pengujian mutu benih oleh : dr ir eny...

DEPARTMENT OF AGRONOMY AND HORTICULTURE

FACULTY OF AGRICULTUREhttp://agrohort.ipb.ac.id

PENGUJIAN MUTU BENIH

Oleh :

Dr Ir Eny Widajati

[email protected]



Pengertian mutu benih:

Benih merupakan sarana produksi tanaman yang

dituntut untuk menghasilkan produksi maksimum

dengan kualitas prima, sehingga benih yang

ditanam harus bermutu tinggi yang mencakup :

Mutu genetik

Mutu fisiologi

Mutu fisik

Kesehatan



Latar belakang pengujian mutu benih:

Sebagai sarana produksi tanaman yang harus

diketahui mutunya sejak dini

Benih telah menjadi komoditi perdagangan yang

kualitasnya harus distandarisasi

Benih dapat merupakan agen penyebaran

organisme pengganggu tanam



Tujuan pengujian mutu benih

Pengujian mutu benih bertujuan untuk

memperoleh informasi baik mutu genetik,

fisiologi,fisik maupun kesehatan benih dengan

persyaratan :

Hasil pengujian harus objektif : data yang

dihasilkan harus sesuai dengan keadaan yang

sebenarnya

Hasil pengujian harus representatif : informasi

hasil pengujian harus mewakili lot benih yang

diuji



Parameter pengujian mutu benih Mutu genetik : tingkat kemurnian benih

Mutu fisiologi : tingkat viabilitas benih

diukur berdasarkan :

pertumbuhan : daya berkecambah,

kecepatan tumbuh, indeks vigor, keserempakan

tumbuh, radikel emergence, bobot kering kecambah

Aktivitas metabolisme : uji tetrazolium, respirasi

benih, aktivitas enzim

Mutu fisik : ukuran, warna, bobot jenis, kebersihan, kerusakan

fisik

Kesehatan benih : keberadaan organisme penganggu

tanaman : hama, cendawan, bakteri, virus, nematoda



PENGUJIAN KADAR AIR BENIH

Kadar air benih merupakan salah satu faktor

penting yang harus diperhatikan pada kegiatan

pemanenan, pengolahan, penyimpanan dan

pemasaran benih (standar lulus sertifikasi).



Definisi

Kadar air suatu sampel benih adalah hilangnya

berat apabila benih dikeringkan sesuai dengan

peraturan yang berlaku.

Kadar air diekspresikan sebagai % dari berat

asli sampel.

Prinsip

Metode uji dirancang sehingga memungkinkan

penguapan air dari benih sebanyak mungkin

namun menekan terjadinya oksidasi,

dekomposisi maupun hilangnya zat-zat yg

mudah menguap (volatile).



Metode Dasar Penetapan Kadar Air

Metoda oven suhu konstan rendah pada suhu 101-105oC selama 17± 1 jam, suhu konstan tinggi 130-133oC selama 1 jam± 3 menit, 2 jam ± 6 menit , 4jam ± 12 menit .

Perlunya penghancuran, tergantung ukuran benihdan permeabilitas kulit benih terhadap air.Efekpenghancuran perlu diuji

Karakteristik benih (kadar air tinggi dan terlalukeras) akan menghambat proses penghancuran. Dapat dilakukan dengan memecah atau memotongbenih dengan ketebalan tidak lebih dari 7 mm.



PENGUJIAN KEMURNIAN BENIH

Kemurnian suatu lot benih dapat dilihat dari

kemurniannya secara genetik dan secara fisik.

Kemurniannya secara genetik mencerminkan

kebenaran varietas sebagaimana yang

dinyatakan dalam identitasnya (true to type),

Kemurnian fisik mencerminkan komposisi lot

benih.



Kemurnian genetik dibentuk sejak di lapang produksi dengan cara

menghilangkan sumber-sumber kontaminasi di lapang :

1. Isolasi

2. Sejarah lahan

3. Penggunaan benih sumber bermutu

4. Roguing

5. penanganan benih agar tidak terjadi pencampuran dengan varietas

lain.

Tujuan Analisis Kemurnian (Fisik) Benih:

1. Untuk menentukan persentase komposisi (berdasarkan berat)

contoh yang diuji dan berdasarkan fakta untuk menentukan

komposisi lot benih.

2. Mengidentifikasi berbagai spesies benih dan kotoran benih yang

terdapat dalam contoh benih.



Prinsip Analisis Kemurnian:

Analisis kemurnian di laboratorium prinsipnya

adalah memisahkan contoh benih ke dalam tiga

komponen yaitu komponen benih murni, benih

tanaman lain dan kotoran benih. Selanjutnya

ketiga komponen tersebut dipersentasekan

berdasarkan beratnya.



PENGUJIAN DAYA BERKECAMBAH

Tujuan : menentukan potensi perkecambahan

maksimum dari suatu lot benih, yang dapat

digunakan untuk membandingkan mutu benih dari

lot yang berbeda dan untuk menduga mutu benih

sebagai bahan tanam



Definisi perkecambahan

Perkecambahan benih pada uji laboratorium adalah

muncul dan berkembangnya kecambah sampai fase

dimana struktur pentingnya terindikasi mampu

berkembang lebih jauh menjadi tanaman yang normal

dalam kondisi tanah yang optimum.

Persen daya berkecambah didasarkan pada jumlah

benih yang mampu menghasilkan kecambah normal

dalam kondisi dan periode waktu tertentu (sesuai

standar yang telah ditentukan)



Kondisi Laboratorium

Peralatan laboratorium

Kondisi alat pengecambah harus seragam dan

dapat dikontrol

Substrat : merupakan media yang mampu

mendukung perkecambahan yang optimal



PENGUJIAN VIGOR BENIH



Konsepsi

Isely (1957) cold test (jagung) Kondisi 80C

Delouche & Caldwell (1960) Tumbuh cepat dan merata

Woodstock (1965) Kesehatan Benih

Pollock & Ross (1972) Vigor genetik dan vigor fisiologis

Heydecker (1974) 8 kriteria + 2 kriteria Sadjad (1977) (tahan saing terhadap gulma maupun tumbuhan lain danmenunjukkan perbedaan yang kecil atau sama antara pengujiandi laboratorium & pertumbuhan di lapang)

8 Krieteria untuk benih vigor :

1. Tahan disimpan

2. Berkecambah cepat dan merata

3. Bebas penyakit benih

4. Tahan terhadap gangguan m.o

5. Bibit tumbuh baik pada kondisi tanah yang basah dankering

6. Bibit secara maksimal dapat memanfaatkan cadanganmakanan untuk pertumbuhan jaringan-jaringan yang baru

7. Laju tumbuh tinggi (dijabarkan melalui pertambahan bobotkering bibit muda yang telah mengalami fotosintesis tinggi)

8. Produksi tinggi dalam waktu tertentu.



Definisi Vigor

o ISTA :Vigor benih adalah sejumlah aktivitas dan performansi

suatu lot benih untuk dapat berkecambah dalam lingkungan

pertumbuhan yang luas. Konsep yang menggambarkan

beberapa karakter yang diasosiasikan dengan beberapa aspek

berikut :

1. Kecepatan dan keserempakan perkecambahan benh

and pertumbuhan bibit

2. Kemampuan tumbuh pada kondisi lingkungan sub

optimum

3. Performansi setelah benih disimpan (vigor daya simpan):

khususnya terkait dengan ketahanan pada kemampuan

berkecambahnya

Tujuan uji vigor adalah memberikan informasi tentang kemampuan

tumbuh dalam kondisi lingkungan yang luas , merupakan

tambahan informasi selain uji daya berkecambah yang standar



BEBERAPA METODE PENGUJIAN VIGOR

Metode uji langsung dan tidak langsung, berdasarkan 3 katagori

umum yaitu 1. Uji stres , 2. uji pertumbuhan bibit 3. uji biokimia

Metode Langsung = Uji pada Stress lingkungan tumbuh atau kondisi

tertentu di laboratorium (dihitung persentase pertumbuhan

/perkecambahan)

Metode tidak langsung = dengan mengukur karakter benih yang

diasosiasikan dengan aspek performansi bibit.

Seedling emergence : munculnya bibit dari embrio menembus

permukaan tanah atau media tumbuh yang lain

Seedling performance : kemampuan bibit muncul dari permukaan

tanah atau media tumbuh lainnya dan berkembang menjadi bibit

yang normal.



Prinsip umum uji vigor

Uji vigor mengukur secara langsung maupun

tidak langsung berdasarkan potensi fisiologi

maupun fisik suatu lot benih pada kondisi

lingkungan yang luas

Mengukur mutu benih lebih sensitif, dalam

membedakan antar lot dibanding uji daya

berkecambah

Memberikan informasi kekuatan tumbuh dan

daya simpan suatu lot benih untuk menentukan

strategi pemasaran



Uji vigor yang telah divalidasi ISTA

Uji vigor spesies

Conductivity Pisum sativum

Phaseolus vulgaris

Accelerated ageing Glycine max

Controlled deterioration Brassica spp

Radicle emergence test Zea mays



Corn cold test : Uji vigor benih untuk menguji

kemampuan tumbuh benih pada kondisi suhu

rendah.

Hoppe test : Uji vigor benih untuk menguji

kemampuan tumbuh benih pada kondisi

lingkungan yang terinfeksi pathogen

Osmotic test : Uji vigor benih untuk menguji

kemampuan tumbuh benih pada kondisi

lingkungan tumbuh dengan tekanan osmotik

tinggi



Accelerated Ageing Test (AAT)

Uji vigor benih untuk menguji kemampuan

tumbuh benih setelah diberi perlakuan suhu dan

kelembaban tinggi (41oC , 95 %. , lama inkubasi

72 jam)

Benih 400 butir dengan Kadar air benih 10 -14%

Untuk menghindari cendawan container dan

ruang inkubasi harus disterilisasi dengan larutan

clorox

Kondisi suhu dan kelembaban tinggi

mencerminkan kondisi simpan yang buruk.

Lot benih yang mampu tumbuh cepat dan

serempak setelah perlakuan tersebut adalah lot



AAT

suhu dankelembaban tinggi

Waktu lebih lama, terserangcendawan

uap etanolwaktu lebih singkat

tidak terserangcendawan



Controlled Deterioration Test (CDT)

uji vigor benih untuk menguji kemampuan

tumbuh benih setelah diberi perlakuan suhu

tinggi pada periode waktu tertentu pada kadar

air benih tertentu.

Kondisi benih dengan kadar air tinggi secara

fisiologi akan lebih peka terhadap deraan suhu

tinggi.

Oleh karena itu hanya benih yang memiliki vigor

tinggi akan tetap mampu tumbuh dengan cepat

dan serempak setelah mendapat perlakuan

tersebut



Pada Brassica hasil uji berkorelasi dengan kemampuan tumbuh di

lapang dan daya simpan..

Untuk benih yang diberi perlakuan belum di validasi hasilnya

Inkubasi dilakukan di Water bath diatur pada suhu

45 oC ± 0.5 oC selama 24 jam ± 15 menit, setelah inkubasi

didinginkan dalam air mengalir selama 5 menit. Selanjutnya diuji

daya berkecambahnya, data yang dilaporkan adalah persen

berkecambah dan persen kecambah normal

Kemasan menggunakan alumunium 8µm dan lapisan polyetylene

40 µm

Kadar air benih diatur 20 %



Conductivity test

Conductivity test /Uji daya hantar listrik (DHL)

pada benih merupakan salah satu uji vigor yang

prinsipnya adalah melihat integritas membran

sel melalui kebocoran membran

Benih yang bervigor tinggi mempunyai integritas

membran yang baik DHL rendah

Pengukuran DHL telah diteliti dan berkolerasi

baik dengan pertumbuhan bibit di lapang.

dayaHantarListrik.swf



Beberapa keuntungan pengujian DHL adalahcepat, mudah dan murah biayanya

benih yang digunakan relatif sedikit danbenihnya masih memungkinkan digunakanuntuk ditanam atau untuk evaluasi dalampengujian lain.

ISTA telah menetapkan uji DHL sebagai ujivigor yang divalidasi untuk benih Pisum sativum, dan selanjutnya ISTA (2010) digunakan pada benih Phaseolus vulgaris.



Beberapa faktor yang mempengaruhi hasil

pengukuran DHL

Viabilitas benih

Suhu

Kadar air

Volume air rendaman dan bobot benih, jumlahbutir

Lama perendaman

Perlakuan benih

Kerusakan fisik

Benih keras



Bahan dan Metode

benih kedelai minimal 200 butir (untuk 4 ulangan a.50 butir), setiap ulanganditimbang menggunakan 2 desimal (0.01 g).

Kadar air benih 10 -14 %

Kemudian dimasukkan kedalam glassjar ( volume 400-500 ml dengan diameter dasar gelas 80 mm ± 5mm) dan ditambahkan 250 ml (± 5ml) air bebas ion. Buat 2 ulangan juga untuk glassjar yang hanya berisi air untukblanko.

Tutup glassjar untuk mencegah kontaminasi dan letakkan pada suhu konstan 20±2 0C selama 18-24 jam.

Siapkan konduktometer yang telah dibersihkan dan dilakukan pemanasan secara manual. Air bebas ion sebanyak 400-600 ml disiapkan dalam glassjar untuk membilas dip cell pada setiap pengukuran. Kalibrasi alat selalu dilakukan menggunakan larutan KCl 0.01 M (pembacaan larutan ini harus menunjukkan nilai antara 1273-1278 μS.cm –1).

Setelah 24 jam, glassjar berisi benih diguncang selama 10-15 detik untuk memastikan pencampuran yang merata dengan larutan rendaman.

Air rendaman benih selanjutnya dipindahkan kedalam glassjar lain yang bersih dengan menuangkan benih dan air menggunakan saringan.

Video/DHL BEREZ2/final/dhl.swf

dhl.swf



Metode DHL benih kedelai minimal 200 butir (untuk 4 ulangan a.50 butir), setiap ulangan

ditimbang menggunakan 2 desimal (0.01 g).

Kadar air benih 10 -14 %

Benih dimasukkan kedalam glassjar ( volume 400-500 ml dengan diameter

dasar gelas 80 mm ± 5mm) dan ditambahkan 250 ml (± 5ml) air bebas ion.

Buat 2 ulangan juga untuk glassjar yang hanya berisi air untuk blanko.

Tutup glassjar untuk mencegah kontaminasi dan letakkan pada suhu

konstan 20±2 0C selama 18-24 jam.

Setelah 24 jam, glassjar berisi benih diguncang selama 10-15 detik untuk

memastikan pencampuran yang merata dengan larutan rendaman.

Air rendaman benih selanjutnya dipindahkan kedalam glassjar lain yang

bersih dengan menuangkan benih dan air menggunakan saringan.

DHL air rendaman diukur

Konduktivitas (μS.cm –1g-1) = Konduktivitas sampel-blanko (μS.cm -1)

Berat benih per ulangan (g)

Perhatikan keberadaan benih keras dikeringkan kemudian ditimbang. Bobot

benih awal dikurangi bobot benih keras.



Radicle emergence (RE)

Prinsip dasar pengujiannya adalah

perkecambahan yang lebih lambat

menggambarkan gejala fisiologi awal

kemunduran benih sehingga vigor benih

menurun

Lot benih yang vigor : diindikasikan oleh nilai

radicle emergence yang tinggi

RE pada benih jagung memiliki korelasi yang

tinggi dengan pertumbuhan di lapang



Pengujian dilakukan dengan metode uji kertas digulung sesuai

dengan metode uji daya berkecambah, 25 butir benih per gulung

Penanaman diatur dua baris (12 dan 13) dengan posisi poros

embrio ke bawah.

Suhu ruang pengecambah 20 ± 1° C atau 13 ± 1° C

Pengamatan : pada 20°C diamati 66 jam ± 15menit

pada 20°C diamati 144 ± 1 jam

Penilaian berdasarkan jumlah benih yang menghasilkan

pertumbuhan radikel minimal 2 mm

Per ulangan 100 butir dengan menggabungkan data dari 4 gulung a

25 butir



Media tumbuh dilembabkan dengan larutan

NaCl, Polyethelene glycol

Hasil penelitian Aryati (2011)

PEG 6000 bertekanan osmotik -2 bar

merupakan level yang tepat untuk

mengidentifikasi toleransi benih padi terhadap

cekaman kekeringan

varietas yang toleran terhadap kekeringan yaitu

varietas Inpago 5, IR20 dan Batutegi

varietas tidak toleran : Inpago 4, Inpago 6 dan

Towuti



Hasil penelitian Aryati (2011) perlakuan CDT pada

benih padi gogo

Perlakuan CDT dengan kadar air 20% dan lama

penderaan 48 jam serta suhu 45oC dapat

digunakan untuk mengidentifikasi secara dini

tingkat toleransi genotipe padi gogo terhadap

cekaman kekeringan setara dengan tekanan

osmotik -2 bar.

VPCT yang tinggi adalah varietas Inpago 5, IR20

dan Batutegi, sedangkan varietas Inpago 4,

Inpago 6 dan Towuti memiliki VPCT yang lebih

rendah.



Hasil penelitian Reninta (2012) perlakuan CDT

pada benih kedelai

Kadar air 15% dengan lama penderaan 24 jam

dan suhu penderaan 45oC merupakan kondisi

paling tepat untukmenguji vigor benih kedelai

dengan menggunakan metode CDT.

Varietas yang memiliki VCDT tinggi adalah

varietas Sindoro dan Gepak Kuning

Varietas yang memiliki VCDT yang lebih rendah

adalah Rajabasa,Tanggamus, dan Wilis.



UJI CEPAT VIABILITAS BENIH

DENGAN TETRAZOLIUM

Tujuan :

Melakukan pendugaan viabilitas contoh benih

secara cepat

Pendugaan viabilitas benih pada contoh benih

dimana pada saat akhir pengujian masih

memiliki persentase dorman yang tinggi

Prinsip pengujian : membedakan antara jaringan

hidup dan mati pada jaringan embrio benih

didasarkan pada aktivitas respirasi



• metabolisme respirasi dikatalisir oleh enzim dehidrogenase

• enzim dehidrogenase dalam reaksinya melepaskan

ion H+ dari senyawa antara dalam proses respirasi

pada benih yang sudah direndam larutan

tetrazolium, H+ bereaksi membentuk endapan

formazan yang berwarna merah.

• tingkat warna merah menunjukkan jumlah ion H+

yang dihasilkan dalam tiap individu sel



Reaksi ion hidrogen dengan senyawa 2,3,5-triphenil tetrazolium khlorida

N-N-C6H5 N-N-C6H5

// //

C6H5-C +2e +2H+ C6H5-C + HCl

N=N-C6H5 N=N-C6H5

Cl

2,3,5-triphenil tetrazolium khlorida Formazan



Viabilitas benih diinterpretasikan berdasarkan:

• topografi pola pewarnaan pada embrio

• intensitas pewarnaanya

• Benih hidup pewarnaan yang sempurna/seluruhnya merah

• Benih mati seluruhnya tidak berwarna atau benih-benih dengan

pewarnaan sebagian-sebagian.

• Luas dari bagian yang merah (jaringan hidup) dan bagian yang tidak

berwarna (jaringan mati) serta daerah di mana jaringan nekrotik

berada

benih tersebut hidup (viable) atau mati (non-vaible).

Luas dan letak jaringan mati (nekrotik) yang sangat menentukan ini bervariasi pada

spesies.



Keuntungan uji tetrazolium :

• waktu pengujian yang singkat

• pada kasus benih dorman dan benih-benih yang

memerlukan jangka waktu lama untuk perkecambahannya

Uji daya berkecambah menggambarkan persentase

perkecambahan

Uji tetrazolium menggambarkan persentase benih hidup

Selisih benih hidup dan yang berkecambah

( persentase benih dorman )



Spesies Perlakuan pendahuluanPersiapan sebelum

pewarnaan

Arachis hypogaea

(Kacang tanah)

Buang kulit buah (polong),

gunakan hanya satu benih,

rendam dalam air selama 18

jam pada suhu 200C

Bersihkan kulit benih dan

pisahkan kotiledon

Oryza sativa

(Padi)

Lembabkan benih diantara

kertas selama 18 jam pada

suhu 200C

Bila perlu kupas lemma

dan palea. Potong secara

membujur melalui embrio

dan 3/4 endosperma

Zea mays

(Jagung)

Rendam benih dalam air

selama 18 jam pada suhu

200C

Potong embrio secara

membujur hingga 3/4

endosperma

Pelembaban benih. Tujuan dari pelembaban

tersebut adalah untuk mengaktifkan metabolisme

benih.

2. Persiapan benih sebelum pewarnaan



Sel-sel benih yang hidup akan

terjadi proses reduksi dengan

menerima hidrogen dari enzim

dehidrogenase sehingga

terbentuk zat trifenil formazan

yang stabil dan berwarna

merah.

Sel-sel yang mati tidak terjadi

reduksi, sehingga warnanya

tidak berubah.



TERIMAKASIH

pengujian mutu benih oleh : dr ir eny...

Documents