MAKALAH SEMINAR UMUM. ANALISIS MATEMATIS PENDUGAAN UMUR SIMPAN BENIH CABAI MERAH (Capsicum annum L.)

MAKALAH SEMINAR UMUM ANALISIS MATEMATIS PENDUGAAN UMUR SIMPAN BENIH CABAI MERAH (Capsicum annum L.) Disusun Oleh: MAHFUD NIM: 10/297477/PN/11918 Dosen Pembimbing: Prof. Dr. Ir. Prapto Yudhono, M.Sc. JURUSAN BUDIDAYA PERTANIAN FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS GADJAH MADA YOGYAKARTA 2013

SEMINAR UMUM SEMESTER 1 TAHUN AKADEMIK 2013/2014 ANALISIS MATEMATIS PENDUGAAN UMUR SIMPAN BENIH CABAI MERAH (Capsicum annum L.) Disusun oleh: Nama : Mahfud NIM : 10/297477/PN/11918 Makalah seminar umum ini telah disahkan dan diterima sebagai kelengkapan mata kuliah Seminar Umum (PNB 4085). Menyetujui: Dosen pembimbing Tanda Tangan Tanggal Prof. Dr. Ir. Prapto Yudhono, M.Sc. Mengetahui: Komisi Seminar Jurusan Budidaya Pertanian. Dr. Rudi Hari Murti, S.P., M.P.. Mengetahui: Ketua Jurusan Budidaya Pertanian Dr. Ir. Taryono, M.Sc..

ANALISIS MATEMATIS PENDUGAAN UMUR SIMPAN BENIH CABAI MERAH (Capsicum annum L.) INTISARI Benih akan mengalami kemunduran selama penyimpanan. Kemunduran benih dapat ditengarai secara fisologis dan biokimiawi. Salah satu parameter yang bisa digunakan untuk melihat kemunduran benih adalah viabilitas benih. Kemunduran benih akan meningkat seiring dengan lamanya masa simpan benih, yang dipengaruhi oleh berbagai faktor, diantaranya adalah kadar air awal benih dan kelembaban relatif udara. Dengan melihat nilai viabilitas benih selama penyimpanan pada kondisi ruang simpan yang berbeda, maka bisa dihitung lama pasti suatu benih bisa disimpan. Tujuan penyusunan makalah ini adalah untuk melakukan pendugaan umur simpan benih dengan daya kecambah (viabilitas) benih sebagai parameter penduga umur simpan benih cabai merah pada tingkat kadar air yang aman untuk penyimpanan benih cabai merah. Analisis dilakukan dengan menggunakan modifikasi rumus matematis Asni (1994) dengan menambahkan parameter viabilitas konstan (Ti), karena selama waktu pengujian, terdapat viabilitas benih yang konstan pada beberapa perlakuan. Hasil analisis menunjukkan bahwa benih cabe merah yang disimpan pada suhu kamar (27 28 o C) dan kadar air 3.0 dan 5.2 % diperkirakan umur simpannya lebih dari 26 bulan, antara 6.5 10.6 % umur simpannya 5 26 bulan, sedangkan pada kadar air 14.3 % ke atas hanya berumur 1 bulan atau kurang. Kata kunci: Benih, Cabai Merah, Kemunduran Benih, Viabilitas, Kadar Air, Kelembaban Relatif, Analisis Matematis. I. PENDAHULUAN A. Latar belakang Cabai merah (Capsicum annum L.) merupakan salah satu jenis sayuran penting yang bernilai ekonomis tinggi dan cocok untuk dikembangkan di daerah tropika seperti di Indonesia. Cabai sebagian besar digunakan untuk konsumsi rumah tangga dan sebagiannya untuk ekspor dalam bentuk kering, saus, tepung dan lainnya (BBPPTP, 2008). Dalam upaya pemenuhan kebutuhan akan produksi cabai merah yang lebih kompetitif, diperlukan upaya peningkatan produksi yang mengacu pada peningkatan efisiensi baik ekonomi, mutu, maupun produktivitas, salah satunya melalui penanganan benih yang baik.

Untuk menghasilkan benih bermutu tinggi diperlukan penanganan pascapanen yang tepat, antara lain prosesing, pengeringan, dan penyimpanan (Ardi et al., 2012). Dari beberapa hal tersebut, penyimpanan merupakan hal yang sangat berpengaruh terhadap kualitas benih. Dengan penyimpanan yang tepat diharapkan daya kecambah benih masih bertahan hingga benih tersebut ditanam oleh petani. Oleh karena itu, perlu teknologi penyimpanan yang baik agar benih tidak mengalami kemunduran kualitas. Copeland dan Mc.Donald (1985) menyatakan bahwa kemunduran benih merupakan proses penurunan mutu secara berangsurangsur dan kumulatif serta tidak dapat balik (irreversible) akibat perubahan fisiologis yang disebabkan oleh faktor dalam. Proses penuaan atau kemunduran benih salah satunya ditandai dengan penurunan viabilitas dari waktu ke waktu. Daya kecambah benih merupakan salah satu parameter yang bersifat langsung menggambarkan viabilitas benih. Oleh karena itu, daya kecambah benih dapat digunakan sebagai parameter untuk menetapkan umur simpan suatu benih. Pendugaan umur simpan sangat penting dilakukan untuk memperkirakan masa berlaku benih tersebut sebelum digunakan oleh petani. Dengan mengetahui umur simpan suatu benih dengan metode penyimpanan tertentu, maka bisa dilakukan perencanaan terkait waktu simpan, distribusi, dan waktu penggunaannya. Dalam pengujian umur simpan, parameter penting yang harus diperhatikan salah satunya adalah kadar air awal benih dan kelembaban relatif (RH) ruang simpan (Julianti et al., 2003). Kedua faktor tersebut akan mempengaruhi kecepatan reaksi metabolisme benih selama penyimpanan, terutama respirasi benih. Pada kondisi kadar air yang tinggi dan RH tinggi, respirasi akan berjalan lebih cepat, sehingga benih akan lebih cepat mengalami kemunduran. Untuk itu, dalam hal ini akan diketahui kadar air awal benih dan RH yang tepat untuk memperlama masa simpan benih cabai merah. Pendugaan umur simpan benih secara analitik pernah dilakukan dengan pendekatan hubungan linier antara periode simpan dan viabilitas benih, sampai pada batas mutu viabilitas yang ditentukan (pada tingkat kemunduran benih 50 %), yang masih menunjukkan hubungan yang linier. Sebenarnya, hubungan antara umur

simpan dan nilai viabilitas tidak dapat didekati dengan persamaan linier. Penurunan viabilitas benih pada dasarnya adalah penurunan mutu produk yang jika disimpan lama akan memperlihatkan hubungan sigmoidal dengan lama simpan. Asni (1994) telah melakukan pendekatan hubungan sigmoidal dengan menggunakan model matematik dalam memprediksi umur simpan benih jagung, kedele dan kacang tanah. Model matematis yang digunakan Asni (1994) untuk menduga umur simpan benih adalah sebagai berikut:... (1)... (2) Jika umur simpan (Ts) didasarkan pada kriteria viabilitas benih pada daya kecambah standar (minimal 80%, Balai Pengawasan dan Sertifikasi Benih), maka rumus umur simpan menjadi:... (3) Keterangan: V = Viabilitas benih pada masa simpan t (%) Vo = Viabilitas awal benih (%) Vc = Viabilitas standar mutu benih (%), minimal 80% Kb = Konstanta kecepatan penurunan viabilitas benih Tb = Umur simpan benih (bulan). Berdasarkan hal-hal di atas, maka dilakukan pendugaan umur simpan benih cabai merah dengan menggunakan modifikasi metode kinetika yang digunakan oleh Asni dengan menjadikan kadar air awal benih dan kelembaban relatif sebagai faktor penyimpanan dan penurunan viabilitas benih sebagai parameter pengujian.

B. Tujuan Melakukan pendugaan umur simpan benih dengan daya kecambah (viabilitas) benih sebagai parameter penduga umur simpan benih cabai merah pada tingkat kadar air yang aman untuk penyimpanan benih cabai merah.

II. ANALISIS MATEMATIS PENDUGAAN UMUR SIMPAN BENIH CABAI MERAH (Capsicum annuum L.) A. Kemunduran benih selama penyimpanan Kemunduran benih merupakan proses penurunan mutu secara berangsurangsur dan kumulatif serta tidak dapat balik (irreversible) akibat perubahan fisiologis yang disebabkan oleh faktor dalam benih. Tatipata el al. (2004) menyatakan bahwa kemunduran benih dapat ditengarai secara biokimia dan fisiologi. Indikasi biokimia kemunduran benih dicirikan antara lain penurunan aktivitas enzim, penurunan cadangan makanan, meningkatnya nilai konduktivitas. Indikasi fisiologi kemunduran benih antara lain penurunan daya berkecambah dan vigor. Kemunduran benih tidak bisa bisa dihentikan, namun hanya bisa diperlambat. Berbagai cara dilakukan untuk memperlambat kemunduran benih, salah satunya dengan penyimpanan. Penyimpanan benih dilakukan terhadap benih-benih yang tidak langsung digunakan setelah diproduksi dengan modifikasi ruang simpan sedemikian rupa agar benih bisa diperlambat kemundurannya. Berbagai faktor yang perlu dimodifikasi dalam penyimpanan antara lain suhu, kelembaban relatif, kadar air benih, dan tempat penyimpanan. B. Faktor-faktor yang mempengaruhi kemunduran benih Selama penyimpanan, benih akan mengalami kemunduran. Besarnya laju kemunduran benih untuk setiap jenis benih berbeda satu dengan yang lainnya. Faktorfaktor yang mempengaruhi viabilitas benih selama penyimpanan dibagi menjadi faktor internal dan eksternal. Faktor internal mencakup sifat genetik, daya tumbuh dan vigor, kondisi kulit, dan kadar air benih awal. Faktor eksternal antara lain kemasan benih, komposisi gas, suhu, dan kelembaban ruang simpan (Copeland dan Mc.Donald, l985). Faktor-faktor tersebut dapat dimodifikasi sedemikian rupa untuk memperlambat laju kemunduran benih, sehingga benih akan tahan lebih lama dalam penyimpanan sebelum digunakan.

C. Hubungan kadar air, kelembaban relatif (RH), dan viabilitas benih selama penyimpanan. Kadar air, kelembaban relatif, dan viabilitas benih selama penyimpanan memiliki hubungan yang erat satu sama lain. Kelembaban relatif udara dalam ruang penyimpanan akan mempengaruhi kadar air dari benih. Benih merupakan bahan yang bersifat higroskopis, artinya benih akan menyerap kelembaban dari atau melepaskan kelembaban yang dimilikinya kepada atmosfer di sekelilingnya sampai terjadi suatu keseimbangan antara kadar air benih dengan kelembaban relatif dari atmosfer lingkungan. Karena sifat higroskopis tersebut, kadar air benih tergantung pada kelembaban relatif udara. Kelembaban relatif menentukan adanya tekanan uap dalam benih dan dalam udara di sekitarnya. Kartasapoetra (1986) menyatakan bahwa apabila tekanan uap dalam benih ternyata lebih besar daripada tekanan udara di sekitarnya, maka uap air akan menerobos dan keluar dari dalam benih. Sebaliknya jika tekanan uap air di luar benih lebih tinggi, maka uap akan menerobos masuk ke dalam benih. Apabila tekanan uap di dalam benih sama kuatnya dengan tekanan uap di luar benih, maka dalam keadaan demikian tidak akan terjadi pergerakan uap serta dalam keadaan demikian inilah terjadinya kadar air yang seimbang Kelembaban relatif yang tinggi akan menyebabkan peningkatan kadar air benih. Peningkatan kadar air ini akan berpengaruh buruk terhadap masa simpan benih. Semakin tinggi kadar air kerusakan benih akan semakin tinggi yang ditandai dengan viabilitas benih yang semakin cepat menurun. Julianti et al. (2003) melakukan pengujian terhadap viabilitas benih cabai merah dalam berbagai kondisi kadar air (RH). Hasil pengujian tersebut ditampilkan pada gambar di bawah ini:

Gambar 1. Perubahan viabilitas benih cabai merah selama penyimpanan pada berbagai nilai RH, pada suhu simpan 28 o C. D. Pendugaan umur simpan benih Berdasarkan hubungan antara kadar air dan daya kecambah benih ini seperti yang ditampilkan di atas, maka Juliani et al. (2003) melakukan pendugaan umur simpan benih cabai merah dengan menggunakan parameter daya kecambahnya. Pendugaan umur simpan benih dilakukan dengan menggunakan rumus matematis yang digunakan Asni (1994) untuk menduga umur simpan jagung, kacang tanah, dan kedelai, dengan asumsi bahwa penurunan nilai viabilitas benih sejalan dengan kemunduran mutu produk. Namun, dalam pendugaan umur simpan benih cabai merah diperlukan modifikasi rumus matematis tersebut. Hal ini disebabkan pada cabai merah terdapat fenomena viabilitas konstan, yaitu viabilitas benih tetap 100% sampai pada umur simpan tertentu. Fenomena viabilitas konstan tersebut dapat dilihat pada tabel di bawah ini:

RH Ka Periode Simpan (bulan) (%) (%) 0 1 2 3 4 5 6 11 3.1 100 100 100 100 100 100 100 32 5.5 100 100 100 100 100 100 100 43 6.9 100 100 100 100 100 99 98 58 8.2 100 100 100 100 100 97 96 69 9.9 100 100 99 98 98 96 92 75 11.8 100 100 96 95 94 80 77 85 16.7 100 89 84 59 51 0 0 90 19.1 100 88 77 57 41 0 0 93 22.1 100 75 54 40 12 0 0 Tabel 1. Hasil pengujian daya tumbuh benih cabai merah pada beberapa kondisi ruang simpan selama periode simpan 6 bulan. Pada tabel di atas, terlihat bahwa pada beberapa waktu penyimpanan, viabilitas benih tetap 100%. Hal inilah yang dimaksud dengan viabilitas konstan. Untuk itu perlu dilakukan modifikasi rumus matematis untuk menduga umur simpan benih cabai merah. Modifikasi dilakukan dengan menambah unsur perioda viabilitas konstan (Ti). Besaran Ti dapat mempunyai nilai nol apabila pada percobaan data viabilitasnya tidak menunjukkan adanya perioda viabilitas konstan. Hal ini terjadi pada percobaan dengan kadar air benih yang tinggi.

Gambar 2. Grafik pola penurunan viabilitas benih yang mempunyai periode viabilitas konstan selama percobaan penyimpanan Modifikasi rumus Asni persamaan (1) (2) dan (3) berdasarkan grafik model penurunan viabilitas benih pada gambar 2, menjadi rumus (4) dan (5):... (1)... (2)... (3)... (4)... (5) Keterangan: Vo = Viabilitas awal benih, 100 % Vc = Viabilitas benih batas mutu, 80%, (viabilitas minimal BPSB) Ti = Periode viabilitas konstan, pada viabilitas tetap Vo, di sini 100 %, bulan. Tg = Waktu simpan setelah Ti, sampai viabilitas turun mencapai Vc, bulan. Ts = Prediksi umur simpan benih cabai merah, bulan.

Perhitungan umur simpan benih dilakukan berdasarkan data pengamatan viabilitas benih selama 6 bulan penyimpanan dari 9 tingkat kadar air benih cabai merah seperti yang ditampilkan dalam Tabel 1. Dengan analisa regresi diperoleh nilai konstanta yang bisa digunakan untuk memperoleh prediksi umur simpan untuk masing-masing tingkat kadar air benih seperti terlihat pada Tabel 2. Contoh perhitungan umur simpan benih dilakukan pada kadar air benih 7.6 % yang equilibrium dengan RH 58 %. Penyimpanan benih cabe merah pada kadar air 7.6 % periode viabilitas konstan adalah 4 bulan, yaitu dengan viabilitas awal 100%, (Ti = 4 bulan dan Vo = 100 %). Dari hasil analisis regresi antara nilai waktu simpan (t) dan log V, diperoleh nilai kb = 0.0045, maka umur simpan benih cabai yang disimpan pada kadar air 7.6 % adalah sebagai berikut: KA (%) Nilai Kb Vo(%) Ti (Bulan) Tg (Bulan) Umur Simpan 3.0* - 100 > 6 - > 26 5.2* - 100 > 6 - > 26 6.5 0.0044 100 4 22.0 26.0 7.6 0.0045 100 4 21.5 25.5 9.0 0.0082 100 1 11.8 12.8 10.6 0.0266 100 1 3.6 4.6 14.3 0.0879 100 0 1.1 1.1 16.0 0.1126 100 0 0.9 0.9 17.4 0.2518 100 0 0.4 0.4 *) Pada pada kadar air 3.0 dan 5.2 % sampai bulan ke-6 viabilitas masih tetap yaitu 100%, sehingga prakiraan umur simpan diasumsikan lebih tinggi daripada 6.5 %, yaitu > 26 bulan. Tabel 2. Perkiraan umur simpan benih cabai merah pada viabilitas 80%

Dari Tabel 2 dapat dilihat bahwa semakin tinggi RH ruang penyimpanan, maka umur simpan benih akan semakin rendah. Dari percobaan penyimpanan benih pada kadar air 3.0 dan 5.2 % (RH 11 dan 32%) sampai 6 bulan analisis umur simpan tidak dapat dilakukan karena selama itu viabilitas benih masih tetap 100%, untuk mendapatkan data yang dapat dianalisis perlu percobaan penyimpanan lebih lama lagi. Namun dapat diasumsikan umur simpannya lebih panjang dari percobaan pada kadar air 6.5 %, yaitu lebih dari 26 bulan. Berdasarkan hal di atas, maka untuk penyimpanan benih cabe merah pada suhu kamar (28 o C), kadar air awal benih dan kelembaban relatif perlu diperhatikan. Sebisa mungkin diusahakan agar tetap berada para kisaran kadar air yang rendah sesuai dengan kebutuhan lama simpan benih tersebut hingga akan digunakan.

III. PENUTUP A. Kesimpulan 1. Modifikasi model matematik Asni (1994), dengan menambah parameter periode viabilitas konstan (Ti), telah berhasil baik digunakan untuk analisis prediksi umur simpan benih cabe merah sebagai model. Hasilnya menunjukkan bahwa umur simpan benih sangat dipengaruhi kadar air benih selama penyimpanan. 2. Benih cabe merah yang disimpan pada suhu kamar (27 28 o C) dan kadar air 3.0 dan 5.2 % diperkirakan umur simpannya lebih dari 26 bulan, antara 6.5 10.6 % umur simpannya 5 26 bulan, sedangkan pada kadar air 14.3 % ke atas hanya berumur 1 bulan atau kurang. B. Saran Perlu adanya pengujian lebih lama (> 6 bulan) pada benih-benih yang disimpan dalam kadar air di bawah 6.5%, sehingga bisa diperoleh umur simpan yang pasti dari benih-benih tersebut.

DAFTAR PUSTAKA Adri, Yardha, dan Hery Nugroho. 2012. Penyimpanan Benih Spesifik Lokasi untuk Menjamin Ketersediaan Benih Dalam Mendukung Swasembada Kedelai 2014. Balai Pengkajian Teknologi Pertanian (BPTP) Jambi, Jambi. Asni, N. 1994. Pengaruh tingkat air ikatan selama penyimpanan terhadap viabilitas dan keru-sakan benih jagung, kedele dan kacang tanah. IPB, Bogor. Balai Besar Pengkajian dan Pengembangan Teknologi Pertanian. 2008. Seri Buku Inovasi: Teknologi Budidaya Cabai Merah. Badan Penelian dan Pengembangan Pertanian, Jakarta. Copeland. L.O. dan M.B. Mc. Donald. 1985. Principles of Seed Science and Technology. Burgess Publishing Company, New York. Julianti, E., S.T. Soekarto, P. Hariyadi, dan A.M. Syarief. 2003. Analisis Kinetika Pendugaan Umur Simpan Benih Cabai Merah. Jurnal Teknologi Industri Pertanian 15: 34-39. Kartasaputra A.G. 1986. Teknologi Benih Pengolahan Benih dan Tuntunan Praktikum. Bina Aksara, Jakarta. Tatipata, A., P. Yudono, A. Purwantoro, dan W. Mangoendidjojo. 2004. Kajian Aspek Fisiologi dan Biokimia Deteriorasi Benih Kedelai dalam Penyimpanan. Ilmu Pertanian 11: 76-87.