TINJAUAN PUSTAKA Botani dan Morfologi Tanaman Padi Padi (Oryza sativa L.) merupakan tanaman semusim yang dalam taksonomi tumbuh-tumbuhan termasuk famili Graminae. Berdasarkan klasifikasi padi berasal dari genus Oryza, terdiri dari 25 spesies, dua diantaranya Oryza sativa L. Dan Oryza glaberrima Steund. Dua diantara subspecies Oryza sativa L. adalah japonica (padi bulu) dan indica (padi cere). Padi dibedakan menjadi padi sawah yang ditanaman pada dataran rendah dan memerlukan penggenangan, padi gogo atau padi yang ditanam pada lahan kering, serta padi rawa yang ditanam pada lahan yang marjinal atau lahan yang mengalami penggenangan secara terus-menerus. Padi memiliki bagian vegetatif seperti akar, batang, anakan dan daun. Akar terdiri dari akar serabut atau adventif. Tanaman padi mempunyai batang yang beruas-ruas. Panjang batang tergantung pada jenis dan kondisi lingkungan tumbuh. Bagian generatif tanaman padi terdiri dari malai dan buah padi. Malai adalah sekumpulan bunga padi (spikelet) yang keluar dari buku paling atas. Pada malai terdapat cabang-cabang bunga, jumlah cabang mempengaruhi besar rendemen tanaman padi suatu varietas. Bunga padi merupakan bunga telanjang dan menyerbuk sendiri yang mempunyai satu bakal buah, enam buah benang sari, serta dua tangkai putik. Buah padi merupakan benih ortodok yang ditutupi oleh palea dan lemma. Syarat Tumbuh Tanaman Padi Gogo dan Padi Rawa Pertanaman padi tanah kering atau padi gogo adalah suatu cara bercocok tanam yang sejak permulaan masa pertumbuhan hingga tanaman dapat dipanen tidak dilakukan penggenangan. Kebutuhan air sepenuhnya tergantung dari curah hujan. Curah hujan yang dibutuhkan untuk pertumbuhan padi gogo, yaitu curah hujan lebih dari 200 mm selama 3 bulan berturut-turut (Sahila, 2006; Purwono dan Purnamawati, 2007). Pertumbuhan padi gogo sangat dipengaruhi oleh lingkungan tumbuhnya. Ketersediaan air, ketinggian suatu daerah, dan intensitas cahaya merupakan faktor yang mempengaruhi pertumbuhan padi gogo. Padi gogo baik ditanam pada ketinggian 0-1300 m dpl dengan media tanam tanah yang berhumus.
Lahan rawa mempunyai peran penting dalam upaya mempertahankan swasembada beras dan mencapai swasembada pangan lainnya mengingat semakin berkurangnya lahan subur untuk area pertanian. Lahan rawa memiliki karakter unik yaitu sifat genangan dan tanahnya yang masam. Lahan rawa secara khusus merupakan dataran banjir, dataran meander (sungai berkelok-kelok), dan bekas aliran sungai tua (oxbow) dan sungai-sungai besar dan anak-anak sungai utamanya (Subagyo, 2006). Kendala utama dalam pertanaman padi pada lahan rawa selama ini adalah genangan yang tinggi dan hujan di hulu yang dapat menimbulkan genangan di kawasan rawa. Hal tersebut membuat tanaman padi yang pendek tidak dapat tumbuh baik, atau bibit yang akan ditanam mati terendam, namun apabila tanaman yang terlalu tinggi dengan batang yang kecil akan menyebabkan tanaman tersebut rebah (Sutami, 2004). Sebaliknya pada musim kemarau terjadi kekeringan atau kekurangan air akibat penyaluran (drainase) yang cepat dan penguapan yang tinggi. Keberhasilan pertanian di lahan rawa lebak sementara ini sangat ditentukan oleh ketepatan penentuan waktu tanam. Hal ini dikarenakan waktu kering terkadang sangat pendek hanya 3-4 bulan sehingga banyak tanaman yang belum mencapai waktu panen, tanaman tenggelam akibat datangnya air yang sukar diduga. Oleh karena itu pemilihan komoditas dan varietas yang berumur pendek dan toleran terhadap kondisi lahan lebak diperlukan mutlak. Vigor Benih Vigor adalah karakter benih yang ditunjukan melalui kecepatan dan keseragaman pertumbuhan benih, kemampuan benih untuk tumbuh normal pada kondisi sub-optimum, dan viabilitasnya tetap tinggi setelah disimpan (ISTA, 2007). Dengan demikian pengujian vigor benih dapat memberikan informasi yang lebih banyak dibandingkan dengan pengujian DB, serta bermanfaat untuk melihat potensi daya simpan dan performa pertumbuhan benih dilapang. Sadjad (1993) mengemukakan bahwa vigor benih dalam hitungan viabilitas absolut merupakan indikasi viabilitas benih yang menunjukan benih kuat tumbuh dilapang dalam kondisi yang suboptimum dan tahan disimpan pada kondisi yang tidak ideal. Berdasarkan hal tersebut vigor benih dipilah atas dua klasifikasi, yaitu
vigor kekuatan tumbuh (V KT ) dan vigor daya simpan (V DS ). Kedua macam vigor itu dikaitkan pada analisis lot benih, merupakan parameter viabilitas absolut yang peubahnya dapat bermacam-macam. Sutopo (2004) menyatakan bahwa vigor benih yang tinggi dicirikan antara lain oleh : (1) tahan disimpan lama (2) tahan terhadap hama dan penyakit (3) pertumbuhan yang cepat dan merata (4) mampu menghasilkan tanaman dewasa yang normal dan berproduksi baik dalam keadaan sub-optimum. Copeland dan McDonald (2001) mengemukakan bahwa proses penuaan atau mundurnya vigor secara fisiologis ditandai dengan penurunan daya berkecambah, peningkatan jumlah kecambah abnormal, penurunan pemunculan kecambah di lapangan (field emergence), terhambatnya pertumbuhan dan perkembangan tanaman, meningkatnya kepekaan terhadap lingkungan yang ekstrim yang akhirnya dapat menurunkan produksi tanaman. Sadjad et al. (1999) mengungkapkan bahwa kekuatan benih tumbuh di lapang selain ditentukan oleh faktor dari dalam benih, juga ditentukan oleh faktor dari luar benih. Faktor dari luar benih antara lain: penyakit, kesuburan lahan, kondisi ruang suplai air ataupun kelebihan air. Untuk mensimulasi cekaman salinitas tinggi dapat dilakukan dengan cara melembakan media dengan larutan garam NaCl, sedangkan untuk mensimulasi cekaman kekeringan dengan cara melembakan media dengan larutan PEG (Polyethylene glycol). Vigor Daya Simpan Daya Simpan (DS) benih ialah kemampuan benih untuk mempertahankan viabilitasnya tetap tinggi selama disimpan. Daya simpan merupakan parameter lot benih dalam satuan waktu untuk suatu periode simpan (PS). Benih yang mempunyai daya simpan lama berarti mampu melampaui periode simpan yang panjang. Vigor Daya Simpan (V DS ) ialah suatu parameter vigor benih yang ditunjukan dengan kemampuan benih untuk disimpan dalam keadaan suboptimum atau disimpan dalam keadaan terbuka dan langsung berhubungan dengan udara luar. Benih yang memiliki V DS tinggi mampu disimpan untuk periode simpan yang normal dalam keadaan suboptimum dan lebih panjang daya simpannya apabila ruang simpan dalam keadaan optimum.
Copeland dan McDonald (2001) membagi faktor-faktor yang mempengaruhi viabilitas benih selama penyimpanan menjadi faktor internal dan eksternal. Faktor internal mencakup sifat genetik, daya tumbuh dan vigor, kondisi kulit dan kadar air benih awal sedangkan faktor eksternal mencakup kemasan benih, komposisi gas, suhu dan kelembaban ruang simpan. Daya simpan benih dinilai dengan tolok ukur waktu, sedangkan parameter V DS mempunyai tolok ukur tersendiri, sebagai contoh V fis DS (vigor daya simpan sesudah benih mengalami deraan fisik), dan V alk DS (vigor daya simpan sesudah benih mengalami deraan alkohol (Sadjad, 1994). Metode pengusangan cepat terdiri dari MPC fisik dan MPC kimia, metode ini dapat digunakan untuk menguji V DS. Penelitian Mugnisyah (1991) mengungkapkan sifat genetik benih antara lain tampak pada permeabilitas dan warna kulit benih yang berpengaruh terhadap daya simpan benih kedelai. Penelitian terdahulu menemukan bahwa varietas kedelai berbiji sedang atau kecil umumnya memiliki kulit berwarna gelap, tingkat permeabilitas rendah, dan memiliki ketahanan yang lebih baik terhadap kondisi penyimpanan yang kurang optimum dan tahan terhadap deraan cuaca dibanding varietas yang berbiji besar dan berkulit biji terang. Menurut Marwanto (2004) kulit benih kedelai ternyata berpengaruh terhadap mutu benihnya. Kedelai kulit hitam ternyata lebih tahan deraan cuaca dari pada kedelai berkulit kuning bahkan berkorelasi positif terhadap daya tahan penyimpanan dengan tolak ukur daya berkecambah. Vigor Kekuatan Tumbuh Pengujian mutu benih harus dapat menduga pertumbuhan benih di lapang, sehingga kebutuhan benih dalam suatu areal pertanaman dapat diestimasi dengan baik. Pada benih yang memilki nilai K CT yang tinggi akan menunjukan bahwa benih tersebut memiliki vigor yang lebih tinggi. Menurut Sadjad (1993), Vigor kekuatan tumbuh dapat diungkapkan oleh tiga kelompok tolok ukur, yaitu Kecepatan Tumbuh (V KT ), Keserempakan Tumbuh (V ST ), dan Vigor Spesifik (V Spesifik KT ). K CT diukur berdasarkan jumlah tambahan perkecambahan setiap hari atau etmal dalam kurun waktu perkecambahan pada kondisi optimum. Unit peubah KCT adalah % per hari atau % per etmal. Secara
teoritis, K CT maksimal adalah 50% per etmal apabila benih tumbuh normal 100% sesudah dua etmal. Apabila perkecambahan benih dihitung pada kurun waktu 5 etmal dan pada etmal ke 1,2 masih belum ada tambahan perkecambahan, setelah etmal ke 3,4, dan 5 masing-masing terdapat pertambahan persentase kecambah 30,40 dan 30 % maka nilai K CT yang didapatkan adalah 10+10+6% per etmal atau 26% per etmal. Semakin tinggi nilai K CT senakin tinggi pula vigor lot benih tersebut. Hasil penelitian yang dilakukan oleh Ilyas (1986) menunjukan bahwa peubah kecepatan tumbuh berkorelasi paling erat dengan produksi per hektar dibandingkan daya berkecambah, keserempakan tumbuh, tinggi dan jumlah buku produktif. Tolok ukur Vigor Keserempakan Tumbuh (V ST ) lebih mengindikasikan vigor benih secara individual, meski kecepatan tumbuhnya diukur sebagai persentase bibit atau kecambah normal terhadap seluruh benih yang ditanam atau Spesifik dikecambahkan untuk waktu yang ditentukan secara baku. Tolok ukur V KT diuji validitas dan implementasinya untuk menstimulasi vigor benih terhadap cekaman yang spesifik (Sadjad et al,, 1999). Polyethylene Glycol Polietilena glikol merupakan senyawa yang stabil, non ionik, polymer panjang yang larut dalam air dan dapat digunakan dalam sebaran bobot molekul yang luas. Polietilena glikol juga merupakan salah satu jenis osmotikum yang biasa digunakan untuk mensimulasi kondisi kekeringan, karena sifatnya yang dapat menghambat penyerapan air oleh sel atau jaringan tanaman (Lawor, 1970). Ciri-ciri PEG yaitu akan menjadi kental jika dilarutkan, tidak berwarna, dan berbentuk kristal putih. PEG juga disebut juga sebagai polyethyleneoxide (PEO), polyoxyethylene (POE) dan polyoxirane. PEG memiliki sifat-sifat diantaranya: 1) larut dalam air, 2) tidak larut dalam ethyl eter, hexane dan ethylene glikol, 3) tidak larut dalam air yang memiliki suhu tinggi, dan 4) tidak beracun. Senyawa PEG bersifat larut dalam air dan menyebabkan penurunan potensial air. Besarnya penurunan potensial air sangat bergantung pada konsentrasi dan berat molekul PEG. Keadaan seperti ini dimanfaatkan untuk simulasi penurunan potensial air. Potensial air dalam media yang mengandung PEG dapat
digunakan untuk meniru besarnya potensial air tanah (Michel dan Kaufmann, 1973). Dengan ciri-ciri tersebut, PEG digunakan sebagai agen seleksi sifat ketahanan terhadap kekeringan. Metode Pengusangan Cepat Kimia Metode pengusangan cepat merupakan salah satu metode pengujian vigor dan pengujian daya simpan benih. Metode uji pengusangan cepat telah diusulkan oleh Delouche dan Baskin (Asiedu et al., 2000) untuk mengevaluasi daya simpan benih. Pengusangan cepat secara kimia dapat dilakukan dengan menggunakan larutan etanol, uap etanol jenuh maupun larutan metanol. Ocran dalam Addai dan Kantankan (2006) melakukan perendaman benih kedelai dalam 20% cairan etanol dan 20% cairan metanol selama dua jam, dalam penelitiannya ia menyimpulkan bahwa perendaman dalam cairan etanol memberikan indikasi yang lebih baik pada vigor daya simpan beberapa varietas kedelai dibandingkan dalam cairan metanol. Delouche dan Baskin dalam Addai dan Kantanka (2006) mengemukakan bahwa etanol umumnya merupakan metode skrining yang lebih efektif dibandingkan dengan metode lainnya. Cairan etanol dinyatakan efektif karena telah menyebabkan perubahan pada sekuens yang sama pada proses deteriorasi yang mengkarakterisasi penderaan benih dalam penyimpanan. Proses degradasi membran dan hilangnya permeabilitas kontrol terjadi saat benih mengalami penderaan khususnya selama penyimpanan. Proses produksi energi dan biosintesis dirusak dengan menghasilkan peurunan rata-rata respirasi dan pemindahan bahan kering dari jaringan pendukung ke aksis embrionik, sehingga benih memprlihatkan kehilangan resistensi yang besar pada cekaman lingkungan. Etanol adalah senyawa organik yang bersifat nonpolar yang dapat mendenaturasi protein pada konsentrasi tertentu (Baum dan Scaif dalam Saenong dan Sadjad, 1984). Selain itu etanol juga bersifat dehidrasi, karena itu dapat menyerap air yang meliputi koloid protein dan selanjutnya terjadi denaturasi (Harrow dan Muzur dalam Saenong dan Sadjad, 1984). Etanol juga dapat menghilangkan integritas membran, meningkatkan permeabilitasnya kemudian
meningkatkan kebocoran hasil metabolisme (Ching dan Schoolcraft dalam Ilyas, 1986).