BOCORAN KALIUM SEBAGAI INDIKATOR VIGOR BENIH JAGUNG Ramlah Arief Balai Penelitian Tanaman Serealia Abstrak. Vigor benih menunjukkan potensi benih untuk tumbuh dan berkembang dari kecambah normal pada berbagai kondisi lingkungan. Beberapa penelitian menunjukkan hubungan antara matinya sel penyusun memberan dengan pelepasan elektrolit dalam cairan rendaman benih. Pendugaan vigor benih melalui pelepasan elektrolit dalam cairan rendaman benih diukur melalui daya hantar listrik. Potensi fisiologis benih jagung secara cepat dapat dideteksi melalui pengukuran terhadap bocoran kalium dari biji yang terimbibisi. 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. Di samping itu, bocoran kalium berkorelasi dengan beberapa variabel pertumbuhan vegetatif awal tanaman di lapangan. Bocoran kalium merupakan salah satu indikator biokimia yang baik digunakan dalam prediksi mutu benih secara cepat dan akurat. Kata kunci : Kalium, bocoran, vigor, mutu, jagung PENDAHULUAN Vigor benih terdiri dari sifat-sifat benih yang menentukan potensi benih untuk tumbuh cepat, seragam, dan berkembang menjadi kecambah normal pada berbagai kondisi lingkungan (AOSA 1983). Indikator untuk menentukan vigor benih antara lain melalui indikasi biokimia dan fisiologisnya. Salah satu indikasi biokimia adalah daya hantar listrik cairan rendaman benih. Pengukuran daya hantar listrik cairan rendaman benih untuk mengukur viabilitas dan vigor benih mula-mula diajukan oleh Osterhout (1922) dalam Mc Donald dan Nelson (1986) yang mengemukakan hubungan antara matinya sel dengan pelepasan elektrolit. Sama halnya dengan uji tetrazolium, pengukuran daya hantar listrik cairan rendaman benih telah banyak digunakan dalam pengujian vigor benih (AOSA 1983). Potensi fisiologis benih jagung secara cepat dapat diduga melalui pengukuran terhadap bocoran kalium dari biji yang terimbibisi. Kalium merupakan ion-ion utama yang terdapat dalam bocoran selama proses imbibisi, diikuti oleh Natrium dan Kalsium, dan dapat digunakan sebagai indikator dari integritas memberan sel. Uji bocoran Kalium mempunyai prinsip yang sama dengan uji daya hantar listrik, namun uji ini difokuskan pada satu ion spesifik. Pada fase pertumbuhan tanaman jagung mencapai masak fisiologis, integritas memberan sel mencapai kondisi terbaik dan optimum (Abdul Baki dan Baker 1973). Setelah melewati fase ini terjadi dehidrasi yang berpengaruh terhadap struktur memberan sel dan hal ini terus terjadi hingga biji mencapai kadar air yang cukup rendah sehingga siap dipanen secara mekanis (Bewley and Black 1994). Integritas memberan sel yang dicerminkan melalui tingkat perubahan biokimia dan kerusakan fisik merupakan faktor penyebab utama perbedaan vigor benih (Powell 1986). Beberapa hasil penelitian menunjukkan hubungan antara jumlah dan jenis zat terlarut dalam cairan rendaman benih dengan pertumbuhan kecambah di lapangan. Cairan rendaman benih mengandung gula, asam amino, asam lemak, enzim, ion-ion inorganik seperti K+, Na+, Ca++, Mg++ (AOSA 2002; Woodstock 1973). Dalam tulisan 313
ini akan diuraikan beberapa hasil penelitian yang menunjukkan hubungan antara zat terlarut dalam cairan rendaman benih dengan vigor tanaman. Beberapa Hasil Penelitian dengan Menggunakan Variabel Bocoran Kalium untuk Menduga Mutu Benih Jagung Bocoran kalium pada benih jagung Pengukuran bocoran kalium pada benih dilakukan pada benih yang terimbibisi. Lama perendaman benih berpengaruh terhadap jumlah zat terlarut yang terdapat dalam air rendaman benih. Hasil penelitian Miguel dan Filho (2002) terhadap 5 lot benih jagung menunjukkan bahwa dengan makin lamanya imbibisi, bocoran K semakin tinggi (Tabel 1). Selanjutnya Miguel dan Filho (2002) mendapatkan bahwa lama perendaman benih jagung 30 menit yang berkorelasi paling tinggi terhadap daya berkecambah benih di lapangan. Tabel 1. Rata-rata bocoran kalium dari 5 lot benih jagung varietas Avant pada setiap periode imbibisi. Lot benih Lama imbibisi (menit) 30 60 90 120 150 180 ------------------------------ (µgk + g -1 benih) --------------------------------- 1 67a 77a 85,74a 93,24a 108a 2 199b 217b 239,33b 247b 25b 265b 3 215b 230b 238,32b 244b 248b 252b 4 65a 73a 82,05a 91a 94a 103a 5 189b 218b 230,95b 242b 252b 253b CV(%) 4,9 5,8 4,7 6,4 5,5 5,2 *)Nilai tengah dalam setiap kolom dengan uji Tukey, p<0,05 Sumber : Miguel dan Filho 2002 Hubungan antara bocoran kalium, daya hantar listrik, daya berkecambah, lama periode simpan benih, dan persentase tanaman tumbuh di lapangan. Variabel mutu benih daya berkecambah menunjukkan korelasi positif dengan keserempakan tumbuh dan bobot kering kecambah. Semakin tinggi keserempakan tumbuh dan bobot kering kecambah, semakin tinggi daya berkecambah. Sedangkan variabel mutu lainnya, daya hantar listrik, dan bocoran kalium menunjukkan korelasi negatif dengan daya berkecambah. Semakin tinggi bocoran kalium dan daya hantar listrik air rendaman benih, maka daya berkecambah, keserempakan tumbuh, dan bobot kering kecambah semakin rendah. Hal ini menunjukkan bahwa makin banyak zat terlarut dalam cairan rendaman benih, makin rendah vigor dan viabilitas benihnya yang ditunjukkan dengan makin rendahnya daya berkecambah, keserempakan tumbuh, dan bobot kering kecambah (Tabel 2). 314
Tabel 2. Nilai korelasi Pearson variabel daya berkecambah, keserempakan tumbuh, bobot kering kecambah, daya hantar listrik, bocoran kalium pada empat varietas jagung yang diuji. Uraian Keserempakan tumbuh Bobot kering kecambah Daya hantar listrik Bocoran kalium Daya 0,760** 0,586** -0,731** -0,496** Berkecambah Keserempakan 0,562** -0,797** -0,541** Tumbuh Bobot Kering -0,554** -0,622** Kecambah Daya Hantar 0,590** Listrik Keterangan : **) Nilai korelasi nyata pada taraf 0,01 (2-tailed) Sumber : Arief (2006) Tabel 3. Matriks korelasi persentase tanaman tumbuh umur 14 di lapangan dengan variabel mutu benih. Uraian BK BKK DB DHL GP KH KST KT BPTT.845**.903**.896**.888**.905**.795**.808**.813** MPTT.749**.769**.654**.735**.658**.705**.772**.752** Keterangan : BPTT = persentase tanaman tumbuh umur 14, Bontobili; MPTT = persentase tanaman tumbuh umur 14, Maros; BK = bocoran kalium; BKK = bobot kering kecambah; DB = daya berkecambah; DHL = daya hantar listrik; GP = gula pereduksi; KH = karbohidrat; KST = keserempakan tumbuh; KT = kecepatan tumbuh Bocoran kalium sebagai salah satu variabel mutu benih menunjukkan hubungan dengan vigor benih di lapangan. Hasil penelitian Arief (2006) menunjukkan bahwa jagung varietas Lamuru dan Srikandi Kuning-1 menunjukkan persentase tanaman tumbuh umur 14 yang berkorelasi sangat tinggi dengan variabel mutu benih, di antaranya bocoran kalium, bobot kering kecambah, daya berkecambah, kandungan gula pereduksi dan karbohidrat benih, keserempakan tumbuh, dan kecepatan tumbuhnya (Tabel 3). Hubungan antara bocoran kalium dan lama periode simpan benih jagung dengan kerusakan fisik/mekanis pada saat prosesing Kerusakan fisik/mekanis pada saat prosesing dapat berpengaruh terhadap viabilitas dan vigor benihnya melalui indikator tingkat kerusakan memberan selnya. Hasil penelitian Arief (2008) menunjukkan bahwa tongkol jagung yang ditumpuk dan ditunda 315
pengeringannya selama beberapa dapat berpengaruh terhadap viabilitas benihnya, melalui tingkat kebocoran memberan selnya. Semakin lama penundaan pengeringan tongkol dan periode simpan benihnya, maka bocoran kalium akan semakin tinggi (Gambar 1). Bocoran Kalium (ppm) Bocoran Kalium (ppm) 140 120 100 80 60 40 140 120 100 80 60 40 Terpal Lantai Alas Penundaan Pengeringan 3 6 9 tanpa tunda Awal 2 4 6 8 Periode simpan (bulan) 10 12 Gambar 1. Bocoran kalium air rendaman benih pada beberapa periode simpan dari perlakuan penundaan pengeringan dan cara pengeringan di atas lantai jemur (Arief 2008). Kerusakan fisik lainnya yang terjadi saat prosesing seperti saat melakukan penjemuran di atas lantai jemur berpengaruh langsung terhadap mutu benihnya dan mutu benih yang disimpan. Hasil penelitian Arief (2008) menunjukkan bahwa penjemuran tongkol dan biji jagung di atas lantai jemur tanpa menggunakan alas terpal tidak menunjukkan perbedaan yang nyata pada daya berkecambah dan daya hantar listrik pada awal pengamatan, namun menunjukkan perbedaan yang nyata setelah disimpan. Namun variabel bocoran kalium pada awal pengamatan telah menunjukkan perbedaan yang nyata antara penjemuran dengan alas terpal dan tanpa alas terpal (langsung di atas lantai jemur) pada keempat varietas uji (MS-2, Lamuru, Srikandi Kuning, dan Srikandi Putih (Tabel 4). 316
Tabel 4. Daya berkecambah, daya hantar listrik, dan bocoran kalium air rendaman benih empat varietas jagung setelah dengan alas terpal dan tanpa alas terpal di atas lantai jemur pada awal pengamatan dan setelah disimpan pada suhu ruangan (28-32 o C). Maros tahun 2005-2006 Varietas /Perlakuan pengeringan Anoman-1 (Alas terpal) Anoman-1 (Lantai) Lamuru (Alas terpal) Lamuru (Lantai) Srikandi Kuning (Alas terpal) Srikandi Kuning (Lantai) Srikandi Putih (Alas terpal) Srikandi Putih (Lantai) Daya berkecambah (%) 95a 94a 93ab 93bc 93bc 92bcd 91cd 91e Daya hantar listrik (µmhos/cm/g) 12a 12a 12a 25b 29a 23bc 25b 22bc 22bc 21d 21cd Bocoran kalium (ppm) 56cd 70ab 59bc 66ab 54e 65ab 58 bcd 73a 109bc 112bc 95d 112bc 113ab 119a 98d 113ab 317
Tabel 5. Daya berkecambah, daya hantar listrik, bocoran kalium benih jagung varietas Lamuru dan Srikandi Kuning-1, dengan alas plastik dan tanpa alas plastik di atas lantai jemur, yang langsung setelah panen, dan ditunda pengeringannya 3, 6, 9 pada pengamatan awal dan setelah disimpan pada suhu ruangan (28-32 o C). Maros, tahun 2006-2007 Varietas/Perlakuan pengeringan Lamuru Alas terpal, langsung Alas terpal, tunda 3 Alas terpal, tunda 6 Alas terpal, tunda 9 Tanpa alas, langsung Tanpa alas, tunda 3 Tanpa alas, tunda 6 Tanpa alas, tunda 9 Srikandi Kuning Alas terpal, langsung Alas terpal, tunda 3 Alas terpal, tunda 6 Alas terpal, tunda 9 Tanpa alas, langsung Tanpa alas, tunda 3 Tanpa alas, tunda 6 Tanpa alas, tunda 9 Sumber : Arief (2008) Daya berkecambah (%) Daya hantar listrik (µmhos/cm/g) 12 bulan Bocoran kalium (ppm) 97ab 5g 21f 46d 75,60f 96ab 6ef 22ef 59c 83,63 de 95ab 7cde 25bcde 60 bc 88,73 cd 97a 93ab 10a 28a 67b 118,87b 98a 5fg 19f 49d 63,93g 97ab 7de 21ef 58c 83,53 de 97ab 8bcg 22def 64bc 101bc 98a 93b 25bcde 77a 135a 97ab 5fg 21f 47d 72b 95ab 6ef 24def 57c 90b 98a 92b 8b 25bcd 61bc 106ab 98a 90bc 10a 28bcd 65bc 135a 98a 6 21ef 47d 77b 97ab 7 24bcde 57c 96ab 95ab 9 25bcd 64bc 104ab 97a 93b 10 30a 78a 131a 318
KESIMPULAN Bocoran kalium sebagai salah satu variabel mutu benih jagung berperan dalam menentukan tingkat kerusakan benih terutama oleh kerusakan yang terjadi akibat proses penuaan dan kerusakan fisik/mekanis saat prosesing. Bocoran kalium berkorelasi positif sangat erat dengan daya hantar listrik, dan berkorelasi negatif dengan daya berkecambah, kecepatan tumbuh, dan keserempakan tumbuh, bobot kering kecambah. Penggunaan variabel bocoran kalium untuk deteksi mutu benih selain daya hantar listrik dapat menjelaskan tingkat kerusakan benih melalui peningkatan bocoran kalium segera setelah prosesing, sedangkan daya berkecambah belum menunjukkan perbedaan yang signifikan. Variabel bocoran kalium menunjukkan perbedaan yang signifikan terhadap perbedaan mutu benih akibat penundaan pengeringan tongkol yang berakibat penurunan mutunya. Bocoran kalium selain mudah dilaksanakan, juga murah dan efektif dalam menduga tingkat kebocoran memberan. DAFTAR PUSTAKA AOSA. 1983, Seed Vigor Testing Handbook, Association of Official Seed Analysts, Contribution No, 32. AOSA. 2002. Rules for testing seeds,aosa, Las Cruces, NM. Abdul Baki, A,A, and J, E, Baker, 1973, Are changes in cellular organelles or memberanes related to vigor loss in seeds, Seed Science and Technology, v,1, p,89-125, Arief, R. dan S. Saenong. 2006. Ukuran biji dan periode simpan benih jagung. Penelitian Pertanian Tanaman Pangan. Vol. 25, Nomor 1. Pusat Penelitian dan Pengembangan Tanaman Pangan. Bogor. Arief, R. 2008. The effect of sundrying on maize seed quality. Paper presented on The Tenth Asian Regional Maize Workshop. Iceri- Indonesia. Bewley, J. D. and M. Black. 1982. Physiology and Biochemistry of Seeds. 2. Springer-Verlag, Berlin Heidelberg Newyork. McDonald, M.B. and C.J. Nelson, 1986. Physiology of Seed Deterioration. Crop Science Society of America, Inc. Madison, Wisconsin, USA. Miguel, M.V.C. and M. Filho. 2002. Potassium Leakage and Maize Seed Physiological Potential. Scientia Agricola, Vol. 59 No.2: 315-319. (http://www.scielo.br/pdf/sa/v59n2/8927.pdf. diakses 24-2-2003). Powell, A.A. 1986. Cell memberanes and seeds leachate conductivity in relation to the quality of seed for sowing. Journal of Seed Technology, v.10, p.81-100. Woodstock, L.W. 1973. Physiological and biochemical tests for seed vigor. Seed Science and Technology. V.1, p.127-157. 319