PEMANFAATAN ALAT PENGUSANGAN CEPAT (APC) TIPE IPB 77-1 MM UNTUK PENDUGAAN VIGOR DAYA SIMPAN BENIH JAGUNG (Zea mays L.) RIAH BADRIAH A

Transkripsi

1 PEMANFAATAN ALAT PENGUSANGAN CEPAT (APC) TIPE IPB 77-1 MM UNTUK PENDUGAAN VIGOR DAYA SIMPAN BENIH JAGUNG (Zea mays L.) RIAH BADRIAH A DEPARTEMEN AGRONOMI DAN HORTIKULTURA FAKULTAS PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2012

2 RINGKASAN RIAH BADRIAH. Pemanfaatan Alat Pengusangan Cepat (APC) Tipe IPB 77-1 MM untuk Pendugaan Vigor Daya Simpan Benih Jagung (Zea mays L.) Dibimbing oleh MARYATI SARI dan MOHAMAD RAHMAD SUHARTANTO. Penelitian ini merupakan penelitian uji coba alat pengusangan cepat (APC) tipe IPB 77-1 MM hasil modifikasi dari alat pengusangan cepat sebelumnya yang telah diperbaharui kembali. Alat pengusangan cepat tipe IPB 77-1 MM masih terus dalam penyempurnaan agar memungkinkan terjadinya devigorasi benih secara bertahap, dengan sistem pergerakan benih dalam keadaan non-stasioner di ruang deraan uap etanol atau deraan uap panas. Hasil dari penelitian ini dapat dijadikan sebagai dasar untuk menentukan metode pengusangan benih yang paling tepat berdasarkan pada prinsip kerja APC tipe IPB 77-1 MM. Percobaan dalam penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Ilmu dan Teknologi Benih, Departemen Agronomi dan Hortikultura, Institut Pertanian Bogor, Bogor, pada bulan November 2011-Mei Penelitian ini terdiri dari dua percobaan. Percobaan I adalah pengusangan cepat benih secara fisik dengan menggunakan penderaan uap panas selama 0 menit, 15 menit (1x15 ), 30 menit (2x15 ), 45 menit (3x15 ), dan 60 menit (4x15 ). Percobaan II adalah pengusangan cepat secara kimia dengan menggunakan penderaan uap etanol 95% selama 0 menit, 25 menit (1x25 ), 50 menit (2x25 ), 75 menit (3x25 ), dan 100 menit (4x25 ). Kedua percobaan disusun dengan dua faktor perlakuan. Faktor perlakuan 1 adalah tiga lot benih dengan tingkat vigor yang berbeda, dan faktor perlakuan 2 adalah waktu pengusangan cepat benih dalam APC tipe IPB 77-1 MM. Model statistik yang digunakan adalah analisis regresi linier sederhana dan analisis korelasi regresi. Pendekatan dengan analisis regresi linier sederhana bertujuan untuk mengetahui dan menduga hubungan antara waktu pengusangan dengan peubah viabilitas dan vigor benih. Nilai koefisien korelasi (r) digunakan untuk melihat arah dan keeratan hubungan kedua peubah.

3 iii Hasil penelitian menunjukkan bahwa terdapat korelasi negatif pada tiga tingkat vigor yang digunakan antara tolok ukur daya berkecambah, potensi tumbuh maksimum, indeks vigor, dan kecepatan tumbuh dengan waktu pengusangan benih. Semakin lama waktu pengusangan benih jagung di APC tipe IPB 77-1 MM, tolok ukur daya berkecambah, indeks vigor, kecepatan tumbuh, dan potensi tumbuh maksimum benih jagung semakin menurun. Koefisien korelasi pada hampir semua tolok ukur bernilai mendekati satu ( 1) yang menggambarkan terdapat hubungan sangat erat antara parameter viabilitas dan vigor dengan waktu pengusangan benih jagung. Nilai vigor hasil pengusangan fisik dan kimia merupakan fungsi nilai dari hasil bagi vigor awal benih (Va) dengan besar sudut kemiringan kurva (α). Nilai vigor daya simpan berbanding lurus dengan vigor awal dan berbanding terbalik dengan sudut kemiringan garis (α). Semakin besar Va dan semakin kecil α maka vigor daya simpan semakin besar. Nilai vigor yang diperoleh diharapkan dapat digunakan untuk menganalisis vigor daya simpan benih jagung yang dilihat dari laju penurunan garis regresinya. Namun pendugaan vigor daya simpan benih jagung dapat ditentukan hanya jika tingkat vigor benih memiliki viabilitas potensial yang sama (DB 80%), sehingga semakin besar nilai vigor, maka vigor daya simpan benih jagung semakin tinggi. Hanya saja, hasil percobaan ini belum menunjukkan konsistensi pada penurunan vigor hasil pengusangan cepat benih secara kimia.

4 PEMANFAATAN ALAT PENGUSANGAN CEPAT (APC) TIPE IPB 77-1 MM UNTUK PENDUGAAN VIGOR DAYA SIMPAN BENIH JAGUNG (Zea mays L.) Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Pertanian pada Fakultas Pertanian Institut Pertanian Bogor RIAH BADRIAH A DEPARTEMEN AGRONOMI DAN HORTIKULTURA FAKULTAS PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2012

5 Judul Nama NIM : PEMANFAATAN ALAT PENGUSANGAN CEPAT (APC) TIPE IPB 77-1 MM UNTUK PENDUGAAN VIGOR DAYA SIMPAN BENIH JAGUNG (Zea mays L.) : RIAH BADRIAH : A Menyetujui, Pembimbing I Pembimbing II Maryati Sari SP, MSi. Dr.Ir. M.R. Suhartanto, MS. NIP NIP Mengetahui, Ketua Departemen Agronomi dan Hortikultura Dr. Ir. Agus Purwito, MSc. Agr. NIP Tanggal Lulus:

6 RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Jakarta pada tanggal 20 Agustus Penulis merupakan anak ke-4 dari Bapak Bahtiar dengan Ibu Saniah. Tahun 2002 penulis lulus dari SD Negeri Padaasih, kemudian pada tahun 2005 berhasil menyelesaikan pendidikan di SMP Negeri 2 Gunungguruh, Sukabumi. Selanjutnya, penulis menyelesaikan pendidikan di SMA Negeri 1 Cisaat, Sukabumi pada tahun Pada tahun 2008, penulis diterima di Institut Pertanian Bogor melalui jalur USMI sebagai mahasiswa Departemen Agronomi dan Hortikultura, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Selama menjadi mahasiswa, penulis mengikuti UKM Karate dan pernah mengikuti kejuaraan nasional antar mahasiswa UNS Cup dan Bakrie Cup pada tahun 2009 dan Penulis mendapatkan beasiswa Pemprov Jabar Satu Siklus selama 4 tahun. Penulis juga aktif di berbagai organisasi mahasiswa. Tahun 2009 penulis menjabat sebagai anggota Himagron dalam bidang Kewirausahaan, tahun sebagai bendahara Agrohotplate Himagron. Selain itu, penulis pernah mengikuti program IPB Goes to Field 2010 di PTPN VIII Kebun Gede-Cugenang selama 1 bulan, penulis juga mengikuti kepanitiaan di beberapa acara yang diadakan di IPB. Pada tahun 2012, penulis menjadi asisten mata kuliah Dasar- Dasar Ilmu dan Teknologi Benih dan asisten mata kuliah Metode Statistika.

7 KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT yang telah memberikan kekuatan dan hidayah sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian ini. Penelitian dengan judul Pemanfaatan Alat Pengusangan Cepat (APC) Tipe IPB 77-1 MM untuk Pendugaan Vigor Daya Simpan Benih Jagung (Zea mays L.), dilaksanakan karena terdorong oleh keinginan untuk ikut serta mengambil peran, meski hanya menjadi bagian kecil dalam proses modifikasi APC tipe IPB 77-1 MM sebagai alat pengusangan cepat benih yang diharapkan dapat berfungsi untuk menduga vigor daya simpan benih jagung. Percobaan dalam penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Ilmu dan Teknologi Benih, Departemen Agronomi dan Hortikultura, Institut Pertanian Bogor. Pada kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1. Maryati Sari, SP. MSi. dan Dr. Ir. M. Rahmad Suhartanto, MSi. yang telah memberikan bimbingan dan arahan yang terkait dengan kegiatan penelitian dan penulisan skripsi ini. 2. Dr. Ir. Anas D. Susila, MSi. sebagai pembimbing akademik yang telah memberikan bimbingan terhadap penulis selama studi. 3. Dr. Ir. Winarso D. Widodo, MSi. yang telah bersedia menguji dan memberikan masukan untuk perbaikan skripsi ini. 4. Mamah dan Ayah, serta Kakak-kakakku yang selama ini memberikan doa, dukungan moril dan motivasinya kepada penulis. 5. Pak Rahmat yang telah memperbaiki dan membantu mengarahkan pengoperasian APC tipe IPB 77-1 MM. 6. Jahari Baharizki yang telah memberikan bantuan, koreksi dan dukungannya. 7. Nisa, Ayu, Adisti, Mela, Elin, dan Beny yang telah memberikan bantuan dan dukungannya, juga AGH 45 (Indigenous 45) yang tidak bisa disebutkan satu per satu. Semoga hasil penelitian ini dapat bermanfaat bagi penulis dan semua pihak yang berkepentingan. Bogor, Juni 2012 Penulis

8 DAFTAR ISI DAFTAR TABEL... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR LAMPIRAN... Halaman PENDAHULUAN... 1 Latar Belakang... 1 Tujuan... 3 Hipotesis... 3 TINJAUAN PUSTAKA... 4 Vigor Daya Simpan Benih... 4 Pengusangan Cepat pada Benih... 4 Alat Pengusangan Cepat Tipe IPB 77-1 MM... 7 Sifat Fisik dan Kimia Benih Jagung BAHAN DAN METODE Tempat dan Waktu Bahan dan Alat Metode Pelaksanaan Penelitian Pengamatan HASIL DAN PEMBAHASAN Percobaan Pendahuluan Pengusangan Cepat Benih secara Fisik Pengusangan Cepat Benih secara Kimia Analisis Nilai Vigor Hasil Pengusangan Fisik dan Kimia KESIMPULAN Kesimpulan DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN vi vii viii

9 DAFTAR TABEL Nomor Halaman 1. Nilai tengah status viabilitas dan vigor benih jagung Rekapitulasi hasil analisis regresi dan korelasi yang menghubungkan antara tolok ukur pengujian viabilitas dan vigor benih jagung dengan waktu pengusangan cepat benih secara fisik Rekapitulasi hasil analisis regresi dan korelasi yang menghubungkan antara tolok ukur pengujian viabilitas dan vigor benih jagung dengan waktu pengusangan cepat benih secara kimia Nilai vigor hasil pengusangan cepat benih secara fisik dan kimia pada APC tipe IPB 77-1 MM... 28

10 DAFTAR GAMBAR Nomor Halaman 1. Alat pengusangan cepat tipe IPB 77-1 MM Sketsa APC tipe IPB 77-1 MM Struktur benih jagung Diagram alir pelaksanaan penelitian Controlled deterioration benih jagung Pelembaban benih jagung dengan kertas stensil basah... 16

11 DAFTAR LAMPIRAN Nomor Halaman 1. Nilai rataan daya berkecambah benih jagung hasil pengusangan cepat fisik dan kimia Garis regresi kadar air benih jagung setelah diusangkan pada lama waktu pengusangan secara fisik Garis regresi nilai daya berkecambah benih jagung pada lama waktu pengusangan secara fisik Garis regresi nilai indeks vigor benih jagung pada lama waktu pengusangan secara fisik Garis regresi nilai kecepatan tumbuh benih jagung pada lama waktu pengusangan secara fisik Garis regresi nilai potensi tumbuh maksimum benih jagung pada lama waktu pengusangan secara fisik Garis regresi kadar air benih jagung setelah diusangkan pada lama waktu pengusangan secara kimia Garis regresi nilai daya berkecambah benih jagung pada lama waktu pengusangan secara kimia Garis regresi nilai indeks vigor benih jagung pada lama waktu pengusangan secara kimia Garis regresi nilai kecepatan tumbuh benih jagung pada lama waktu pengusangan secara kimia Garis regresi nilai potensi tumbuh maksimum benih jagung pada lama waktu pengusangan secara kimia... 39

12

13 PENDAHULUAN Latar Belakang Jagung merupakan salah satu sumber karbohidrat yang banyak dikonsumsi masyarakat setelah padi. Selain sebagai bahan pangan, jagung juga dimanfaatkan sebagai pakan ternak dan bahan baku industri dengan tingkat kebutuhan yang besar. Luas lahan produksi jagung pada tahun 2010 mencapai 4,143,246 ha (BPS, 2011). Jika kebutuhan benih per hektarnya adalah kg, maka kebutuhan benih untuk seluas lahan tersebut bisa mencapai 124, ton. Kebutuhan ini mengakibatkan perlunya penyediaan benih jagung yang tinggi. Penyediaan benih yang tinggi mengakibatkan adanya stok benih dalam gudang penyimpanan, sehingga benih harus mengalami penyimpanan. Namun salah satu hal yang menjadi perhatian dalam industri dan perdagangan benih adalah daya simpan benih. Daya simpan benih adalah kemampuan maksimum lamanya suatu lot benih yang dapat disimpan dalam suatu kondisi simpan tertentu. Daya simpan dan kekuatan tumbuh benih tercakup dalam vigor benih. Benih dikatakan bervigor tinggi apabila mutunya tetap baik setelah melewati periode simpan tertentu atau setelah benih disimpan dalam lingkungan suboptimum. Vigor benih selama periode simpan tersebut disebut vigor daya simpan benih atau V DS (Sadjad et al., 1999). Vigor daya simpan merupakan suatu parameter vigor benih yang ditunjukkan dengan kemampuan benih untuk disimpan dalam keadaan suboptimum. Benih yang memiliki V DS tinggi mampu disimpan untuk periode simpan yang normal dalam keadaan suboptimum dan akan lebih panjang daya simpannya jika dalam keadaan ruang simpan yang optimum. Oleh karena itu, salah satu cara simulasi vigor daya simpan benih adalah pengusangan cepat benih. Dengan cara tersebut, dugaan viabilitas benih setelah disimpan dalam waktu beberapa bulan dapat dilakukan dengan proses pengusangan dalam waktu yang jauh lebih singkat. Pada tahun 1964, Sadjad menemukan bahwa benih jagung yang diperlakukan dengan larutan etanol mengalami kemunduran (Sadjad, 1974). Berdasarkan penemuannya tersebut, Sadjad merancang alat pengusangan cepat

14 2 (APC) tipe IPB 77-1 untuk menduga daya simpan benih dengan menggunakan uap etanol 95%. Alat ini telah mengalami modifikasi lebih lanjut untuk mencapai efisiensi yang lebih tinggi dibandingkan dengan prototype yang ada sebelumnya. Alat yang telah dimodifikasi tersebut dinamakan APC tipe IPB 77-1 M. Hasil penelitian Sadjad (1991) menunjukkan bahwa pada alat tersebut terjadi peningkatan efisiensi penderaan uap etanol dari kelipatan 60 menit pada APC tipe IPB 77-1 menjadi 30 menit pada APC tipe IPB 77-1 M untuk benih jagung, dan dari 30 menit pada APC tipe IPB 77-1 menjadi 20 menit pada APC tipe IPB 77-1 M untuk benih kedelai. Selanjutnya APC tipe IPB 77-1 M dimodifikasi lagi dengan menambahkan mekanisme uap panas dan merekayasa sistem pergerakan benih dalam keadaan non-stasioner. Alat tersebut dinamakan APC tipe IPB 77-1 MM (Sadjad et al., 1999). Selanjutnya pada tahun 2011, APC tipe IPB 77-1 MM diperbaharui lagi dengan model tampilan ukuran yang lebih kecil (60% dari prototype APC sebelumnya). Alat pengusangan cepat tipe IPB 77-1 MM ini dirancang untuk memungkinkan terjadinya devigorasi benih secara bertahap agar proses devigorasi tersebut hanya terfokus pada benih yang akan didera. Devigorasi yang dilakukan dengan menempatkan benih dalam keadaan nonstasioner dan penderaannya dapat dilakukan dengan uap panas (fisik) atau uap etanol (kimia) dalam waktu yang bertahap. Suhartanto (1994) telah melakukan penelitian uji sistem multiplikasi devigorasi secara fisik dan kimia dengan APC tipe IPB 77-1 MM, sehingga dalam penelitian ini dicoba untuk menguji pemanfaatan APC tipe IPB 77-1 MM hasil modifikasi yang telah diperbaharui kembali. Pengujian dengan alat tersebut akan dilakukan secara fisik dan kimia pada kasus benih jagung dengan tingkat vigor yang berbeda. Penderaan secara fisik dilakukan dengan pemberian uap panas, sedangkan secara kimia dilakukan dengan pemberian uap etanol selama proses devigorasi. Dampak penderaan fisik-kimiawi terhadap benih jagung dalam tingkat vigor yang berbeda akan dipelajari dalam penelitian ini.

15 3 Tujuan Penelitian ini bertujuan untuk: 1. Memperoleh prosedur penggunaan alat pengusangan cepat tipe IPB 77-1 MM. 2. Menguji pemanfaatan alat pengusangan cepat tipe IPB 77-1 MM untuk pendugaan vigor daya simpan benih jagung dengan menggunakan pengusangan fisik dan kimia. Hipotesis 1. Alat pengusangan cepat tipe IPB 77-1 MM dapat digunakan untuk menduga vigor daya simpan benih jagung (Zea mays L.) dengan melihat hubungan berbagai parameter viabilitas dan vigor benih dengan waktu pengusangan cepat. 2. Vigor daya simpan berbanding lurus dengan vigor awal (Va), tetapi berbanding terbalik dengan sudut kemiringan (α) garis regresi hubungan viabilitas dan vigor benih dengan waktu pengusangan, maka V DS = Va α

16 TINJAUAN PUSTAKA Vigor Daya Simpan Benih Menurut Sadjad et al. (1999) vigor daya simpan (V DS ) adalah suatu parameter vigor benih yang ditunjukkan dengan kemampuan benih untuk disimpan dalam keadaan suboptimum. Benih yang memiliki V DS tinggi mampu disimpan untuk periode simpan yang normal dalam keadaan suboptimum dan akan lebih panjang daya simpannya jika dalam keadaan ruang simpan yang optimum. Benih yang mempunyai daya simpan lama, berarti mampu melampaui periode simpan yang panjang. Jika benih sudah dapat melampaui penyimpanan dan masih memiliki vigor kekuatan tumbuh yang tinggi, maka dapat dikatakan bahwa benih tersebut memiliki vigor daya simpan yang tinggi. Daya simpan benih dipengaruhi oleh faktor genetik yang disebut innate factor; faktor lapangan mulai benih ditanam, pertumbuhan tanaman, pemasakan, pemanenan, pengolahan, sampai benih siap disimpan, yang disebut induced factor; dan kondisi penyimpanan, termasuk lamanya disimpan yang disebut enforced factor (Sadjad et al., 1999). Kemunduran benih merupakan proses penurunan mutu secara berangsurangsur dan kumulatif serta tidak dapat balik (irreversible) akibat perubahan fisiologis yang disebabkan oleh faktor dari dalam 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, 2001). Oleh karena itu, vigor daya simpan harus terus dikonservasi agar tetap memiliki vigor kekuatan yang tinggi. Pengusangan Cepat pada Benih Metode uji pengusangan cepat merupakan salah satu metode pengujian vigor benih. Vigor benih ini menggambarkan beberapa karakteristik yang

17 5 berhubungan dengan penampilan suatu lot benih, seperti kemampuan benih untuk berkecambah setelah mengalami penyimpanan (Lindayanti, 2006). Metode uji pengusangan cepat telah diusulkan oleh Delouche dan Baskin (Asiedu et al., 2000) untuk mengevaluasi daya simpan benih. Karakteristik dari pengusangan cepat benih adalah cepat, murah, mudah dan dapat digunakan untuk berbagai spesies (Copeland dan McDonald, 2001). Pengusangan cepat secara fisik dilakukan dengan cara menyimpan benih dalam keadaan lembab pada suhu yang tinggi sehingga akan kehilangan viabilitasnya. Suhu yang tinggi dapat meningkatkan proses metabolisme benih, dan kelembaban yang tinggi dapat meningkatkan kadar air benih yang akibatnya aktivitas enzim hidrolitik dan respirasi benih meningkat. Semakin lama proses respirasi berlangsung, semakin banyak pula cadangan makanan benih yang digunakan. Perombakan cadangan makanan benih menyebabkan terjadinya serangkaian proses metabolisme dapat menurunkan viabilitas benih (Justice dan Bass, 2002). Pengusangan cepat secara fisik (accelerated ageing) telah digunakan sebagai salah satu metode uji vigor benih yang digunakan secara resmi oleh International Seed Testing Association (ISTA). Pengusangan cepat adalah percepatan laju kerusakan benih dengan perlakuan suhu dan RH tinggi (95%), sehingga kadar air meningkat dan menyebabkan kemunduran benih lebih cepat. Benih vigor tinggi akan bertahan pada kondisi ekstrim tersebut dibandingkan benih vigor rendah, sehingga benih bervigor tinggi akan memiliki perkecambahan yang tinggi, sedangkan benih yang bervigor rendah akan kehilangan kemampuannya untuk berkecambah (ISTA, 2010). Beberapa penelitian menunjukkan bahwa penggunaan suhu dan kelembaban yang tinggi dapat menurunkan viabilitas benih dengan cepat sehingga dapat digunakan untuk menduga vigor daya simpan benih. Penelitian Ferdianti (2007) yang menggunakan metode pengusangan cepat (MPC) fisik pada suhu 45 o C dan kelembaban nisbi 100% dengan waktu 48, 96, dan 144 jam efektif untuk uji vigor daya simpan benih gandum. Menurut Peng et al. (2011) dalam penelitiannya untuk benih gandum, kondisi pengusangan cepat yang optimal adalah pengusangan benih pada suhu 55 o C dengan RH 90%.

18 6 Pengusangan cepat juga dapat dilakukan secara kimia, dengan menggunakan dampak etanol. Sadjad et al. (1999) menyatakan bahwa dampak etanol terhadap viabilitas benih jagung ditemukan Sadjad pada tahun 1964 dan digunakan dalam penelitiannya dengan substrat kertas untuk uji viabilitas. Menurut Pian (1981), perlakuan benih dengan uap etanol dapat meningkatkan kandungan etanol dalam benih yang mengakibatkan perubahan sifat molekul makro yang berpengaruh terhadap enzim, membran sel, mitokondria dan organel lainnya yang berperan dalam perkecambahan benih. Oleh karenanya, benih jagung yang dimundurkan secara cepat dengan deraan uap etanol menunjukkan peningkatan kadar alkohol dalam benih tersebut, dan hubungannnya sangat nyata dengan mundurnya viabilitas benih. Selanjutnya, Shintarika (2011) menyatakan waktu yang diperlukan dalam pengusangan benih untuk pengujian vigor daya simpan (V DS ) benih padi dengan uap etanol 96% adalah 1.46 jam (87.6 menit) untuk padi gogo, 2.59 jam (155.4 menit) untuk padi sawah, 1.08 jam (64.8 menit) untuk padi rawa. Pengusangan cepat secara kimia dapat dilakukan juga dengan cara merendam benih dalam cairan methanol atau etanol. Menurut Musgrave (1980) yang meneliti kemunduran benih kedelai dalam cairan methanol, menyatakan bahwa gejalanya juga dapat merusak dinding sel, sehingga kebocoran hasil metabolisme dapat terjadi. Addai dan Kantanka (2006) melakukan perendaman benih kedelai dalam 20% cairan etanol dan 20% cairan methanol selama 2 jam, dalam penelitiannya ia menyimpulkan bahwa perendaman cairan etanol memberikan indikasi yang lebih baik pada vigor daya simpan beberapa varietas kedelai dibandingkan dengan cairan methanol. Hasil penelitian Agustin (2010), menunjukkan bahwa penggunaan konsentrasi etanol 20% dinilai paling efektif digunakan untuk membedakan tingkat vigor ketahanan benih kedelai terhadap pengusangan cepat. Dengan demikian, hal tersebut dapat memberikan gambaran tentang metode pengusangan cepat. Manfaat dari pengusangan cepat benih secara kimia adalah waktu yang digunakan dalam pelaksaannya lebih cepat dan cendawan tidak mampu berkembang.

19 7 Alat Pengusangan Cepat Tipe IPB 77-1 MM Alat pengusangan cepat tipe IPB 77-1 direkayasa oleh Sadjad pada tahun 1977 untuk menduga daya simpan benih jagung dengan menggunakan uap etanol 95%. Selanjutnya APC tipe IPB 77-1 dimodifikasi menjadi APC tipe IPB 77-1 M. Modifikasi yang dilakukan adalah dengan memberikan mekanisme tiupan blower sehingga benih dapat bergerak dan memberikan sumber panas dalam ruang deraan di bagian bawah tabung benih. Alat pengusangan cepat tipe IPB 77-1 M ini dibuat tiga ulangan, dimana masing-masing mesin dihubungkan dengan saluran angin dan uap etanol yang dikeluarkan ke luar 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 (LPPM IPB, 1991). Alat pengusangan cepat tipe IPB 77-1 M dimodifikasi lanjut lagi menjadi APC tipe IPB 77-1 MM. Modifikasi dilakukan dengan menambah mekasime fisik (uap panas) dan sistem pergerakan benih yang non-stasioner (Sadjad et al., 1999). Selanjutnya, Suhartanto (1994) melakukan penelitian pada APC tipe IPB 77-1 MM untuk menyempurnakan sistem pergerakan benih dalam ruang deraan yang lebih efisien dalam rangka uji SMD (Studi Multiplikasi Devigorasi). Pada tahun 2011, APC tipe IPB 77-1 MM diperbaharui lagi dengan model tampilan ukuran yang lebih kecil (60% dari prototype APC sebelumnya). Alat penguasangan cepat tipe IPB 77-1 MM memungkinkan terjadinya devigorasi benih secara bertahap yang dilakukan dengan menempatkan benih dalam keadaan non-stasioner dan penderaannya dapat dilakukan dengan uap panas dan uap etanol dalam waktu yang bertahap. Deraan uap etanol merupakan pengusangan cepat benih secara kimia, sedangkan deraan uap panas merupakan pengusangan cepat benih secara fisik. Prinsip kerja alat ini adalah memundurkan benih secara buatan dengan mengalirkan uap panas atau uap etanol menggunakan kompresor, sehingga udara yang mengandung uap panas atau uap etanol dialirkan ke dalam wadah yang telah diisi benih yang akan diusangkan dengan bantuan motor penggerak untuk menempatkan benih dalam keadaan non-stasioner. Alat pengusangan cepat tipe IPB 77-1 MM terdiri dari empat bagian utama, yaitu tabung benih yang akan diusangkan, wadah tempat penguapan

20 8 etanol, wadah tempat penguapan air panas dan motor penggerak (Gambar 1). Tampak bagian depan alat, terdapat motor penggerak benih dan selang untuk saluran sisa uap panas selama pengusangan fisik. Motor penggerak benih menempel di bagian luar tutup alat yang dihubungkan dengan kerekan (pulley) untuk menggerakan sebuah poros di dalam ruang deraan yang di permukaanya dipasang 12 tabung wadah benih (Gambar 1c dan 1e). Motor penggerak ini yang menempatkan benih dalam keadaan non-stasioner. Tampak samping alat, terdapat dua buah tombol hijau untuk mengatur waktu pemasukan uap dan waktu penderaan, dan satu tombol merah untuk penderaan (Gambar 1a). Tampak bagian belakang alat, terdapat tombol on-off, tombol pengatur pemakaian fisik dan kimia, kran uap panas dan etanol, wadah penguapan uap etanol, wadah penampung uap panas, heater dan wadah air (Gambar 2). Alat pengusangan cepat tipe IPB 77-1 MM mempunyai dua belas tabung plastik untuk wadah benih yang akan diusangkan (Gambar 2). Tiap tabung dapat diisi benih sebanyak ± 100 butir. A B C D E Gambar 1. Alat pengusangan cepat tipe IPB 77-1 MM. (A). Tampak samping kiri; (B). Tampak samping kanan; (C). Tampak Belakang; (D). Tampak depan; (E). Penampilan dalam.

21 9 Tampak depan Tampak belakang Keterangan: 1. Engsel 2. Motor 3. Bering 4. Lampu kontrol 5. Timer 6. Motor penggerak 7. Gigi payung 8. Tempat benih 9. Wadah etanol 10. Kran uap air 11. Kran etanol 12. Tabung pemanas air 13. Tabung pemanas etanol 14. Aerator 15. Ruang deraan Gambar 2. Sketsa APC tipe IPB 77-1 MM

22 10 Sifat Fisik dan Kimia Benih Jagung Kulit benih jagung merupakan lapisan luar nucellus yang mengalami suberasi yang bersifat semipermeabel (Sadjad et al., 1999). Artinya, hanya zat - zat tertentu saja yang dapat menembus kulit jagung. Permeabilitas kulit benih yang tinggi akan mengaktifkan enzim-enzim yang berperan dalam metabolisme benih, salah satunya adalah enzim respirasi yang menggunakan substrat dari cadangan makanan dalam benih sehingga persediaan untuk pertumbuhan embrio berkurang (Purwanti, 2004). Secara struktural, benih jagung yang telah matang terdiri atas empat bagian utama, yaitu perikarp, lembaga, endosperm, dan tip kap (Gambar 3). Perikarp merupakan lapisan luar biji yang dilapisi oleh testa dan lapisan aleuron. Pada taraf tertentu, lapisan ini membentuk membran yang dikenal sebagai kulit biji atau testa/aleuron yang secara morfologi adalah bagian endosperm. Lembaga merupakan bagian yang cukup besar, tersusun atas dua bagian yaitu skutelum dan poros embrio (embryonic axis). Endosperm merupakan bagian terbesar dari biji jagung, yaitu sekitar 85% terdiri atas karbohidrat dari bagian yang lunak (floury endosperm) dan bagian yang keras (horny endosperm) (Wilson, 1981). Tip kap adalah bagian yang menghubungkan biji dengan janggel. Lapisan aleuron, perikarp, dan lembaga mengandung protein dengan kadar yang berbeda. Lembaga juga mengandung lemak dan mineral (Inglett, 1987). Gambar 3. Struktur benih jagung

23 11 Jagung tergolong tanaman serealia yang mengandung karbohidrat. Karbohidrat bersifat agak higroskopis, sehingga mudah menyerap dan menahan air dari lingkungannya (Justice dan Bass, 2002). Kandungan asam lemak yang dimiliki benih jagung (oleat dan linoleat) mudah teroksidasi baik secara spontan maupun enzimatis, sehingga dapat menurunkan viabilitas benih (Copeland dan McDonald, 2001).

24 BAHAN DAN METODE Tempat dan Waktu Percobaan dalam penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Ilmu dan Teknologi Benih Departemen Agronomi dan Hortikultura Faperta IPB. Pelaksanaan percobaan dimulai dari bulan November 2011 sampai dengan Mei Bahan dan Alat Bahan yang digunakan dalam percobaan ini antara lain adalah benih jagung hibrida SHS-11, etanol 95%, dan kertas merang. Peralatan yang digunakan adalah APC tipe IPB 77-1 MM (Gambar 1 dan 2), germinator tipe IPB 72-1, alat pengepres kertas merang tipe IPB 75-1, oven, desikator, cawan, toples dan timbangan. Metode Penelitian ini terdiri dari dua percobaan. Percobaan I adalah pengusangan cepat benih secara fisik dengan menggunakan penderaan uap panas dan percobaan II adalah pengusangan cepat secara kimia dengan menggunakan penderaan uap etanol 95% pada APC tipe IPB 7-1 MM. Diagram alir pelaksanaan penelitian ditampilkan pada Gambar 4. Pengusangan cepat fisik dan kimia dilakukan pada benih jagung dengan tingkat vigor yang berbeda. Tingkat vigor benih yang berbeda dilakukan dengan cara penyimpanan benih pada suhu kamar dan deteriorasi terkontrol (Controlled deterioration). Penyimpanan benih dilakukan pada suhu kamar (suhu 23 o C dan kelembaban nisbi 75%) selama 5 hari sebagai V1, dan perlakuan benih jagung dengan controlled deterioration selama 4 hari (V2), dan selama 6 hari (V3). Controlled deterioration dilakukan melalui penyimpanan benih jagung secara terkontrol dengan menggunakan toples yang didalamnya berisi air sehingga tercipta kelembaban tinggi 97% pada suhu 28 o C selama 4 dan 6 hari. Benih

25 13 selanjutnya dipaparkan pada suhu ruang selama sepuluh hari dengan tujuan kadar air benih mencapai kesetimbangan sebesar 11%. Satu lot benih jagung hibrida SHS 11 Pembuatan tiga lot benih: 1. Penyimpanan benih pada suhu 23 o C dan RH 75% selama 5 hari (V1) 2. Controlled deteriorationpada suhu 28 o C dan RH 97% selama 4 hari (V2) 3. Controlled deteriorationpada suhu 28 o C dan RH 97% selama 6 hari (V3) Penyamaan kadar air benih tiap vigor selama 10 hari sampai KA mencapai ± 11% Pelembaban benih selama 20 jam (KA ± 26%) Pengusangan cepat benih secara fisik pada 0, 15, 30, 45 dan 60 menit. Pengusangan cepat benih secara kimia pada 0, 25, 50, 75 dan 100 menit. Analisis Viabilitas dan Vigor Benih: 1. Daya Berkecambah 2. Potensi Tumbuh Maksimum 3. Indeks Vigor 4. Kecepatan Tumbuh 5. Kadar Air Gambar 4. Diagram alir pelaksanaan penelitian

26 14 Sebelum melakukan penelitian ini, telah dilakukan pre-experimen penderaan benih dalam APC tipe IPB 77-1 MM untuk mendapatkan waktu pengusangan benih dalam sistem devigorasi tersebut. Oleh karena itu, terdapat perbedaan waktu antara lamanya pengusangan fisik dengan pengusangan kimia. Sebelum melakukan pengusangan cepat benih, benih dilembabkan terlebih dahulu selama 20 jam hingga mencapai kadar air ± 26%. Tiga lot benih yang didapatkan selanjutnya akan didera dalam APC tipe IPB 7-1 MM selama 0 menit, 15 menit (1x15 ), 30 menit (2x15 ), 45 menit (3x15 ), dan 60 menit (4x15 ) untuk pengusangan fisik. Pada pengusangan kimia, benih didera selama 0 menit, 25 menit (1x25 ), 50 menit (2x25 ), 75 menit (3x25 ), dan 100 menit (4x25 ). Semua kombinasi perlakuan diberikan dalam tiga ulangan, sehingga jumlah satuan tiap unit percobaan adalah 75 satuan pada masing-masing percobaan. Kebutuhan benih dari setiap percobaan diasumsikan 25 butir benih per peubah per satuan percobaan. Model statistik yang digunakan adalah analisis regresi linier sederhana dan analisis korelasi regresi. Pendekatan dengan analisis regresi linier sederhana bertujuan untuk mengetahui dan menduga hubung anantara berbagai peubah viabilitas dan vigor benih dengan waktu pengusangan benih, dari analisis tersebut akan diperoleh persamaan regresi yaitu: y = a + bx Keterangan : y = Peubah viabilitas dan vigor benih (peubah bebas) a = Titik potong garis dengan sumbu y b = Kemiringan garis x = Waktu pengusangan benih (peubah tetap) Pendekatan dengan analisis korelasi regresi antara berbagai peubah viabilitas dan vigor dengan waktu pengusangan benih. Sumbu x adalah waktu pengusangan benih, sedangkan sumbu y adalah peubah viabilitas dan vigor benih. Nilai koefisien korelasi (r) digunakan untuk melihat arah dan keeratan hubungan kedua peubah (Walpole, 1997). Nilai koefisien korelasi yang mendekati 1 (r 1) menggambarkan adanya keeratan hubungan antara berbagai peubah viabilitas dan vigor dengan waktu pengusangan benih.

27 15 Pelaksanaan Penelitian Tahap pertama yang dilakukan dalam penelitian ini adalah pembuatan lot benih. Benih yang digunakan adalah benih jagung hibrida SHS 11 yang dipanen pada bulan September 2011 dengan kadar air 10.1% dan daya berkecambah 88%. Pembuatan lot benih dilakukan untuk mendapatkan vigor yang berbeda. Lot benih tersebut terdiri dari penyimpanan benih pada suhu kamar selama 5 hari (V1), Controlled deterioration benih selama 4 hari (V2), dan Controlled deterioration benih selama 6 hari (V3). Penyimpanan benih pada suhu kamar dilakukan untuk mendapatkan kadar air kesetimbangan sebesar 11%. Controlled deterioration diperoleh dari penyimpanan benih jagung terkontrol dengan menggunakan toples yang didalamnya berisi air sebanyak 800 ml. Lot benih diletakkan diatas saringan yang berada di dalam toples dengan lama penyimpanan selama 4 dan 6 hari pada suhu 28 o C dan kelembaban tinggi 97% (Gambar 5). Gambar 5.Controlled deterioration benih jagung Benih selanjutnya dipaparkan pada suhu ruang selama sepuluh hari dengan tujuan kadar air benih mencapai kesetimbangan sebesar 11%, sehingga kadar air pada semua perlakuan penderaan dapat seragam dan tidak menjadi faktor yang mempengaruhi dalam pengujian viabilitas serta vigor benih. Berikut nilai tengah status viabilitas dan vigor yang dapat dilihat pada Tabel 1.

28 16 Tingkat Vigor Tabel 1. Nilai tengah status viabilitas dan vigor benih jagung DB (%) IV (%) K CT (% per etmal) PTM (%) V1 98.7a± a± a± a±0 V2 90.7ab± a± a±0.6 92ab±0 V3 54.7c± b± b± c±4.6 Keterangan : V1: Benih jagung disimpan pada suhu kamar (23 o C); V2: Controlled deterioration benih jagung selama 4 hari; V3: Controlled deterioration benih jagung selama 6 hari. DB: Daya Berkecambah; IV: Indeks Vigor; K CT : Kecepatan Tumbuh; PTM: Potensi Tumbuh Maksimum. Angka yang diikuti dengan huruf yang sama pada kolom, menunjukkan tidak berbeda nyata menurut Uji Tukey pada taraf 5%. Benih yang sudah dipaparkan dari setiap tingkat vigor selanjutnya diberikan perlakuan pelembaban sebelum benih diusangkan. Pelembaban dilakukan selama 20 jam hingga mencapai kadar air ± 26% dengan menggunakan kertas stensil basah (Gambar 6). Hal tersebut bertujuan agar terjadinya imbibisi sehingga dapat membantu etanol ataupun uap panas untuk masuk ke dalam benih pada saat proses pengusangan berlangsung. Gambar 6. Pelembaban benih jagung dengan kertas stensil basah Benih yang telah dilembabkan selanjutnya dibagi menjadi dua, yaitu digunakan untuk pengusangan cepat fisik dan pengusangan cepat kimia. Pengusangan cepat benih secara fisik Pengusangan cepat benih secara fisik dilakukan dengan memanaskan air sebanyak 900 ml selama ± 1 jam sampai uap air panas masuk ke dalam tabung pengusangan benih. Kemudian menunggu selama 1 jam untuk mendapatkan suhu konstan, yaitu sebesar 52 o C dengan membuka lubang kran sedikit untuk

29 17 membuang uap air panas lainnya keluar. Setelah itu, benih didera dengan uap panas selama 0, 15 menit (1x15 ), 30 menit (2x15 ), 45 menit (3x15 ), dan 60 menit (4x15 ). Lot benih jagung yang telah terbentuk menjadi 3 lot benih didera dengan menggunakan uap panas APC tipe IPB 77-1 MM. Kombinasi dari perlakuannya adalah P1 (V1, 0 menit), P2 (V1, 15 menit), P3 (V1, 30 menit), P4 (V1, 45 menit), P5 (V1, 60 menit), P6 (V2, 0 menit), P7 (V2, 15 menit), P8 (V2, 30 menit), P9 (V2, 45 menit), P10 (V2, 60 menit), P11 (V3, 0 menit), P12 (V3, 15 menit), P13 (V3, 30 menit), P14 (V3, 45 menit), dan P15 (V3, 60 menit). Benih hasil perlakuan tersebut selanjutnya diamati kadar air dan dikecambahkan dengan metode Uji Kertas Digulung dalam Plastik (UKDdP) pada germinator tipe IPB 72-1 dan diamati viabilitasnya dengan tolok ukur daya berkecambah, indeks vigor, kecepatan tumbuh dan potensi tumbuh maksimum. Semua kombinasi perlakuan diberikan sebanyak tiga ulangan. Pengusangan cepat benih secara kimia Pengusangan cepat benih secara kimia dilakukan dengan menggunakan uap etanol 95 %. Setiap melakukan percobaan, etanol harus selalu diganti dengan etanol yang baru sehingga sisa etanol pada APC tipe IPB 77-1 MM harus dibuang. Waktu pengusangan yang dilakukan secara kimia adalah 0 menit, 25 menit (1x25 ), 50 menit (2x25 ), 75 menit (3x25 ), dan 100 menit (4x25 ). Kombinasi dari perlakuannya adalah T1 (V1, 0 menit), T2 (V1, 25 menit), T3 (V1, 50 menit), T4 (V1, 75 menit), T5 (V1, 100menit), T6 (V2, 0 menit), T7 (V2, 25 menit), T8 (V2, 50 menit), T9 (V2, 75 menit), T10 (V2, 100 menit), T11 (V3, 0 menit), T12 (V3, 25 menit), T13 (V3, 50 menit), T14 (V3, 75 menit), dan T15 (V3, 100 menit). Benih hasil perlakuan tersebut selanjutnya diamati kadar air dan dikecambahkan dengan metode Uji Kertas Digulung dalam Plastik (UKDdP) pada germinator tipe IPB 72-1 dan diamati viabilitasnya dengan tolok ukur daya berkecambah, indeks vigor, kecepatan tumbuh dan potensi tumbuh maksimum. Semua kombinasi perlakuan diberikan sebanyak tiga ulangan.

30 18 1) Kadar Air (KA) Benih Pengamatan Pengukuran kadar air dilakukan dengan metode langsung menggunakan oven suhu rendah konstan (105±2 o C) selama (17±1) jam (ISTA, 2010). Jumlah benih yang digunakan untuk setiap perlakuan dan ulangan berjumlah 20 butir. Kadar air benih dihitung dengan rumus: Keterangan : M1 = berat cawan + tutup M2 = berat benih + M1 sebelum dioven M3 = berat benih + M1 setelah dioven 2) Daya Berkecambah (DB) KA(%) = M2 M3 M2 M1 x 100% Presentasi daya berkecambah dihitung berdasarkan jumlah persentase kecambah normal pada pengamatan pertama yang dilakukan pada hari ke-3 dan pengamatan kedua pada hari ke-5. Daya berkecambah dihitung dengan rumus : Keterangan: DB(%) = KN I+ KN II benih yang ditanam KN I = jumlah kecambah normal pada hari ke-3 KN II= jumlah kecambah normal pada hari ke-5 3) Potensi Tumbuh Maksimum (PTM) x 100% Potensi tumbuh maksimum merupakan tolak ukur parameter viabilitas total. Potensi tumbuh maksimum dihitung berdasarkan jumlah kecambah normal dan abnormal yang tumbuh sampai akhir periode pengujian (hari ke-5). Persentase PTM dihitung dengan rumus: Keterangan : PTM(%) = KN = jumlah kecambah normal KAN = jumlah kecambah abnormal KN + KAN benih yang ditanam x 100%

31 19 4) Indeks Vigor (IV) Merupakan persentase kecambah normal pada hitungan pertama (hari ke-3). IV(%) = KN I benih yang ditanam x 100% Keterangan: KN I = jumlah kecambah normal pada hari ke-3 5) Kecepatan Tumbuh (K CT ) Kecepatan tumbuh diukur berdasarkan jumlah tambahan perkecambahan setiap hari atau etmal selama kurun waktu perkecambahan. Pengamatan dilakukan setiap hari setelah munculnya kecambah normal hari pertama pengamatan hingga akhir pengamatan. Kecepatan tumbuh dihitung dengan rumus: Keterangan: t = waktu pengamatan (etmal) K CT (% per etmal) = tn n=0 N = persentase kecambah normal setiap pengamatan t n = waktu akhir pengamatan N t

32 HASIL DAN PEMBAHASAN Percobaan Pendahuluan Percobaan pendahuluan bertujuan untuk mencari waktu pengusangan benih sampai viabilitas benih menurun atau bahkan telah mati, yang dapat digunakan untuk pengusangan cepat fisik dan kimia. Percobaan ini juga dilakukan untuk mengetahui suhu dan kelembaban nisbi dalam tabung pengusangan pada saat proses pengusangan fisik dan kimia. Waktu pengusangan fisik yang pertama digunakan untuk memundurkan benih jagung adalah 0 menit, 20 menit (1x20 ), 40 menit (2x20 ), 60 menit (3x20 ), dan 80 menit (4x20 ), sedangkan waktu untuk pengusangan kimia adalah 0 menit, 20 menit (1x20 ), 40 menit (2x20 ), 60 menit (3x20 ), dan 90 menit (3x30 ). Viabilitas benih jagung hasil deraan uap panas ataupun uap etanol 95% pada waktu tersebut masih tinggi, sehingga waktu untuk pengusangan dirubah kembali. Waktu pengusangan fisik dan kimia pada preexperimen yang kedua adalah 0 menit, 30 menit (1x30 ), 60 menit (2x30 ), 90 menit (3x30 ) dan 120 menit (4x30 ). Namun tetap saja viabilitas benih jagung belum menunjukkan penurunan secara gradual (Lampiran 1). Berdasarkan hasil analisa, terdapat kesalahan prosedur dalam melakukan proses pengusangan cepat benih pada APC tipe IPB 77-1 MM, yaitu pada pengaturan suhu dan kelembaban selama proses pengusangan cepat fisik. Suhu dan kelembaban konstan untuk proses pengusangan cepat fisik baru dicapai setelah 2 jam memanaskan air sampai uap air panas masuk ke dalam ruang deraan, sehingga apabila benih dimasukkan sebelum 2 jam pemanasan air, maka proses pengusangan tidak terjadi dengan sempurna seperti yang diharapkan. Selama pre-experimen pengusangan cepat benih secara fisik, suhu yang pernah diperoleh dalam ruang deraan adalah 78 o C dengan RH 92%, sehingga APC tipe IPB 77-1 MM dilengkapi dengan wadah penampung uap yang bertujuan untuk membuang sebagian uap panas keluar melalui kran agar suhu dalam ruang deraan tidak terlalu tinggi. Pengukuran suhu dan RH dalam ruang deraan dilakukan secara manual dengan menggunakan alat Termohygrometer dari awal masuknya uap panas sampai suhu dan RH dalam alat tersebut mencapai konstan. Namun terkadang, suhu dan RH di dalam ruang deraan mengalami perubahan.

33 21 Suhu dapat naik turun pada saat pembukaan kran pada wadah penampung uap, dan bahkan membutuhkan waktu lebih dari 2 jam untuk mendapatkan suhu konstan dalam ruang deraan. Selama melakukan pengusangan fisik, air yang dibutuhkan sebanyak 900 ml. Volume ini harus dipenuhi agar tidak terjadi kekeringan selama pemanasan dalam heater. Pada pengusangan kimia, aerator belum bekerja dengan sempurna sehingga perlu penyempurnaan pada beberapa sambungan komponen alat (Gambar 2). Biasanya etanol yang bekerja dalam proses pengusangan cepat benih secara kimia di APC tipe IPB 77-1 MM adalah dingin dan bahkan sampai berembun, namun etanol pernah menjadi panas pada saat proses pengusangan berlangsung, sehingga etanol yang dibutuhkan lebih dari 50 ml per sekali pengusangan. Hal tersebut tidak mempengaruhi terhadap hasil pengusangan, hanya saja terdapat perbedaan pada kadar air benih setelah benih diusangkan. Dengan demikian, kondisi suhu perlu diawasi pada saat pengusangan berlangsung. Pre-experimen terus dilanjutkan sampai mendapatkan titik waktu yang tepat untuk pengusangan fisik dan pengusangan kimia. Pengusangan cepat fisik yang pernah dilakukan sampai 110 menit pada suhu 52 o C dan kelembaban 89% menunjukkan benih jagung telah mati seluruhnya, sehingga waktu yang ditetapkan untuk penderaan uap panas hanya sampai 60 menit. Pada pengusangan cepat kimia, benih jagung yang diusangkan sampai 60 menit menunjukkan daya berkecambah menjadi 54%, sehingga waktu yang ditetapkan untuk penderaan uap etanol 95% sampai 100 menit. Berdasarkan hal tersebut, waktu yang ditetapkan untuk masing-masing pengusangan cepat benih dibagi menjadi lima interval. Pengusangan Cepat Benih secara Fisik Pengusangan cepat benih secara fisik dimulai dengan menekan tombol on dan mengatur setelan ke uap panas setelah air dimasukkan dalam wadah air, kemudian lampu kontrol diatur untuk memanaskan air selama 15 menit (Gambar 2). Sebelumnya, kran pengusangan fisik telah dibuka untuk mengurangi tekanan dalam heater pada saat pemanasan. Air yang diisi ke dalam wadah air seperti

34 22 tabung kaca sebanyak 900 ml. Air dalam wadah air tersebut akan masuk ke dalam tabung pemanas (heater) melalui selang yang dihubungkan antara kedua tabung. Biasanya waktu yang dibutuhkan untuk uap air naik ke wadah penampung uap panas adalah sekitar ± 30 menit. Selanjutnya uap panas tersebut akan terkumpul dan wadah penampung uap akan menjadi panas. Uap panas kemudian akan naik ke ruang deraan melalui selang penghubung (Gambar 1b). Proses masuknya uap panas ke dalam ruang deraan sampai suhu dan kelembaban di dalamnya mencapai konstan bisa memakan waktu sekitar 1 jam. Selama proses tersebut, kran yang terdapat pada wadah penampung uap perlu dibuka sedikit untuk mengeluarkan sebagian uap panas, sehingga uap panas yang masuk ke dalam ruang deraan tidak terlalu banyak dan suhu dalam ruang deraan pun tidak tinggi. Kran tersebut juga berfungsi untuk mengeluarkan air yang telah mengumpul dalam wadah penampung uap, karena uap panas yang mengumpul akan berubah menjadi air yang jika semakin banyak akan menghambat proses naiknya uap panas ke ruang deraan. Setelah suhu dalam ruang deraan mencapai konstan, tombol off ditekan untuk mematikan sementara ketika wadah benih yang berisi benih yang akan diusangkan dimasukkan ke dalam ruang deraan. Kemudian, lampu kontrol dan timer diatur sesuai waktu yang ditentukan. Lampu kontrol berfungsi untuk mengatur lamanya pemasukan uap ke ruang deraan dan waktu pengusangan benih jagung, dan dapat mengatur lamanya motor penggerak berputar untuk menempatkan benih dalam keadaan non-stasioner (Gambar 1a). Tombol pemasukan uap diatur sesuai dengan lamanya waktu pengusangan benih, sehingga uap panas akan terus masuk ke dalam ruang deraan selama waktu pengusangan. Tombol timer juga disamakan untuk mengetahui habisnya waktu pengusangan. Timer akan berbunyi dan berwarna merah jika waktu yang diatur pada ketiga tombol telah habis. Kemudian, tombol on ditekan kembali untuk memulai proses pengusangan benih. Proses pengusangan ini berlangsung secara bertahap sampai waktu yang diinginkan. Pengusangan cepat benih secara fisik menggunakan APC tipe IPB 77-1 MM ini dilakukan dengan uap panas. Lot benih jagung didera oleh uap panas selama 0 menit, 15 menit (1x15 ), 30 menit (2x15 ), 45 menit (3x15 ), dan 60

35 23 menit (4x15 ). Benih jagung didera pada kondisi yang telah berimbibisi (KA ± 26%), sehingga selama proses pengusangan tidak terjadi peningkatan kadar air (Lampiran 2). Suhu dan kelembaban selama proses pengusangan fisik adalah ± 52 o C dan ± 89%. Pengusangan cepat benih secara fisik dengan uap panas di APC tipe IPB 77-1 MM pada semua tolok ukur viabilitas dan vigor benih jagung memberikan pengaruh terhadap kemunduran benih jagung. Pengaruh tersebut terlihat dari persamaan garis regresi linier yang berkorelasi negatif pada Tabel 2. Hal ini menunjukkan bahwa semakin lama waktu pengusangan, benih jagung akan semakin mengalami penurunan viabilitas. Tabel 2. Rekapitulasi hasil analisis regresi dan korelasi yang menghubungkan antara tolok ukur pengujian viabilitas dan vigor pada tiga lot benih jagung dengan waktu pengusangan cepat benih secara fisik Tingkat Vigor Persamaan Regresi R 2 r DB (%) V1 y = x * V2 y = x * V3 y = x * IV (%) V1 y = x * V2 y = x * V3 y = x * K CT (% per etmal) V1 y = x * V2 y = x * V3 y = x * PTM (%) V1 y = x tn V2 y = x * V3 y = x * Keterangan: V1: Lot benih jagung yang disimpan pada suhu kamar (23 o C); V2: Lot benih jagung setelah Controlled deterioration selama 4 hari; V3: Lot benih jagung setelah Controlled deterioration selama 6 hari. DB: Daya Berkecambah; IV: Indeks Vigor; K CT : Kecepatan Tumbuh; PTM: Potensi Tumbuh Maksimum. Angka yang diikuti oleh tanda (*) adalah nyata pada taraf 5%, dan tanda (tn) adalah tidak nyata pada taraf 5%. Berdasarkan hasil analisis regresi dan korelasi pada Tabel 2, nilai koefisien korelasi yang dicapai oleh tolok ukur daya berkecambah, indeks vigor, kecepatan tumbuh, dan potensi tumbuh maksimum sebagian besar hampir mendekati satu

36 24 (r 1). Hal ini menunjukkan bahwa ada keeratan hubungan antara lama waktu pengusangan dengan tolok ukur viabilitas dan vigor benih pada ketiga lot benih jagung tersebut. Semakin lama waktu pengusangan benih jagung di APC tipe IPB 77-1 MM, tolok ukur daya berkecambah, indeks vigor, kecepatan tumbuh, dan potensi tumbuh maksimum benih jagung semakin menurun. Persamaan regresi menyatakan hubungan antara waktu pengusangan benih jagung (sumbu x) dengan tolok ukur viabilitas dan vigor benih jagung (sumbu y). Garis regresi pada Lampiran 3, 4, 5 dan 6 menunjukkan bahwa semakin lama waktu pengusangan benih maka tolok ukur viabilitas dan vigor benih jagung semakin turun. Semakin lama diperlakukan dengan uap panas, kadar air benih meningkat sehingga aktivitas metabolismenya meningkat, yang menyebabkan kemunduran benih jagung. Sutopo (2002) menjelaskan bahwa benih yang bersifat higroskopis sangat mudah menyerap air dari udara di sekitarnya. Kandungan air yang tinggi meningkatkan kegiatan enzim sehingga mempercepat terjadinya proses respirasi. Selain itu, terjadinya perombakan cadangan makanan yang berlangsung cepat akan menyebabkan benih kehabisan bahan bakar pada jaringan-jaringan yang penting (meristem), sehingga cepat mengalami kemunduran. Menurut Tatipata et al. (2004), suhu dan kelembaban yang tinggi akan mempercepat kemunduran benih akibat penurunan aktivitas enzim, penurunan cadangan makanan, meningkatnya nilai konduktivitas, penurunan daya berkecambah dan vigor. Menurut Justice dan Bass (2002), semakin lama proses respirasi berlangsung, semakin banyak pula cadangan makanan benih yang digunakan. Perombakan cadangan makanan benih menyebabkan terjadinya serangkaian proses metabolisme yang dapat menurunkan viabilitas benih. Alat pengusangan cepat tipe IPB 77-1 MM ini masih mempunyai kelemahan bila ditinjau dalam pengoperasian untuk pengusangan cepat fisik. Pengusangan cepat benih secara fisik membutuhkan waktu selama 2 jam untuk mendapatkan suhu 52 o C. Selain itu, perlu adanya pengawasan kran uap panas saat pemanasan air, sehingga kran harus dibuka-tutup untuk menjaga tekanan di dalam heater agar tidak tinggi.

37 25 Meskipun hasil modifikasi pada alat ini masih membutuhkan waktu yang lama untuk mendapatkan suhu konstan 52 o C, tetapi dampak penderaan benih dapat memberikan indikasi yang baik. Hal ini dapat dilihat dari nilai koefisien korelasi (r) yang tinggi pada Tabel 2. Hal tersebut menunjukkan bahwa APC tipe IPB 77-1 MM pada pengoperasian pengusangan cepat fisik mampu membuat kemunduran benih secara gradual dengan baik. Pengusangan Cepat Benih secara Kimia Pengusangan cepat benih secara kimia dimulai dengan memasukkan benih jagung yang akan didera ke dalam ruang deraan dan mengisi etanol ke wadah etanol sebanyak ± 50 ml. Wadah etanol tersebut diapit oleh dua wadah lainnya untuk menampung uap etanol dan menyalurkannya ke ruang deraan melalui selang penghubung (Gambar 2). Selanjutnya lampu kontrol dan timer diatur sesuai dengan waktu yang ditetapkan. Alat pengusangan kemudian diatur ke setelan uap etanol. Setelah itu, tombol on ditekan untuk memulai proses pengusangan benih jagung. Kran pengusangan kimia dibuka untuk membuka jalannya uap etanol masuk ke dalam ruang deraan. Tombol timer akan berbunyi dan berwarna merah jika waktu yang diatur pada ketiga tombol telah habis. Prosedur pengusangan kimia lebih mudah dijalankan dibandingkan dengan pengusangan fisik, karena lot benih jagung dapat langsung didera tanpa harus menunggu suhu ruang deraan konstan. Suhu dan kelembaban yang ada di dalam ruang deraan adalah ± 32 o C dan ± 82%. Pengusangan cepat benih secara kimia menggunakan APC tipe IPB 77-1 MM ini dilakukan dengan uap etanol 95%. Lot benih jagung didera oleh uap etanol 95% selama 0, 25 (1x25 ), 50 (2x25 ), 75 (3x25 ), dan 100 (4x25 ) menit. Benih jagung didera pada kondisi yang telah berimbibisi (KA ± 26%), sehingga selama proses pengusangan tidak terjadi peningkatan kadar air (Lampiran 7). Seperti halnya pengusangan benih secara fisik, pengusangan benih secara kimia dengan uap etanol 95% di APC tipe IPB 77-1 MM juga memberikan pengaruh nyata pada sebagian besar tolok ukur viabilitas dan vigor benih jagung. Hal ini dapat dilihat dari persamaan regresi linier yang berkorelasi negatif pada