PEMANFAATAN MESIN PENGUSANGAN CEPAT (MPC) IPB 77-1 MM UNTUK PENAPISAN VIGOR DAYA SIMPAN BENIH KEDELAI (Glycine max L.) RERENSTRADIKA TIZAR TERRYANA

Transkripsi

1 PEMANFAATAN MESIN PENGUSANGAN CEPAT (MPC) IPB 77-1 MM UNTUK PENAPISAN VIGOR DAYA SIMPAN BENIH KEDELAI (Glycine max L.) RERENSTRADIKA TIZAR TERRYANA SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2013

2

3 PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN SUMBER INFORMASI Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis berjudul Pemanfaatan Mesin Pengusangan Cepat (MPC) untuk Penapisan Vigor Daya Simpan Benih Kedelai (Glycine max L.) adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini. Bogor, Januari 2013 Rerenstradika Tizar Terryana NRP A

4

5 ABSTRACT RERENSTRADIKA TIZAR TERRYANA. The Use of Accelerated Aging Machine IPB 77-1 MM for varieties screening of soybean (Glycine max L.) based on seed vigor related to storability. Supervised by M. RAHMAD SUHARTANTO and ENY WIDAJATI. Accelerated Aging Machine IPB 77-1 MM could be used for varieties screening of soybean (Glycine max L.) based on seed vigor related to storability with physical or chemical accelerated aging test. The aim of the research were to find out a simple, fast and accurate accelerated aging method by accelerated aging machine IPB 77-1 MM which is suitable for varieties screening of soybean based on seed vigor related to storability. Two methods of accelerated aging test (physical and chemical treatment) by accelerated aging machine IPB 77-1 MM, were applied to Anjasmoro soybean seeds varieties. The best accelerated aging method then was used to 23 soybean seeds varieties screening based on seed vigor related to storability. The seed vigor related to storability of 23 soybean seeds varieties which is detected by accelerated aging machine MPC IPB 77-1 MM were compared with seed vigor related to storability of 23 soybean seeds varieties which is stored 10 weeks in natural storage system.result of the experiment showed that chemical and physical treatment of accelerated aging method in accelerated aging machine IPB 77-1 MM could decreased seed vigor, but the chemical treatment could decreased seed vigor more fast and chemical treatment was more practical and simple. Accelerated aging machine IPB 77-1 MM could be used for varieties screening of soybean based on seed vigor related to storability by using electrical conductivity test. Keywords : seed vigor related to storability detecting method, devigoration, electrical conductivity

6

7 RINGKASAN RERENSTRADIKA TIZAR TERRYANA. Pemanfaatan Mesin Pengusangan Cepat (MPC) IPB 77-1 MM untuk Penapisan Vigor Daya Simpan Benih Kedelai (Glycine max L.) Dibimbing oleh M. RAHMAD SUHARTANTO dan ENY WIDAJATI. Penelitian mengenai pemanfaatan mesin pengusangan cepat (MPC) IPB 77-1 MM untuk penapisan varietas benih kedelai telah dilakukan pada bulan Desember 2011 sampai Agustus 2012, bertempat di Laboratorium Ilmu dan Teknologi Benih, Departemen Agronomi dan Hortikultura, Institut Pertanian Bogor. Penelitian bertujuan untuk mendapatkan metode pendugaan vigor daya simpan benih kedelai secara cepat, mudah dan akurat dengan mesin pengusangan cepat (MPC) IPB 77-1 MM serta memanfaatkan alat tersebut untuk penapisan vigor daya simpan beberapa varietas benih kedelai. Mesin pengusangan cepat (MPC) IPB 77-1 MM merupakan perangkat keras yang dapat digunakan untuk penerapan metode pengusangan cepat benih. MPC IPB 77-1 MM yang digunakan merupakan hasil modifikasi Suhartanto (2011) dengan menyederhanakan bentuk dan ukuran alat (60% dari prototype sebelumnya), serta menyempurnakan sistem pergerakan benih dalam ruang deraan. MPC IPB 77-1 MM diharapkan dapat dimanfaatkan untuk mendapatkan informasi vigor daya simpan benih kedelai secara cepat, mudah dan akurat dalam proses penentuan kelayakan benih kedelai sebelum penanaman di lapang, karena hingga saat ini belum terdapat alat yang dapat dimanfaatkan untuk menduga vigor daya simpan benih kedelai secara cepat, mudah dan akurat Penelitian dibagi dalam tiga tahap percobaan. Tahap pertama ialah penentuan metode pengusangan cepat benih kedelai dengan MPC IPB 77-1 MM. Tahap kedua ialah penapisan beberapa varietas benih kedelai berdasarkan vigor daya simpannya melalui metode pengusangan cepat benih dengan MPC IPB 77-1 MM. Tahap ketiga adalah pengaruh periode simpan benih terhadap viabilitas dan vigor benih kedelai.data hasil percobaan pada tahap kedua dan ketiga selanjutnya dianalisis dengan membandingkan hasil penapisan berdasarkan vigor daya simpan secara buatan (V DS-buatan ) dengan vigor daya simpan benih secara alami (V DS-alami ).

8 Hasil percobaan menunjukkan bahwa pengusangan cepat benih kedelai baik secara fisik maupun kimia dapat menurunkan daya berkecambah, indeks vigor, kecepatan tumbuh dan bobot kering kecambah normal seiring dengan semakin bertambahnya waktu pengusangan, serta menyebabkan peningkatan daya hantar listrik secara nyata. Data percobaan menunjukkan variabel daya hantar listrik lebih peka dalam membedakan setiap hasil perlakuan pengusangan cepat fisik maupun kimia secara signifikan. Metode pengusangan cepat benih terbaik dipilih berdasarkan analisis persamaan regresi linier serta kemudahan dan kecepatan dalam pelaksanaannya. Hasil percobaan menunjukkan bahwa metode pengusangan cepat benih secara fisik sama baiknya dengan metode pengusangan cepat benih secara kimia, akan tetapi metode pengusangan cepat benih secara kimia memerlukan waktu relatif lebih singkat dalam menurunkan perkecambahan benih hingga 50%. Selain itu dari segi teknis, metode pengusangan cepat benih kedelai secara kimia relatif lebih mudah dan cepat dibandingkan dengan metode pengusangan cepat benih secara fisik. Hasil percobaan menunjukkan bahwa daya hantar listrik merupakan variabel yang paling sesuai untuk digunakan dalam penapisan vigor daya simpan beberapa varietas kedelai dengan menggunakan MPC IPB 77-1 MM, hal ini dikarenakan variabel daya hantar listrik memiliki nilai persentase kesesuaian penapisan berdasarkan V DS-buatan dan V DS-alami tertinggi yaitu 78.2% dibandingkan pada variabel daya berkecambah, indeks vigor dan kecepatan tumbuh. Hal tersebut didukung oleh hasil percobaan sebelumnya yang menunjukkan bahwa variabel daya hantar listrik merupakan variabel yang lebih peka dalam membedakan setiap hasil titik waktu pengusangan cepat benih. Hasil penapisan secara alami dan buatan menunjukkan bahwa kedelai varietas Kaba memiliki nilai vigor daya simpan yang konsisten tinggi berdasarkan variabel daya berkecambah, indeks vigor, kecepatan tumbuh dan daya hantar listrik. Kedelai varietas Panderman, Lokon dan Grobogan memiliki nilai vigor daya simpan yang konsisten rendah berdasarkan variabel daya berkecambah, indeks vigor dan daya hantar listrik, sedangkan varietas Tanggamus memiliki nilai vigor daya simpan yang konsisten rendah berdasarkan variabel daya berkecambah,

9 kecepatan tumbuh dan daya hantar listrik. Kedelai varietas Wilis memiliki nilai vigor daya simpan yang konsisten rendah berdasarkan variabel indeks vigor, kecepatan tumbuh dan daya hantar listrik. Kata kunci: daya hantar listrik, devigorasi, metode pendugaan vigor daya simpan

10 Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2013 Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan IPB Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis ini dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB

11 PEMANFAATAN MESIN PENGUSANGAN CEPAT (MPC) IPB 77-1 MM UNTUK PENAPISAN VIGOR DAYA SIMPAN BENIH KEDELAI (Glycine max L.) RERENSTRADIKA TIZAR TERRYANA Tesis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada Program Studi Ilmu dan Teknologi Benih SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2013

12 Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis : Dr. Ir. Abdul Qadir, M.Si

13 Judul Tesis : Pemanfaatan Mesin Pengusangan Cepat (MPC) IPB 77-1 MM untuk Penapisan Vigor Daya Simpan Benih Kedelai (Glycine max L.) Nama : Rerenstradika Tizar Terryana NRP : A Disetujui oleh Komisi Pembimbing Dr Ir M. Rahmad Suhartanto, MSi Ketua Dr Ir Eny Widajati, MSi Anggota Diketahui oleh Ketua Program Studi Ilmu dan Teknologi Benih Dekan Sekolah Pascasarjana Prof Dr Ir Satriyas Ilyas, MS Dr Ir Dahrul Syah, MScAgr Tanggal Ujian: 11 Januari 2013 Tanggal Lulus:

14

15 PRAKATA Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas segala karunia Nya sehingga tesis yang berjudul Pemanfaatan Mesin Pengusangan Cepat (MPC) IPB 77-1 MM untuk Penapisan Vigor Daya Simpan Benih Kedelai (Glycine max L.) telah berhasil diselesaikan. Penghargaan dan terima kasih yang tulus penulis sampaikan kepada Dr. Ir. M. Rahmad Suhartanto, M.Si dan Dr. Ir. Eny Widajati, MS selaku komisi pembimbing yang senantiasa tanpa lelah memberikan sumbangan pemikiran, kritikan, saran dan nasehat selama pelaksanaan penelitian dan penulisan tesis ini. Penghargaan dan terima kasih penulis sampaikan kepada Dr. Ir. Abdul Qadir, M.Si selaku penguji luar komisi pada ujian tesis dan Prof. Dr. Ir. Satriyas Ilyas, MS selaku ketua Program Studi Ilmu dan Teknologi Benih, yang telah memberikan banyak masukan demi kesempurnaan penulisan tesis ini. Penghargaan dan terima kasih sebesar-besarnya penulis sampaikan kepada kedua orang tua yaitu ayahanda Drs. Zainuri, SH. M.Pd dan ibunda Dra. Harti Kartini, M.Pd, kepada kedua adik tercinta Pupimadita Tizar Afdora, S.Si dan Damangrea Tizar Balamrayoga, ST, serta kepada Amri Nuryadin dan seluruh keluarga atas segala pengorbanan, dukungan dan limpahan kasih sayang yang tak terhingga sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis ini. Dalam kesempatan ini penulis juga menyampaikan terima kasih kepada penanggung jawab Laboratorium Terpadu Departemen Agronomi dan Hortikultura (Bu Elly, Pak Rahmad dan Nova). Ucapan terima kasih setulusnya penulis sampaikan kepada seluruh anggota dan pengurus FORSCA. Terima kasih penulis ucapkan atas dukungan teman-teman Sekolah Pascasarjana IPB Departemen Agronomi dan Hortikultura (AGH, ITB, PBT). Terima kasih khusus penulis ucapkan kepada teman-teman Program Studi Ilmu dan Teknologi Benih angkatan 2010: Candra Budiman, Agus Hasbianto, Anis Andrini, Cici Tresniawati, Evi Dwi Sulistya, Noflindawati, Patta Sija, Ratri Tri Hapsari, Rini Rosliany, Yulianus R. Matana, Pepi Nur Susilawati dan Ikrarwati atas perhatian dan motivasinya selama ini.

16 Penghargaan dan terima kasih setulusnya juga penulis sampaikan kepada Dian Fahrianty, Yulia Delsi, Ida Widiyawati, Mutiara Dewi, Ahmad Rifqi Fauzi, Engelbert Manaroinsong, Nope Gromikora, Apriana Vinasyiam, Nadia Mega Aryani dan Siti Gusti Ningrum yang senantiasa memberi dukungan dan bantuan dalam pelaksanaan penelitian maupun dalam penulisan tesis ini. Akhir kata penulis ucapkan terima kasih dan penghargaan sebesarbesarnya kepada seluruh pihak yang telah membantu demi kelancaran penelitian yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu. Semoga karya ilmiah ini dapat bermanfaat bagi kita semua. Bogor, Januari 2013 Rerenstradika Tizar Terryana

17 RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Pamekasan, Jawa Timur pada tanggal 26 Januari 1986 sebagai anak sulung dari pasangan bapak Zainuri dan ibu Harti Kartini. Penulis merupakan anak pertama dari tiga bersaudara. Pada tahun 2004 penulis lulus dari Sekolah Menengah Atas Negeri 8 Malang. Pada tahun yang sama penulis melanjutkan pendidikan pada Program Studi Agronomi, Jurusan Budidaya Pertanian, Universitas Brawijaya, Malang. Selama pendidikan penulis pernah menjadi asisten mata kuliah Budidaya Tanaman Pangan (2007), Budidaya Tanaman Perkebunan (2008), Dasar Hortikultura ( ) dan Ekologi Tanaman (2008). Penulis memperoleh gelar Sarjana Pertanian pada tahun Pada tahun 2010 penulis melanjutkan program Magister pada Program Studi Ilmu dan Teknologi Benih, Sekolah Pascasarjana IPB.

18

19 DAFTAR ISI Halaman DAFTAR TABEL... xiv DAFTAR GAMBAR... xvi DAFTAR LAMPIRAN... xviii PENDAHULUAN... 1 Latar Belakang... 1 Tujuan Penelitian... 3 Ruang Lingkup Penelitian... 3 TINJAUAN PUSTAKA... 5 Sifat Fisik dan Kimia Benih Kedelai... 5 Vigor dan Kemunduran Benih... 6 Vigor Daya Simpan... 8 Pengusangan Cepat Benih... 9 Penyimpanan Benih Kedelai Mesin Pengusangan Cepat (MPC) IPB 77-1 MM METODE Tempat dan Waktu Penelitian Bahan dan Alat Penelitian Spesifikasi Mesin Pengusangan Cepat (MPC) IPB 77-1 MM Metode Penelitian Pengamatan HASIL DAN PEMBAHASAN Penentuan Metode Pengusangan Cepat Benih Kedelai dengan MPC IPB 77-1 MM Penapisan 23 Varietas Benih Kedelai berdasarkan Vigor Daya Simpannya melalui Metode Pengusangan Cepat Benih secara Kimia menggunakan MPC IPB 77-1 MM Pengaruh Periode Simpan Benih terhadap Viabilitas dan Vigor Benih Kedelai Vigor Daya Simpan Benih 23 Varietas Kedelai pada Sistem Penyimpanan Alami Analisis Perbandingan Hasil Penapisan 23 Varietas Kedelai berdasarkan Vigor Daya Simpan secara Buatan dengan Vigor Daya Simpan secara Alami (V DS-buatan VS V DS-alami ) KESIMPULAN DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN... 66

20

21 DAFTAR TABEL Halaman 1. Pengaruh waktu pengusangan cepat benih kedelai secara fisik terhadap variabel daya berkecambah (DB), indeks vigor (IV), kecepatan tumbuh (K CT ), bobot kering kecambah normal (BKKN) dan daya hantar listrik (DHL) Pengaruh waktu pengusangan cepat benih kedelai secara kimia terhadap variabel daya berkecambah (DB), indeks vigor (IV), kecepatan tumbuh (K CT ), bobot kering kecambah normal (BKKN) dan daya hantar listrik (DHL) Rekapitulasi persamaan regresi linier, koefisien korelasi (r) dan koefisien determinasi (R 2 ) antara variabel pengujian viabilitas dan vigor benih kedelai dengan waktu pengusangan cepat benih secara fisik dan kimia Vigor awal (%) benih 23 varietas kedelai Sudut kemiringan (α) garis regresi linier dan nilai vigor daya simpan (V DS ) 23 varietas benih kedelai pada variabel daya berkecambah (DB) benih setelah pengusangan cepat benih secara kimia Sudut kemiringan (α) garis regresi linier dan nilai vigor daya simpan (V DS ) 23 varietas benih kedelai pada variabel indeks vigor (IV) benih setelah pengusangan cepat benih secara kimia Sudut kemiringan (α) garis regresi linier dan nilai vigor daya simpan (V DS ) 23 varietas benih kedelai pada variabel kecepatan tumbuh (K CT ) benih setelah pengusangan cepat benih secara kimia Sudut kemiringan (α) garis regresi linier dan nilai vigor daya simpan (V DS ) 23 varietas benih kedelai pada variabel daya hantar listrik (DHL) benih setelah pengusangan cepat benih secara kimia Pengaruh periode simpan benih kedelai terhadap variabel daya berkecambah (%) Pengaruh periode simpan benih kedelai terhadap variabel daya hantar listrik (µs cm -1 g -1 ) Sudut kemiringan (α) garis regresi linier dan nilai vigor daya simpan (V DS ) 23 varietas benih kedelai selama penyimpanan pada variabel daya berkecambah (DB)... 48

22 Halaman 12. Sudut kemiringan (α) garis regresi linier dan nilai vigor daya simpan (V DS ) 23 varietas benih kedelai selama penyimpanan pada variabel indeks vigor (IV) Sudut kemiringan (α) garis regresi linier dan nilai vigor daya simpan (V DS ) 23 varietas benih kedelai selama penyimpanan pada variabel kecepatan tumbuh (K CT ) Sudut kemiringan (α) garis regresi linier dan nilai vigor daya simpan (V DS ) 23 varietas benih kedelai selama penyimpanan pada variabel daya hantar listrik (DHL) Perbandingan hasil penapisan 23 varietas benih kedelai berdasarkan vigor daya simpan secara buatan (V DS-buatan ) dengan vigor daya simpan secara alami (V DS-alami ) pada variabel daya berkecambah Perbandingan hasil penapisan 23 varietas benih kedelai berdasarkan vigor daya simpan secara buatan (V DS-buatan ) dengan vigor daya simpan secara alami (V DS-alami ) pada variabel indeks vigor Perbandingan hasil penapisan 23 varietas benih kedelai berdasarkan vigor daya simpan secara buatan (V DS-buatan ) dengan vigor daya simpan secara alami (V DS-alami ) pada variabel kecepatan tumbuh Perbandingan hasil penapisan 23 varietas benih kedelai berdasarkan vigor daya simpan secara buatan (V DS-buatan ) dengan vigor daya simpan secara alami (V DS-alami ) pada variabel daya hantar listrik Rekapitulasi pengelompokan hasil penapisan 23 varietas benih kedelai berdasarkan vigor daya simpan secara buatan (V DS-buatan ) dengan vigor daya simpan secara alami (V DS-alami ) pada variabel daya berkecambah (DB), indeks vigor (IV), kecepatan tumbuh (K CT ) dan daya hantar listrik (DHL)... 59

23 DAFTAR GAMBAR Halaman 1. Struktur benih kedelai Tampak bagian depan MPC IPB 77-1 MM Tampak bagian dalam MPC IPB 77-1 MM Tampak bagian samping MPC IPB 77-1 MM Perangkat pengusangan fisik pada MPC IPB 77-1 MM Perangkat pengusangan kimia pada MPC IPB 77-1 MM Skema tahapan penelitian Kurva hubungan waktu pengusangan cepat benih kedelai secara fisik dengan daya berkecambah benih kedelai Kurva hubungan waktu pengusangan cepat benih kedelai secara kimia dengan daya berkecambah benih kedelai Kurva laju penurunan vigor dua varietas benih kedelai (Krakatau dan Argopuro) hasil pengusangan cepat benih secara kimia pada variabel daya berkecambah Kurva laju penurunan vigor dua varietas benih kedelai (Seulawah dan Tanggamus) selama periode penyimpanan benih pada variabel daya berkecambah... 49

24

25 DAFTAR LAMPIRAN Halaman 1. Deskripsi kedelai varietas Burangrang Deskripsi kedelai varietas Sinabung Deskripsi kedelai varietas Wilis Deskripsi kedelai varietas Kaba Deskripsi kedelai varietas Anjasmoro Deskripsi kedelai varietas Malabar Deskripsi kedelai varietas Dempo Deskripsi kedelai varietas Lawit Deskripsi kedelai varietas Tanggamus Deskripsi kedelai varietas Argopuro Deskripsi kedelai varietas Ijen Deskripsi kedelai varietas Lokon Deskripsi kedelai varietas Panderman Deskripsi kedelai varietas Ratai Deskripsi kedelai varietas Rajabasa Deskripsi kedelai varietas Tidar Deskripsi kedelai varietas Grobogan Deskripsi kedelai varietas Dieng Deskripsi kedelai varietas Kawi Deskripsi kedelai varietas Krakatau Deskripsi kedelai varietas Pangrango Deskripsi kedelai varietas Sindoro... 87

26 Halaman 23. Deskripsi kedelai varietas Seulawah Persamaan regresi linier, koefisien determinasi (R 2 ) dan koefisien korelasi (r) pengaruh pengusangan cepat benih secara kimia terhadap variabel daya berkecambah Persamaan regresi linier, koefisien determinasi (R 2 ) dan koefisien korelasi (r) pengaruh pengusangan cepat benih secara kimia terhadap variabel indeks vigor Persamaan regresi linier, koefisien determinasi (R 2 ) dan koefisien korelasi (r) pengaruh pengusangan cepat benih secara kimia terhadap variabel kecepatan tumbuh Persamaan regresi linier, koefisien determinasi (R 2 ) dan koefisien korelasi (r) pengaruh pengusangan cepat benih secara kimia terhadap variabel daya hantar listrik Persamaan regresi linier, koefisien determinasi (R 2 ) dan koefisien korelasi (r) pengaruh periode simpan benih terhadap variabel daya berkecambah Persamaan regresi linier, koefisien determinasi (R 2 ) dan koefisien korelasi (r) pengaruh periode simpan benih terhadap variabel indeks vigor Persamaan regresi linier, koefisien determinasi (R 2 ) dan koefisien korelasi (r) pengaruh periode simpan benih terhadap variabel kecepatan tumbuh Persamaan regresi linier, koefisien determinasi (R 2 ) dan koefisien korelasi (r) pengaruh periode simpan benih terhadap variabel daya hantar listrik Pengaruh waktu pengusangan cepat benih secara kimia terhadap variabel daya berkecambah (%) Pengaruh waktu pengusangan cepat benihsecara kimia terhadap variabel daya hantar listrik(µs cm -1 g -1 )... 98

27 1 PENDAHULUAN Latar Belakang Kedelai (Glycine max L.) merupakan bahan pangan penting dan sumber protein nabati dengan kadar protein mencapai % (Ginting & Tasra 2007). Kedelai merupakan bahan baku utama bagi industri tempe, tahu dan kecap yang merupakan pangan yang tidak dapat terpisahkan dari kehidupan. Hingga saat ini upaya peningkatan produksi kedelai di Indonesia belum mampu memenuhi kebutuhan industri pangan tersebut. Produksi kedelai pada tahun 2010 mengalami penurunan sebesar 6.93% dibandingkan pada tahun 2009 yaitu dari t menjadi t. Penurunan produksi kedelai semakin meningkat sebesar 6.97% pada tahun 2011 (Badan Pusat Statistik 2011). Kendala utama dalam peningkatan produksi kedelai yaitu usahatani kedelai tidak dilakukan sepanjang tahun karena masih bertumpu pada lahan pertanian di pulau Jawa yang dibudidayakan setelah tanaman padi serta mutu benih kedelai cepat mengalami kemunduran selama masa penyimpanan, sehingga keberadaan benih bermutu sulit didapatkan petani. Benih kedelai cepat mengalami kemunduran selama masa penyimpanan karena sifatnya yang sangat peka terhadap suhu dan kelembaban udara (Sadjad 1980). Vigor daya simpan merupakan parameter vigor benih yang ditunjukkan dengan kemampuan benih selama penyimpanan dalam keadaan sub optimum (Sadjad et al. 1999). Lot benih yang menunjukkan daya berkecambah yang sama belum tentu mempunyai vigor daya simpan yang sama, oleh karena itu vigor daya simpan benih merupakan informasi penting yang dibutuhkan produsen, konsumen, ilmuwan, dan analis benih. Vigor daya simpan benih dapat dideteksi melalui berbagai simulasi metode baik kualitatif maupun kuantitatif, diantaranya dengan Sistem Multiplikasi Devigorasi (SMD) dengan pengusangan cepat fisik atau kimia (Sadjad 1994). SMD merupakan suatu metode devigorasi benih secara cepat untuk menduga vigor daya simpan benih. Terdapat dua metode devigorasi pada SMD, yaitu secara fisik dan kimia. SMD secara fisik dapat dilakukan dengan metode pengusangan cepat benih dengan menggunakan uap air panas. Devigorasi secara fisik dengan

28 2 menggunakan uap air panas dapat menciptakan kondisi lembab dan panas pada benih, sehingga dapat mengakibatkan penurunan viabilitas benih secara gradual (Suhartanto 1994). Metode SMD kimia dapat dilakukan dengan metode pengusangan cepat benih dengan menggunakan uap etanol. Hasil penelitian Saenong (1986), menunjukkan bahwa dalam benih kedelai terjadi peningkatan kadar etanol sehingga mengakibatkan terjadinya penurunan viabilitas benih selama masa penyimpanan. Penderaan benih dengan uap etanol dengan intensitas yang semakin tinggi dapat menurunkan viabilitas benih secara gradual (Pian 1981; Saenong 1986; Setyawati 1989; Pramono 2000). Pian (1981) menjelaskan bahwa etanol menyebabkan kerusakan membran sel yang dapat mengakibatkan kebocoran glukosa, nitrogen dan fosfor pada benih; serta menurunkan aktifitas enzim amilase, dehidrogenase, peroksidase dan dekarboksilase asam glutamat, mengakibatkan kerusakan membran sel dan menurunnya aktivitas enzim sehingga aktivitas sel berkurang bahkan terhenti. Perangkat keras yang dapat digunakan dalam SMD ialah Mesin Pengusangan Cepat (MPC). Pada tahun 1977, Sadjad merancang MPC IPB 77-1 untuk menduga daya simpan benih melalui metode pengusangan cepat secara kimia. MPC IPB 77-1 masih memiliki kelemahan pada periode waktu penderaan yang relatif lama. Selanjutnya MPC IPB 77-1 tersebut dimodifikasi menjadi MPC IPB 77-1 M. Berdasarkan hasil penelitian Sadjad (1992), terjadi peningkatan efisiensi lama waktu penderaan benih dengan MPC IPB 77-1 M dari 60 menit menjadi 30 menit untuk benih jagung, dan dari 30 menit menjadi 20 menit untuk benih kedelai. Mesin tersebut masih memiliki kelemahan dimana benih mengalami gesekan antar butiran serta kelembaban nisbi yang tinggi dan suhu tidak optimum. Pada tahun 1994, dirakit MPC IPB 77-1 MM yang merupakan hasil modifikasi MPC IPB 77-1 dan MPC 77-1 M untuk menyempurnakan sistem pergerakan benih dalam ruang deraan dibandingkan dengan prototype yang ada sebelumnya. Penelitian uji SMD secara fisik dan kimia pada kasus kemunduran viabilitas benih kedelai akibat goncangan telah dilakukan Suhartanto (1994) dengan MPC IPB 77-1 MM. Hasil penelitian tersebut menunjukkan bahwa MPC

29 3 IPB 77-1 MM dapat mengindikasikan kemunduran viabilitas benih kedelai akibat goncangan berdasarkan SMD fisik. Pada tahun 2011, MPC IPB 77-1 MM dimodifikasi lebih lanjut untuk menyempurnakan bentuk alat dan sistem pergerakan benih dalam ruang deraan. MPC IPB 77-1 MM juga dirancang untuk memungkinkan terjadinya devigorasi benih secara bertahap agar proses devigorasi hanya terfokus pada benih yang akan didera. Devigorasi dilakukan dengan menempatkan benih dalam keadaan non-stasioner dan dilakukan dengan menggunakan uap panas (fisik) atau uap etanol (kimia) dalam waktu yang bertahap. Penelitian ini akan menguji efektivitas MPC IPB 77-1 MM dalam pendugaan vigor daya simpan beberapa varietas benih kedelai, karena hingga saat ini belum terdapat alat yang dapat digunakan untuk menduga vigor daya simpan benih kedelai secara cepat, mudah dan akurat. Oleh karena itu, MPC IPB 77-1 MM diharapkan dapat dimanfaatkan secara efektif untuk mendapatkan informasi vigor daya simpan benih kedelai secara cepat, mudah dan akurat dalam proses penentuan kelayakan benih kedelai sebelum tahap penanaman di lapang. Informasi hasil pengujian mutu benih kedelai yang akurat, mudah dan cepat akan sangat dibutuhkan dan bermanfaat bagi para produsen, konsumen, ilmuwan maupun analis benih. Tujuan Penelitian Tujuan yang ingin dicapai pada penelitian ialah: 1. Mendapatkan metode pendugaan vigor daya simpan benih kedelai secara cepat, mudah dan akurat dengan MPC IPB 77-1 MM. 2. Memanfaatkan MPC IPB 77-1 MM untuk penapisan vigor daya simpan beberapa varietas benih kedelai. Ruang Lingkup Penelitian Berbagai penelitian yang saling terkait diperlukan untuk menjawab tujuan dan menguji kebenaran hipotesis yang telah diajukan. Oleh karena itu, penelitian ini dibagi menjadi 3 bagian penelitian yang saling terkait, yaitu (1) penentuan

30 4 metode pengusangan cepat benih kedelai dengan MPC IPB 77-1 MM; (2) penapisan varietas benih kedelai berdasarkan vigor daya simpannya melalui metode pengusangan cepat benih menggunakan MPC IPB 77-1 MM; (3) pengaruh periode simpan benih terhadap viabilitas dan vigor benih kedelai; (4)analisis perbandingan hasil penapisan beberapa varietas benih kedelai berdasarkan vigor daya simpan secara buatan (V DS-buatan ) dengan vigor daya simpan benih secara alami (V DS-alami ).

31 5 TINJAUAN PUSTAKA Sifat Fisik dan Kimia Benih Kedelai Benih kedelai (Glycine max L.) merupakan benih famili Leguminosae yang terdiri dari embrio dan kulit benih. Bagian embrio terdiri dari plumula, poros hipokotil akar (axis) serta dua kotiledon. Plumula embrio terdiri dari dua calon daun dan titik tumbuh, sedangkan poros hipokotil akar merupakan bagian embrio yang terletak di bawah kotiledon (Afifah 1991). Kotiledon mengandung bahan makanan yang terdiri dari lemak dan protein yang jumlahnya berbeda-beda setiap varietas, yaitu kandungan lemak kurang lebih 21% dan kandungan protein 40% (Afifah 1991). Struktur benih kedelai dapat dilihat pada Gambar 1. Gambar 1 Struktur benih kedelai Menurut Justice dan Bass (2002), daya simpan benih dipengaruhi oleh faktor genetik antara lain struktur kulit benih dan komposisi kimia dalam benih. Kulit benih kedelai tipis sehingga mudah terinfeksi cendawan, bakteri dan virus, serta rentan terhadap kerusakan fisik dan mekanik. Berdasarkan komposisi kimianya, benih kedelai termasuk kedalam kelompok benih berlemak dan berprotein tinggi sebesar 18-50%. Komposisi kimia benih berhubungan dengan daya simpan benih. Hasil penguraian lemak tak jenuh dalam benih akan menghasilkan asam lemak bebas yang kemudian akan terurai menjadi radikal bebas yang akan merusak fungsi enzim dalam proses metabolisme benih, yang pada akhirnya akan mengakibatkan benih cepat mengalami kemunduran (Wirawan dan Wahyuni 2002).

32 6 Mutu fisiologis benih kedelai tergolong cepat mengalami kemunduran yang ditandai oleh penurunan viabilitas dan vigor benih akibat laju respirasi yang meningkat pada kondisi suhu dan kelembaban yang relatif tinggi (Wirawan dan Wahyuni 2002; Rahayu et al. 2009). Hasil penelitian Tatipata et al. (2004) menunjukkan benih kedelai yang mengalami kemunduran, mengalami penurunan kadar fosfolipid, protein membran, fosfor anorganik mitokondria, aktivitas spesifik suksinat dehidrogenase dan sitokrom oksidase serta laju respirasi. Penelitian sebelumnya mengenai benih kedelai menemukan bahwa varietas kedelai berbiji sedang atau kecil umumnya memiliki kulit berwarna gelap, tingkat permeabilitas rendah dan memiliki ketahanan yang lebih baik terhadap kondisi penyimpanan yang kurang optimal dan tahan terhadap deraan cuaca lapang dibanding varietas yang berbiji besar dan berkulit terang (Mugnisyah 1991). Sukarman dan Raharjo (2000) melaporkan bahwa varietas kedelai berbiji kecil dan berkulit gelap lebih toleran terhadap deraan fisik (suhu 42 o C dan kelembaban 100%) dibanding kedelai varietas berbiji besar dan berkulit terang. Varietas Cikuray (berbiji sedang, kulit berwarna hitam) dan varietas Tidar (berbiji kecil, kulit berwarna kuning) memiliki daya simpan yang lebih baik dibandingkan dengan varietas Wilis (berbiji sedang, berkulit kuning). Daya tumbuh benih varietas Wilis menurun hingga 60% setelah lima bulan penyimpanan, sedangkan daya berkecambah benih varietas Cikuray dan varietas Tidar masih lebih dari 80% setelah lima bulan penyimpanan. Vigor dan Kemunduran Benih Vigor benih merupakan kemampuan benih untuk tumbuh normal pada kondisi sub optimum. Sadjad et al. (1999) mengkategorikan vigor benih menjadi dua yaitu vigor kekuatan tumbuh dan vigor daya simpan, dimana keduanya merupakan parameter yang dapat mencerminkan kondisi vigor benih. Menurut Copeland dan McDonald (1985), faktor-faktor yang mempengaruhi vigor benih adalah kondisi lingkungan selama perkembangan benih, kondisi genetik benih dan lingkungan penyimpanan. Faktor genetik meliputi tingkat kekerasan benih, vigor tanaman induk, daya tahan terhadap kerusakan mekanik dan komposisi kimia benih. Faktor lingkungan perkembangan benih meliputi kelembaban, kesuburan

33 7 tanah dan pemanenan benih, sedangkan faktor penyimpanan benih meliputi waktu penyimpanan dan lingkungan penyimpanan (suhu, kelembaban dan persediaan oksigen). Benih memiliki vigor jika benih mampu menumbuhkan tanaman normal meski kondisi alam tidak optimum atau sub optimum. Benih yang vigor akan menghasilkan produk diatas normal jika ditumbuhkan pada kondisi optimum. Vigor benih mencapai tingkat maksimum pada saat benih masak fisiologis, dan harus dipertahankan selama proses pemanenan dan proses pengolahan. Benih yang memiliki vigor tinggi pada saat masak fisiologis akan memiliki daya simpan panjang (Sadjad et al. 1999). Pengujian vigor benih sangat dperlukan untuk mengetahui dengan jelas mutu benih yang akan digunakan. Menurut Venter (2000), secara umum metode uji vigor benih dapat dibagi kedalam beberapa kelompok yaitu uji pada kondisi cekaman, uji biokimia, uji pertumbuhan dan evaluasi kecambah. Metode pengusangan cepat (accelerated aging test), pengusangan cepat terkontrol (control deterioration test) dan metode suhu dingin merupakan uji vigor benih terhadap cekaman. Metode pengujian vigor benih dapat diterapkan setelah memenuhi syarat diantaranya metode tersebut bersifat murah, mudah dilakukan, tepat guna, objektif, dapat dikembangkan dan berkorelasi dengan pertumbuhan benih di lapang (Copeland dan Mc Donald 1985). Kemunduran benih merupakan proses penurunan mutu secara berangsur-angsur dan kumulatif serta tidak dapat balik (irreversible) akibat perubahan fisiologis yang disebabkan oleh faktor dalam. Kemunduran benih beragam, baik antar jenis, antar varietas, antar lot, bahkan antar individu dalam suatu lot benih. Kemunduran benih dapat menimbulkan perubahan secara menyeluruh di dalam benih dan berakibat pada penurunan viabilitas benih. Proses penuaan atau mundurnya vigor secara fisiologis ditandai dengan penurunan daya berkecambah, peningkatan jumlah kecambah abnormal, penurunan pemunculan kecambah di lapangan (field emergence), terhambatnya pertumbuhan dan perkembangan tanaman, meningkatnya kepekaan terhadap lingkungan yang ekstrim yang akhirnya dapat menurunkan produksi tanaman (Copeland dan McDonald 1985).

34 8 Kemunduran benih dapat menimbulkan perubahan menyeluruh di dalam benih, baik fisik, fisiologi maupun kimiawi yang mengakibatkan menurunnya viabilitas benih (Sadjad 1994). Benih yang mengalami proses deteriorasi akan menyebabkan turunnya kualitas dan sifat benih jika dibandingkan pada saat benih tersebut mencapai masa fisiologinya. Vigor benih tertinggi dicapai pada saat masak fisiologi, setelah itu benih akan mengalami kemunduran secara perlahanlahan sampai akhirnya mati. Salah satu sebab pemicu laju kemunduran benih ialah kandungan air dalam benih. Kadar air dalam benih dipengaruhi oleh kemampuan benih dalam menyerap dan menahan uap air. Kemampuan menahan dan menahan uap air setiap benih berbeda, tergantung ketebalan dan struktur kulit benih serta komposisi kimia dalam benih (Justice dan Bass 2002). Vigor Daya Simpan Vigor daya simpan (V DS ) ialah suatu parameter vigor benih yang ditunjukkan dengan kemampuan benih untuk disimpan dalam keadaan suboptimum (Sadjad et al. 1999). Benih yang memiliki V DS tinggi mampu disimpan untuk periode simpan yang normal dalam keadaan sub optimum dan akan lebih panjang daya simpannya jika dalam keadaan ruang simpan optimum. Benih yang memiliki daya simpan lama berarti benih tersebut mampu melampaui periode simpan yang panjang. Jika benih telah melampaui masa penyimpanan dan masih memiliki vigor kekuatan tumbuh yang tinggi, maka dapat dikatakan benih tersebut memiliki V DS yang tinggi. Analisis V DS dapat dikembangkan berkat ditemukannya metode pengusangan cepat benih yang menjabarkan kemunduran benih secara buatan. Deteriorasi merupakan kemunduran benih secara alami, sedangkan devigorasi merupakan kemunduran benih secara buatan dengan proses pengusangan cepat benih (Sadjad 1993). Analisis V DS dikembangkan untuk mengukur sejauh mana benih dapat disimpan, disimulasi dengan metode pengusangan cepat benih. Benih diperlakukan dalam kondisi cekaman buatan berupa suhu dan kelembaban udara tinggi ataupun berupa memberikan bahan kimia ke dalam benih. Apabila vigor benih mengalami penurunan secara cepat dalam waktu pendek setelah diberi

35 9 perlakuan cekaman dan menunjukkan laju penurunan tidak berbeda dengan benih yang disimpan pada kondisi alami untuk suatu periode simpan tertentu, maka perlakuan cekaman tersebut dapat digunakan untuk menduga vigor daya simpan benih secara langsung. Pendugaan V DS secara tidak langsung juga dapat dilakukan dengan membuat model simulasi yang menggambarkan hubungan V DS dengan daya simpan benih secara alami (Sadjad et al. 1999). Pengusangan Cepat Benih Kemunduran benih secara alami lazimnya disebut dengan istilah deteriorasi, sedangkan penurunan viabilitas benih yang diakibatkan oleh perlakuan non alami seperti yang dilakukan melalui proses pengusangan cepat, disebut dengan istilah devigorasi. Devigorasi ialah suatu metode untuk menduga daya simpan benih. Terdapat dua metode devigorasi yaitu pengusangan cepat benih secara fisik dan kimia. Secara fisik, benih disimpan pada suhu dan kelembaban relatif tinggi selama beberapa hari tergantung dari spesies. Metode ini merupakan metode uji vigor yang mana benih diberi kondisi sub optimum sebelum benih dikecambahkan. Metode uji vigor secara kimia yaitu dengan merendam atau menguapkan benih dengan menggunakan cairan kimia (alkohol). Menurut Mugnisjah et al. (1994), uji pengusangan dipercepat tergolong dalam uji vigor benih pada lingkungan sub optimum, tetapi lingkungan tersebut diberikan sebelum benih dikecambahkan. Uji ini bermanfaat untuk menduga berapa lama benih dapat disimpan sehingga nantinya informasi yang dihasilkan akan sangat berguna bagi produsen, konsumen, ilmuwan dan analis benih. Metode pengusangan cepat secara kimia dapat dilakukan dengan menggunakan larutan etanol, uap etanol jenuh maupun larutan metanol. Addai dan Kantanka (2006) melakukan perendaman benih kedelai dalam 20% cairan etanol dan 20% cairan metanol selama 2 jam, kemudian menyimpulkan bahwa perendaman dalam cairan etanol memberikan indikasi yang lebih baik pada vigor daya simpan beberapa varietas kedelai dibandingkan dalam cairan metanol. Addai dan Kantanka (2006) mengemukakan bahwa etanol umumnya merupakan metode seleksi yang lebih efektif dibandingkan dengan metode lainnya. Cairan etanol dinyatakan efektif karena telah menyebabkan perubahan

36 10 pada sekuens yang sama dalam proses deteriorasi yang telah mengkarakterisasi penderaan benih selama penyimpanan. Proses degradasi membran dan hilangnya permeabilitas kontrol terjadi saat benih mengalami penderaan khususnya selama penyimpanan. Proses produksi energi dan biosintesis dirusak dengan menghasilkan penurunan rata-rata respirasi dan pemindahan bahan kering dari jaringan pendukung ke aksis embrionik, sehingga benih memperlihatkan tingkat kehilangan resistensi yang besar pada cekaman lingkungan. Etanol adalah senyawa organik yang bersifat polar yang dapat mendenaturasi protein pada konsentrasi tertentu (Saenong dan Sadjad 1984). Etanol juga bersifat dehidrasi, karena dapat menyerap air yang meliputi koloid protein dan selanjutnya terjadi denaturasi. Etanol juga dapat menghilangkan integritas membran, meningkatkan permeabilitas dan meningkatkan kebocoran hasil metabolisme (Ilyas 1986). Penelitian sebelumnya pada kedelai menunjukkan bahwa kadar etanol benih kedelai dalam penyimpanan semakin tinggi, dan viabilitasnya makin rendah (Saenong 1986). Benih kedelai yang sudah mendapat perlakuan deraan dengan uap etanol dengan intensitas makin tinggi juga mengandung etanol dengan kadar yang makin tinggi, dan viabilitasnya makin rendah (Pian 1981; Saenong 1986). Penderaan benih dengan uap etanol dengan intensitas yang semakin tinggi dapat menurunkan viabilitas benih secara gradual (Pian 1981; Saenong 1986; Artuti 1988; Setyawati 1989; Pramono 1991). Penderaan dengan larutan etanol dengan intensitas makin tinggi (konsentrasi makin tinggi) juga dapat menurunkan viabilitas benih kedelai secara gradual (Pramono 2000; Chazimah 2000). Penyimpanan Benih Kedelai Menurut Kartono (2004), penyimpanan benih kedelai mempunyai peranan yang sangat penting dalam mempertahankan mutu dan daya berkecambah benih. berdasarkan hasil penelitiannya, kedelai varietas Wilis dengan kadar air >12% yang disimpan secara konvensional pada suhu lebih dari 25 o C dengan daya berkecambah tinggi dalam waktu 3 bulan akan mengalami penurunan hingga 60%. Benih kedelai dengan kadar air 12% yang disimpan dalam kemasan kedap udara pada suhu ruang penyimpanan 20 o C daya kecambahnya tetap 93% dalam waktu 1

37 11 tahun dan pada suhu ruangan 15 o C daya berkecambahnya dapat dipertahankan hingga 85% selama 2 tahun. Benih kedelai yang disimpan dalam kemasan kedap udara pada suhu ruang 10 o C dengan kadar air 10% daya kecambahnya dapat dipertahankan lebih dari 85% setelah 3 tahun penyimpanan dan benih kedelai dengan kadar air 8% yang disimpan dalam kemasan kedap udara pada suhu 5 o C mampu mempertahankan daya berkecambah benih sekitar 98% hingga 5 tahun. Menurut Mugnisyah (1991), sifat genetik benih antara lain tampak pada permeabilitas dan warna kulit benih yang berpengaruh terhadap daya simpan benih kedelai. Penelitian terdahulu menemukan bahwa varietas kedelai berbiji sedang atau kecil umumnya memiliki kulit berwarna gelap, tingkat permeabilitas rendah dan memiliki ketahanan lebih baik terhadap kondisi penyimpanan yang kurang optimal serta memiliki ketahanan terhadap cuaca lapang dibanding varietas yang berbiji besar dan berkulit biji terang. Sukarman dan Rahardjo (2000) melaporkan bahwa varietas kedelai berbiji kecil dan berkulit gelap lebih toleran terhadap deraan fisik (suhu 42 o C dan RH 100%) dibanding varietas kedelai berbiji besar dan berkulit terang. Marwanto (2004) mengemukakan pula bahwa benih kedelai yang resisten terhadap deraan cuaca umumnya memiliki permeabilitas yang rendah. Secara genetik, permeabilitas kulit benih kedelai hitam lebih rendah dibandingkan dengan kedelai kuning karena kandungan lignin pada kedelai hitam lebih tinggi dibandingkan kedelai kuning. Marwanto (2007) menyatakan bahwa kapasitas dan penyerapan air maupun banyaknya rembesan isi sel melalui kulit benih merupakan cerminan besar kecilnya permeabilitas kulit benih yang dikendalikan oleh senyawa lignin yang ada di dalam kulit benih. Lignin merupakan polimer alami yang dapat ditemukan di setiap sel kulit benih yang berfungsi sebagai penyusun dinding sel. Menurut Priestley (1986), permeabilitas kulit benih yang tinggi akan mengaktifkan enzim-enzim yang berperan dalam metabolisme benih, salah satunya ialah enzim respirasi yang menggunakan substrat dari cadangan makanan dalam benih sehingga persediaan untuk pertumbuhan embrio akan berkurang.

38 12 Mesin Pengusangan Cepat (MPC) IPB 77-1 MM Mesin pengusangan cepat tipe IPB 77-1 direkayasa oleh Sadjad pada tahun 1977 untuk menduga daya simpan benih jagung dengan menggunakan uap etanol 95%. MPC IPB 77-1 selanjutnya dimodifikasi menjadi MPC IPB 77-1 M (Sadjad 1992). Modifikasi yang dilakukan ialah dengan memberikan mekanisme tiupan blower sehingga benih dapat bergerak dan memberikan sumber panas dalam ruang deraan di bagian bawah tabung benih. Mesin pengusangan cepat tipe IPB 77-1 M ini dibuat tiga ulangan, dimana masing-masing mesin dihubungkan dengan saluran angin dan uap etanol yang dikeluarkan keluar ruangan dengan sebuah exhaust fan. Mesin peniup angin dan aerator peniup uap etanol dibuat terpisah, sehingga modifikasi ini dapat mewujudkan peubah-peubah peniup uap etanol saja, peniup angin saja dan peniup angin dengan peniupan uap etanol (Suhartanto 1994). MPC IPB 77-1 M kemudian dimodifikasi lebih lanjut menjadi MPC IPB 77-1 MM. Modifikasi dilakukan dengan menambah mekanisme fisik (uap panas) dan sistem pergerakan benih yang non-stationer (Sadjad et al. 1999). Suhartanto (1994) selanjutnya melakukan penelitian pada MPC IPB 77-1 MM untuk menyempurnakan sistem pergerakan benih dalam ruang deraan yang lebih efisien dalam rangka uji Sistem Multiplikasi Devigorasi (SMD). Pada tahun 2011, MPC IPB 77-1 MM dimodifikasi kembali oleh Suhartanto dengan model tampilan ukuran alat yang lebih kecil (60% dari prototype MPC yang sebelumnya).

39 13 METODE Tempat dan Waktu Penelitian Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Ilmu dan Teknologi Benih, Departemen Agronomi dan Hortikultura, Institut Pertanian Bogor pada bulan Desember 2011 sampai Agustus Bahan dan Alat Penelitian Bahan yang digunakan dalam penelitian meliputi 23 varietas benih kedelai yaitu, Krakatau, Kaba, Anjasmoro, Pangrango, Seulawah, Lawit, Dempo, Wilis, Malabar, Sinabung, Dieng, Panderman, Sindoro, Burangrang, Grobogan, Lokon, Tidar, Tanggamus, Rajabasa, Ijen, Ratai, Kawi, Argopuro (Deskripsi varietas tertera pada Lampiran 1-23), etanol 96%, garam KCl, air bebas ion, kertas merang, plastik dan label. Alat yang digunakan dalam penelitian antara lain Mesin Pengusangan Cepat (MPC) IPB 77-1 MM, timbangan analitik, thermohigrometer, oven, cawan kadar air, toples, gelas ukur, desicator, glassjar, conductivity meter dan alat pengecambah benih IPB Spesifikasi Mesin Pengusangan Cepat (MPC) IPB 77-1 MM Mesin Pengusangan Cepat (MPC) IPB 77-1 MM yang digunakan dalam penelitian merupakan hasil modifikasi prototype MPC IPB 77-1 MM yang telah ada sebelumnya, yang dilakukan oleh Suhartanto pada tahun Modifikasi dilakukan dengan menyederhanakan model ukuran alat menjadi lebih kecil (60% dari prototype MPC IPB 77-1 MM sebelumnya), serta melengkapi alat dengan perangkat pengusangan fisik (uap panas) dan kimia (uap etanol). MPC IPB 77-1 MM memungkinkan terjadinya devigorasi (kemunduran benih secara buatan) secara bertahap, yang dilakukan dengan cara menempatkan benih dalam keadaan non-stationer dan penderaannya dapat dilakukan dengan uap panas maupun uap etanol dalam periode waktu yang bertahap. Prinsip kerja MPC IPB 77-1 MM ialah memundurkan benih secara buatan dengan mengalirkan uap panas atau uap etanol

40 14 menggunakan kompresor, sehingga udara yang mengandung uap panas atau uap etanol dialirkan ke dalam wadah yang telah diisi benih yang akan diusangkan dengan bantuan motor penggerak untuk menempatkan benih pada kondisi nonstationer. Gambar 2 Tampak bagian depan MPC IPB 77-1 MM MPC IPB 77-1 MM berbentuk tabung besar dengan sebuah motor penggerak yang menempel pada bagian tutup ruang deraan (Gambar 2). Motor tersebut dihubungkan dengan sebuah kerekan (pulley) yang berfungsi untuk menggerakkan sebuah poros dalam ruang deraan, dimana pada permukaan poros tersebut terpasang 12 tabung wadah benih (Gambar 3). Perputaran tabung wadah benih tersebut akan menempatkan benih pada kondisi non-stationer, sehingga akan memudahkan uap penderaan mengenai seluruh permukaan benih yang terdapat dalam tabung saat proses pengusangan cepat benih berlangsung. Selain itu, dalam ruang deraan juga terdapat saluran uap untuk mengeluarkan uap penderaan ke dalam ruang deraan (Gambar 3). Gambar 3 Tampak bagian dalam MPC IPB 77-1 MM

41 15 Pada bagian samping MPC IPB 77-1 MM terdapat dua buah tombol hijau untuk mengatur waktu masuknya uap dan waktu penderaan, serta sebuah tombol merah sebagai timer (Gambar 4). Tombol pengatur waktu masuknya uap berfungsi untuk berapa lama uap deraan masuk kedalam ruang deraan, sedangkan tombol pengatur waktu penderaan berfungsi untuk mengatur berapa lama motor yang menggerakkan tabung-tabung benih berputar dalam ruang deraan. Tombol timer akan menyala berwarna merah dan berbunyi apabila waktu yang diatur telah habis. Tombol-tombol tersebut dapat diatur sesuai dengan waktu yang diinginkan sebelum proses pengusangan cepat benih dimulai. Gambar 4 Tampak bagian samping MPC IPB 77-1 MM MPC IPB 77-1 MM dirancang untuk penggunaan metode pengusangan cepat fisik dengan dilengkapi sebuah botol kaca yang berfungsi untuk wadah penampung air yang akan dipanaskan yang selanjutnya akan dialirkan secara langsung melalui selang menuju tabung pemanas air (heater) untuk menghasilkan uap panas. Uap panas yang dihasilkan dalam heater kemudian dialirkan menuju tabung penampung uap panas dan kemudian uap panas akan mengalir masuk kedalam ruang deraan. Tabung penampung uap panas dilengkapi oleh sebuah kran yang berfungsi untuk mengatur uap panas yang keluar dari tabung penampung uap panas. Perangkat untuk pengusangan fisik pada MPC IPB 77-1 MM secara umum dapat dilihat pada Gambar 5.

42 16 Gambar 5 Perangkat pengusangan fisik pada MPC IPB 77-1 MM MPC IPB 77-1 MM juga dirancang untuk penggunaan metode pengusangan cepat benih secara kimia yang dilengkapi dengan tiga buah tabung yang terdiri dari sebuah tabung pemanas etanol yang diapit oleh dua buah tabung penampung uap etanol yang digunakan untuk proses pengusangan cepat benih secara kimia. Etanol yang dimasukkan ke dalam tabung pemanas etanol kemudian dipanaskan hingga menghasilkan uap yang selanjutnya akan mengalir melalui selang ke dalam tabung penampung uap dan kemudian masuk ke dalam ruang deraan. Perangkat untuk pengusangan cepat benih secara kimia pada MPC IPB 77-1 MM secara umum dapat dilihat pada Gambar 6. Gambar 6 Perangkat pengusangan kimia pada MPC IPB 77-1 MM Metode Penelitian Penelitian dibagi dalam tiga tahap percobaan. Tahap pertama ialah penentuan metode pengusangan cepat benih kedelai dengan MPC IPB 77-1 MM. Tahap kedua ialah penapisan beberapa varietas benih kedelai berdasarkan vigor daya simpannya melalui metode pengusangan cepat benih dengan MPC IPB 77-1

43 17 MM. Tahap ketiga adalah pengaruh periode simpan benih terhadap viabilitas dan vigor benih kedelai, dan selanjutnya dilakukan analisis perbandingan hasil penapisan beberapa varietas benih kedelai berdasarkan vigor daya simpan secara buatan (V DS-buatan ) dengan vigor daya simpan benih secara alami (V DS-alami ). Skema tahapan penelitian tertera pada Gambar 7. Benihkedelai Pengusangancepatbenihsec arakimia (uapetanol) Pengusangancepatbenihsec arafisik (uappanas) Metodepengusangancepatterpilih Penapisan vigor dayasimpanvarietasbenihkedelaisecarabuatan Penapisan vigor dayasimpanvarietasbenihkedelaisecaraalami Analisis V DS-buatan vs V DS-alami Variabel Pengamatan 1. Kadar Air 5. Kecepatan Tumbuh 2. Daya Berkecambah 6. Bobot Kering Kecambah Normal 3. Indeks Vigor 7. Daya Hantar Listrik 4. P 50 Gambar 7. Skema Tahapan Penelitian

44 18 Pelaksanaan Penelitian Percobaan 1 : Penentuan Metode Pengusangan Cepat Benih Kedelai dengan MPC IPB 77-1 MM Pengusangan Cepat Benih Kedelai secara Fisik dengan MPC IPB 77-1 MM Penelitian disusun dengan menggunakan Rancangan Acak Lengkap (RAL) dengan satu faktor perlakuan, yaitu waktu pengusangan cepat benih dan empat kali ulangan. Benih diusangkan cepat secara fisik menggunakan MPC IPB 77-1 MM selama 0 (kontrol), 1x10, 2x10, 3x10, 4x10, 5x10, 6x10 dan 7x10 menit. Benih kedelai yang digunakan ialah benih kedelai varietas Anjasmoro dengan jumlah benih setiap perlakuan pada setiap ulangan sebanyak 100 butir untuk masing-masing variabel pengamatan. Benih terlebih dahulu diukur kadar airnya sebelum diusangkan. Benih selanjutnya dikecambahkan dengan metode Uji Kertas Digulung dalam Plastik (UKDdP) pada alat pengecambah tipe IPB Pengusangan Cepat Benih Kedelai secara Kimia dengan MPC IPB 77-1 MM Penelitian disusun dengan menggunakan Rancangan Acak Lengkap (RAL) dengan satu faktor perlakuan, yaitu lama waktu pengusangan cepat benih dan empat kali ulangan.benih diusangkan cepat secara kimia selama 0 (kontrol), 1x10, 2x10, 3x10, 4x10, 5x10, 6x10 dan 7x10 menit.benih kedelai yang digunakan ialah benih kedelai varietas Anjasmoro dengan jumlah benih setiap perlakuan pada setiap ulangan sebanyak 100 butir untuk masing-masing variabel pengamatan. Sebelum benih diusangkan, benih terlebih dahulu diukur kadar airnya. Setelah diusangkan, benih dikecambahkan dengan metode Uji Kertas Digulung dalam Plastik (UKDdP) pada alat pengecambah tipe IPB Model linier rancangan yang digunakan dalam penelitian ialah sebagai berikut, Y ij = μ + τ i + ε ij (i = 1, 2, 3, 4,, 8; j = 1, 2, 3, 4) Y ij μ Keterangan : : Nilai pengamatan pada perlakuan pengusangan cepat benih ke-i dan ulangan ke-j : Nilai tengah umum