4 TINJAUAN PUSTAKA Benih Bermutu Mutu benih merupakan sebuah konsep yang kompleks yang mencakup sejumlah faktor yang masing-masing mewakili prinsip-prinsip fisiologi, misalnya daya berkecambah, viabilitas, vigor dan daya simpan (Sadjad, 1993). Mugnisyah dan Setiawan (1991) menyatakan bahwa benih bermutu tinggi adalah benih yang murni genetis, dapat berkecambah, vigor tidak rusak, bebas dari kontaminan dan penyakit, berukuran tepat, cukup dirawat, dan secara keseluruhan berpenampilan baik. Mutu benih mencakup mutu fisik, fisiologis dan genetis, serta memenuhi persyaratan kesehatan benih. Mutu fisik benih diukur dari kebersihan benih, bentuk, ukuran, dan warna cerah yang homogen serta benih tidak mengalami kerusakan mekanis atau kerusakan karena serangan hama dan penyakit. Mutu fisiologis diukur dari viabilitas benih, kadar air maupun daya simpan benih. Mutu genetik dapat diukur dari tingkat kemurniannya (Mugnisyah et al., 1994). Benih berperan dalam membawa perubahan dalam pertanian. Penggunaan benih unggul bermutu memiliki beberapa keunggulan, anatar lain: menghindarkan kerugian waktu, tenaga, dan biaya yang disebabkan karena benih tidak tumbuh atau memiliki mutu rendah, menghasilkan produk tinggi dan benar sesuai dengan varietas, dan tanaman tumbuh cepat dan serempak (Sadjad, 1993). Viabilitas dan Vigor benih Kualitas benih dapat dilihat dari viabilitas dan vigor benih. Sebagian besar ahli teknologi benih dan kalangan perdagangan mengartikan viabilitas sebagai kemampuan benih untuk berkecambah dan menghasilkan kecambah secara normal (Copeland dan Mc Donald, 1995). Sadjad (1999) menyatakan bahwa viabilitas benih adalah gejala hidup benih yang dapat ditunjukkan melalui metabolisme benih dengan gejala pertumbuhan. Menurut Sadjad (1993), tujuan analisis viabilitas benih adalah untuk memperoleh informasi mutu fisiologi benih. Klasifikasi metode analisis viabilitas
5 benih meliputi metode langsung dan tidak langsung. Metode langsung apabila apabila menilai dari gejala pertumbuhannya. Metode tidak langsung dilakukan dalam pengujian viabilitas benih apabila deteksi viabilitas didasarkan pada aktivitas pernafasan pada sejumlah benih atau aktivitas suatu enzim yang ada kaitannya dengan pertumbuhan. Gejala metabolisme dapat ditunjukkan dari analisis biokimia, sedangkan gejala pertumbuhan diketahui lewat indikasi fisiologis yang mencakup potensi tumbuh maksimum, bobot kering kecambah normal, dan daya berkecambah. Daya berkecambah dilihat dari perbandingan jumlah benih yang berkecambah normal dalam kondisi dan periode perkecambahan tertentu (Dermawan, 2007). Benih dengan viabilitas tinggi akan menghasilkan bibit yang kuat dengan perkembangan akar yang cepat sehingga menghasilkan pertanaman yang sehat dan mantap. Vigor adalah sekumpulan sifat yang dimiliki benih yang menentukan tingkat potensi aktivitas dan kinerja atau lot benih selama perkecambahan dan munculnya kecambah. Vigor adalah suatu indikator yang dapat menunjukan bagaimana benih tumbuh pada kondisi lapang yang bervariasi. Vigor merupakan gabungan antara umur benih, ketahanan, kekuatan, dan kesehatan benih yang diukur melalui kondisi fisiologinya, yaitu pengujian stress atau memalui analisis biokimia (ISTA, 2007). Vigor benih sewaktu disimpan merupakan faktor peting yang mempengaruhi umur simpannya. Proses kemunduran benih berlangsung terus dengan semakin lamanya benih disimpan sampai akhirnya semua benih mati. Lot benih yang baru dan vigor mempunyai daya simpan yang lebih lama dibanding dengan lot benih yang lebih tua yang mungkin sedang mengalami proses kemunduran sangat cepat ( Justice dan Bass, 2002). Benih yang ditanam memberikan dua kemungkinan hasil. Pertama, benih tersebut menghasilkan tanaman normal sekiranya kondisi alam tempat tumbuhnya optimum. Kedua, tanaman yang tumbuh abnormal atau mati. Benih mempunyai daya hidup potensial atau Viabilitas Potensial (V p ), karena hanya akan tumbuh menjadi tanaman normal apabila kondisi alamnya optimum. Benih yang masih mampu menumbuhkan tanaman normal, meski kondisi alam tidak optimum atau suboptimum disebut benih yang memiliki Vigor (V g ). Benih yang vigor akan
6 menghasilkan produk di atas normal kalau ditumbuhkan pada kondisi optimum (Sadjad, et. al., 1999). Benih vigor yang mampu menumbuhkan tanaman normal pada kondisi alam suboptimum dikatakan memiliki kekuatan tumbuh. Vigor Kekuatan Tumbuh (V KT ) mengindikasikan vigor benih menghadapi lahan pertanian yang kondisinya dapat suboptimum. Bila benih yang memiliki V KT tinggi ditanam di lahan produksi, akan menumbuhkan tanaman yang tegar, tanaman yang pada akhirnya akan membuahkan produksi yang normal walaupun kondisi alamnya tidak optimum (Sadjad, et. al., 1999). Pengujian Cepat Viabilitas dan Vigor Benih Metode pengujian yang ideal berdasarkan ISTA (2007) memiliki beberapa karakteristik, yaitu: murah, pelaksanaannya cepat, mudah dilakukan, objektif (dapat distandarisasi dengan mudah dan terhindar dari interpretasi subjektif), reproducible (dapat diulang). Pengujian cepat diantaranya dengan menggunakan larutan Tetrazolium, metode daya hantar listrik, kebocoran membran, kandungan klorofil, respirasi benih, dan lain-lain. Hasil penelitian Marjuni (1995) pada benih kedelai, menunjukan bahwa tolok ukur pada pengujian Tetrazolium mempunyai akurasi tertinggi yang mendekati uji viabilitas dan vigor benih. Muchlis (1999) meneliti tentang pola pewarnaan pada benih kacang tanah, hasilnya menunjukan bahwa pola pewarnaan pada kotiledon memiliki kesamaan serta hubungan yang kuat (korelasi) dengan tolok ukur DB dan K ST. Pengujian cepat untuk menduga viabilitas atau vigor benih yang diteliti adalah pengujian dengan menggunakan daya hantar listrik. Hasil penelitian Derbolo (1993) menunjukkan adanya korelasi postif antara daya hantar listrik pada benih kedelai varietas Wilis dengan asam lemak bebas, vigor bibit setelah didera, dan kontaminasi cendawan serta korelasi negatif dengan peubah KA, DB, daya tumbuh di lapang. Ismattullah (2003) menyatakan bahwa penyimpanan benih memberikan pengaruh yang sangat nyata terhadap daya hantar listrik benih. Semakin lama benih disimpan, nilai daya hantar listriknya semakin meningkat. Semakin meningkat DHL berarti bertambah banyak zat-zat yang terlarut dalam cairan rendaman benih. Penelitian Taliroso (2008) juga menyebutkan bahwa DHL
7 (daya hantar listrik) memiliki keeratan hubungan yang nyata dengan tolok ukur vigor benih kedelai yang diamati (IV, K CT, V KT, dan DT) sehingga DHL terbukti dapat digunakan untuk menentukan status vigor benih. Uji DHL juga dapat digunakan untuk mendeteksi Daya Tumbuh (DT) dan Daya Simpan (DS) benih kedelai. Berbagai penelitian mengenai alternatif metode pengujian vigor untuk benih telah banyak dilakukan. Miguel dan Filho (2002) melakukan penelitian tentang bocoran potasium untuk menduga kualitas benih jagung berdasarkan potensi fisiologisnya. Jumlah bocoran potasium diukur menggunakan fotometer setelah benih dilembabkan selama 30, 60, 90, 120, 150, dan 180 menit pada suhu 25ºC. Hasilnya menunjukkan bahwa metode ini dapat digunakan untuk menentukan kualitas lot benih berdasarkan kualitas fisiologisnya setelah dibandingkan dengan berbagai metode uji vigor lainnya, yaitu uji daya berkecambah, uji indeks vigor, accelerated ageing test, uji konduktivitas listrik, uji daya tumbuh, dan cold test. Arief (2009) selanjutnya melakukan penelitian tentang bocoran kalium sebagai indikator vigor benih jagung. Hasilnya menunjukkan bahwa bocoran kalium berkorelasi negatif dengan bobot kering kecambah, daya berkecambah, keserempakan tumbuh, dan kecepatan tumbuh. Bocoran kalium berkorelasi positif dengan daya hantar listrik air rendaman benih dan gula pereduksi. Disamping itu, bocoran kalium berkorelasi dengan beberapa variabel pertumbuhan vegetatif awal tanaman di lapang. Respirasi Benih Respirasi merupakan salah satu peristiwa penting selama tahap awal perkecambahan biji. Proses respirasi merupakan proses pelepasan energi dari pemutusan dan pelemahan ikatan-ikatan antara karbon dengan karbon dan karbon dengan hidrogen di dalam suatu molekul. Proses respirasi memiliki peranan yang sangat penting dalam suatu kelangsungan hidup suatu organisme. Benih dapat dipandang sebagai organisme hidup yang dalam mempertahankan keberlangsungan hidupnya melakukan proses metabolisme respirasi (Mugnisjah et al., 1994).
8 Respirasi merupakan proses perombakan sebagian cadangan makanan (seperti karbohidrat) menjadi senyawa yang lebih sederhana lagi seperti CO 2 dan H 2 O serta dibebaskan sejumlah tenaga yang disimpan dalam makanan (Kamil, 1979). Winarno dan Amman (1979) menambahkan bahwa respirasi atau pernafasan adalah suatu proses metabolisme dengan cara menggunakan oksigen dalam pembakaran senyawa makromolekul seperti karbohidrat, protein dan lemak yang akan menghasilkan CO 2, air, dan sejumlah besar elektron-elektron. Both dan Sowa (2001) yang meneliti tentang respirasi benih bitterbush (Purshia tridentata dc.) menyatakan bahwa tidak ada perbedaan respirasi antara benih yang dorman dengan benih yang tidak dorman, sehingga benih yang mengalami dormansi tetap melakukan respirasi secara aktif. Cantrell et al. (1971) melakukan penelitian tentang hubungan antara respirasi dengan vigor benih jagung selama masa perkecambahan. Laju respirasi benih jagung diukur pada waktu yang berbeda selama masa perkecambahan benih dan perkembangan kecambah. Hasilnya menunjukkan bahwa terdapat korelasi positif dengan nilai yang sangat tinggi (r = +0.93) antara laju respirasi yang diukur selama 24 jam dengan vigor kecambah pada benih jagung. Sadjad (1975) menyatakan pengaruh suhu terhadap berlangsungnya proses respirasi dihubungkan dengan metabolisme enzim. Pada umumnya ditemukan bahwa proses respirasi akan meningkat apabila suhu naik. Begitupula dengan kandungan kadar air benih, proses respirasi benih akan semakin meningkat bila kadar airnya meningkat. Pada umumnya hubungan antara pengambilan O 2 dengan perkecambahan benih, kemampuan berkecambah dan pertumbuhan bibit adalah positif dan signifikan. Pian (1981) menambahkan bahwa peningkatan absorbsi O 2 dan produksi CO 2 mengakibatkan peningkatan daya berkecambah, potensi tumbuh maksimum, vigor, dan ukuran struktur ukuran kecambah. Kusumadewi (1988) meneliti tentang tolok ukur status viabilitas benih kedelai dengan kapasitas respirasinya. Hasilnya menunjukkan bahwa kapasitas respirasi benih dapat mendeteksi viabilitas total, vigor daya simpan, dan vigor kekuatan tumbuh. Tatipata et al. (2004) dalam penelitiannya tentang kajian fisiologi dan biokimia deteriorasi penyimpanan benih kedelai, menambahkan
9 bahwa laju respirasi dapat digunakan untuk menduga kemunduran benih kedelai dengan semakin mundurnya benih maka semakin rendah pula laju respirasinya. Penelitian lainnya yang menggunakan metode respirasi, dilakukan oleh Woodstock et al. (1983) pada benih kapas. Benih kapas yang mengalami kemunduran dapat dideteksi dengan laju pengambilan O 2 dan nilai kuosien respirasinya. Laju respirasi pada pengambilan O 2 semakin menurun dan nilai kuosien respirasi semakin meningkat pada benih kapas yang mengalami deteriorasi setelah diimbibisi selama 7.5 jam. Bettey dan Savage (1996) melakukan penelitian mengenai aktivitas enzim respirasi selama perkecambahan pada lot benih kubis dengan vigor berbeda. Hasil penelitian menunjukkan bahwa laju konsumsi oksigen benih mengalami peningkatan selama proses imbibisi yang diikuti oleh peningkatan laju perkecambahan. Peningkatan konsumsi oksigen menunjukkan peningkatan oksidasi karbohidrat melalui jalur respirasi. Kosmotektor Kosmotektor terdiri dari dua jenis, yaitu kosmotektor untuk mengukur konsentrasi O 2 dan kosmotektor untuk mengukur konsentrasi CO 2. Kosmotektor bukan alat untuk mengukur laju respirasi, tetapi alat untuk mengukur konsentrasi O 2 atau CO 2 yang dihasilkan dalam jangka waktu tertentu. Kosmotektor memiliki banyak jenis dan tipe. Masing-masing tipe memiliki kelebihan sendiri. Kosmotektor tipe XP-314 merupakan salah satu jenis 9 kosmotektor dengan beberapa kelebihan. Kelebihan yang dimiliki oleh kosmotektor tipe ini antara lain, mengukur gas yang mudah terbakar atau tidak mudah terbakar meliputi karbon dioksida, argon dan helium, dapat memeriksa gas yang ada didalam tangki dalam jumlah banyak, selain itu dapat dimanfaatkan untuk bidang pertanian yaitu untuk mengontrol konsentrasi kadar CO2 (New Cosmos Electric, 1999).