yang panjang. Jika benih telah melampaui masa penyimpanan dan
masih memiliki vigor kekuatan tumbuh yang tinggi, maka dapat dikatakan benih
tersebut memiliki VDS yang tinggi.
Analisis
VDS
dapat
dikembangkan
berkat
ditemukannya
metode
pengusangan cepat benih yang menjabarkan kemunduran benih secara buatan.
Deteriorasi merupakan kemunduran benih secara alami, sedangkan devigorasi
merupakan kemunduran benih secara buatan dengan proses pengusangan cepat
benih (Sadjad 1993).
Analisis VDS dikembangkan untuk mengukur sejauh mana benih dapat
disimpan,
disimulasi
dengan
metode
pengusangan
cepat
benih.
Benih
diperlakukan dalam kondisi cekaman buatan berupa suhu dan kelembaban udara
tinggi ataupun berupa memberikan bahan kimia ke dalam benih. Apabila vigor
benih mengalami penurunan secara cepat dalam waktu pendek setelah diberi
9
perlakuan cekaman dan menunjukkan laju penurunan tidak berbeda dengan benih
yang disimpan pada kondisi alami untuk suatu periode simpan tertentu, maka
perlakuan cekaman tersebut dapat digunakan untuk menduga vigor daya simpan
benih secara langsung. Pendugaan VDS secara tidak langsung juga dapat dilakukan
dengan membuat model simulasi yang menggambarkan hubungan VDS dengan
daya simpan benih secara alami (Sadjad et al. 1999).
Pengusangan Cepat Benih
Kemunduran benih secara alami lazimnya disebut dengan istilah
deteriorasi, sedangkan penurunan viabilitas benih yang diakibatkan oleh
perlakuan non alami seperti yang dilakukan melalui proses pengusangan cepat,
disebut dengan istilah devigorasi. Devigorasi ialah suatu metode untuk menduga
daya simpan benih. Terdapat dua metode devigorasi yaitu pengusangan cepat
benih secara fisik dan kimia. Secara fisik, benih disimpan pada suhu dan
kelembaban relatif tinggi selama beberapa hari tergantung dari spesies. Metode ini
merupakan metode uji vigor yang mana benih diberi kondisi sub optimum
sebelum benih dikecambahkan. Metode uji vigor secara kimia yaitu dengan
merendam atau menguapkan benih dengan menggunakan cairan kimia (alkohol).
Menurut Mugnisjah et al. (1994), uji pengusangan dipercepat tergolong dalam uji
vigor benih pada lingkungan sub optimum, tetapi lingkungan tersebut diberikan
sebelum benih dikecambahkan. Uji ini bermanfaat untuk menduga berapa lama
benih dapat disimpan sehingga nantinya informasi yang dihasilkan akan sangat
berguna bagi produsen, konsumen, ilmuwan dan analis benih.
Metode pengusangan cepat secara kimia dapat dilakukan dengan
menggunakan larutan etanol, uap etanol jenuh maupun larutan metanol. Addai dan
Kantanka (2006) melakukan perendaman benih kedelai dalam 20% cairan etanol
dan 20% cairan metanol selama 2 jam, kemudian menyimpulkan bahwa
perendaman dalam cairan etanol memberikan indikasi yang lebih baik pada vigor
daya simpan beberapa varietas kedelai dibandingkan dalam cairan metanol.
Addai dan Kantanka (2006) mengemukakan bahwa etanol umumnya
merupakan metode seleksi yang lebih efektif dibandingkan dengan metode
lainnya. Cairan etanol dinyatakan efektif karena telah menyebabkan perubahan
10
pada sekuens yang sama dalam proses deteriorasi yang telah mengkarakterisasi
penderaan benih selama penyimpanan. Proses degradasi membran dan hilangnya
permeabilitas kontrol terjadi saat benih mengalami penderaan khususnya selama
penyimpanan.
Proses
produksi
energi
dan
biosintesis
dirusak
dengan
menghasilkan penurunan rata-rata respirasi dan pemindahan bahan kering dari
jaringan pendukung ke aksis embrionik, sehingga benih memperlihatkan tingkat
kehilangan resistensi yang besar pada cekaman lingkungan.
Etanol adalah senyawa organik yang bersifat polar yang dapat
mendenaturasi protein pada konsentrasi tertentu (Saenong dan Sadjad 1984).
Etanol juga bersifat dehidrasi, karena dapat menyerap air yang meliputi koloid
protein dan selanjutnya terjadi denaturasi. Etanol juga dapat menghilangkan
integritas membran, meningkatkan permeabilitas dan meningkatkan kebocoran
hasil metabolisme (Ilyas 1986).
Penelitian sebelumnya pada kedelai menunjukkan bahwa kadar etanol
benih kedelai dalam penyimpanan semakin tinggi, dan viabilitasnya makin rendah
(Saenong 1986). Benih kedelai yang sudah mendapat perlakuan deraan dengan
uap etanol dengan intensitas makin tinggi juga mengandung etanol dengan kadar
yang makin tinggi, dan viabilitasnya makin rendah (Pian 1981; Saenong 1986).
Penderaan benih dengan uap etanol dengan intensitas yang semakin tinggi dapat
menurunkan viabilitas benih secara gradual (Pian 1981; Saenong 1986; Artuti
1988; Setyawati 1989; Pramono 1991). Penderaan dengan larutan etanol dengan
intensitas makin tinggi (konsentrasi makin tinggi) juga dapat menurunkan
viabilitas benih kedelai secara gradual (Pramono 2000; Chazimah 2000).
Penyimpanan Benih Kedelai
Menurut Kartono (2004), penyimpanan benih kedelai mempunyai peranan
yang sangat penting dalam mempertahankan mutu dan daya berkecambah benih.
berdasarkan hasil penelitiannya, kedelai varietas Wilis dengan kadar air >12%
yang disimpan secara konvensional pada suhu lebih dari 25oC dengan daya
berkecambah tinggi dalam waktu 3 bulan akan mengalami penurunan hingga 60%.
Benih kedelai dengan kadar air 12% yang disimpan dalam kemasan kedap udara
pada suhu ruang penyimpanan 20oC daya kecambahnya tetap 93% dalam waktu 1
11
tahun dan pada suhu ruangan 15oC daya berkecambahnya dapat dipertahankan
hingga 85% selama 2 tahun. Benih kedelai yang disimpan dalam kemasan kedap
udara pada suhu ruang 10oC dengan kadar air 10% daya kecambahnya dapat
dipertahankan lebih dari 85% setelah 3 tahun penyimpanan dan benih kedelai
dengan kadar air 8% yang disimpan dalam kemasan kedap udara pada suhu 5oC
mampu mempertahankan daya berkecambah benih sekitar 98% hingga 5 tahun.
Menurut Mugnisyah (1991), sifat genetik benih antara lain tampak pada
permeabilitas dan warna kulit benih yang berpengaruh terhadap daya simpan
benih kedelai. Penelitian terdahulu menemukan bahwa varietas kedelai berbiji
sedang atau kecil umumnya memiliki kulit berwarna gelap, tingkat permeabilitas
rendah dan memiliki ketahanan lebih baik terhadap kondisi penyimpanan yang
kurang optimal serta memiliki ketahanan terhadap cuaca lapang dibanding
varietas yang berbiji besar dan berkulit biji terang. Sukarman dan Rahardjo (2000)
melaporkan bahwa varietas kedelai berbiji kecil dan berkulit gelap lebih toleran
terhadap deraan fisik (suhu 42oC dan RH 100%) dibanding varietas kedelai berbiji
besar dan berkulit terang.
Marwanto (2004) mengemukakan pula bahwa benih kedelai yang resisten
terhadap deraan cuaca umumnya memiliki permeabilitas yang rendah. Secara
genetik, permeabilitas kulit benih kedelai hitam lebih rendah dibandingkan
dengan kedelai kuning karena kandungan lignin pada kedelai hitam lebih tinggi
dibandingkan kedelai kuning. Marwanto (2007) menyatakan bahwa kapasitas dan
penyerapan air maupun banyaknya rembesan isi sel melalui kulit benih
merupakan cerminan besar kecilnya permeabilitas kulit benih yang dikendalikan
oleh senyawa lignin yang ada di dalam kulit benih. Lignin merupakan polimer
alami yang dapat ditemukan di setiap sel kulit benih yang berfungsi sebagai
penyusun dinding sel. Menurut Priestley (1986), permeabilitas kulit benih yang
tinggi akan mengaktifkan enzim-enzim yang berperan dalam metabolisme benih,
salah satunya ialah enzim respirasi yang menggunakan substrat dari cadangan
makanan dalam benih sehingga persediaan untuk pertumbuhan embrio akan
berkurang.
12
Mesin Pengusangan Cepat (MPC) IPB 77-1 MM
Mesin pengusangan cepat tipe IPB 77-1 direkayasa oleh Sadjad pada tahun
1977 untuk menduga daya simpan benih jagung dengan menggunakan uap etanol
95%. MPC IPB 77-1 selanjutnya dimodifikasi menjadi MPC IPB 77-1 M (Sadjad
1992). Modifikasi yang dilakukan ialah dengan memberikan mekanisme tiupan
blower sehingga benih dapat bergerak dan memberikan sumber panas dalam
ruang deraan di bagian bawah tabung benih. Mesin pengusangan cepat tipe IPB
77-1 M ini dibuat tiga ulangan, dimana masing-masing mesin dihubungkan
dengan saluran angin dan uap etanol yang dikeluarkan keluar ruangan dengan
sebuah exhaust fan. Mesin peniup angin dan aerator peniup uap etanol dibuat
terpisah, sehingga modifikasi ini dapat mewujudkan peubah-peubah peniup uap
etanol saja, peniup angin saja dan peniup angin dengan peniupan uap etanol
(Suhartanto 1994).
MPC IPB 77-1 M kemudian dimodifikasi lebih lanjut menjadi MPC IPB
77-1 MM. Modifikasi dilakukan dengan menambah mekanisme fisik (uap panas)
dan sistem pergerakan benih yang non-stationer (Sadjad et al. 1999). Suhartanto
(1994) selanjutnya melakukan penelitian pada MPC IPB 77-1 MM untuk
menyempurnakan sistem pergerakan benih dalam ruang deraan yang lebih efisien
dalam rangka uji Sistem Multiplikasi Devigorasi (SMD). Pada tahun 2011, MPC
IPB 77-1 MM dimodifikasi kembali oleh Suhartanto dengan model tampilan
ukuran alat yang lebih kecil (60% dari prototype MPC yang sebelumnya).
13
METODE
Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Ilmu dan Teknologi Benih,
Departemen Agronomi dan Hortikultura, Institut Pertanian Bogor pada bulan
Desember 2011 sampai Agustus 2012.
Bahan dan Alat Penelitian
Bahan yang digunakan dalam penelitian meliputi 23 varietas benih kedelai
yaitu, Krakatau, Kaba, Anjasmoro, Pangrango, Seulawah, Lawit, Dempo, Wilis,
Malabar, Sinabung, Dieng, Panderman, Sindoro, Burangrang, Grobogan, Lokon,
Tidar, Tanggamus, Rajabasa, Ijen, Ratai, Kawi, Argopuro (Deskripsi varietas
tertera pada Lampiran 1-23), etanol 96%, garam KCl, air bebas ion, kertas merang,
plastik dan label.
Alat yang digunakan dalam penelitian antara lain Mesin Pengusangan
Cepat (MPC) IPB 77-1 MM, timbangan analitik, thermohigrometer, oven, cawan
kadar air, toples, gelas ukur, desicator, glassjar, conductivity meter dan alat
pengecambah benih IPB 72-1.
Spesifikasi Mesin Pengusangan Cepat (MPC) IPB 77-1 MM
Mesin Pengusangan Cepat (MPC) IPB 77-1 MM yang digunakan dalam
penelitian merupakan hasil modifikasi prototype MPC IPB 77-1 MM yang telah
ada sebelumnya, yang dilakukan oleh Suhartanto pada tahun 20