PENGARUH PERLAKUAN MATRICONDITIONING TERHADAP VIABILITAS DAN VIGOR BENIH JAGUNG Fauziah Koes dan Ramlah Arief Balai Penelitian Tanaman Serealia ABSTRAK Upaya peningkatan produksi dan produktivitas jagung memerlukan suplai benih unggul bermutu ditinjau dari aspek fisik, fisiologis, dan genetik. Benih jagung yang telah disimpan selama beberapa waktu dengan kondisi suhu dan kelembaban udara ruang simpan yang tinggi berpengaruh terhadap percepatan penurunan viabilitas dan vigornya. Upaya meningkatkan viabilitas dan vigor benih ialah melalui perlakuan invigorasi, salah satu di antaranya dengan perlakuan matriconditioning. Penelitian dilaksanakan di laboratorium dan rumah kaca Balai Penelitian Tanaman Serealia pada bulan Juli- September 2010. Sebagai bahan matriconditioning digunakan abu sekam, serbuk gergaji, dan jerami padi. Benih yang digunakan sebagai bahan penelitian ialah varietas Bima 5 dan MAL-01 masing-masing dari lot benih baru dan yang sudah disimpan selama 6 bulan. Perlakuan disusun dengan rancangan acak lengkap sebanyak tiga ulangan. Pengamatan dilakukan terhadap daya berkecambah, kecepatan tumbuh, keserempakan tumbuh, bobot kering kecambah, panjang akar primer, daya hantar listrik. Hasil penelitian menunjukkan benih yang diberi perlakuan matriconditioning mempunyai viabilitas dan vigor yang lebih tinggi dibanding kontrol. Kata kunci: Matriconditioning, invigorasi, benih, jagung, vigor. PENDAHULUAN Idealnya semua benih harus memiliki kekuatan tumbuh yang tinggi, sehingga bila ditanam pada kondisi lapangan yang beraneka ragam akan tetap tumbuh sehat dan kuat serta berproduksi tinggi dengan kualitas baik. Vigor benih di cerminkan oleh dua informasi tentang viabilitas, masingmasing kekuatan tumbuh dan daya simpan benih. Kedua nilai fisiologi ini menempatkan benih pada kemungkinan kemampuannya untuk tumbuh menjadi tanaman normal meskipun keadaan biofisik lapangan produksi sub optimum atau sesudah benih melampui suatu periode simpan yang lama. Pada hakikatnya vigor benih harus relevan dengan tingkat produksi, artinya dari benih yang bervigor tinggi akan dapat dicapai tingkat produksi yang tinggi. Vigor benih yang tinggi dicirikan antara lain tahan disimpan lama, tahan terhadap serangan hama penyakit, cepat dan merata tumbuhnya serta mampu menghasilkan tanaman dewasa yang normal dan berproduksi baik dalam keadaan lingkungan tumbuh yang sub optimal. Pada umumnya uji vigor benih hanya sampai pada tahapan bibit. Karena terlalu sulit dan mahal untuk mengamati seluruh lingkaran hidup tanaman. Oleh karena itu digunakanlah kaidah korelasi misal dengan mengukur kecepatan berkecambah sebagai parameter vigor, karena diketahui ada korelasi antara kecepatan berkecambah dengan tinggi rendahnya produksi tanaman. Rendahnya vigor pada benih dapat disebabkan oleh beberapa hal antara lain faktor genetis, fisiologis, morfologis, sitologis, mekanis dan mikrobia (Sutopo 1984). Bahwa keadaan lingkungan di lapangan itu sangat penting dalam menentukan kekuatan tumbuh benih 548 Fauziah Koes dan Ramlah Arief : Pengaruh Perlakuan Matriconditioning Terhadap Viabilitas dan Vigor Benih Jagung
adalah sangat nyata dan perbedaan kekuatan tumbuh benih dapat terlihat nyata dalam keadaan lingkungan yang kurang menguntungkan. Di samping itu kecepatan tumbuh benih dapat pula menjadi petunjuk perbedaan kekuatan tumbuh. (Harjadi 1979) Kemunduran suatu benih dapat diterangkan sebagai turunnya kualitas atau viabilitas benih yang mengakibatkan rendahnya vigor dan jeleknya pertumbuhan tanaman serta produksinya. Di mana kejadian tersebut merupakan suatu proses yang tak dapat balik dari kualitas suatu benih. Benih yang memiliki vigor rendah akan berakibat terjadinya kemunduran yang cepat selama penyimpanan benih, makin sempitnya keadaan lingkungan dimana benih dapat tumbuh, kecepatan berkecambah benih menurun, kepekaan akan serangan hama dan penyakit meningkat, meningkatnya jumlah kecambah abnormal dan rendahnya produksi tanaman. (Sajad 1993). Penelitian yang dilakukan oleh Arief dan Saenong (2006), menunjukkan bahwa pertumbuhan jagung yang lambat dan hasil yang rendah disebabkan oleh penggunaan bibit yang sudah mengalami penurunan mutu meskipun daya berkecambahnya relative tinggi. Penurunan mutu dapat disebabkan oleh lamanya penyimpanan. Semakin lama benih disimpan maka kemungkinan penurunan mutunya akan semakin besar. Menurut Khan et al. (1990) banyak cara yang dapat digunakan untuk untuk memperbaiki perkecambahan benih yaitu presoaking, matriconditioning, wetting and drying, humidifying, osmoconditioning, aerasi oksigen, dan3 pregermination. Conditioning yang sudah terbukti efektif dan paling mudah dilakukan adalah matriconditioning. Matriconditioning adalah perlakuan hidrasi terkontrol yang dikendalikan oleh media padat lembab dengan potensial matriks rendah dan potensial osmotik yang dapat diabaikan. Conditioning yang efektif dan paling mudah dilakukan adalah matriconditioning. Matriconditioning berbeda dengan osmoconditioning atau priming. Matriconditioning adalah istilah yang sesuai untuk conditioning yang menggunakan media yang memiliki potensial matriks. Perkecambahan benih dimulai saat terjadi imbibisi air ke dalam benih. Tingkat imbibisi yang terjadi dipengaruhi oleh komposisi benih, impermeabilitas lapisan luar benih, dan ketersediaan air. Ketersediaan air untuk imbibisi tergantung pada potensial air sel. Potensial air sel tersebut merupakan hasil dari tiga potensial yaitu tekanan matriks dinding sel, konsentrasi osmotik sel, dan tekanan turgor sel (Copeland dan McDonald 2001). Media yang digunakan untuk matriconditioning harus memenuhi syarat sebagai berikut: 1. memiliki potensial matriks yang tinggi dan potensial osmotik yang dapat diabaikan, 2. kelarutan dalam air rendah dan dapat utuh selama matriconditioning, 3. merupakan bahan kimia inert dan tidak beracun, 4. kapasitas daya pegang air yang cukup tinggi, 5. kemampuan aerasi t inggi, mampu untuk tetap kering, dan bebas dari serbuk, 6. memiliki permukaan yang cukup luas, 7. kerapatan ruang yang besar dan kerapatan isi yang rendah, dan 8. mampu menempel pada permukaan benih. Bahan-bahan yang berkarakteristik seperti itu diantaranya adalah kalsium silikat, Micro-Cel E, dan Zonolit vermikulit (Khan et al. 1990). Berbagai penelitian yang sudah dilakukan membuktikan bahwa perlakuan matriconditioning dapat meningkatkan viabilitas dan vigor benih lebih baik dibandingkan dengan perlakuan hidrasi lain. Matriconditioning terbukti berhasil memperbaiki viabilitas dan vigor benih kacang-kacangan dan sayur-sayuran. Matriconditioning mampu menurunkan waktu perkecambahan dan meningkatkan daya perkecambahan benih serta meningkatkan kemampuan tumbuh dan produksi di lapangan (Khan et al. 1990). Astuti (2009) melaporkan bahwa perlakuan matriconditioning efektif untuk meningkatkan viabilitas dan vigor benih pada tolok ukur daya 549 Seminar Nasional Serealia 2011
berkecambah, indeks vigor, dan kecepatan tumbuh relatif, terutama benih yang diberi perlakuan matriconditioning plus minyak cengkeh 0.1 % atau matriconditioning plus Benlox 0.1 %. Rachmawati (2009) menyatakan bahwa 11 perlakuan matriconditioning plus bakterisida sintetik ataupun nabati (Agrept 0.2 % atau minyak serai wangi 1 %) terbukti dapat meningkatkan mutu fisiologis dan patologis benih padi. Perlakuan matriconditioning plus bakterisida sintetik (Agrept 0.2 %) ataupun nabati (minyak serai wangi 1 %) memperlihatkan peningkatan pada peubah vigor benih. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk melihat pengaruh matriconditioning terhadap viabilitas dan vigor benih jagung dengan umur simpan yang berbeda. METODOLOGI Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Perbenihan dan green house Balai Penelitian Tanaman Serealia Maros yang berlangsung pada Juli sampai September 2010. Penelitian dilakukan menggunakan rancangan acak kelompok lengkap dan diulang 3 kali. dengan empat perlakuan, yaitu tanpa matriconditioning (M 0), matriconditioning dengan Jeramii (M 1), Matriconditioning dengan abu gosok (M 2), dan matriconditioning dengan gergaji (M 3). Materi yang digunakan adalah benih baru (benih yang baru dipanen) dan benih lama (benih yang telah disimpan 8 bulan pada suhu 28-32 o C) hibrida silang tunggal (Bima 5) dan MAL-01. Bahan Matriconditioning diperoleh dari : - Serbuk Gergaji berasal dari usaha meubel dan merupakan campuran dari berbagai jenis serbuk gergajian kayu - Abu gosok diperoleh dari pembakaran sekam padi yang didapat dari penggilingan padi. - Jerami padi diperoleh dari lahan sawah petani. Jerami yang panjang kemudian dicacah dengan tujuan untuk memudahkan saat perlakuan matriconditioning. Pembuatan Matriconditioning dan Perlakuan Benih Semua bahan matriconditioning ditimbang menggunakan timbangan analitik sebanyak 150 gram pada setiap matri. Bahan yang sudah ditimbang sebanyak 150 gram tersebut kemudian dimasukkan kedalam plastik sebanyak 12 plastik setiap matri lalu dicampurkan dengan benih 100 gram juga 50 ml aquades. Bahan matrikonditioning yang telah dicampurkan dengan benih tersebut kemudian di diamkan selama 24 jam pada ruang dingin. Parameter pengamatan Kadar air benih Kadar air benih (berdasarkan basis basah) Diamati pada awal periode simpan dan pada setiap periode, dengan menggunakan pemanasan oven pada suhu 105 O C.selama 2 x 24 jam. Daya berkecambah benih Sebanyak 50 butir benih dari setiap ulangan ditanam pada media pasir halus. Pengamatan dilakukan pada hari ke tiga, empat dan lima setelah tanam. Selain untuk pengujian daya berkecambah benih, perlakuan ini juga digunakan untuk tolok ukur kecepatan tumbuh benih. Pengamatan dilakukan atas dasar kriteria kecambah normal, abnormal dan mati. Kecambah normal dikelompokkan menjadi dua yaitu kecambah normal kuat dan normal lemah. Jumlah kecambah normal pada hari ke 4 (kumulatif), merupakan data keserempakan tumbuh benih. Kecepatan tumbuh benih Data diperoleh dari substrat pengujian daya berkecambah benih. Setiap kali pengamatan, jumlah persentase kecambah normal dibagi dengan etmal (24 jam). Nilai etmal kumulatif diperoleh dari saat benih ditanam sampai dengan waktu 550 Fauziah Koes dan Ramlah Arief : Pengaruh Perlakuan Matriconditioning Terhadap Viabilitas dan Vigor Benih Jagung
pengamatan. Rumus yang digunakan adalah sbb: (Xi-X i-1) KT = Ti KT = Kecepatan tumbuh (%/etmal) Xi = Persentase kecambah normal pada etmal ke i Ti = waktu pengamatan dalam (etmal) Keserampakan Tumbuh Metode yang digunakan sama dengan pengamatan daya berkecambah. Pengamatan kecambah benih dinyatakan sebagai persentase kecambah normal kuat pada hari-6. Keserampakan Tumbuh dihitung berdasarkan rumus: K ST = Σ kecambah normal kuat pada hari ke 6 x 100% Σ Total benih yang ditanam Panjang Akar Primer Kecambah yang dipanen diukur panjang akar primer dengan menggunakan mistar. Bobot kering kecambah Kecambah yang diperoleh pada uji daya tumbuh benih dikeringkan dalam inkubator pada suhu 60 O C selama 3x24 jam, setelah itu dimasukkan ke dalam desikator dan setelah dingin ditimbang. Berat kering/kecambah dihitung dari bobot kering total dibagi jumlah kecambah. Daya hantar listrik (DHL) DHL diamati dengan alat konduktometer tipe Methron E 38. Benih banyak 5 g diambil secara acak, masingmasing direndam pada air bebas ion selama 24 jam dengan volume air 50 ml di dalam botol gelas, kemudian diukur pada alat konduktometer. Sebagai blanko digunakan air bebas ion yang juga telah disimpan di dalam botol-botol gelas selama 24 jam. HASIL DAN PEMBAHASAN Mutu fisiologis yang rendah akan menyebabkan produksi tanaman yang rendah. Pemanenan yang dilakukan terlambat atau terlalu awal sebelum masak fisiologis menyebabkan kebocoran zat benih yang lebih besar dibandingkan dengan benih yang dipanen pada kisaran masak fisiologis, sehingga menyebabkan vigor awal benih yang cukup rendah. Hasil pengamatan pada percobaan ini dapat dilihat pada tabel 1. Pada tolok ukur daya berkecambah semua perlakuan benih mengindikasikan peningkatan dibanding kontrol. Perlakuan matriconditioning plus jerami menunjukkan peningkatan daya berkecambah yang nyata dengan nilai 99,33% (untuk Nei baru + jerami), dibanding tanpa perlakuan matriconditioning. Perlakuan matriconditioning mampu meningkatkan viabilitas dan vigor benih, karena imbibisi air ke dalam benih yang terkontrol oleh faktor media (jerami). Khan et al. (1992) menyatakan perlakuan matriconditioning memiliki fase imbibisi yang lebih lama dibanding perlakuan perendaman benih saja. Fase imbibisi yang cepat seperti pada perlakuan perendaman benih dapat menyebabkan rusaknya membran dikarenakan masuknya air ke dalam benih yang terlalu cepat. 551 Seminar Nasional Serealia 2011
Tabel 1. Data Pengamatan mutu fisiologis Daya Berkecambah (%), Kecepatan Tumbuh (%/etmal), dan Keserampakan Tumbuh (%) pada penelitian pengaruh perlakuan matriconditioning terhadap viabilitas dan vigor benih jagung, 2010 Parameter Pengamatan Perlakuan Daya Berkecambah Kecepatan Tumbuh Keserampakan Tumbuh Nei Baru Kontrol 94,00 a-d 28,18 b 21,33 a-e Nei Baru + Jerami 99,33 a 33,06 a 24,00 abc Nei Baru + Abu Sekam 97,33 abc 31,02 a 25,33 a Nei Baru + Gergaji 94,67 abc 31,58 a 25,33 a Nei Lama Kontrol 84,67 f 24,58 cde 18,67 ed Nei Lama + Jerami 88,00 def 23,18 cde 20,00 cde Nei Lama + Abu Sekam 84,67 f 23,55 cde 20,00 cde Nei Lama + Gergaji 84,67 f 23,37 cde 22,67 a-d Bima Baru Kontrol 91,33 cde 25,70 bcd 20,67 b-e Bima Baru + Jerami 98,00 ab 30,69 a 23,33 abc Bima Baru + Abu Sekam 92,67 a-d 24,17 cde 24,67 ab Bima Baru + Gergaji 94,00 a-d 24,387 cde 25,33 a Bima Lama Kontrol 84,67 f 22,69 e 18,00 e Bima Lama + Jerami 91,33 cde 23,89 cde 21,33 a-e Bima Lama + Abu Sekam 84,00 f 24,17 cde 20,67 b-e Bima Lama + Gergaji 87,33 22,87 de 21,33 a-e Ket : Baru : Benih yang baru dipanen Lama : Benih yang telah disimpan 8 bulan pada suhu 28-32 o C Gambar 1. Daya berkecambah, kecepatan tumbuh dan keserampakan tumbuh benih jagung pada perlakuan matriconditioning, 2010 Pada paramater pengamatan kecepatan tumbuh terlihat bahwa perlakuan matriconditioning untuk materi Nei dan Bima Baru memberikan hasil yang berbeda dibanding perlakuan yang lainnya. Sedang untuk perlakuan semua matriconditioning pada parameter keserampakan tumbuh (Tabel 1) nilainya lebih bervariatif, yaitu antara 18,00 (Bima Lama Kontrol) hingga 25,33 (Nei Baru + Abu Sekam dan Nei Baru + Gergaji). 552 Fauziah Koes dan Ramlah Arief : Pengaruh Perlakuan Matriconditioning Terhadap Viabilitas dan Vigor Benih Jagung
Dari gambar 1 terlihat sangat jelas bahwa dengan perlakuan matriconditioning memberikan pengaruh terhadap paramater daya berkecambah dan kecepatan tumbuh. Dimana materi yang diperlakukan dengan matriconditioning mempunyai daya berkecambah yang lebih tinggi dibanding dengan tanpa pemberian matriconditioning. Diantara semua perlakuan matriconditioning yang memberikan daya berkecambah tertinggi adalah matriconditioning dengan penambahan bahan jerami (gambar 1). Kecepatan berkecambah berhubungan erat dengan vigor benih, benih yang kecepatan berkecambahnya tinggi, tanaman yang dihasilkan cenderung lebih tahan terhadap keadaan lingkungan yang sub optimum. Berat kering tanaman untuk semua perlakuan matriconditioning 0,22g sampai 0,35 g (gambar 2). Dimana perlakuan matriconditioning berbahan jerami memberikan nilai yang tertinggi, baik itu benih yang baru maupun yang lama. Dari gambar terlihat bahwa dengan perlakuan yang menggunakan bahan matriconditioning mempunyai akar primer yang lebih panjang yaitu Nei baru + jerami dan berbahan gergaji. Pengamatan terhadap panjang akar primer dapat dijadikan indikator untuk menentukan vigor benih. Benih yang memiliki perakaran yang panjang diindikasikan bahwa benih tersebut masih mempunyai cadangan makanan yang besar untuk membentuk epikotil dan radikel yang lebih besar dan kuat. Benih yang tumbuh cepat dan kuat akan terhindar dari lingkungan yang tidak menguntungkan. Tanaman yang ukuran benihnya lebih besar mempunyai tinggi tanaman, daya berkecambah dan panjang akar yang lebih besar daripada tanaman dari benih kecil, karena cadangan makanan awal yang lebih banyak pada benih yang berukuran besar sehingga kemampuan membentuk epikotol dan radikel akan lebih besar dan kuat (Miller 1938). Gambar 2. Berat kering tanaman (gr) pada penelitian pengaruh perlakuan matriconditioning terhadap viabilitas dan vigor benih jagung, 2010. 553 Seminar Nasional Serealia 2011
Gambar 3. Panjang akar primer (cm) pada penelitian pengaruh perlakuan matriconditioning terhadap viabilitas dan vigor benih jagung, 2010. Gambar 4, Grafik Daya Hantar Listrik pada penelitian pengaruh perlakuan matriconditioning terhadap viabilitas dan vigor benih jagung, 2010. Nilai Daya Hantar Listrik dari semua perlakuan matriconditioning bervariasi. Dimana dalam acuan dinyatakan bahwa nilai daya hantar listrik lebih kecil atau sama dengan 25 µs/cm/g berarti vigor benihnya sangat tinggi, sedang kalau nilainya lebih besar dari 43 µs /cm/g berarti vigor benihnya sangat rendah dan tidak dapat lagi digunakan sebagai benih (Milosevic et al. 2010). Dari penelitian ini terlihat bahwa perlakuan yang memberikan nilai daya hantar listrik yang tertinggi yaitu tanpa perlakuan matriconditioning dengan benih yang sudah lama (Nei Lama) dan perlakuan ini juga memberikan hasil daya berkecambah yang rendah. Antara daya berkecambah dengan daya hantar listrik berbanding terbalik. Semakin tinggi nilai daya hantar listriknya maka viabilitas benih tersebut menjadi menurun. 554 Fauziah Koes dan Ramlah Arief : Pengaruh Perlakuan Matriconditioning Terhadap Viabilitas dan Vigor Benih Jagung
KESIMPULAN Benih yang diberi perlakuan bahan matriconditioning mempunyai nilai rata-rata viabilitas dan vigor yang lebih tinggi dibandingkan tanpa diberikan perlakuan matriconditioning. DAFTAR PUSTAKA Astuti, D. 2009. Pengaruh Matriconditioning Plus Minyak Cengkeh terhadap Viabilitas, Vigor, dan Kesehatan Benih Padi (Oryza sativa) yang Terinfeksi Alternaria padwickii (Ganguly) M. B. Ellis. Skripsi. Departemen Agronomi dan Hortikultura, Institut Pertanian Bogor. 41 hal Copeland, L.O. and M.B. McDonald. 2001. Principle of Seed Science and Technology. 4th ed. Kluwer Academic Publisher. Massachusetts. 467p. http://budidayabenihtanaman.blogspot. com/2010/11/viabilitas-danvigor-benih.html Khan, A. A., H. Miura, J. Prusinski, dan S. Ilyas. 1990. Matriconditioning of Seed to Improve Emergence. Proceeding of the Symposium on Stand Establishment of Horticultural Crops. Minnesota. p 19-40. Milosevic, M., M. Vujakovic, and D. karagic. 2010. Vigor test as indicators of seed viability. Genetika. Vol. 42 No. 1 : 103-118 Rachmawati, A. Y. 2009. Pengaruh Perlakuan Matriconditioning plus Bakterisida Sintetis atau Nabati untuk Mengendalikan Hawar Daun Bakteri (Xanthomonas oryzae pv. oryzae) Terbawa Benih serta Meningkatkan Viabilitas dan Vigor Benih Padi (Oryza sativa L.). Skripsi. Departemen Agronomi dan Hortikultura, Institut Pertanian Bogor. Bogor. 39 hal. Ramlah Arief dan Sania Saenong.2006. Pengaruh Ukuran Biji dan Periode Simpan Benih Terhadap Pertumbuhan dan Hasil Jagung. Penelitian Pertanian Tanaman Pangan Vol.25 No.1 2006, p 52-56. 555 Seminar Nasional Serealia 2011