Gambar I. Garis-garis viabilitas benih dalam Konsepsi Steinbauer- Sadjad (Sadjad, 1994)

Transkripsi

1 11. TINJAUAN PUSTAKA Viabilitas Benih Viabilitas benih merupakan daya hidup benih yang ditunjukkan oleh fenomena pertumbuhan benih atau gejala metabolismenya. Periode viabilitas benih merupakan suatu perjalanan waktu dari seluruh hidup benih. Pada Konsepsi Steinbauer-Sadjad (Garnbar 1) viabilitas dimulai dari antesis sampai benih mati. Periode viabilitas dibagi atas Periode I sebagai Periode Pembangunan Benih, Periode I1 yaitu Periode Simpan dan Periode 111 yaitu Periode Kritikal (~adjad, 1994). Keterangan: Vp = Viabilitas potensial; Vg = Vigor; PKs = Periode Konservasi sebelum simpan; PK.r = Periode Konservasi sebelum tanam; Vss = Viabilitas sesungguhnya; D = Nilai Delta. Gambar I. Garis-garis viabilitas benih dalam Konsepsi Steinbauer- Sadjad (Sadjad, 1994) Periodisasi viabilitas benih tidak sekadar menjabarkan proses viabilitas be- nih pada seri waktu, tetapi dapat berfungsi sebagai parameter viabilitas benih

2 (Sadjad, 1994). Dengan demikian viabilitas benih dalarn bentuk garis dapat menjabarkan status viabilitas benih secara absolut dm simulatif. Lot benih pada Periode I1 mengindikasikan bahwa lot benih masih memiliki vigor yang tinggi, sebaliknya lot benih yang sudah berada pa& Pcriode I11 mengindikasikan lot benih yang tidak memiliki vigor untuk disimpan lagi. Parameter lot benih mencakup Viabilitas Potensial (Vp) dan Vigor (V, ) (Sadjad, 1994). Apabila lot benih memiliki pertumbuhan normal pada kondisi optimum, lot benih itu memiliki kemampuan potensial. Masalah yang dihadapi adalah bahwa kondisi di lapang produksi tidak selalu dalam kondisi optimum, sehingga apabila lot benih tersebut menghadapi kondisi sub optimum, kemampuan potensial itu belurn tentu dapat mengatasinya. Lot benih mempunyai kemampuan lebih dari potensial, apabila mampu menghasilkan pertanaman normal dalam kondisi sub optimum. Lot benih demikian mempunyai parameter viabilitas yang disebut vigor yang tinggi. Vigor benih merupakan unsur kualitas benih yang dinyatakan sebagai suatu potensial untuk berkecambah cepat dan pertumbuhan bibit yang cepat pada kondisi lapang yang beragam (Heydecker, 1972). Vigor benih berbeda dengan viabilitas benih atau kemampuan berkecambah. Dalam suatu lot benih persentase viabilitas atau perkecambahan memberikan informasi tentang perkiraan jurnlah maksimurn bibit yang kemungkinan dihasilkan dalam kondisi laboratorium yang optimum. Indeks vigor suatu lot benih mengindikasikan kemungkinan penampakan di lapang, sehingga lebih mendekati perkiraan pertanaman di lapang, kecepatan tumbuh tanaman dan produksi. Ching (1982) mengemukakan bahwa ekspresi vigor benih dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu faktor genetik, kondisi perkembangan, panen dan penyimpanan benih serta lingkungan perkecambahan benih.

3 Abdul Baki (1980) dalam Ching (1982) mengemukakan beberapa mekanisme biokimia yang dapat dikaitkan dengan vigor benih yaitu : (1) Kecepatan dan kemampuan reorganisasi dan pulihnya kembali kondisi sitoplasma dan kondisi membran pada awal imbibisi benih ;(2) efisiensi dalam penggunaan substrat sederhana misalnya glukosa untuk komponen selular ;(3) kecepatan sintesis ECNA dan protein ;(4) sintesis dan kompetensi mitokondria khususnya enzim-enzim siklus Krebs, senyawa untuk transport elektron (sitokrom) dan efisiensi fosforilasi ; (5) stabilitas protein dan enzim ;(6) integritas plastida Ching (1982) menyatakan bahwa vigor benih ditinjau dari beberapa aspek : (1) efisiensi kepulihan dan reaktivasi keseluruhan sistern yang ada pada benih, semakin kompeten awal pembentukan sistem-sistem dari membran, enzim, protein, asam nukleat dan organel-organel sel maka semakin tinggi vigor benih tersebut ; (2) sintesis yang cepat dan cukup bagi enzim-enzim dan organel untuk degradasi cadangan makanan dalam mensuplai substrat untuk perturnbuhan bibit; (3) kecepatan penyarnpaian informasi genetik dalam transkripsi dan translasi mrna untuk enzimenzim anabolik dan protein struktural, trna untuk sintesis protein dari jaringan dan organ yang berbeda-beda, rrna untuk ribosom dan replikasi DNA untuk sel-sel baru ; (4) adanya lingkungan mikro biosintesis yang optimum khususnya substrat, energi, koenzim, kofaktor, efektor, aktivator, kekuatan ionik, ph, air, suhu, oksigen dan sebagainya. Untuk mendeteksi parameter viabilitas lot benih tertentu digunakan tolok ukur yang spesifik, misalnya tolok ukur DB untuk parameter Vp dan Keserempakan Tumbuh (KsT) merupakan tolok ukur Vg (Sadjad, 1994). Vigor Kekuatan Turnbuh (VKT) dapat dicerminkan oleh keserempakan pertumbuhan benih. Pertanaman yang homogen atau yang rampak tumbuhnya menandakan kekuatan tumbuh lot benih itu

4 tinggi. Hasil penelitian Saenong (1986) menunjukkan bahwa benih dengan keserempakan tumbuh tinggi mernpunyai vigor daya simpan (VDS) yang tinggi. Oleh karena itu KS~ dapat dijadikan tolok ukur VD~. Viabilitas benih diindikasikan oleh berbagai tolok ukur, baik tolok ukur yang secara langsung menilai pertumbuhan benih, maupun secara tidak langsung dengan menilai gejala metabolismenya atau mengamati kondisi beberapa organel sel (Sadjad, 1994). Kandungan ATP pada benih yang telah mengalami proses imbibisi merupakan indikasi viabilitas benih (Ching, 1973). Pada Brassica napus L. ditunjukkan bahwa kandungan ATP benih yang sudah dilembabkan selarna 4 hari berkorelasi positif dengan panjang kecarnbah, bobot basah maupun bobot kering kecarnbah. Perbedaaan viabilitas benih yang disebabkan oleh proses kemunduran alami maupun buatan dengan suhu tinggi, menunjukkan kandungan ATP lebih rendah secara nyata dibandingkan benih baik. Ching er al. (1977) meneliti beberapa indikasi vigor benih pada Hordeum vulgare L. yaitu bobot benih, kandungan ATP bibit urnur 3 hari, kandungan total adenosin fosfat bibit umur 3 hari, aktivitas enzim a amilase endosperma bibit umur 5 hari, bobot kering bibit umur 7 hari dan panjang bibit urnur 3 hari dikorelasikan dengan kecepatan tumbuh di lapang. Semua indikasi yang diteliti menunjukkan korelasi positif, namun bobot benih, kandungan ATP, kandungan total adenosin fosfat dan bobot kering bibit urnur 7 hari merupakan indikasi vigor benih yang baik untuk memprakirakan kecepatan tumbuh di lapang. Komposisi Cadangan Energi Benih Cadangan energi di dalam benih sebagian besar tersusun oleh karbohidrat, lemak dan protein. Selain itu di dalarn benih juga terdapat cadangan lain yang tidak

5 kalah penting, walaupun dalam jumlah yang sedikit misalnya, fitin, alkaloid, zat pengatur tumbuh dan vitamin. Pati merupakan karbohidrat yang paling umum ditemukan sebagai cadangan makanan benih. Pati tersimpan dalam bentuk amilosa dan amilopektin (Bewley dan Black, 1985). Lemak sebagai cadangan makanan benih dalam bentuk trigliserida yaitu ester dari gliserol dan asam lemak (Copeland, 1976). Asam lemak dibedakan atas asam lemak jenuh dan tidak jenuh. Asam lemak tidak jenuh memiliki satu atau lebih ikatan rangkap misalnya oleat, linoleat dan linolenat. Sebaliknya asarn lemak yang tidak ada ikatan rangkapnya disebut asam lemak jenuh, misalnya palmitat, stearat dan laurat. Komposisi asam lemak pada benih kedelai berdasarkan persentase bobot lemak sebagai berikut : palmitat 11 %, stearat 2 Oh, oleat 20 %, linoleat 64 %, linolenat 3 %. Osborne (1924) dalam Bewley dan Black (1994) mengklasifikasikan protein di dalam benih menjadi empat kelas berkaitan dengan kelarutannya, albumin yaitu protein yang larut di dalam air dan buffer ph netral ; glutelin yaitu protein yang larut di dalam asam atau basa, prolamin yaitu protein yang larut di dalam alkohol % ; dan globulin yaitu protein yang larut dl dalam larutan garam. Protein simpan yang terdapat pada benih kedelai yang rnasak sebagian besar adalah globulin yaitu glycinin dan P-conglycinin. Fitin adalah kompleks garam kalsium, magnesium dan kalium dari asam inositolheksafosfat (asam fitat). Selain itu di dalam fitin terkandung pula Fe, Mn, Cu

6 12 dan kadang-kadang Na (Bewley dan Black, 1994). sebagai berikut Strvktur molekul asam fitat Kandungan unsur anorganik dalam fitin bervariasi antar spesies. Pada kedelai kandungan Mg (0.22%), Ca (0.13 %) dan K (2.18 %) berdasarkan persentase bobot kering. Pada sel benih fitin berada dalam bentuk globoid di dalamprotein body. Dari hasil penelitian pada perkembangan endosperma benih jarak dengan menggunakan mikroskop elektron, hipotesis tentang sintesis fitin dapat dilihat pada Gambar 2. Ada kemungkinan bahwa aparatus golgi juga berperan dalam pengemasan dan pembentukan vesikel transpor. Jalur biosintesis asam fitat adalah : myo-inositol-1-p disintesis dari Glc-6-P selanjutnya ditambahkan Lima fosfat sehingga terbentuk asam myoinositol heksafosfat. ATP berperan sebagai donor P dalam pembentukan asam myoinositol heksafosfat (Bewley dan Black, 1994).

7 Keterangan : CER = retikulum endoplasmik sisternal CW = dinding sel, G = globoid, L = oil body M = mitokondria, PB =protein body, pl = plastid Tahapan sintesis fitin sebagai berikut :(I) sintesis fitin berasosiasi dengan retikulum endoplasmik sisternal sebelum dikemas dalam vesikel transpor ;(11) terjadi migrasi ke membran vakuola ; (111) d m IV) te rjadi fusi-fitin dengan membran vacuola ;(IV) dan (V) partikel fitin dilepas ke dalam lumen vakuola ; (VI) kondensasi dalam vakuola dan mernbentuk globoid Garnbar 2. Diagram sintesis fitin dan mekanisme penimbunan fitin (Bewley dm Black, 1994). Hasil penelitian Earley dan DeTurk (1944) menunjukkan bahwa selama perkembangan benih jagung te rjadi akumulasi P dalam bentuk fitin dalarn jumlah besar. Peran fisiologi asam fitat adalah sebagai cadangan simpan P, terlihat dari sebagian besar P pada benih gandum yang masak dalam bentuk asam fitat (Williams, 1970). Senyawa ini &an dihidrolisis menjadi fosfat anorganik, pada awal-awal perkecarnbahan. Asam fitat juga terlibat dalam sintesis protein (Morton dan Raison (1963) dalam Williams, 1970).

8 Akumulasi asam fitat selama perkembangan benih sangat dipengaruhi oleh kondisi lingkungan tumbuh tanaman induk. Pada kondisi cekaman kecepatan akumulasi maksimum asam fitat pada aleuron benih gandum terjadi pada hari ke-23, sedangkan pada kondisi normal terjadi pada hari ke-28 (Williarns,l970). Kandungan asam fitat dalam benih bervariasi antar kultivar maupun spesies. Hasil analisis kandungan asam fitat pada benih jagung Arjuna dan Genjah Kuning sarna, sedangkan pada Hawai SS. kandungannya lebih rendah (Suwarno, 1995). Metabolisme Senyawa P selama Perkecambahan Senyawa P di dalam benih sebagian besar berada dalam bentuk organik, sedangkan dalam bentuk anorganik jumlahnya sangat kecil. Di antara senyawa organik yang mengandung P di dalam benih adalah asam nukleat, fosfolipid, nukleotida dan fitin (Mayer dan Mayber, 1982). Fitin merupakan mayoritas cadangan P di dalam benih, kurang lebih 80 % dari total P dalam benih. Sebagian besar P ada dalam bentuk terikat, sehingga ortofosfat menjadi faktor pembatas dalam beberapa reaksi yang berkait dengan P, misalnya sintesis fosfolipid, protein, asam nukleat dan proses pembentukan energi. Pada benih kapas yang sedang berkecambah kandungan fitin merosot tajam dan hampir habis pada hari ke-6 (Ergle dm Guin (1959) dalarn Mayer dan Mayber, 1982), sedangkan jumlah fosfat anorganik meningkat sampai 16 kali. Menurunnya kandungan fitin secara tajam selama perkecambahan benih juga terlihat pada benih gandum, oat, lettuce dan benih-benih lain. Berdasarkan fenomena tersebut diperkirakan bahwa fitin merupakan cadangan P dl dalam benih yang sangat penting.

9 Pada benih kedelai kandungan asam fitat sebagai produk hidrolisis fitin oleh fitase menunjukkan peningkatan mulai hari ke-1 sampai hari ke-3 secara tajam, lalu terjadi penurunan secara tajam pada hari ke4 (Widajati, 1992). Pada benih yang ditumbuhkan pada kondisi cekaman tekanan osmotik terlihat jumlah sisa asarn yang lebih banyak dibanding benih yang ditumbuhkan dalarn kondisi optimum. Hal ini menunjukkan bahwa benih yang ditanam dalam kondisi sub optimum kurang dapat memanfaatkan asam fitat di dalam benih, sehingga energi untuk perkecambahan lebih sedikit. Kurangnya energi untuk perkecambahan terlihat pada bobot kering kecambah yang lebih rendah. Enzim fitase merupakan enzim yang mendegradasi fitin pada awal perkecambahan benih. Enzim tersebut memiliki semua sifat enzim fos- fomonoesterase non spesifik (Williams, 1970). Jika enzim tersebut mengkatalisis reaksi pembentukan ATP, maka tipe reaksinya sebagai berikut : n Asam fitat + inositol pentafosfat ADP ATP ADP ATP inositol tetrafosfat Fitase menghidrolisis fitin melepaskan P, kation-kation dan myoinositol. Fosfat yang dilepaskan dimanfaatkan dalam proses respirasi atau pembentukan makromolekul di bagian poros embrio. Myoinositol diduga digunakan untuk pem- bentukan dinding sel, karena senyawa tersebut adalah prekursor pentosil dan uranosil yang biasanya berasosiasi dengan pektin dan polisakarida-polisakarida dinding sel lainnya (Bewley dan Black, 1985). Perubahan senyawa P dalarn benih yang sedang berkecambah diantaranya adalah perubahan nukleosida dan nukleotida (Brown (1965) dalam Mayer dan Mayber, 1982). Selama periode 40 jam imbibisi tingkat AMP dan ADP menurun,

10 sedangkan ATP meningkat hampir 10 kali pada jam-jam pertama imbibisi sampai 16 jam, kemudian setelah itu terjadi penurunan. osintesis ATP me~pakan senyawa berenergi yang diperlukan untuk setiap jalur bi- maupun kerja biologi misalnya pergerakan, transpoe, perbaikan dan sebagainya. Selama perkecambahan, poros embrio tidak hanya memiliki enzim, substrat dan kofaktor untuk sintesis ATP, tetapi juga enzim-enzim yang meng- konversi adenin dan adenosin menjadi ATP (Ching, 1982). ATP selular dibentuk dari ADP melalui sistem transport elektron Woroplas, mitokondria, membran retikulum endoplasmik, membran nukleus, melalui jalur glikolisis dan siklus Krebs. Pada benih yang sedang berimbibisi tampaknya ada beberapa kemungkinan mekanisme sintesis ATP (Anderson dan Gupta, 1986). Skema mekanisme sintesis ATP dapat dilihat pada Gambar 3. Dari beberapa substrat tersebut, adenin dan ade- nosin nyata meningkatkan sintesis ATP, masing-masing sebesar 206 % dan 175 %. Substrat tersebut juga terdapat dl dalam benih. Hasil penelitian Anderson (1977) menunjukkan adenin dan adenosin menurun selama perkecambahan dan dikonversi menjadi AMP oleh fosforibosilpirofosfat menjadi ATP. transferase dm adenosin kinase lalu Sintesis ATP pada poros embrio kedelai dipengaruhi oleh jenis substrat se- bagai prekursor ATP (Anderson, 1977). Beberapa jenis substrat yang digunakan untuk larutan imbibisi adalah adenin, adenosin, inosin, hiposantin, guanin, guanosin, A m, CAMP, D-ribosa, buffer fosfat ph 6 dan glukosa. Dengan meng- gunakan larutan substrat untuk imbibisi, sintesis ATP menjadi Iebih besar 93 % dibanding kontrol aquades. Pada benih kering jumlah ATP sangat kecil, setelah imbibisi jumlah ATP pada poros embrio meningkat dengan cepat, sementara itu jumlah AMP menurun.

11 Tingkat ADP tetap rendah dan tidak banyak berubah selama proses imbibisi (Anderson dan Gupta, 1 986). DE NOVO ADENINE \ / ADENOSINE AMP-ADP-ATP 0- Gambar 3. Skema mekanisme sintesis ATP (Anderson dan Gupta, 1986) Hasil penelitian Abu-Shakra dan Ching (1967) menunjukkan bahwa terdapat perbedaan aktivitas mitokondria pada benih kedelai yang baru dipanen beberapa bulan dibandingkan benih yang sudah berumur 3 tahun. Walaupun benih yang sudah disimpan 3 tahun memiliki DB 80 %, namun kecepatan tumbuhnya lebih Iambat. Mitokondria dari kedua lot benih tersebut memperlihatkan absorbsi oksigen yang sarna, namun jurnlah fosfat anorganik yang diesterifikasi oleh mitokondria dari benih yang baru dipanen dua kali lebih banyak dari benih tua. Invigorasi Benih. Invigorasi adalah suatu proses bertambahnya vigor benih (Sadjad, 1994). Pada benih-benih yang telah mundur sarnpai tingkat tertentu, pemulihan pada organel-organel selnya dapat terjadi (Berjak (1968) dalam Roberts, 1972). Pada kemunduran tipe I, struktur mitokondria yang abnormal dapat pulih kembali setelah 48 jam imbibisi. Hal ini te jadi juga pada plastid. Pada kemunduran lebih

12 lanjut, ketidak normalan dari struktur organel sel tidak dapat pulih. Invigorasi dapat dilakukan dengan metode priming (Murray dan Wilson, 1987). Priming pada prinsipnya adalah mengatur jurnlah air yang diimbibisi oleh benih, serta mengatur kecepatan masuknya air ke dalam benih (Murray dan Wilson, 1987). Perlakuanpriming sering pula disebut dengan istilah lain yaitu conditioning. Beberapa metode priming dapat dilakukan yaitu : 1. Hydropriming yaitu priming dengan cara merendam benih dalam air selarna 5 jam lalu diikuti dengan perlakuan inkubasi pada kondisi kelembaban nisbi 100 % dan suhu kamar selama 3 hari (Fujikura et al., 1993; ~ och et al., 1992) 2. Osmotic priming yaitupriming dengan cara menempatkan benih dalam larutan osmotik, misalnya larutan PEG, KH2P04, KC1, K3P04, KN03, MgS04, NaC1, gliserol dm sebagainya (Murray dan Wilson, 1987). Osmolicpriming sering juga disebut dengan istilah osmopriming (Khan, 1992; Garcia, Jimenez dan Vazquez- Ramos, 1995) atau osmoconditioning (Khan, 1992 ; Armstrong dan McDonald, 1992). 3. Matriconditioning yaitu priming dengan cara menempatkan benih pada media padatan yang ielah dilembabkan, misalnya pada vermikulit (Khan, 1992; Jeng dm Sung, 1994) dan abu gosok (Yunitasari, 1995) Menurut Murray dan Wilson (1987) perlakuan osmotic priming pada beberapa tanaman, misalnya barley, bit, wortel, bawang, kedelai dan jagung dapat mem- percepat perkecarnbahan pada suhu rendah dan memperbaiki keserempakan tumbuh. Hasil penelitian Brocklehurst, Dearman dan Drew (1987) menunjukkan bahwa osmotic priming pada beberapa benih sayuran menunjukkan adanya invigorasi yang terlihat dari perkecambahan yang cepat dan seragam. Perlakuan osmotic priming dapat meningkatkan bobot basah sampai 33 % pada bibit wortel, 182 % pada

13 seledri dan 47 % pada bawang dibanding kontrol. Pengeringan kembali setelah benih diberi perlakuan osmotic priming menunjukkan bobot tanaman yang lebih tinggi 34 % pada wortel, 142 % pada seledri dm 32 % pada bawang Hasil penelitian Munthe (1992) menunjukkan bahwa perlakuan osmotic priming pada benih kacang tanah dengan larutan KHzP04 menunjukkan invigorasi, terlihat dari tolok ukur bobot kering kecambah total yang lebih tinggi bila dibandingkan dengan perlakuan PEG Namun pada tolok ukur DB dan Ks7, kedua perlakuan tersebut memberikan pengaruh yang sama. Perlakuan osmotik -7.5 bar atau setara dengan g KH2P04 I1 air atau g PEG '6000/1 air merupakan perlakuan yang menghasilkan peningkatan DB terbesar yaitu dari 78 % menjadi 87 %. Perlakuan PEG 6000 dapat meningkatkan vigor benih kedeiai. Proses invigorasi tersebut terlihat dari waktu perkecambahan yang lebih awal, peningkatan kecepatan berkecambah dan pemunculan bibit pada sdu sub optimum yaitu ~ O C dan 15O~. Konsentrasi optimum untuk osmotic priming adalah 30 g PEG 6000/100 ml air dengan periode waktu 4-8 hari. Perlakuan pengeringan ke bobot kering awal tidak mempengaruhi efek dari osmotic priming (Knypl dan Khan, 1981) Perlakuan osmotic priming dengan PEG pada benih tomat menunjukkan adanya proses invigorasi. Konsentrasi PEG dengan periode imbibisi 12 hari dapat meningkatkan DB dm panjang akar serta bobot kering bibit. Semakin meningkatnya konsentrasi PEG dan semakin lamanya periode imbibisi menyebabkan penman viabilitas (Saxena dan Singh, 1987). Hasil penelitian Alvrado, Bradford dan Hewitt (1987) pada benih tomat juga menunjukkan bahwa benih yang diberi perlakuan osmotic priming dengan PEG 6000 maupun KNO3

14 menunjukkan adanya proses invigorasi terlihat dari pemunculan bibit yang lebih awal dan seragam serta merniliki bobot kering tanaman dan indeks luas dam yang Iebih tinggi dibanding kontrol. Perlakuan hydropriming sebelum semai akan menghasilkan pengaruh yang baik bila perlakuan tersebut dilakukan dalam kondisi aerob (Koch et al., 1992). Pada benih Triticum aestivum L. perlakuan hidrasi dalam kondisi aerob menghasilkan b, DB, panjang plurnula dan bobot kering akar yang lebih tinggi dibanding kondisi anaerob. Pada benih yang baik (DB 95 O/o) tidak terlihat perbedaan pengaruh antara kontrol dengan perlakuan hidrasi. Perbedaan antar per- lakuan terlihat pada benih dengan DB 79 % yang diperoleh melalui proses pengu- sangan cepat, dengan cara benih berkadar air 18 % dishpan pada suhu 45 OC selama 4 hari. Pada benih Avena sativa L. hidrasi benih sebelum tanam dalam kondisi aerob dapat mempercepat tumbuh benih di lapang maupun produksi yang lebih tinggi (Hoffman, Koch dan Steiner, 1992). Matriconditioning dengan vermikulit sebelurn tanarn memberikan pengaruh positif terhadap benih kacang tanah yang dimundurkan secara buatan dengan perlakuan suhu 45OC dan kelembaban nisbi 75 % selama 6 hari (Jeng dan Sung, 1994). Perlakuan matricondifioning meningkatkan bobot kering dan panjang bibit serta aktivitas beberapa enzim. Beberapa enzim yang meningkat aktivitasnya ada- lah katalase, peroksidase, isositrat liase dan malat sintetase. Proses invigorasi juga dapat terjadi pada benih kedelai yang mengalami kemunduran buatan. Benih yang telah diusangkan dengan perlakuan suhu 41 c dan kelembaban nisbi 100 O h selama 48 jam, memiliki DB 52 %. Lot benih tersebut dapat mengalami proses invigorasi setelah perlakuan osmotic priming, yang ditunjukkan oleh peningkatan DB menjadi 70 % (Shatters et al., 1994). Proses

15 invigorasi pada lot tersebut juga ditunjukkan oleh tolok ukur &T pemunculan bibit. dan persentase Aktivitas malat dehidrogenase hanya sedikit dipengaruhi oleh perlakuan osmoticpriming pada benih kedelai yang tidak dimundurkan. Pada benih yang di- mundurkan selama 48 jam terlihat bahwa osmotic priming menurunkan intensitas pewarnaan pada enzim malat dehidrogenase. Analisis aktivitas isoenzim glutamat dehidrogenase (GDH) pada benih baik menunjukkan osmotic priming tidak menyebabkan peningkatan intensitas pewarnaan. Namun osmotic priming dapat meningkatkan intensitas pewarnaan isoenzim GDH pada benih yang diusangkan selama 48 jam. Sedangkan isoenzim esterase merupakan isoenzim yang paling sensitif terhadap perlakuan pengusangan (Shatters et al., 1994). Hydropriming adalah suatu perlakuan dengan merendam benih dalarn air selama 5 jam diikuti dengan inkubasi dalam wadah tertutup dengan kelembaban nisbi 100% pada suhu 23O~ selama 3 hari. Perlakuan tersebut dapat menginvigorasi benih yang ditunjukkan oleh tolok ukur kecepatan berkecambah benih caulzj7ower khususnya pada lingkungan suhu rendah (IoOC). Perlakuan hydropriming hanya efektif pada benih yang tidak diusangkan. Pada benih yang diusangkan secara fisik perlakuan osmotic priming dengan PEG 6000 menunjukkan invigorasi dilihat dari peningkatan persentase bibit normal yang lebih tinggi dibanding perlakuan hydropriming (Fujikura et al., 1993 ) Pada benih kedelai yang diberi perlakukan hydropriming dengan air menunjukkan kebocoran membran yang lebih tinggi dibandingkan benih yang diberi perlakuan dengan PEG Perlakuan dengan PEG 6000 akan mengatur laju penyerapan air, sehingga memungkinkan (Armstrong dan McDonald, 1992). pemantapan integritas membran

16 Hasil penelitian Smith dan Cobb (1992) pada benih cabai yang diberi perlakuan osmotic priming dengan 300 mm NaCl menunjukkan adanya pengaruh terhadap metabolisme benih. Kandungan protein terlarut meningkat 64 % pada benih yang diberi perlakuan osmotic priming dibanding kontrol. Demikian pula aktivitas enzim glukosa-6-fosfat dehidrogenase meningkat 50 Oh, sedangkan enzim 6-fosfoglukonat dehidrogenase tidak menunjukkan perbedaan antara benih yang diberi perlakuan osmotic priming dengan kontrol. Osmofic priming secara urnum dapat memperbaiki kualitas benih, karena mempercepat perkecambahan dan memperbaiki keseragaman pertumbuhan bibit. Pengaruh yang menguntungkan pada osmotic priming berkaitan dengan perubahan fisiologi yang terjadi pada embrio. Perbaikan penampakan bibit sesudah osmotic priming dapat diterangkan dengan mekanisme perbaikan DNA secara lengkap selama periode osmoticpriming (Osborne dalam Lanteri et al., 1994 ) Hasil penelitian Lanteri ef al. (1994) menunjukkan adanya korelasi positif induksi sintesis DNA dengan menurunnya waktu rata-rata untuk berkecambah. Pada benih cabai yang telah diberi perlakuan osmotic priming reinduksi sintesis DNA 12 jam lebih awal dari pada benih yang tidak diberi perlakuan. Perlakuan osmofic priming dengan -1.1 MPa dengan PEG 6000 baik pada cabai maupun tomat menunjukkan perlakuan yang paling efektif untuk meningkatkan sintesis DNA. Konsumsi Energi Benih Status energi benih selama pembentukan, penyimpanan dan perkecambahan sangat penting dalam kaitannya dengan ekspresi vigor benih (Ching, 1982), makin tinggi status energi maka pertumbuhan makin besar dan cepat. Jaringan simpan

17 benih seperti endosperma pada monokotil, kotiledon pada dikotil dan gametopit pada Girnnospermae, status energinya berubah secara bertahap karena imbibisi, stratifikasi dan aktivitas biosintesis. Efisiensi fosforilasi pada mitokondria benih kedelai bervigor tinggi lebih efisien dibandingkan benih bewigor rendah karena proses deteriorasi (Abu-Shakra dan Ching, 1967). FosforiIasi yang sangat efisien juga te jadi pada mitokondria yang diisolasi dari jagung dan gandurn hibrida (Ching, 1982). Fosforilasi yang efisien merupakan gambaran status energi dan berkorelasi positif dengan pertumbuhan. Tingkat konsurnsi energi selama perkecambahan dapat ditunjukkan oleh pemanfaatan cadangan asam fitat di ddam benih (Widajati, 1992). Benih kedelai yang bervigor tinggi mampu memanfaatkan asarn fitat lebih baik dibandingkan dengan benih bervigor rendah. Kemampuan tersebut diduga berkaitan erat dengan ketersediaan energi untuk sintesis senyawa baru pada embrio, yang tercermin dari bobot kering kecambah yang lebih tinggi pada benih bewigor tinggi. Ketersediaan glukosa pada benih yang sedang berkecambah menggambarkan status energi benih tersebut. Hal ini ditunjukkan adanya korelasi positif antara kandungan glukosa dengan bobot kering kecambah dan tingkat viabilitas pada benih kedelai (Widajati, 1992). Jumlah glukosa yang tinggi berkaitan dengan aktivitas enzim amilase yang tinggi selama proses perkecambahan. Blending Lot benih pada hakekatnya merupakan campuran individu-individu benih baik, sedang dan jelek, oleh karena itu informasi viabilitas mengikuti kurva distribusi normal. Dalam aspek praktisnya kita dapat mencampur antar dua atau lebih lot benih sehingga akan didapatkan komposisi lot benih yang lebih baik. Greg ef a/.

18 (1970) mendefinisikan bahwa blending adalah mencarnpur dua atau lebih lot benih sehingga dihasilkan lot benih yang lebih homogen. Lot benih dengan DB yang sudah sedikit menurun di bawah standar kelulusan dapat diblending dengan lot benih dengan DB tinggi, sehingga dihasilkan lot yang perkecambahannya berada dalam standar kelulusan. Blending dapat dilakukan juga pada lot-lot dengan perbedaan campuran varietas lain, konsentrasi biji gulma rnaupun kotoran fisik, sehingga diperoleh lot campuran yang lebih seragam. Blending yang benar sulit dilaksanakan dan memerlukan ketelitian pada alatnya sehingga akan diperoleh lot campuran yang benar-benar seragam. ' Alat blending dapat dilihat pada Gambar 4. Fenomena pulih vigor diduga dapat dimanfaatkan untuk indikator dalam penentuan suatu lot benih dapat digunakan untuk tujuan blending. Lot benih yang sudah menurun viabilitasnya dan setelah uji invigorasi termasuk kelompok benih vigor sedang dapat digunakan untuk blending. Blended seed mempakan campuran benih vigor tinggi dan sedang dengan berbagai variasi rasio. Batas rasio yang dapat diterima adalah rasio-rasio yang merniliki delta relatif konstan apabila campuran lot tersebut diinvigorasi (Gambar 5).

19 Gambar 4. Diagram pergerakan benih dalam alat blender conveyor spiral vertikal (Greg ef al., 1970) Gambar 5. Teoritis tentang aplikasi osmoticpriming untuk indikator blending