BAHAN DAN METODE Tempat dan Waktu Percobaan dalam penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Ilmu dan Teknologi Benih Departemen Agronomi dan Hortikultura Faperta IPB. Pelaksanaan percobaan dimulai dari bulan November 2011 sampai dengan Mei 2012. Bahan dan Alat Bahan yang digunakan dalam percobaan ini antara lain adalah benih jagung hibrida SHS-11, etanol 95%, dan kertas merang. Peralatan yang digunakan adalah APC tipe IPB 77-1 MM (Gambar 1 dan 2), germinator tipe IPB 72-1, alat pengepres kertas merang tipe IPB 75-1, oven, desikator, cawan, toples dan timbangan. Metode Penelitian ini terdiri dari dua percobaan. Percobaan I adalah pengusangan cepat benih secara fisik dengan menggunakan penderaan uap panas dan percobaan II adalah pengusangan cepat secara kimia dengan menggunakan penderaan uap etanol 95% pada APC tipe IPB 7-1 MM. Diagram alir pelaksanaan penelitian ditampilkan pada Gambar 4. Pengusangan cepat fisik dan kimia dilakukan pada benih jagung dengan tingkat vigor yang berbeda. Tingkat vigor benih yang berbeda dilakukan dengan cara penyimpanan benih pada suhu kamar dan deteriorasi terkontrol (Controlled deterioration). Penyimpanan benih dilakukan pada suhu kamar (suhu 23 o C dan kelembaban nisbi 75%) selama 5 hari sebagai V1, dan perlakuan benih jagung dengan controlled deterioration selama 4 hari (V2), dan selama 6 hari (V3). Controlled deterioration dilakukan melalui penyimpanan benih jagung secara terkontrol dengan menggunakan toples yang didalamnya berisi air sehingga tercipta kelembaban tinggi 97% pada suhu 28 o C selama 4 dan 6 hari. Benih
13 selanjutnya dipaparkan pada suhu ruang selama sepuluh hari dengan tujuan kadar air benih mencapai kesetimbangan sebesar 11%. Satu lot benih jagung hibrida SHS 11 Pembuatan tiga lot benih: 1. Penyimpanan benih pada suhu 23 o C dan RH 75% selama 5 hari (V1) 2. Controlled deteriorationpada suhu 28 o C dan RH 97% selama 4 hari (V2) 3. Controlled deteriorationpada suhu 28 o C dan RH 97% selama 6 hari (V3) Penyamaan kadar air benih tiap vigor selama 10 hari sampai KA mencapai ± 11% Pelembaban benih selama 20 jam (KA ± 26%) Pengusangan cepat benih secara fisik pada 0, 15, 30, 45 dan 60 menit. Pengusangan cepat benih secara kimia pada 0, 25, 50, 75 dan 100 menit. Analisis Viabilitas dan Vigor Benih: 1. Daya Berkecambah 2. Potensi Tumbuh Maksimum 3. Indeks Vigor 4. Kecepatan Tumbuh 5. Kadar Air Gambar 4. Diagram alir pelaksanaan penelitian
14 Sebelum melakukan penelitian ini, telah dilakukan pre-experimen penderaan benih dalam APC tipe IPB 77-1 MM untuk mendapatkan waktu pengusangan benih dalam sistem devigorasi tersebut. Oleh karena itu, terdapat perbedaan waktu antara lamanya pengusangan fisik dengan pengusangan kimia. Sebelum melakukan pengusangan cepat benih, benih dilembabkan terlebih dahulu selama 20 jam hingga mencapai kadar air ± 26%. Tiga lot benih yang didapatkan selanjutnya akan didera dalam APC tipe IPB 7-1 MM selama 0 menit, 15 menit (1x15 ), 30 menit (2x15 ), 45 menit (3x15 ), dan 60 menit (4x15 ) untuk pengusangan fisik. Pada pengusangan kimia, benih didera selama 0 menit, 25 menit (1x25 ), 50 menit (2x25 ), 75 menit (3x25 ), dan 100 menit (4x25 ). Semua kombinasi perlakuan diberikan dalam tiga ulangan, sehingga jumlah satuan tiap unit percobaan adalah 75 satuan pada masing-masing percobaan. Kebutuhan benih dari setiap percobaan diasumsikan 25 butir benih per peubah per satuan percobaan. Model statistik yang digunakan adalah analisis regresi linier sederhana dan analisis korelasi regresi. Pendekatan dengan analisis regresi linier sederhana bertujuan untuk mengetahui dan menduga hubung anantara berbagai peubah viabilitas dan vigor benih dengan waktu pengusangan benih, dari analisis tersebut akan diperoleh persamaan regresi yaitu: y = a + bx Keterangan : y = Peubah viabilitas dan vigor benih (peubah bebas) a = Titik potong garis dengan sumbu y b = Kemiringan garis x = Waktu pengusangan benih (peubah tetap) Pendekatan dengan analisis korelasi regresi antara berbagai peubah viabilitas dan vigor dengan waktu pengusangan benih. Sumbu x adalah waktu pengusangan benih, sedangkan sumbu y adalah peubah viabilitas dan vigor benih. Nilai koefisien korelasi (r) digunakan untuk melihat arah dan keeratan hubungan kedua peubah (Walpole, 1997). Nilai koefisien korelasi yang mendekati 1 (r 1) menggambarkan adanya keeratan hubungan antara berbagai peubah viabilitas dan vigor dengan waktu pengusangan benih.
15 Pelaksanaan Penelitian Tahap pertama yang dilakukan dalam penelitian ini adalah pembuatan lot benih. Benih yang digunakan adalah benih jagung hibrida SHS 11 yang dipanen pada bulan September 2011 dengan kadar air 10.1% dan daya berkecambah 88%. Pembuatan lot benih dilakukan untuk mendapatkan vigor yang berbeda. Lot benih tersebut terdiri dari penyimpanan benih pada suhu kamar selama 5 hari (V1), Controlled deterioration benih selama 4 hari (V2), dan Controlled deterioration benih selama 6 hari (V3). Penyimpanan benih pada suhu kamar dilakukan untuk mendapatkan kadar air kesetimbangan sebesar 11%. Controlled deterioration diperoleh dari penyimpanan benih jagung terkontrol dengan menggunakan toples yang didalamnya berisi air sebanyak 800 ml. Lot benih diletakkan diatas saringan yang berada di dalam toples dengan lama penyimpanan selama 4 dan 6 hari pada suhu 28 o C dan kelembaban tinggi 97% (Gambar 5). Gambar 5.Controlled deterioration benih jagung Benih selanjutnya dipaparkan pada suhu ruang selama sepuluh hari dengan tujuan kadar air benih mencapai kesetimbangan sebesar 11%, sehingga kadar air pada semua perlakuan penderaan dapat seragam dan tidak menjadi faktor yang mempengaruhi dalam pengujian viabilitas serta vigor benih. Berikut nilai tengah status viabilitas dan vigor yang dapat dilihat pada Tabel 1.
16 Tingkat Vigor Tabel 1. Nilai tengah status viabilitas dan vigor benih jagung DB (%) IV (%) K CT (% per etmal) PTM (%) V1 98.7a±2.3 93.3a±1.3 34.7a±0.4 100a±0 V2 90.7ab±2.3 89.8a±3.3 34.5a±0.6 92ab±0 V3 54.7c±4.6 42.2b±4.1 12.9b±1.9 54.7c±4.6 Keterangan : V1: Benih jagung disimpan pada suhu kamar (23 o C); V2: Controlled deterioration benih jagung selama 4 hari; V3: Controlled deterioration benih jagung selama 6 hari. DB: Daya Berkecambah; IV: Indeks Vigor; K CT : Kecepatan Tumbuh; PTM: Potensi Tumbuh Maksimum. Angka yang diikuti dengan huruf yang sama pada kolom, menunjukkan tidak berbeda nyata menurut Uji Tukey pada taraf 5%. Benih yang sudah dipaparkan dari setiap tingkat vigor selanjutnya diberikan perlakuan pelembaban sebelum benih diusangkan. Pelembaban dilakukan selama 20 jam hingga mencapai kadar air ± 26% dengan menggunakan kertas stensil basah (Gambar 6). Hal tersebut bertujuan agar terjadinya imbibisi sehingga dapat membantu etanol ataupun uap panas untuk masuk ke dalam benih pada saat proses pengusangan berlangsung. Gambar 6. Pelembaban benih jagung dengan kertas stensil basah Benih yang telah dilembabkan selanjutnya dibagi menjadi dua, yaitu digunakan untuk pengusangan cepat fisik dan pengusangan cepat kimia. Pengusangan cepat benih secara fisik Pengusangan cepat benih secara fisik dilakukan dengan memanaskan air sebanyak 900 ml selama ± 1 jam sampai uap air panas masuk ke dalam tabung pengusangan benih. Kemudian menunggu selama 1 jam untuk mendapatkan suhu konstan, yaitu sebesar 52 o C dengan membuka lubang kran sedikit untuk
17 membuang uap air panas lainnya keluar. Setelah itu, benih didera dengan uap panas selama 0, 15 menit (1x15 ), 30 menit (2x15 ), 45 menit (3x15 ), dan 60 menit (4x15 ). Lot benih jagung yang telah terbentuk menjadi 3 lot benih didera dengan menggunakan uap panas APC tipe IPB 77-1 MM. Kombinasi dari perlakuannya adalah P1 (V1, 0 menit), P2 (V1, 15 menit), P3 (V1, 30 menit), P4 (V1, 45 menit), P5 (V1, 60 menit), P6 (V2, 0 menit), P7 (V2, 15 menit), P8 (V2, 30 menit), P9 (V2, 45 menit), P10 (V2, 60 menit), P11 (V3, 0 menit), P12 (V3, 15 menit), P13 (V3, 30 menit), P14 (V3, 45 menit), dan P15 (V3, 60 menit). Benih hasil perlakuan tersebut selanjutnya diamati kadar air dan dikecambahkan dengan metode Uji Kertas Digulung dalam Plastik (UKDdP) pada germinator tipe IPB 72-1 dan diamati viabilitasnya dengan tolok ukur daya berkecambah, indeks vigor, kecepatan tumbuh dan potensi tumbuh maksimum. Semua kombinasi perlakuan diberikan sebanyak tiga ulangan. Pengusangan cepat benih secara kimia Pengusangan cepat benih secara kimia dilakukan dengan menggunakan uap etanol 95 %. Setiap melakukan percobaan, etanol harus selalu diganti dengan etanol yang baru sehingga sisa etanol pada APC tipe IPB 77-1 MM harus dibuang. Waktu pengusangan yang dilakukan secara kimia adalah 0 menit, 25 menit (1x25 ), 50 menit (2x25 ), 75 menit (3x25 ), dan 100 menit (4x25 ). Kombinasi dari perlakuannya adalah T1 (V1, 0 menit), T2 (V1, 25 menit), T3 (V1, 50 menit), T4 (V1, 75 menit), T5 (V1, 100menit), T6 (V2, 0 menit), T7 (V2, 25 menit), T8 (V2, 50 menit), T9 (V2, 75 menit), T10 (V2, 100 menit), T11 (V3, 0 menit), T12 (V3, 25 menit), T13 (V3, 50 menit), T14 (V3, 75 menit), dan T15 (V3, 100 menit). Benih hasil perlakuan tersebut selanjutnya diamati kadar air dan dikecambahkan dengan metode Uji Kertas Digulung dalam Plastik (UKDdP) pada germinator tipe IPB 72-1 dan diamati viabilitasnya dengan tolok ukur daya berkecambah, indeks vigor, kecepatan tumbuh dan potensi tumbuh maksimum. Semua kombinasi perlakuan diberikan sebanyak tiga ulangan.
18 1) Kadar Air (KA) Benih Pengamatan Pengukuran kadar air dilakukan dengan metode langsung menggunakan oven suhu rendah konstan (105±2 o C) selama (17±1) jam (ISTA, 2010). Jumlah benih yang digunakan untuk setiap perlakuan dan ulangan berjumlah 20 butir. Kadar air benih dihitung dengan rumus: Keterangan : M1 = berat cawan + tutup M2 = berat benih + M1 sebelum dioven M3 = berat benih + M1 setelah dioven 2) Daya Berkecambah (DB) KA(%) = M2 M3 M2 M1 x 100% Presentasi daya berkecambah dihitung berdasarkan jumlah persentase kecambah normal pada pengamatan pertama yang dilakukan pada hari ke-3 dan pengamatan kedua pada hari ke-5. Daya berkecambah dihitung dengan rumus : Keterangan: DB(%) = KN I+ KN II benih yang ditanam KN I = jumlah kecambah normal pada hari ke-3 KN II= jumlah kecambah normal pada hari ke-5 3) Potensi Tumbuh Maksimum (PTM) x 100% Potensi tumbuh maksimum merupakan tolak ukur parameter viabilitas total. Potensi tumbuh maksimum dihitung berdasarkan jumlah kecambah normal dan abnormal yang tumbuh sampai akhir periode pengujian (hari ke-5). Persentase PTM dihitung dengan rumus: Keterangan : PTM(%) = KN = jumlah kecambah normal KAN = jumlah kecambah abnormal KN + KAN benih yang ditanam x 100%
19 4) Indeks Vigor (IV) Merupakan persentase kecambah normal pada hitungan pertama (hari ke-3). IV(%) = KN I benih yang ditanam x 100% Keterangan: KN I = jumlah kecambah normal pada hari ke-3 5) Kecepatan Tumbuh (K CT ) Kecepatan tumbuh diukur berdasarkan jumlah tambahan perkecambahan setiap hari atau etmal selama kurun waktu perkecambahan. Pengamatan dilakukan setiap hari setelah munculnya kecambah normal hari pertama pengamatan hingga akhir pengamatan. Kecepatan tumbuh dihitung dengan rumus: Keterangan: t = waktu pengamatan (etmal) K CT (% per etmal) = tn n=0 N = persentase kecambah normal setiap pengamatan t n = waktu akhir pengamatan N t