STUDI GENETIK TERHADAP DAYA SIMPAN BENIH KEDELAI HITAM (Glycine max (L.) Merr.) KADE ARI OKTAVIANI A

Transkripsi

1 STUDI GENETIK TERHADAP DAYA SIMPAN BENIH KEDELAI HITAM (Glycine max (L.) Merr.) KADE ARI OKTAVIANI A DEPARTEMEN AGRONOMI DAN HORTIKULTURA FAKULTAS PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2012

2 RINGKASAN KADE ARI OKTAVIANI. Studi Genetik Terhadap Daya Simpan Benih Kedelai Hitam (Glycine Max (L.) Merr.). Dibimbing Oleh DESTA WIRNAS dan ENY WIDAJATI. Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Benih, Laboratorium Pemuliaan Tanaman Departemen Agronomi dan Hortikultura, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor, Dramaga dan di Laboratorium Biologi Balai Besar Pengembangan Pengujian Mutu Benih Tanaman Pangan dan Hortikultura (BBPPMBTPH) Cimanggis. Penelitian dilaksanakan pada bulan Maret sampai dengan Juli Penelitian ini menggunakan Rancangan Kelompok Lengkap Teracak (RKLT). Perlakuan yang digunakan adalah faktor genotipe yang terdiri dari 17 galur harapan benih kedelai hitam dan tiga varietas pembanding dengan tiga ulangan. Galur-galur tersebut disimpan pada beberapa periode simpan yaitu 0, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14 dan 16 minggu. Benih kedelai hitam disimpan dalam kemasan plastik kedap udara pada suhu C dan RH 57-60%. Beberapa pengujian dilakukan untuk mengetahui daya simpan benih pada periode waktu tertentu. Pengamatan dilakukan untuk menganalisis mutu benih. Beberapa tolok ukur pengamatan yang dilakukan adalah Daya Berkecambah (DB), Potensi Tumbuh Maksimum (PTM), Kecepatan Tumbuh (K CT ), Indeks Vigor (IV), Bobot Kering Kecambah Normal (BKKN), Bobot 100 butir, Volume Benih, Kadar Air (KA) dan Daya Hantar Listrik (DHL). Hasil analisis ragam menunjukkan pengaruh genetik galur terhadap tolok ukur mutu benih kedelai hitam yang diuji selama beberapa periode simpan. Pengaruh faktor genetik terhadap tolok ukur yang diuji berbeda-beda pada masing-masing periode simpan. Daya hantar listrik memiliki korelasi negatif terhadap daya berkecambah, potensi tumbuh maksimum, kecepatan tumbuh, indeks vigor dan kadar air. Semakin tinggi daya hantar listrik maka vigor benih menjadi rendah. Tolok ukur daya hantar listrik memiliki heritabilitas yang tergolong tinggi dan memiliki

3 korelasi negatif yang stabil terhadap tolok ukur yang lain sehingga dapat digunakan sebagai karakter seleksi mutu benih. Beberapa tolok ukur mutu benih yang diamati menunjukkan terdapat keragaman yang dipengaruhi oleh faktor genetik. daya simpan yang dipengaruhi oleh faktor genetik berdasarkan kontribusi faktor genetik paling tinggi diperoleh pada saat periode simpan 14 minggu untuk semua tolok ukur dan 12 minggu untuk daya hantar listrik. Nilai heritabilitas berdasarkan keragaman genetik memiliki nilai yang tinggi untuk semua tolok ukur yaitu lebih dari 70 %. Terdapat beberapa galur yang memiliki kemampuan daya simpan lebih baik dibandingkan galur lainnya berdasarkan tolok ukur daya berkecambah, potensi tumbuh maksimum, kecepatan tumbuh dan indeks vigor yaitu galur SSD-10, SSD-17, SSD-18, SSD-39, SSD-82, SSD-91 dan SC-39-1.

4 STUDI GENETIK TERHADAP DAYA SIMPAN BENIH KEDELAI HITAM (Glycine max (L.) Merr.) Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Pertanian pada Fakultas Pertanian Institut Pertanian Bogor KADE ARI OKTAVIANI A DEPARTEMEN AGRONOMI DAN HORTIKULTURA FAKULTAS PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2012

5 Judul Nama NIM : STUDI GENETIK TERHADAP DAYA SIMPAN BENIH KEDELAI HITAM (Glycine max (L.) Merr.) : KADE ARI OKTAVIANI : A Menyetujui, Pembimbing 1 Pembimbing 2 Dr. Desta Wirnas, SP, MSi Dr. Ir. Eny Widajati, MS NIP NIP Mengetahui, Ketua Departemen Agronomi dan Hortikultura Dr. Ir. Agus Purwito, M.Sc.Agr. NIP Tanggal Lulus :

6 RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Kedungwuni, Kabupaten Pekalongan, Jawa Tengah pada tanggal 13 Oktober Penulis merupakan anak kedua dari Bapak I Nyoman Sueta Naya dan Ibu Nur Khasanah. Penulis Lulus dari MIN Kedungwuni pada tahun Tahun 2005 penulis menyelesaikan studi di SMP N 1 Kedungwuni dan pada tahun 2008 penulis lulus dari SMA N 3 Pekalongan. Tahun 2008 penulis diterima sebagai mahasiswa Departemen Agronomi dan Hortikultura, Fakultas Pertanian di Institut Pertanian Bogor melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI). Penulis aktif dalam beberapa kepanitiaan dan organisasi selama perkuliahan. Organisasi yang pernah penulis ikuti adalah Badan Eksekutif Mahasiswa (BEM) Fakultas Pertanian sebagai Sekretaris Departemen Busssines and Leadership pada tahun 2010 dan Organisasi Mahasiswa Daerah IMAPEKA. Kepanitiaan yang pernah diikuti adalah panitia Masa Perkenalan Kampus Mahasiswa Baru (MPKMB) divisi PJK tahun 2009, panitia kegiatan HARMONI divisi sponsorship tahun 2010, panitia kegiatan BEYONCE tahun 2010, Panitia Masa Perkenalan Fakultas (MPF) divisi kestari dan panitia Masa Perkenalan Departemen (MPD) divisi PJK tahun Penulis pernah menjadi asisten praktikum mata kuliah Dasar Teknologi Benih dan Dasar Pemuliaan Tanaman pada tahun 2012.

7 KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT atas rahmat dan hidayah-nya sehingga penyusunan skripsi ini dapat diselesaikan dengan baik. Skripsi yang berjudul Studi Genetik Terhadap Daya Simpan Benih Kedelai Hitam (Glycine max (L.) Merr.) ini disusun oleh penulis sebagai syarat untuk mendapatkan gelar Sarjana Pertanian dari Departemen Agronomi dan Hortikultura, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : 1. Dr. Desta Wirnas, SP, MSi selaku Dosen Pembimbing Skripsi Pertama dan Dr. Ir. Eny Widajati, MS selaku Dosen Pembimbing Skripsi Kedua yang telah memberikan bimbingan dan pengarahan dalam menyelesaikan skripsi ini. 2. Dr. Ir. Trikoesoemaningtyas, MSc selaku Dosen Penguji, Prof. Dr. Ir. Roedhy Poerwanto M.Sc selaku Dosen Pembimbing Akademik dan segenap jajaran Para Dosen serta Staf Departemen Agronomi dan Hortikultura IPB yang telah memberikan ilmu yang bermanfaat dan pelayanan yang terbaik. 3. Dina Daryono S.TP, M.Si selaku kepala Laboratorium Biologi dan seluruh staff Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Mutu benih Tanaman Pangan dan Hortikultura (BBPPMBTPH) Cimanggis yang telah memberikan sarana prasarana dalam menyelesaikan penelitian 4. Bapak I Nyoman Sueta Naya, Ibu Nur Khasanah, Kakak Ni Putu Ayu Eka Putri, Adik Komang Edwin Maulana dan Adik I Ketut Anang Riski atas kasih sayang dan semangat yang tak henti-hentinya diberikan untuk penulis 5. Keluarga besar IMAPEKA (Ikatan Mahasiswa Pekalongan-Batang), keluarga besar AGH INDIGENOUS 45 dan sahabat-sahabat tercinta yang senantiasa membantu penulis selama perkuliahan Penulis berharap semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi pengembangan ilmu pengetahuan pertanian Indonesia. Kritik dan saran yang membangun sangat penulis harapkan untuk ke depannya. Bogor, September 2012 Penulis

8 DAFTAR ISI Halaman DAFTAR TABEL DAFTAR GAMBAR... DAFTAR LAMPIRAN PENDAHULUAN Latar Belakang... Tujuan... Hipotesis... TINJAUAN PUSTAKA Taksonomi dan Morfologi Kedelai... Pertumbuhan Kedelai... Penyimpanan Benih... Viabilitas dan Vigor Benih... Studi Genetika Tanaman terkait Daya Simpan Benih... BAHAN DAN METODE Tempat dan Waktu... Bahan dan Alat... Metode Penelitian... Pelaksanaan Penelitian... Pengamatan... Pengolahan Data... HASIL DAN PEMBAHASAN Kondisi Umum... Keragaan Daya Simpan Benih Kedelai Hitam... Uji Korelasi antara Karakter Mutu Benih... Daya Simpan Kedelai Hitam... Seleksi Galur-galur Terbaik... KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan... Saran... DAFTAR PUSTAKA... LAMPIRAN... ix x xi

9 DAFTAR TABEL Halaman 1. Perbedaan Tipe Determinit dan Indeterminit Analisis Ragam dan Pendugaan Komponen Ragam Rekapitulasi Hasil Sidik Ragam Tolok Ukur Mutu Benih Nilai Tengah Bobot 100 Butir dan Volume Benih Kedelai Hitam Nilai Tengah Daya Berkecambah (DB) Benih Kedelai Hitam pada Beberapa Periode Simpan Nilai Tengah Potensi Tumbuh Maksimum (PTM) Benih Kedelai Hitam pada Beberapa Periode Simpan Nilai Tengah Kecepatan Tumbuh (KCT) Benih Kedelai Hitam pada Beberapa Periode Simpan Nilai Tengah Bobot Kering Kecambah Normal (BKKN) Benih Kedelai Hitam pada Beberapa Periode Simpan Nilai Tengah Kadar Air (KA) Benih Kedelai Hitam pada Beberapa Periode Simpan Nilai Tengah Indeks Vigor (IV) Benih Kedelai Hitam pada Beberapa Periode Simpan Nilai Tengah Daya Hantar Listrik (DHL) Benih Kedelai Hitam pada Beberapa Periode Simpan Hasil Uji Korelasi antar Tolok Ukur Mutu Benih Kedelai Hitam Nilai Ragam Daya Simpan Galur Kedelai Hitam pada Beberapa Periode Simpan Nilai Kontribusi Faktor Genetik terhadap Tolok Ukur Mutu Benih Nilai Komponen Ragam, Heritabilitas dan Kriteria Heritabilitas Galur-galur Hasil Seleksi Berdasarkan Daya Berkecambah, Potensi Tumbuh Maksimum, Kecepatan Tumbuh dan Indeks Vigor... 45

10 DAFTAR GAMBAR Halaman 1. Kecambah Kedelai Hitam Periode Simpan 0 Minggu Pengujian Daya Hantar Listrik... 38

11 DAFTAR LAMPIRAN Halaman 1. Data Sidik Ragam Pengaruh Genetik terhadap Bobot 100 Butir Data Sidik Ragam Pengaruh Genetik terhadap Volume Benih Data Sidik Ragam Pengaruh Genetik terhadap Daya Berkecambah Data Sidik Ragam Pengaruh Genetik terhadap Potensi Tumbuh Maksimum Data Sidik Ragam Pengaruh Genetik terhadap Kecepatan Tumbuh Data Sidik Ragam Pengaruh Genetik terhadap Bobot Kering Kecambah Normal Data Sidik Ragam Pengaruh Genetik terhadap Kadar Air Data Sidik Ragam Pengaruh Genetik terhadap Indeks Vigor Data Sidik Ragam Pengaruh Genetik terhadap Daya Hantar Listrik Deskripsi Varietas Cikuray Deskripsi Varietas Malika Deskripsi Varietas Wilis... 70

12 1 PENDAHULUAN Latar Belakang Atman (2009) menyatakan bahwa produksi kedelai di Indonesia pernah mencapai puncaknya pada tahun 1992 yaitu sebanyak 1.87 juta ton. Produksi kedelai terus mengalami penurunan hingga juta ton pada tahun Hal tersebut memiliki arti bahwa produksi kedelai mengalami penurunan dalam kurun waktu 11 tahun hingga mencapai 64%. Konsumsi kedelai cenderung meningkat sehingga impor kedelai mengalami peningkatan mencapai juta ton pada tahun Produktivitas kedelai saat ini pada tingkat petani masih rendah dengan rata-rata 1.3 ton per hektar dengan kisaran ton per hektar, sedangkan potensi hasil dapat mencapai 3.0 ton per hektar. Senjang produktivitas yang sangat besar tersebut memberikan peluang bahwa peningkatan produksi melalui peningkatan produktivitas di tingkat petani masih dapat dilakukan. Benih merupakan salah satu komponen penting dalam usaha produksi tanaman karena dapat menentukan keberhasilan usaha. Benih dapat diperoleh dari tanaman yang dibudidayakan sebelumnya. Benih perlu disimpan terlebih dahulu dalam jangka waktu tertentu hingga musim tanam berikutnya. Petani pada umumnya mengharapkan benih dapat disimpan dalam jangka waktu yang lama tanpa mengalami kerusakan sehingga dapat dipergunakan sewaktu-waktu diperlukan (Imdad dan Nawangsih, 1999). Menurut Purwanti (2004) kedelai hitam memiliki peranan penting di sektor industri khususnya industri kecap. Penggunaan kedelai hitam sebagai bahan pembuatan kecap akan menghasilkan warna dan kualitas kecap yang lebih baik dibandingkan kedelai kuning. Nazar et al (2008) menambahkan bahwa kedelai hitam (Glycine max (L.) Merr.) merupakan salah satu tanaman yang tumbuh di daerah tropis yang banyak digunakan sebagai bahan baku pembuatan kecap. Produksi kedelai hitam dalam industri pembuatan kecap dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya adalah suhu ruang simpan dan media simpan yang berpengaruh terhadap kualitas benih kedelai hitam sebagai bahan baku kecap. Menurut Tatipata (2007) benih kedelai mengandung kadar protein yang tinggi sebesar 37 % dan mengandung kadar lemak sebesar 16 %. Hal tersebut

13 2 menyebabkan benih kedelai cepat mengalami kemunduran (deteriorasi) terutama jika kondisi ruang simpannya tidak menguntungkan. Penurunan vigor benih dapat ditandai dengan menurunnya daya berkecambah benih, peningkatan jumlah kecambah abnormal dan terhambatnya pertumbuhan serta perkembangan tanaman. Benih kedelai cepat mengalami kemunduran selama periode penyimpanan karena kandungan lemak dan protein yang tinggi sehingga memerlukan penanganan yang serius sebelum disimpan. Kemunduran benih selama penyimpanan juga disebabkan oleh kadar air benih yang akan meningkat jika suhu dan kelembaban ruang simpan cukup tinggi. Peningkatan kadar air selama penyimpanan benih dapat dicegah dengan menggunakan kemasan yang kedap udara dan uap air. Kemunduran benih dapat ditengarai secara biokimia dan fisiologi. Ciri-ciri kemunduran benih secara biokimia antara lain penurunan aktivitas enzim, penurunan cadangan makanan dan meningkatnya nilai konduktivitas. Indikasi fisiologi kemunduran benih antara lain penurunan daya berkecambah dan vigor (Tatipata et al, 2004). Kuswanto (2003) menyatakan bahwa masing-masing benih pada umumnya memiliki faktor genetik yang berbeda sehingga menyebabkan tidak semua benih dari satu seed lot memiliki daya simpan yang sama. Sifat genetik benih akan mempengaruhi kekerasan kulit benih dan permeabilitas kulit benih. Benih dengan kulit yang keras dan permeabilitas rendah dapat disimpan lebih lama. Sifat ketahanan benih lebih bersifat individual meskipun benih diproduksi dan diproses dalam waktu yang bersamaan. Menurut Justice dan Bass (2002) lama waktu simpan benih tergantung pada jenis lot benih. Laju kemunduran vigor dan viabilitas benih tergantung pada beberapa faktor yaitu faktor genetik, kondisi benih, kondisi penyimpanan, keseragaman lot benih dan cendawan gudang ketika kondisi penyimpanannya memungkinkan cendawan untuk tumbuh. Menurut Byrd (1978) tiap jenis benih yang berbeda memiliki laju deteriorasi yang berbeda pula. Benih kapas dan benih kedelai memiliki komposisi kimia yang serupa tetapi benih kapas dapat mempertahankan viabilitasnya lebih lama dari pada benih kedelai. Benih kedelai memiliki struktur morfologi yang

14 3 dapat menyebabkan bagian-bagian kritis benih lebih mudah mengalami kerusakan. Justice dan Bass (2002) menambahkan hylum benih kedelai pada kondisi yang kritis dapat menjadi lunak atau rusak sehingga memudahkan cendawan untuk masuk ke dalam benih. Menurut Harnowo et al (2007) perakitan varietas unggul merupakan salah satu teknologi yang berperan penting dalam peningkatan kuantitas dan kualitas produksi pertanian. Ketersediaan benih dari varietas unggul yang memenuhi syarat enam tepat (varietas, jumlah, mutu, waktu, lokasi dan harga) sangat diperlukan untuk keberhasilan budidaya tanaman dalam menghasilkan benih bermutu tinggi. Penggunaan benih bermutu tinggi berdampak terhadap pertumbuhan tanaman yang baik dan memiliki hasil panen yang tinggi. Wirnas et al (2006) menambahkan salah satu usaha untuk meningkatkan produksi kedelai adalah melalui pengembangan varietas berdaya hasil tinggi serta adaptif terhadap lingkungan bercekaman. Sampai saat ini telah dihasilkan sejumlah galur harapan kedelai hitam dari kegiatan pemuliaan tanaman. Informasi tentang daya simpan galur-galur tersebut sangat diperlukan dalam memproduksi benih bermutu dari suatu varietas unggul. Tujuan Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh faktor genetik terhadap daya simpan benih kedelai hitam (Glycine max (L.) Merr.) sebagai upaya penyediaan benih kedelai hitam bermutu tinggi. Hipotesis 1. Terdapat keragaman daya simpan pada benih kedelai hitam (Glycine max (L.) Merr.) yang dipengaruhi oleh faktor genetik 2. Terdapat beberapa galur kedelai hitam (Glycine max (L.) Merr.) yang memiliki daya simpan tinggi

15 TINJAUAN PUSTAKA 4 n Taksonomi dan Morfologi Kedelai Kedelai merupakan tanaman asli Daratan Cina dan telah dibudidayakan oleh manusia sejak 2500 SM. Sejalan dengan berkembangnya perdagangan antarnegara yang terjadi pada awal abad ke-19 menyebabkan tanaman kedelai juga ikut tersebar ke berbagai negara tujuan perdagangan seperti Jepang, Korea, Indonesia, India, Australia dan Amerika. Kedelai mulai dikenal di Indonesia sejak abad ke-16. Awal mula penyebaran dan pembudidayaan kedelai yaitu di Pulau Jawa kemudian berkembang ke Bali, Nusa Tenggara dan pulau-pulau lainnya (Irwan, 2006). Klasifikasi tanaman kedelai sebagai berikut : Divisio : Spermatophyta Classis : Dicotyledoneae Ordo : Rosales Familia : Papilionaceae Genus : Glycine Species : Glycine max (L.) Merr. Menurut Irwan (2006) tanaman kedelai umumnya tumbuh tegak, berbentuk semak, dan merupakan tanaman semusim. Morfologi tanaman kedelai didukung oleh komponen utamanya, yaitu akar, daun, batang, polong, dan biji sehingga pertumbuhannya dapat optimal. Adie dan Krisnawati (2007) menambahkan karakteristik kedelai yang dibudidayakan di Indonesia merupakan tanaman semusim, tanaman tegak dengan tinggi cm, bercabang, memiliki daun tunggal dan daun bertiga, bulu pada daun dan polong tidak terlalu padat, umur tanaman antara hari. Biji Menurut Iwan (2006) jumlah biji di dalam setiap polong berjumlah dua hingga tiga biji. Biji kedelai dikelompokkan menjadi kelompok biji dengan ukuran besar (bobot lebih besar dari 13 gram per 100 biji), sedang (10-13 gram per 100 biji) dan kecil (7-9 gram per 100 biji). Biji merupakan komponen morfologi kedelai yang bernilai ekonomis. Biji kedelai sebagian besar tersusun

16 oleh kotiledon dan dilapisi oleh kulit biji yang disebut testa. Bentuk biji bervariasi tergantung pada varietas tanaman yaitu bulat, gepeng dan bulat telur. 5 Akar Sistem perakaran pada kedelai terdiri dari akar tunggang yang terbentuk dari calon akar, sejumlah akar sekunder yang tersusun dalam empat barisan sepanjang akar tunggang, cabang akar sekunder dan cabang akar adventif yang tumbuh dari bagian bawah hipokotil. Kedelai memiliki bintil-bintil akar yang berisi bakteri Rhizobium japonicum. Bakteri tersebut memiliki kemampuan menambat nitrogen dari atmosfer. Nitrogen dalam bentuk gas direduksi menjadi nitrogen yang tersedia untuk tanaman inang, sedangkan tanaman inang memasok fotosintat pada rhizobia sebagai sumber energi (Soedarjo, 2007). Batang Batang tanaman kedelai berasal dari poros embrio yang terdapat pada biji masak. Hipokotil merupakan bagian terpenting pada poros embrio yang terletak di bawah keping biji. Bagian atas keping biji merupakan epikotil yang terdiri dari dua daun sederhana yaitu primordia daun bertiga pertama dan ujung batang (Adie dan Krisnawati, 2007). Daun Bentuk daun kedelai ada dua macam yaitu bulat (oval) dan lancip (lanceolat). Kedua bentuk daun tersebut dipengaruhi oleh faktor genetik. Sebagian besar bentuk daun kedelai yang ada di Indonesia adalah berbentuk lonjong dan khususnya varietas Agropuro berdaun lancip. Jumlah stomata pada daun berkisar antara buah/m 2 (Iwan, 2006). Bunga Tanaman kedelai memasuki fase reproduktif saat tunas aksilar berkembang menjadi kelompok bunga dengan jumlah 2-35 kuntum bunga untuk tiap kelompok. Bunga pertama muncul pada buku kelima atau keenam ketika

17 buku kotiledon, daun primer dan daun bertiga dalam fase vegetatif. Bunga muncul ke arah ujung batang utama dan ujung cabang (Adie dan Krisnawati, 2007). 6 Polong Jumlah polong sangat bervariasi dalam satu polong berbiji 1-5 biji per polong atau 2-3 biji per polong. Polong berlekuk lurus dan polong masak berwarna kuning muda sampai kuning kelabu, cokelat atau hitam. Warna polong tergantung pada keberadaan pigmen karoten dan xantofil, warna trikoma dan pigmen antosianin (Adie dan Krisnawati, 2007). Pertumbuhan Kedelai Menurut Adie dan Krisnawati (2007) kedelai merupakan tanaman menyerbuk sendiri yang bersifat kleistogami. Periode perkembangan vegetatif bervariasi tergantung pada varietas dan keadaan lingkungan termasuk panjang hari dan suhu. Kedelai diklasifikasikan sebagai tanaman hari pendek karena hari yang pendek akan menginisiasi pembungaan. Sumarno (2007) menambahkan kedelai termasuk tanaman hari pendek yaitu tanaman cepat berbunga apabila panjang hari 12 jam atau kurang dan tanaman tidak mampu berbunga apabila panjang hari melebihi 16 jam. Menurut Adie dan Krisnawati (2007) tipe pertumbuhan tanaman kedelai terbagi atas tiga tipe yaitu tipe pertumbuhan determinit, indeterminit dan semideterminit. Pada tipe determinet, pertumbuhan vegetatif berhenti setelah fase berbunga, buku teratasnya mengeluarkan bunga, batang tanaman teratas cenderung berukuran sama dengan batang bagian tengah sehingga pada kondisi normal batang tidak melilit. Pada tipe indeterminet, tunas terminal melanjutkan fase vegetatif selama pertumbuhan.

18 7 Karakter Tabel 1. Perbedaan tipe determinit dan indeterminit Pertumbuhan vegetatif Determinit Berhenti setelah berbunga Tipe Pertumbuhan Indeterminit Berlanjut setelah berbunga Jumlah buku setelah berbunga Tidak bertambah Bertambah Masa berbunga Tidak lama Lama Mulai berbunga Lebih lama Lebih cepat Letak bunga pertama Jumlah bunga yang terbuka tiap hari Terbentuk pada buku bagian atas batang Banyak Terbentuk pada buku bagian bawah batang Sedikit Bentuk tanaman Agak silindris Agak konis (seperti kerucut) Ujung batang Ukuran ujung batang Ujung batang berakhir dengan kelompok bunga Hampir sama besar dengan batang bagian tengah Ujung batang tidak berakhir dengan kelompok bunga Lebih kecil dari batang bagian tengah Batang Pendek-sedang Tinggi, melilit Daun : Adie dan Krisnawati, 2007 Daun teratas sama besar dengan daun pada batang bagian tengah Daun teratas lebih kecil dari daun pada batang bagian tengah Stadia pertumbuhan tanaman kedelai terbagi atas dua fase yaitu fase vegetatif dan fase reproduktif (generatif). Stadia pertumbuhan vegetatif dihitung sejak tanaman mulai muncul ke permukaan tanah hingga mulai berbunga. Stadia perkecambahan dicirikan dengan adanya kotiledon, sedangkan penandaan stadia pertumbuhan vegetatif dihitung dari jumlah buku yang terbentuk pada batang utama. Stadia vegetatif umumnya dimulai pada buku ketiga. Stadia pertumbuhan reproduktif (generatif) dihitung sejak tanaman kedelai mulai berbunga sampai pembentukan polong, perkembangan biji, dan pemasakan biji (Irwan, 2006). Biji kedelai dari varietas yang dibudidayakan umumnya mampu melakukan imbibisi setelah biji ditanam pada kondisi tanah yang lembab. Pada varietas kedelai liar sering ditemukan adanya biji keras yang memperlambat penyerapan air. Garis terang (light line) yang terdapat pada sel epidermis menjadi

19 8 penyebab lambatnya penyerapan air. Air berimbibisi melalui keseluruhan permukaan biji termasuk hylum dan mikrofil. Calon akar akan muncul dari kulit biji yang retak di daerah mikrofil dalam 1-2 hari apabila kondisi kelembaban dan suhu sesuai. Pertumbuhan calon akar ke dalam tanah terjadi sangat cepat dan cabang akar pertama akan muncul ketika mencapai panjang 2-3 cm. Kotiledon terangkat ke atas tanah akibat pertumbuhan hipokotil. Bagian atas hipokotil mencapai permukaan tanah dan mendorong kotiledon dari dalam tanah sekaligus kulit bijinya. Selama tahap awal perkecambahan, kotiledon membawa hasil fotosintesis sebagai tambahan untuk memasok mineral tersimpan dan cadangan makanan pada proses perkecambahan hingga daun dan akar terbentuk sempurna (Adie dan Krisnawati, 2007). Penyimpanan Benih Menurut Justice dan Bass (2002) tujuan utama penyimpanan benih adalah untuk mengawetkan cadangan bahan tanam dari satu musim ke musim berikutnya. Selanjutnya Sutopo (2010) menambahkan tujuan utama penyimpanan benih adalah untuk mempertahankan viabilitas benih dalam periode simpan yang sepanjang mungkin. Penyimpanan benih dimaksudkan agar benih dapat ditanaman pada musim yang sama di lain tahun atau pada musim yang berlainan dalam tahun yang sama atau untuk tujuan pelestarian benih dari sesuatu jenis tamaman. Daya simpan benih adalah kemampuan benih untuk dapat disimpan atau perkiraan waktu benih dapat untuk disimpan. Daya simpan benih merupakan parameter lot benih dalam satuan waktu untuk suatu periode simpan. Periode simpan benih adalah kurun waktu simpan benih dari benih siap disimpan sampai benih siap ditanam. Benih yang memiliki daya simpan lama dapat melewati periode simpan yang panjang. Benih dengan vigor daya simpan yang tinggi dapat disimpan untuk periode simpan yang normal dalam kondisi suboptimum dan daya simpan lebih panjang apabila kondisi ruang simpan dalam keadaan optimum (Sadjad et al, 1999). Menurut Owen (1956) kadar air benih akan berfluktuasi dengan kelembaban dari atmosfer sekitarnya jika benih disimpan dalam wadah terbuka atau berpori seperti karung, kantong kertas dan semacamnya. Jumlah uap air yang

20 9 diserap benih tidak bergantung pada uap air yang sebenarnya dalam satuan volume udara (kelembaban absolut), tetapi pada tingkat jenuh udara (kelembaban relatif). Setiap jenis benih akan mencapai kadar air tertentu sesuai dengan kelembaban relatif yang diberikan. Beberapa jenis benih yang disimpan dalam wadah tertutup akan terjadi pertukaran uap air hingga keseimbangan tercapai. Imdad dan Nawangsih (1999) menyatakan bahwa faktor-faktor yang menentukan jangka waktu penyimpanan ada tiga yaitu keadaan awal benih (umur fisiologi benih), teknik penyimpanan dan tempat penyimpanan serta ada tidaknya serangan hama dan patogen di tempat penyimpanan. Pandey (1984) menyatakan bahwa proses penyimpanan benih dengan suhu rendah sangat mempengaruhi kualitas benih yang akan ditanam di lapangan. Menurut Smith dan Hinson (1959) perkecambahan benih yang baik adalah di atas 90 % dengan suhu yang baik pada saat proses penyimpanan. Sutopo (2010) menambahkan temperatur yang terlalu tinggi pada saat penyimpanan dapat membahayakan dan mengakibatkan kerusakan benih. Temperatur yang tinggi dapat memperbesar terjadinya penguapan zat cair dalam benih sehingga benih dapat kehilangan daya imbibisi dan kemampuan untuk berkecambah. Temperatur dalam tempat penyimpanan pada umumnya dipengaruhi langsung oleh temperatur udara disekitarnya dan secara tidak langsung dipengaruhi oleh kegiatan respirasi benih atau mikroorganisme yang menginvestasi benih. benih terdiri dari embrio atau tanaman mini, endosperma, cadangan makanan dan pelindung benih yang terdiri dari kulit benih. Cadangan makanan benih kedelai disimpan pada kedua kotiledon atau daun benih yang berfungsi sebagai organ fotosintetik bagi benih. Bagian benih yang mempengaruhi penyimpanan adalah kulit benih (untuk benih jagung dan kacang), hylum dan mikrofil (untuk benih kacang-kacangan). Bagian-bagian tersebut berfungsi dalam mengatur keluar masuknya air (Justice dan Bass, 2002). Menurut Kartono (2004) salah satu faktor yang menentukan keberhasilan pengembangan tanaman kedelai adalah tersedianya benih bermutu dengan daya kecambah lebih dari 85 %. Benih yang bermutu dan memiliki daya berkecambah tinggi memerlukan penanganan panen dan pascapanen yang tepat antara lain

21 10 penyimpanan. Beberapa faktor yang mempengaruhi daya berkecambah benih kedelai selama penyimpanan antara lain : 1. Mutu benih dan daya kecambah benih sebelum disimpan 2. Kadar air benih 3. Kelembaban ruang penyimpanan 4. Suhu tempat penyimpanan 5. Hama dan penyakit di tempat penyimpanan 6. Lama penyimpanan Benih yang disimpan akan mengalami beberapa perubahan diantaranya adalah perubahan fisik, perubahan kimia dan kerusakan kromosom. Perubahan fisik ditandai dengan berkurangnya berat benih akibat serangan mikroorganisme, sedangkan perubahan kimia ditandai dengan naiknya temperatur dan kelembaban serta kegiatan respirasi dari mikroorganisme mengakibatkan naiknya kegitaan enzim-enzim dalam benih. Penyimpangan kromosom sering dijumpai pada sel-sel meristem akar, sel-sel meristem tunas dan sel-sel tepung sari. Penyimpangan kromosom menunjukkan adanya suatu kerusakan pada asam nukleat yang dapat menyebabkan bentuk kecambah benih yang abnormal (Sutopo, 2010). Menurut Hasanah (2002) benih tanaman industri dapat dikelompokan menjadi benih ortodok, benih intermediate dan benih rekalsitran. Pengelompokan benih tersebut didasarkan atas kepekaan benih terhadap pengeringan dan suhu. Benih ortodok relatif tahan terhadap pengeringan. Benih ortodok umumnya dimiliki oleh spesies-spesies tanaman setahun dan tanaman dua tahunan (bienial) dengan ukuran benih yang kecil. Benih ortodok tahan pengeringan sampai kadar air mencapai 5 % dan dapat disimpan pada suhu rendah. Daya simpan benih dapat diperpanjang dengan menurunkan kadar air dan suhu. Benih rekalsitran peka terhadap pengeringan. Benih rekalsitran tidak tahan disimpan pada suhu di bawah 20 C. Beberapa spesies tanaman tropis yang memiliki sifat rekalsitran atau peka terhadap suhu rendah adalah kemiri, kayu manis, pala, kelapa dan palma lainnya. Kelompok tanaman ini menghasilkan benih yang tidak pernah kering pada tanaman induknya. Benih masih dalam kondisi lembab ketika gugur dan akan mati ketika kadar air kritis. Daya hidup benih relatif pendek dari beberapa minggu sampai beberapa bulan tergantung spesiesnya walaupun benih disimpan pada

22 11 kondisi lembab. Benih intermediate berada antara sifat benih ortodok dan rekalsitran. Menurut Sadjad (1993) benih diklasifikasikan sebagai benih ortodoks dan benih rekalsitran. Benih ortodoks dapat dikeringkan dan tidak mati, dapat disimpan lama dalam kondisi dingin dan tahan disimpan pada kadar air yang rendah. Benih rekalsitran akan mati jika disimpan pada suhu dingin dan kadar airnya diturunkan atau dikeringkan. Perbedaan sifat tersebut dikarenakan perbedaan genetik benih. Viabilitas dan Vigor Benih Pengertian benih menurut Undang-undang Republika Indonesia Nomor 12 tahun 1992 tentang Sistem Budidaya Pertanian Bab 1 Ketentuan Umum pasal 1 ayat 4 adalah tanaman atau bagiannya yang digunakan untuk memperbanyak dan atau mengembangbiakkan tanaman. Menurut Sadjad (1993) benih dalam batasan struktural berbeda dengan benih dalam batasan fungsional. Benih dalam batasan struktural memiliki arti sama dengan biji tumbuhan sebagai bakal biji yang dibuahi, sedangkan benih dalam batasan fungsional memiliki arti tidak sama dengan biji. Biji dapat memiliki fungsi ganda baik sebagai bahan konsumsi maupun sebagai bahan tanaman. Menurut Sunantora (2000) mutu benih ditentukan oleh aspek genetis, fisiologis dan fisik. Secara genetis, benih harus memiliki sifat-sifat sesuai dengan deskripsi varietas yang bersangkutan. Mutu fisiologis dan fisik yang tinggi dapat diperoleh melalui proses penanganan pra dan pasca panen yang baik meliputi teknik bercocok tanam, pengendalian hama dan penyakit, pengendalian gulma, waktu panen, cara panen, prosesing dan penyimpanan. Sadjad (1993) menyatakan bahwa benih dengan mutu fisik yang tinggi adalah benih yang bersih dari campuran kotoran (pasir, tanah, tangkai atau daun kering), bersih dari campuran benih-benih mati,bersih dari perangkat benih seperti kulit benih, endosperm dan pecahan kotiledon. Mutu fisiologi benih mencerminkan kemampuan benih untuk dapat hidup normal dalam kisaran keadaan alam yang luas. Benih dengan mutu fisiologi tinggi mampu menghasilkan pertumbuhan tanaman yang berproduksi normal apabila ditanam

23 12 sesudah disimpan walaupun melalui periode simpan dengan keadaan simpan yang suboptimum. Mutu genetik benih yang tinggi tidak hanya ditinjau dari keseragaman genotipiknya tetapi juga keseragaman dalam perwujudan fenotipik. Menurut Departemen Pertanian (2000) syarat benih bermutu antara lain : 1. Murni dan diketahui nama varietasnya 2. Daya tumbuhnya tinggi (minimal 80%) serta vigornya baik 3. Biji sehat, bernas, mengkilat, tidak keriput dan dipanen dari tanaman yang telah matang 4. Dipanen dan tanaman yang sehat, tidak terkena penyakit virus 5. Tidak terinfeksi cendawan, bakteri atau virus 6. Bersih, tidak tercampur biji tanaman lain atau biji rerumputan Benih kedelai yang digunakan pada dasarnya harus benih yang baik dan bermutu tinggi. Benih yang baik dan bermutu tinggi akan menjamin pertanaman yang bagus dan hasil panen yang tinggi. Hal ini dicerminkan oleh tingginya tingkat keseragaman biji, daya tumbuh dan tingkat kemurnian (Deptan, 2000). Viabilitas benih adalah kemampuan benih untuk berkecambah dan berproduksi normal pada kondisi lingkungan yang optimum. Viabilitas benih dapat menunjukkan tingkat kehidupan benih, aktifitas metabolisme benih dan menunjukkan kerja enzim yang mampu mengkatalisis proses metabilsme yang dibutuhkan dalam perkecambahan dan pertumbuhan benih. Viabilitas benih tertinggi terjadi pada keadaan masak fisiologis walaupun kondisi lingkungan tidak memungkinkan untuk berkecambah. Nilai viabilitas benih akan menurun setelah masak fisiologis. Kemampuan benih untuk mempertahankan nilai viabilitasnya tergantung pada kondisi lingkungan (Copeland dan McDonald, 2001). Menurut Owen (1956) kehidupan benih sangat bervariasi tergantung pada famili, marga dan spesies benih tersebut, akan tetapi viabilitas benih tertinggi sangat dipengaruhi oleh faktor lingkungan. Faktor yang mempengaruhi viabilitas benih dalam penyimpanan adalah kadar air benih dan suhu ruang penyimpanan. Pada beberapa kasus, gas dari atmosfer ruang penyimpanan mempengaruhi kondisi benih. Menurut Sutopo (2010) faktor-faktor yang mempengaruhi viabilitas benih dalam penyimpanan terbagi menjadi dua yaitu faktor dalam dan faktor luar.

24 13 Faktor dalam terdiri atas jenis dan sifat benih, viabilitas awal benih serta kandungan air benih. Faktor luar terdiri atas temperatur, kelembaban, gas disekitar benih dan mikroorganisme. Vigor benih adalah kemampuan benih untuk tumbuh dan berproduksi menjadi tanaman normal dalam kondisi lingkungan suboptimum. Menurut Copeland dan McDonald (2001) faktor-faktor yang mempengaruhi vigor benih antara lain faktor genetik, lingkungan selama perkembangan benih dan lingkungan penyimpanan benih. Faktor-faktor yang berada di bawah kontrol genetika adalah hybrid vigor, hardseededness, kerentanan terhadap kerusakan benih dan komposisi kimia benih yang berpengaruh pada mutu benih. Pengujian vigor benih terdiri dari pengujian langsung dan pengujian tidak langsung. Sutopo (2010) menyatakan bahwa vigor benih dibedakan atas vigor genetik dan vigor fisiologi. Vigor genetik adalah vigor benih dari galur genetik yang berbeda-beda, sedangkan vigor fisiologi adalah vigor yang dapat dibedakan dalam galur genetik yang sama. Benih dengan vigor yang rendah dapat berakibat terjadinya : 1. Kemunduran benih yang cepat selama penyimpanan 2. Semakin sempit keadaan lingkungan tumbuh benih 3. Kecepatan berkecambah benih menurun 4. Kepekaan serangan hama dan penyakit meningkat 5. Jumlah kecambah abnormal meningkat 6. Rendahnya produksi tanaman Vigor dan viabilitas benih tidak selalu dapat dibedakan terutama pada lotlot benih yang mengalami kemunduran cepat. Lot-lot benih yang mengalami kemunduran cepat mengandung benih yang bervigor rendah. Proses kemunduran benih terus berlangsung hingga pada akhirnya semua benih mati. Salah satu indikasi pertama dari kemunduran benih pada saat pengujian daya kecambah benih yang disimpan adalah penurunan vigor kecambah yang terlihat dari penurunan laju perkecambahan dan menghasilkan kecambah yang lemah. Benih yang memiliki vigor rendah akan menghasilkan panen yang rendah dibandingkan benih vigor yang segar (Justice dan Bass, 2002).

25 14 Pengembangan benih meliputi serangkaian tahapan ontogenetik penting mulai dari pemupukan, akumulasi nutrisi, pengeringan benih hingga dormansi. Masing-masing tahapan tersebut merupakan perubahan ontogeni morfologi dan fisiologi yang dapat mengubah potensial benih. Titik ketika benih mencapai berat kering maksimum disebut masak fisiologis. Benih memiliki potensi terbesar untuk berkecambah pada titik masak fisiologis tersebut. Namun pada umumnya benih mncapai masak fisiologis pada tingkat kelembaban tinggi yang tidak aman untuk penyimpanan. Benih tidak dipanen hingga mencapai kematangan panen sehingga penyimpanan benih menjadi aman. Antara masak fisiologis dan masak panen, benih pada dasarnya tersimpan pada tanaman yang memungkinkan untuk terkena kondisi lingkungan yang mempengaruhi mutu benih (Copeland dan McDonald, 2001). Studi Genetika terhadap Daya Simpan Benih Menurut Undang-undang Republik Indonesia nomor 29 tahun 2000 tentang perlindungan varietas tanaman, Pemuliaan tanaman adalah rangkaian kegiatan penelitian dan pengujian atau kegiatan penemuan dan pengembangan suatu varietas, sesuai dengan metode baku untuk menghasilkan varietas baru dan mempertahankan kemurnian benih varietas yang dihasilkan. Bari et al (1973) menambahkan pemuliaan tanaman merupakan paduan antara seni dan ilmu dalam memperbaiki pola genetik dari populasi tanaman. Seni dalam pemuliaan tanaman tercermin dalam kemampuan seorang pemulia untuk meneliti perbedaan-perbedaan antar tanaman yang lebih berguna. Tujuan akhir dari kegiatan pemuliaan tanaman adalah memperoleh tanaman baru dengan sifat-sifat yang lebih baik untuk sifat-sifat tertentu. Suatu varietas tanaman yang unggul di daerah tertentu memiliki kombinasi sifat-sifat yang baik sehingga membentuk hasil yang tinggi. Perbedaan sifat-sifat secara genetik pada umumnya disebabkan oleh adanya perbedaan dalam peranan gen serta interaksinya. Menurut Satoto et al (2008) galur merupakan tanaman hasil persilangan yang telah diseleksi dan diuji serta memiliki sifat unggul sesuai tujuan pemuliaan, tumbuh seragam dan stabil tetapi belum dilepas sebagai varietas. Varietas adalah suatu jenis atau spesies tanaman yang memiliki karakteristik genotipe tertentu seperti bentuk, pertumbuhan tanaman, daun, bunga, dan biji yang dapat membedakan dengan jenis

26 15 atau spesies tanaman lain. Varietas yang diperbanyak tidak mengalami perubahan. Varietas unggul adalah galur hasil pemuliaan yang memiliki satu atau lebih keunggulan khusus seperti potensi hasil tinggi, tahan terhadap hama dan penyakit, toleran terhadap cekaman lingkungan, mutu produk tinggi dan sifat-sifat unggul lainnya serta telah dilepas pemerintah. Varietas lokal adalah varietas yang telah ada dan dibudidayakan secara turun-temurun oleh petani serta menjadi milik masyarakat dan dikuasai negara. Daya simpan benih dapat berbeda-beda menurut sifat genetiknya. Hal tersebut disebabkan oleh perbedaan struktur selaput benih dan komposisi kimia benih secara keseluruhan. Respon daya simpan benih secara genetik berbeda-beda tergantung pada kondisi awal benih dan lingkungan simpannya. Contoh pada benih wijen dan shorgum yang memiliki komposisi kimia yang berbeda. Daya simpan benih wijen dengan kandungan lemak tinggi lebih rendah daripada benih shorgum dengan kandungan pati tinggi (Mugnisjah, 2007). Persyaratan penyimpanan benih untuk memelihara kelangsungan hidup benih dan viabilitas benih bervariasi pada berbagai jenis benih. Hal tersebut tidak hanya berkaitan dengan faktor genetik tetapi juga berkaitan dengan iklim dan lama masa penyimpanan. Pada umumnya penyimpanan di bawah kondisi yang ideal akan menyebabkan kelembaban relatif dan suhu penyimpanannya rendah (Owen, 1956). Menurut Yap dan Hassan (1976) faktor genetik menjadi salah satu standar untuk kualitas benih bermutu. Faktor genetik memberikan pengaruh terhadap varietas yang dihasilkan sehingga varietas tersebut dapat memiliki genotipe unggul seperti daya hasil tinggi, resisten terhadap hama dan penyakit, serta memiliki respon yang baik terhadap berbagai kondisi pertumbuhan. Pada awal kegiatan pemuliaan tanaman, seleksi dilakukan terhadap verietasvarietas lokal dan varietas introduksi yang terdapat keragaman genetik antara individu-individu di dalam perbendaharaan plasma nutfah yang ada. gen sifat-sifat penting yang diinginkan dalam program pemuliaan perlu diidentifikasi dari koleksi plasma nutfah yang diperoleh melalui pertukaran plasma nutfah dengan pemulia lain. Metode yang sering digunakan adalah seleksi galur atau seleksi massa. Bahan pemuliaan hasil persilangan diseleksi dengan menggunakan beberapa metode

27 16 yaitu Pedigree (silsilah), Bulk, Single Seed Descent (penurunan satu biji), Backcross (silang balik) (Arsyad et al, 2007). Menurut Bari et al (1973) keragaman genetik dimanfaatkan oleh pemulia untuk membentuk galur-galur. Pengujian dilakukan dari galur-galur tersebut untuk memperoleh galur yang unggul. pada bahan-bahan keturunan dapat ditimbulkan dengan berbagai cara seperti introduksi varietas baru, pemisahan hasil persilangan, mutasi buatan, poliploidi dan pemisahan hasil persilangan antar spesies. Salah satu komponen penting keberhasilan program seleksi dalam program pemuliaan adalah keragaman genetik. genetik yang luas untuk beberapa karakter pada populasi tertentu disebabkan oleh latar belakang genetik populasi yang berbeda. Pengetahuan tentang latar belakang genetik populasi sangat penting untuk memulai seleksi (Syukur et al, 2010). Suseno (1974) menyatakan bahwa kualitas benih tertinggi dapat dicapai pada keadaan yang memungkinkan terjadinya interaksi antara faktor genetik dan faktor lingkungan. Benih mencapai kualitas maksimum pada kematangan fisiologi. Sekumpulan benih yang memiliki daya berkecambah rendah pada umumnya menghasilkan kecambah abnormal lebih banyak dan tidak mampu tumbuh hingga dewasa.

28 17 BAHAN DAN METODE Tempat dan Waktu Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Benih, Laboratorium Pemuliaan Tanaman Departemen Agronomi dan Hortikultura, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor, Dramaga dan di Laboratorium Biologi Balai Besar Pengembangan Pengujian Mutu Benih Tanaman Pangan dan Hortikultura (BBPPMBTPH) Cimanggis. Penelitian dilaksanakan pada bulan Maret sampai dengan Juli Bahan dan Alat Bahan yang digunakan adalah 17 galur harapan benih kedelai hitam yaitu SSD-10, SSD-13, SSD-17, SSD-18, SSD-20, SSD-27, SSD-39, SSD-46, SSD-51, SSD-54, SSD-75, SSD-82, SSD-91, SSD-102, SC-39-1, SC-68-2, GC-74-7, dan tiga varietas pembanding yaitu Cikuray, Malika dan Wilis. Alat yang digunakan adalah germinator, oven, electric conductivity meter, alat pengepres kertas, timbangan, desikator, plastik, kertas merang dan alat tulis. Metode Penelitian Penelitian ini menggunakan Rancangan Kelompok Lengkap Teracak (RKLT). Perlakuan yang digunakan adalah faktor genotipe yang terdiri dari 17 galur harapan benih kedelai hitam dan tiga varietas pembanding dengan tiga ulangan. Galur-galur tersebut disimpan pada beberapa periode simpan yaitu 0, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14 dan 16 minggu. Model rancangan yang digunakan adalah : Y ij = + α i + β j + ij (i=1,.a; j=1, r) Keterangan : Y ij i = Respon perlakuan galur ke-i, ulangan ke-j = Nilai tengah umum = Pengaruh galur ke-i

29 j 18 = Pengaruh ulangan ke-j ij = Pengaruh Galat Percobaan galur ke-i dan ulangan ke-j Data hasil penelitian akan dianalisis menggunakan uji F dengan taraf 5%. Uji lanjut yang akan digunakan adalah uji dunnet bertaraf 5% (Gomez dan Gomez, 1995). Pelaksanaan Penelitian Benih kedelai hitam disimpan dalam kemasan plastik kedap udara pada suhu C dan RH 57-60%. Setelah benih disimpan dilakukan beberapa pengujian untuk mengetahui daya simpan benih pada periode waktu tertentu. Benih ditimbang sebanyak 100 butir masing-masing genotipe untuk mengetahui bobot 100 butir dan dihubungkan dengan volume benih. Pengujian Daya Berkecambah (DB), pengujian Kecepatan Tumbuh (K CT ), Potensi Tumbuh Maksimum (PTM) dan pengujian Indeks Vigor (IV) dilakukan dengan menggunakan metode Uji Kertas Digulung didirikan dalam plastik (UKDdp) dengan jumlah benih 25 butir tiap gulungan. Pengujian Bobot Kering Kecambah Normal (BKKN) dilakukan dengan metode UKDdp pada suhu 60 C selama 3 X 24 jam. Pengujian kadar air benih (KA) dilakukan dengan metode langsung. Metode langsung yaitu metode pengujian kadar air benih dengan dihitung secara langsung dari berkurangnya berat benih akibat hilangnya air dari dalam benih. Pengujian langsung menggunakan oven dengan suhu 103±2 C selama 17 jam. Pengujian daya hantar listrik (DHL) dilakukan untuk melihat tingkat kebocoran pada benih yang disimpan selama periode tertentu dengan menggunakan alat electric conductivity meter. Benih direndam dengan aquades selama 24 jam di dalam botol kaca tertutup. Conductivity meter dimasukkan ke dalam larutan benih setelah benih diaduk dengan pengaduk yang bersih dan hasilnya diamati dalam monitor alat conductivity meter.

30 19 Pengamatan Pengamatan dilakukan untuk menganalisis mutu fisiologis benih. Beberapa tolok ukur pengamatan yang dilakukan adalah : 1. Daya Berkecambah (DB) Daya Berkecambah (DB) adalah total kecambah normal yang mampu hidup pada kondisi optimal. Pengamatan dilakukan pada hari ketiga dan kelima. Rumus : Keterangan : KN I = Jumlah kecambah normal pada hitungan I KN II = Jumlah hitungan normal pada hitungan II 2. Potensi Tumbuh Maksimum (PTM) Potensi Tumbuh Maksimum (PTM) adalah potensi tumbuh benih untuk tumbuh baik dalam keadaan normal maupun abnormal dengan batas minimal yaitu dengan keluarnya radikal atau akar dari benih. Pengamatan dilakukan pada hari terakhir yaitu hari kelima. Rumus : 3. Kecepatan Tumbuh (K CT ) Kecepatan tumbuh diukur dengan menghitung kecambah normal. Jumlah kecambah normal dibagi etmal (24 jam). Nilai etmal kumulatif dihitung mulai benih ditanam sampai pengamatan terakhir. Perhitungan KCT berdasarkan rumus Thronebery & Smith (Sadjad et al, 1999). Rumus : Keterangan : t = waktu pengamatan N = persentase kecambah normal setiap waktu pengamatan tn = akhir waktu pengamatan 4. Indeks Vigor Pengamatan indeks vigor dilakukan pada hitungan pertama (hari ketiga). Rumus :

31 20 5. Bobot Kering Kecambah Normal (BKKN) Pengamatan BKKN dilakukan pada hari terakhir (hari kelima) dengan mengambil kecambah yang normal kemudian dimasukkan ke dalam oven dengan suhu 60 C selama 3 x 24 jam. Rumus : BKKN (gram) = K 1 K 0 Keterangan : K 1 = Bobot kecambah + amplop setelah dioven K 0 = Bobot amplop kosong 6. Bobot 100 butir Bobot 100 butir dihitung dengan menimbang 100 butir benih masing-masing genotipe tiga ulangan. 7. Volume Benih Pengukuran volume benih dilakukan dengan cara menghitung selisih volume air setelah dimasukkan benih dan sebelum dimasukkan benih. Rumus : Volume Benih = V 1 V 0 Keterangan : V 1 = Volume air setelah dimasukkan benih V 0 = Volume air sebelum dimasukkan benih 8. Kadar Air (KA) Kadar air benih adalah jumlah air yang dapat ditahan oleh benih (Kuswanto, 2003). Perhitungan kadar air benih dengan menggunakan oven suhu rendah yaitu 103 ± 2 C selama 17 jam. Rumus : Keterangan : KA = Kadar air benih M1 = Berat cawan + tutup kosong M2 = Berat cawan + tutup + benih sebelum dioven M3 = Berat cawan + tutup + benih setelah dioven

32 21 9. Daya Hantar Listrik (DHL) Daya hantar listrik diukur dengan menggunakan alat electric conductivity meter. Benih masing-masing genotipe sebanyak 50 butir dimasukkan ke dalam botol tertutup yang berisi aquades kemudian disimpan selama 24 jam. Rumus : Keterangan : X = Nilai yang terbaca pada monitor electric conductivity meter Pengolahan Data Data kuantitatif dari hasil penelitian diperoleh dari analisis ragam (ANOVA) yang menunjukkan adanya perbedaan yang nyata diantara galur-galur. Apabila terdapat perbedaan yang nyata pada uji F maka akan dilanjutkan dengan uji dunnett pada taraf 5 %. Tabel 2. Analisis ragam dan komponen pendugaan ragam Derajat Bebas (db) Jumlah Kuadrat (JK) Kuadrat Tengah (KT) E(KT) FK 1 Ulangan r-1 JKulangan KTulangan σ 2 2 e + σ u Galur g-1 JKgalur KTgalur σ 2 2 e + r σ g Galat (r-1)(g-1) JKgalat KTgalat 2 σ e Perhitungan komponen ragam dan nilai heritabilitas dalam arti luas (h 2 bs) adalah untuk menentukan karakter yang dapat dijadikan karakter seleksi. Pendugaan komponen ragam dapat diperoleh dengan cara sebagai berikut : 1. Ragam Fenotipe (σ 2 p) = σ 2 g + σ 2 e 2. Ragam Genotipe (σ 2 g) = 3. Ragam Lingkungan (σ 2 e) = KT Galat

33 22 Menurut Stansfield (1991) heritabilitas merupakan proporsi dari total ragam fenotipik yang disebabkan oleh faktor genetik. Perhitungan nilai heritabilitas dapat menggunakan rumus sebagai berikut : h 2 bs = Keterangan : h 2 bs = heritabilitas dalam arti luas 2 σ g = ragam genetik 2 σ p = ragam fenotipik Salah satu faktor yang paling penting dalam pemuliaan yang efektif untuk meningkatkan kualitas genetik tanaman adalah mengetahui kontribusi faktor genetik (Stansfield, 1991). Kontribusi faktor genetik terhadap keragaman daya simpan menunjukan pengaruh genetik yang mendominasi keragaman daya simpan galur kedelai hitam. Kontribusi faktor genetik dapat diperoleh dengan cara sebagai berikut : Kontribusi (%) = Hubungan antara karakter daya hantar listrik terhadap tolok ukur pengamatan lainnya dianalisis dengan uji korelasi Pearson. Masing-masing nilai koefisien korelasi diuji pada taraf nyata 5% (Gomez dan Gomez, 1995).

34 23 HASIL DAN PEMBAHASAN Kondisi Umum Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh faktor genetik terhadap daya simpan benih beberapa galur harapan kedelai hitam (Glycine max (L.) Merr.) sebagai upaya penyediaan benih kedelai hitam bermutu tinggi. Benih kedelai hitam yang digunakan dalam penelitian ini berupa galur-galur harapan yang memiliki faktor genetik berbeda-beda. Galur dengan kode SSD merupakan hasil persilangan dari tetua Ceneng dan Godek yang diseleksi dengan menggunakan metode Single Seed Descent. Galur dengan kode SC merupakan hasil persilangan dari tetua Slamet dan Ceneng yang diseleksi dengan menggunakan metode Bulk. Galur dengan kode GC merupakan hasil persilangan dari tetua Godek dan Ceneng yang diseleksi dengan menggunakan metode Bulk. Benih yang digunakan dalam penelitian ini merupakan galur kedelai hitam yang dipanen dalam waktu yang seragam pada pertengahan bulan Januari Selang waktu dari benih dipanen hingga benih disimpan adalah kurang lebih setengah bulan. Benih disimpan dalam kemasan plastik kedap udara di Laboratorium Benih Departemen Agronomi dan Hortikultura Institut Pertanian Bogor selama 16 minggu dengan suhu dan RH yang cukup stabil yaitu C dan 57-60%. Penyimpanan benih dilakukan untuk mengetahui kemampuan daya simpan benih dengan melihat keragaman yang paling tinggi dari parameter pengujian mutu fisiologi benih. Sebelum disimpan, kadar air benih kedelai hitam diturunkan hingga sesuai dengan kadar air penyimpanan. Menurut Sutopo (2010) benih yang akan disimpan sebaiknya memiliki kandungan air yang optimal yaitu kandungan air tertentu dimana benih tersebut dapat disimpan lama tanpa mengalami penurunan viabilitas benih. Benih pada saat panen biasanya memiliki kadar air yang tinggi sehingga kadar airnya harus diturunkan terlebih dahulu supaya dapat mempertahankan vabilitas benih. Benih yang digunakan dalam penelitian merupakan benih yang sudah dipilih dengan baik dan tidak memiliki kerusakan, akan tetapi terdapat beberapa galur yang terserang cendawan setelah masa pasca panen. Hal tersebut diduga

35 24 dapat mengakibatkan rendahnya nilai daya berkecambah pada awal periode simpan. Menurut Justice dan Bass (2002) benih yang baik untuk disimpan adalah benih yang sudah masak, berukuran dan berbentuk baik, tidak memiliki kerusakan mekanis dan tidak membawa mikroorganisme. Benih juga tidak boleh terkena suhu dan kelembaban ekstrim selama stadia pemasakan dan panen di lapangan. Benih dengan komposisi kimia yang belum seimbang dan terdapat serangan mikroorganisme akan mengakibatkan benih tidak bertahan lama selama masa penyimpanan. Keragaan Daya Simpan Benih Kedelai Hitam Rekapitulasi hasil sidik ragam menunjukkan bahwa faktor genetik berpengaruh terhadap tolok ukur mutu benih kedelai hitam yang diuji selama beberapa periode simpan. Pengaruh faktor genetik terhadap tolok ukur yang diuji berbeda-beda pada masing-masing periode simpan. Faktor genetik berpengaruh sangat nyata terhadap bobot 100 butir dan tidak berpengaruh nyata terhadap volume benih. Hal ini menunjukkan bahwa terdapat keragaman bobot 100 butir galur kedelai hitam. Pengukuran bobot 100 butir dan volume benih hanya dilakukan satu kali pada saat awal periode simpan yaitu pada periode simpan 0 minggu. Faktor genetik berpengaruh sangat nyata terhadap daya berkecambah pada periode simpan 0 hingga 6 minggu dan periode simpan 12 hingga 14 minggu serta berpengaruh nyata pada periode simpan 8 dan 16 minggu, akan tetapi faktor genetik tidak berpengaruh nyata terhadap daya berkecambah pada periode simpan 10 minggu (Tabel 3). Hasil penelitian Baktisari (2006) menunjukan bahwa genotipe berpengaruh sangat nyata pada seluruh tolok ukur yang diamati yaitu daya berkecambah, potensi tumbuh maksimum, kecepatan tumbuh, kadar air, bobot, volume, bobot jenis dan daya hantar listrik.

36 25 Tabel 3. Rekapitulasi hasil sidik ragam tolok ukur mutu benih Tolok Ukur Periode Simpan (minggu) Faktor Genetik Bobot 100 Butir 0 ** Volume Benih 0 tn Daya Berkecambah 0-6 dan ** 8 dan 16 * 10 tn Potensi Tumbuh Maksimum 0,2,6,14 ** 4,8,10,12,16 tn Kecepatan Tumbuh 2-8 dan ** 0 dan 10 * Bobot Kering Kecambah Normal 4 dan 8-16 ** 0 dan 6 * Kadar Air 10, 12, 14, 16 ** 0,2,4,6,8 tn Indeks Vigor 0-8 dan ** 10 * Daya Hantar Listrik 4,8,12,16 ** Keterangan : * = faktor genetik berpengaruh nyata terhadap tolok ukur pada taraf α = 5 % ** = faktor genetik berpengaruh sangat nyata terhadap tolok ukur pada taraf α = 1 % tn = faktor genetik tidak berpengaruh nyata Galur SSD-54, SSD-75, SSD-102 dan varietas Cikuray memiliki nilai tengah bobot 100 butir paling tinggi yaitu gram, gram, gram dan gram. Galur dengan bobot 100 butir paling rendah yaitu galur SC-39-1 dengan bobot 8.28 gram. Nilai tengah volume benih terendah dimiliki oleh galur SSD-75 dan SC-39-1 yaitu ml, sedangkan nilai volume benih tertinggi dimiliki oleh galur SSD-18, SSD-82, SC-68-2 dan varietas Wilis yaitu ml (Tabel 4). Berdasarkan pengelompokan ukuran biji menurut Iwan (2006), galur-galur harapan kedelai hitam yang diuji terbagi menjadi dua kelompok yaitu kelompok biji berukuran kecil (7-9 gram per 100 biji) dan kelompok biji berukuran sedang (10-13 gram per 100 biji).

37 26 Tabel 4. Nilai tengah bobot 100 butir dan volume benih kedelai hitam Galur Bobot 100 Butir (gram) Volume Benih (ml) SSD ac SSD SSD SSD SSD SSD SSD SSD SSD SSD SSD SSD SSD SSD SC ac SC GC Cikuray Malika Wilis Keterangan : a = berbeda nyata terhadap Cikuray, b = berbeda nyata terhadap Malika, c = berbeda nyata terhadap Wilis berdasarkan Uji Dunnett taraf 5 % Sadjad (1993) menyatakan bahwa daya berkecambah merupakan tolok ukur parameter viabilitas potensial (V p ). Pengujian daya berkecambah viabilitas benih dianalisis dalam kondisi yang serba optimum sehingga uji daya berkecambah ini dapat mensimulasi persentase benih yang mampu tumbuh dan berproduksi normal dalam kondisi optimum. Daya berkecambah benih pada periode simpan 0 minggu berkisar antara 46 92%. Galur yang memiliki daya berkecambah paling baik pada periode 0 minggu adalah galur SSD-10 dan SC-39-1 dengan nilai 85.33% dan 91.33%, sedangkan galur SSD-13 dan SSD-75 memiliki daya berkecambah paling rendah yaitu 54.67% dan 46%. Daya berkecambah mulai menunjukkan penurunan yang drastis pada periode simpan 6 minggu yaitu berkisar antara 41-87%. Galur yang paling baik pada periode simpan 6 minggu ini adalah galur SSD-82, SC-39-1 dan

38 27 varietas Wilis dengan nilai 80.67%, 86.67% dan 82.67%. Daya berkecambah pada periode simpan 16 minggu menunjukkan nilai paling rendah yaitu berkisar antara 16-40%. Hanya galur SC-39-1 yang memiliki nilai daya berkecambah yang tetap tinggi yaitu 74.67%. Galur SSD-18 dan galur SSD-91 mengalami penurunan yang paling stabil dan tidak berfluktuatif naik turun dibandingkan galur lainnya (Tabel 5). Galur Tabel 5. Nilai tengah daya berkecambah benih kedelai hitam pada beberapa periode simpan Daya berkecambah (%) periode simpan ke minggu... viabilitas awal tinggi SC b b abc 84 abc abc SSD a 40 c 40 SSD SSD c ab SSD SSD SSD SSD SSD SSD c SSD GC abc 46 ac c SSD viabilitas awal rendah SSD ac 56 c c b 20 SC c c SSD abc 60 c ac b SSD abc c pembanding Cikuray Malika C Wilis b Keterangan : a = berbeda nyata terhadap Cikuray, b = berbeda nyata terhadap Malika, c = berbeda nyata terhadap Wilis berdasarkan Uji Dunnett taraf 5 %

39 28 Pengamatan daya berkecambah dan indeks vigor (Tabel 5 dan 10) selama masa penyimpanan 16 minggu menunjukkan bahwa terdapat beberapa benih yang memiliki viabilitas awal yang rendah. Menurut Justice dan Bass (2006) salah satu faktor yang mempengaruhi penyimpanan benih adalah viabilitas awal benih. Benih dengan viabilitas awal yang rendah akan lebih sulit mempertahankan viabilitasnya selama penyimpanan dibandingkan dengan benih yang memiliki viabilitas awal yang tinggi. Benih selama penyimpanan mengalami penurunan viabilitas. Penurunan viabilitas benih dapat disebabkan oleh beberapa faktor yaitu faktor kondisi lingkungan perkecambahan, jenis kemasan dan kekedapan udara yang berbedabeda selama penyimpanan serta faktor internal benih. Menurut Purwanti (2004) faktor internal benih seperti kulit benih sangat berperan penting dalam mempertahankan viabilitas benih. Benih dengan permeabilitas kulit yang tinggi akan memudahkan masuknya air dan oksigen ke dalam benih yang dapat mempengaruhi aktivitas enzim dalam metabolisme benih, salah satunya adalah proses respirasi benih. Hasil respirasi dalam penyimpanan benih berupa panas dan uap air yang secara langsung dapat menyebabkan viabilitas dan vigor benih menurun. Hasil penelitian Kartono (2004) menunjukkan benih kedelai dengan kadar air 8% dapat disimpan selama 3 tahun di dalam gudang biasa tanpa mengalami penurunan daya kecambah. Daya kecambah turun menjadi 60% dalam waktu satu tahun dan turun menjadi 0% dalam waktu tiga tahun ketika kadar air benih 12%. Benih kedelai dengan kadar air 13% yang disimpan pada ruangan dengan suhu lebih dari 25 C dan kelembaban nisbi lebih dari 75% memiliki daya tumbuh 51% setelah disimpan selama 6 bulan dan 0% setelah disimpan dua tahun. Menurut Harrington (1978) kelembaban yang tinggi merupakan penyebab hilangnya daya berkecambah benih. Kelembaban benih sangat tinggi ketika baru dipanen. Benih yang kering dalam penyimpanan dapat menyerap kelembaban sampai taraf yang tidak aman pada kondisi yang lembab. Benih semakin lama disimpan dapat lebih banyak menyerap kelembaban sehingga benih harus benarbenar kering sebelum disimpan dalam wadah yang tahan kelembaban atau wadah yang resisten terhadap kelembaban. Penyimpanan di dalam ruang yang dilengkapi

40 29 dengan pengering udara merupakan cara penyimpanan yang biasa untuk penyimpanan bahan pemuliaan dan benih pokok. Tujuan pengujian daya berkecambah adalah untuk menentukan potensi perkecambahan maksimal suatu lot benih, yang selanjutnya dapat digunakan untuk membandingkan mutu benih dari lot-lot yang berbeda serta untuk menduga nilai pertanaman di lapang. Persentase daya berkecambah menunjukkan proporsi jumlah benih yang menghasilkan kecambah normal pada kondisi optimal dan dalam periode pengujian tertentu (Ernaningtyas, 2012). Sutopo (2010) menyatakan bahwa kecambah normal adalah kecambah yang dibatasi pada permunculan dan perkembangan struktur-struktur penting dari embrio yang menunjukkan kemampuan untuk menjadi tanaman normal pada kondisi lapangan yang optimum, sedangkan kecambah abnormal tidak memiliki kemampuan tersebut. Kriteria kecambah normal yaitu memiliki akar seminal tidak kurang dari dua, perkembangan hipokotil sempurna tanpa ada kerusakan pada jaringan-jaringannya, pertumbuhan plumula dan epikotil sempurna dengan kuncup yang normal serta memiliki satu kotiledon untuk kecambah tanaman monokotil dan dua kotiledon untuk kecambah tanaman dikotil. Kriteria kecambah abnormal yaitu kecambah yang rusak tanpa kotiledon, akar primer pendek, kecambah yang bagian-bagiannya cacat atau tidak lengkap, kecambah lunak dan tidak membentuk klorofil. Sadjad (1993) menambahkan kecambah normal ditentukan berdasarkan struktur tumbuh yang terdiri dari akar primer, akar seminal sekunder, hipokotil, kotiledon dan daun pertama yang tumbuh dalam kotiledon. (a) Gambar 1. Kecambah kedelai hitam periode simpan 0 minggu : (a) Kecambah normal, (b) Kecambah abnormal (b)

41 30 Potensi tumbuh maksimum sangat tinggi pada periode simpan 0 minggu yaitu berkisar antara %. Potensi tumbuh maksimum masih tetap tinggi sampai periode simpan 8 minggu. Potensi tumbuh maksimum mulai mengalami penurunan pada periode simpan 10 minggu yaitu mencapai %. Galur yang memiliki potensi tumbuh maksimum paling baik hingga periode simpan 16 minggu adalah galur SC-39-1 dengan nilai %,. Galur SC-39-1 tidak mengalami penurunan nilai potensi tumbuh maksimum yang stabil pada beberapa periode simpan karena galur SC-39-1 mengalami penurunan hingga minggu ke-6 kemudian mengalami peningkatan pada minggu ke delapan hingga pada akhirnya menurun pada minggu ke-16. Hanya galur SSD-39 yang mengalami penurunan nilai yang stabil dan tidak berfluktuatif naik turun (Tabel 6). Galur Tabel 6. Nilai tengah potensi tumbuh maksimum benih kedelai hitam pada beberapa periode simpan Potensi tumbuh maksimum (%) periode seimpan ke minggu... SSD SSD b a 48 SSD SSD SSD SSD abc SSD SSD SSD SSD b 70c SSD ab 44 SSD SSD b SSD SC abc SC c GC b 42 c Cikuray Malika c Wilis Keterangan : a = berbeda nyata terhadap Cikuray, b = berbeda nyata terhadap Malika, c = berbeda nyata terhadap Wilis berdasarkan Uji Dunnett taraf 5 %

42 31 Potensi tumbuh maksimum merupakan salah satu parameter yang digunakan untuk pengujian viabilitas benih. Sama halnya dengan perhitungan daya berkecambah, perhitungan potensi tumbuh maksimum juga menggunakan perhitungan persentase perkecambahan dengan menambahkan jumlah benih yang mati dan kecambah yang abnormal (Justice dan Bass, 2002). Kecepatan tumbuh sangat tinggi pada periode simpan 0 minggu yaitu berkisar antara %. Galur yang memiliki kecepatan tumbuh paling tinggi adalah SSD-10, SC-39-1 dan varietas Wilis dengan nilai kecepatan tumbuh 23.77%, 25.42% dan 23.8%. Kecepatan tumbuh mengalami penurunan drastis pada periode simpan 16 minggu mencapai 5-24%. Hanya galur SSD-17 yang mengalami penurunan nilai kecepatan tumbuh paling stabil (Tabel 7). Tabel 7. Nilai tengah kecepatan tumbuh benih kedelai hitam pada beberapa periode simpan Galur Kecepatan tumbuh (%KN/Etmal) periode simpan ke minggu... SSD c SSD c bc a c a SSD c SSD abc c SSD SSD c SSD C 6 SSD SSD c SSD a c a SSD c a c SSD b c SSD c SSD SC b b abc abc abc SC c GC abc abc abc Cikuray C Malika Wilis Keterangan : a = berbeda nyata terhadap Cikuray, b = berbeda nyata terhadap Malika, c = berbeda nyata terhadap Wilis berdasarkan Uji Dunnett taraf 5 %

43 32 Menurut Sadjad (1993) tolok ukur kecepatan tumbuh mengindikasikan vigor kekuatan tumbuh karena benih yang cepat tumbuh lebih mampu menghadapi kondisi lapang yang suboptimum. Kecepatan tumbuh diukur dengan jumlah tambahan perkecambahan setiap hari atau etmal pada kurun waktu perkecambahan dalam kondisi optimum. Secara teoritis nilai kecepatan tumbuh maksimal adalah 50% per etmal apabila benih tumbuh normal 100 % sesudah dua etmal. Apabila perkecambahan benih dihitung pada kurun waktu 5 etmal dan pada etmal ke 1 dan 2 masih belum ada tambahan perkecambahan maka baru dilakukan pada etmal ke 3, 4 dan 5. Benih yang memiliki nilai kecepatan tumbuh lebih besar dari 30 % per etmal maka memiliki vigor kekuatan tumbuh yang tinggi. Benih dengan vigor baik memiliki proses reaktivasi yang cepat apabila kondisi lingkungan di sekeliling benih untuk tumbuh optimum dan proses metabolisme tidak terhambat. Kecepatan tumbuh benih memperhitungkan dimensi waktu sehingga pertumbuhan diukur pada jangka waktu tertentu. Benih dengan vigor baik menunjukkan kecepatan tumbuh yang tinggi dalam proses pertumbuhannya. Hal tersebut menunjukkan bahwa benih dapat berkecambah dengan cepat pada waktu yang relatif lebih singkat, sedangkan benih dengan vigor rendah akan berkecambah normal dalam waktu yang lama (Sadjad et al, 1999). Bobot kering kecambah normal sangat tinggi pada periode simpan 2 minggu yaitu berkisar antara gram. Bobot yang tinggi menunjukkan bahwa jumlah kecambah normal yang dihasilkan banyak. Jumlah kecambah normal yang banyak menunjukkan nilai daya berkecambah yang tinggi. Galur yang memiliki bobot kering kecambah normal yang paling baik pada periode simpan 2 minggu adalah galur SSD-27 dan varietas Cikuray dengan nilai lebih dari 0.6 gram. Bobot kering kecambah normal mulai mengalami penurunan pada periode simpan 4 minggu yaitu mencapai gram. Penurunan drastis dicapai pada periode simpan 16 minggu yaitu berkisar antara gram. Hanya galur SC-39-1 yang memiliki bobot kering kecambah yang masih tinggi yaitu sebesar 0.59 gram (Tabel 8).

44 Tabel 8. Nilai tengah bobot kering kecambah normal benih kedelai hitam pada beberapa periode simpan 33 Galur Bobot kering kecambah normal (gram) minggu... SSD bc SSD a SSD SSD SSD bc SSD SSD SSD SSD SSD a SSD SSD c SSD SSD SC b bc 0.6 C 0.6 abc 0.64 c 0.59 c SC a GC Cikuray Malika Wilis Keterangan : a = berbeda nyata terhadap Cikuray, b = berbeda nyata terhadap Malika, c = berbeda nyata terhadap Wilis berdasarkan Uji Dunnett taraf 5 % Menurut Mugnisjah et al (1994) berat kering kecambah mencerminkan kondisi fisiologi benih. Benih dengan mutu fisiologi tinggi dan vigor tinggi akan menghasilkan kecambah dengan berat kering yang tinggi. Kecambah dengan berat kering yang tinggi merupakan indikasi vigor benih yang tinggi. Kadar air pada periode simpan 0 minggu berkisar antara %. Kadar air mengalami peningkatan pada periode simpan 4 minggu mencapai %. Galur yang memiliki kadar air paling rendah pada periode simpan 4 minggu adalah galur SSD-39 dan SC-39-1 dengan nilai kurang dari 10.5 %. Kadar air terus meningkat seiring dengan bertambahnya periode simpan (Tabel 9).

45 Tabel 9. Nilai tengah kadar air benih kedelai hitam pada beberapa periode simpan 34 Galur Kadar air (%) minggu... SSD ab 14,45 SSD abc 11,76 ac SSD ,23 SSD b 13,94 SSD ,97 SSD bc b 13,86 SSD bc b 14,12 SSD ,97 SSD a 12,72 SSD b 14,74 SSD b ,31 abc SSD bc 8.05 ac 14,14 SSD bc b 14,54 SSD ab 12,75 SC abc ,12 abc SC ,51 GC BC b 13,33 Cikuray ,48 Malika Wilis ,79 Keterangan : a = berbeda nyata terhadap Cikuray, b = berbeda nyata terhadap Malika, c = berbeda nyata terhadap Wilis berdasarkan Uji Dunnett taraf 5 % Menurut Ernaningtyas (2012) kadar air adalah kandungan air dalam benih yang diukur berdasarkan hilangnya kandungan air tersebut dan dinyatakan dalam persen. Kadar air yang terkandung di dalam benih akan sangat mempengaruhi kualitas fisiologis benih dan untuk kondisi tertentu dapat berpengaruh juga terhadap kualitas fisik benih. Hasil penelitian Hartawan et al (2011) menunjukkan nilai kadar air benih meningkat sejalan dengan peningkatan kandungan protein, karbohidrat, dan lemak dengan nilai korelasi masing-masing 0.751, 0.741, dan Rata-rata kandungan protein, karbohidrat dan lemak dari bobot 1,000 butir masing-masing 41.79%, 37.5%, dan 12.82%.

46 35 Tatipata (2007) menyatakan peningkatan kadar air dalam penyimpanan menyebabkan peningkatan asam lemak bebas yang menyebabkan daya berkecambah dan kecepatan berkecambah menurun. Menurut Sutopo (2010) temperatur dan kadar air yang tinggi dapat meningkatkan kegiatan respirasi benih dan menghasilkan panas, air serta CO 2. Kegiatan respirasi benih mengakibatkan terjadinya proses kondensasi pada permukaan benih dan akumulasi panas pada tempat penyimpanan. Uap air akan melekat pada permukaan benih karena permukaan benih yang lebih dingin dibandingkan dengan sekitarnya. Titik-titik air tersebut akan diserap kembali oleh benih sehingga mengakibatkan kandungan air benih meningkat. Suhu penyimpanan dan kadar air benih merupakan faktor penting yang dapat mempengaruhi umur benih. Penurunan kadar air ke tingkat yang aman penting untuk masa penyimpanan, namun benih yang terlalu kering kadar airnya juga dapat membahayakan benih. Kadar air yang membahayakan pada masa penyimpanan tidak selalu sama untuk tiap jenis lot benih. Kadar air benih akan mengadakan keseimbangan dengan udara sekitarnya jika ruangan penyimpanan tidak diganggu. Keseimbangan dicapai antara benih dengan udara di dalam rongga-rongga antara benih (Justice dan Bass, 2002). Menurut Kuswanto (2003) hubungan antara kadar air dan suhu ruang penyimpanan digambarkan melalui hukum Harrington yang disebut Thumb rules. Daya simpan benih akan berkurang atau bertambah dua kali lipat setiap kenaikan atau penurunan suhu ruangan sebesar 5 C dan akan berkurang atau bertambah dua kali lipat jika kadar air benih bertambah atau berkurang sebesar 1%. Hukum ini berlaku apabila RH ruang penyimpanan berkisar antara 15-70% dengan suhu ruang 0-30 C dan kadar air benih 4-14%. Benih bersifat higroskopis atau mudah menyerap air dan selalu berusaha mencapai keseimbangan dengan lingkungan. Kadar air menjadi meningkat jika ruang tempat penyimpanan benih memiliki kadar air yang lebih tinggi daripada kadar air benih. Semakin tinggi kadar air maka akan semakin tinggi pula laju deteriorasinya. Penyerapan air oleh benih dipengaruhi beberapa hal antara lain ketebalan kulit benih, struktur dari kulit benih dan komposiis kimia dari benih dan kulit benih. Menurut Mugnisjah et al

47 36 (1994) menyimpan benih ortodok pada kadar air yang tinggi beresiko benih mengalami kemunduran dengan cepat selama penyimpanan. Benih kacang-kacangan seperti kacang hijau, kacang tanah, kacang merah dan kedelai memiliki kandungan minyak cukup tinggi. Kada air yang aman untuk penyimpanan adalah 15%. Ruang simpan biji-bijian yang baik adalah ruang yang sejuk, kering, terlindungi dari pengaruh sinar matahari, suhu ruang berkisar C dan kelembaban udara berkisar 70-75% (Imdad dan Nawangsih, 1999). Hasil penelitian Kartono (2004) menunjukkan bahwa kadar air awal benih yang tinggi ketika disimpan dalam ruangan dengan kelembaban nisbi 45 % maka kadar air akan turun menjadi 7.4 % dan benih menjadi kering. Kadar air awal benih yang rendah ketika disimpan dalam ruangan dengan kelembaban nisbi 90 % maka benih akan menjadi basah dan kadar air meningkat menjadi 18.8 %. Daerah dataran tinggi (lebih dari m dpl) merupakan tempat yang baik untuk menyimpan benih kedelai. Gudang atau tempat penyimpanan benih yang dibangun di dataran tinggi tidak memerlukan perlakuan suhu dingin ketika kelembaban nisbinya kurang dari 75%. Menurut Kuswanto (2003) vigor benih pada saat mulai disimpan sangat mempengaruhi daya simpan benih. Semakin tinggi persentase vigor benih pada saat disimpan maka daya simpan akan semakin lama. Penyimpanan sangat erat hubungannya dengan viabilitas dan vigor benih terutama pada benih dengan laju deteriorasi tinggi. Benih akan lebih cepat kehilangan vigornya dibandingkan dengan viabilitasnya sehingga benih masih dapat berkecambah walaupun benih sudah mengalami penurunan kevigorannya. Indeks vigor pada periode simpan 0 minggu yaitu berkisar antara %. Galur yang memiliki indeks vigor paling baik adalah galur SSD-10 dan SC-39-1 dengan nilai 66 % dan 72 %. Indeks vigor mulai mengalami penurunan drastis pada periode simpan 6 minggu yaitu mencapai %. Galur SC-39-1 masih dapat mempertahankan indeks vigornya tetap tinggi dibandingkan dengan galur lainnya yang menurun drastis (Tabel 10).

48 Galur Tabel 10. Nilai tengah indeks vigor benih kedelai hitam pada beberapa periode simpan Indeks vigor (%) minggu... viabilitas awal tinggi SC a 62 bc abc c abc abc abc SSD a c 20 SSD a SSD a c 9.33 SSD a SSD a SSD c a SSD a SC c a viabilitas awal rendah SSD a GC c 16 abc ac SSD a SSD b SSD abc SSD a SSD c abc SSD c 40 a pembanding Cikuray a Malika a Wilis a Keterangan : a = berbeda nyata terhadap Cikuray, b = berbeda nyata terhadap Malika, c = berbeda nyata terhadap Wilis berdasarkan Uji Dunnett taraf 5 % 37 Menurut Justice dan Bass (2002) proses kehilangan vigor benih terjadi bersamaan dengan viabilitasnya, tetapi pada tingkatan yang lebih rendah. Laju kemunduran vigor dan viabilitas benih tergantung pada beberapa faktor yaitu faktor genetik dari spesies atau kultivar, kondisi benih, kondisi penyimpanan, keseragaman lot benih dan cendawan gudang bila kondisi penyimpanan memungkinakan pertumbuhannya. Hasil penelitian Purwanti (2004) menyatakan bahwa kebocoran membran sel akibat deteriorasi menyebabkan penurunan vigor dipercepat. Semakin lama

49 38 benih disimpan semakin bertambah tua sel-sel dalam benih. Proses penuaan pada kedelai kuning yang disimpan pada suhu tinggi nampak dipercepat dibanding kedelai hitam sehingga kebocoran membran sel-sel benih semakin tinggi dan permeabilitas sel juga menurun. Hal ini nampak pada penurunan daya tumbuh dan vigor benihnya menjadi 41% setelah disimpan selama enam bulan dan berbeda nyata dengan kedelai hitam yang masih tinggi yaitu lebih dari 90 %. Kerusakan membran sel akibat deteriorasi akan mempengaruhi keadaan embrio dan kotiledon yang sebagian besar terdiri atas karbohidrat, protein dan lemak yang berguna untuk pertumbuhan awal benih. Selanjutnya Mugnisjah et al (1994) menambahkan bahwa benih yang telah usang mengalami kebocoran membran dengan membocorkan K, Cl, gula dan asam amino lebih banyak daripada benih yang vigornya baik. Menurut Mugnisjah dan Setiawan (1990) pengujian daya hantar listrik dengan mengukur konduktivitas membran benih memiliki korelasi yang negatif dengan daya berkecambah. Benih dengan taraf konduktivitas listrik rendah memberikan perkecambahan yang baik. Telah ditemukan korelasi negatif antara konduktivitas dan perkecambahan pada kapri maupun kacang babi (Vicia faba). (a) Gambar 2. Pengujian Daya Hantar Listrik : (a) Perendaman benih dengan aquades pada wadah kaca tertutup selama 24 jam, (b) Pengukuran DHL dengan alat conductivity meter (b) Daya hantar listrik pada periode simpan 4 minggu yaitu berkisar antara µs cm -1 g -1. Daya hantar listrik terendah pada periode simpan 4 minggu dimiliki oleh galur SSD-10 dan varietas Cikuray dengan nilai kurang dari 16 µs cm -1 g -1. Daya hantar listrik terus meningkat seiring dengan bertambahnya periode