Optimasi Priming Benih dengan Boron untuk Meningkatkan Perkecambahan dan Pertumbuhan Bibit Gandum

by

Saba Iqbal,Muhammad Farooq1, Ahmed Nawaz, Atique-Ur-Rehman And Abdul Rehman

Department of Agronomy, University of Agriculture, Faisalabad-38040, Pakistan

1Corresponding author’s e-mail: farooqcp@gmail.com

Diringkas oleh

Muhammad Hatta

 

Abstrak

Boron (B) memainkan peran penting dalam pertumbuhan dan perkembangan tanaman. Kajian ini dilakukan untuk mengoptimalkan perlakuan priming benih dengan B untuk meningkatkan perkecambahan dan pertumbuhan awal kecambah gandum. Benih gandum kultivar Mairaj-208 dan Faisalabad-208 direndam dalam larutan B beraerasi dengan berbagai konsentrasi (0,001; 0,01; dan 0,1 % b/v) selama 12 jam. Benih yang direndam dalam air beraerasi (hidropriming) selama 12 jam dan benih kering yang tidak diperlakukan digunakan sebagai kontrol. Benih gandum yang dipriming dalam larutan B 0,001 dan 0,01% menurunkan waktu berkecambah 50% dan waktu rata-rata berkecambah, akan tetapi tidak mempengaruhi perkecambahan akhir. Di atas konsentrasi itu, ada pengaruh buruk terhadap perkecambahan dan pertumbuhan kecambah kedua kultivar. Priming benih dengan B 0,001% juga meningkatkan panjang akar dan tunas dan berat kering kecambah. Benih gandum dapat dipriming dengan B 0,001% untuk mendapatkan tegakan yang lebih baik dan seragam serta pertumbuhan kecambah gandum yang lebih awal.

Latar belakang penelitian ini adalah sebagai berikut:

Boron merupakan salah satu unsur mineral esensial yang mengatur beberapa proses fisiologis penting termasuk pembelahan dan pemanjangan sel, metabolisme karbohidrat, translokasi asimilat, dan perkembangan dinding. Boron juga memainkan peran penting dalam perkecambahan serbuk sari, pertumbuhan tabung polen, kesuburan bunga dan perkembangan biji. Seperti halnya nutrisi mikro lainnya, pupuk boron dapat diberikan melalui penyemprotan daun, fertigasi, perlakuan benih dan pemupukan tanah. Meskipun, setiap metode pemupukan tersebut memiliki kelebihan dan kekurangan, pemberian nutrisi mikro sebagai perlakuan benih atau priming menjadi populer akhir-akhir ini.

Pada priming benih, pertama, benih direndam dalam larutan potensi air rendah untuk jangka waktu tertentu. Kemudian, benih dikeringkan kembali agar penanganan rutin menjadi mudah. Benih yang dipriming menunjukkan perkecambahan yang seragam dan lebih awal serta terkadang total persentase perkecambahannya lebih besar pada berbagai kondisi lingkungan yang beragam.

Peningkatan perkecambahan yang diikuti oleh pertumbuhan dan hasil yang lebih baik disebabkan oleh akumulasi metabolit pemacu perkecambahan, pengaturan osmotik, dan perbaikan metabolik selama imbibisi. Dengan menggunakan sumber hara dan pupuk komersial sebagai bahan priming, efek positif dari priming benih adalah perbaikan suplai nutrisi terhadap benih. Namun demikian, pengaruh positif ini sering bergantung pada konsentrasi hara dalam larutan priming. Sebelumnya, optimalisasi boron (B) sebagai priming benih untuk meningkatkan perkecambahan dan pertumbuhan awal kecambah padi telah pernah dilakukan. Namun, B jarang dicoba sebagai agen priming pada gandum. Oleh karena itu, penelitian ini dilakukan untuk mengoptimalkan perlakuan priming benih dengan B untuk meningkatkan perkecambahan dan pertumbuhan awal kecambah gandum.

Metode yang digunakan adalah sebagai berikut:

Benih gandum kultivar Mairaj 2008 dan Faisalabad 2008, yang digunakan dalam penelitian ini diperoleh masing-masing dari Lembaga Pertanian Regional, Bahawalpur, Pakistan dan Lembaga Penelitian Gandum, Lembaga Penelitian Pertanian Ayub, Faisalabad, Pakistan.

Biji, kedua kultivar gandum, direndam dalam larutan asam borat [0,1, 0,01 dan 0,001% (b /v) boron]. Benih yang direndam dalam air biasa beraerasi dan benih yang tidak diperlakukan digunakan sebagai kontrol. Pada keduanya, perendaman dilakukan selama 12 jam dalam larutan (nutripriming) beraerasi atau air biasa (hidropriming) beraerasi pada rasio benih dengan larutan 1:5 (b/v). Aerasi diberikan dengan pompa akuarium. Setelah dikeluarkan dari masing-masing larutan , benih dibilas dengan air dan dikeringkan di udara di bawah naungan sampai berat awalnya.

Benih yang diperlakukan dan yang tidak diperlakukan dari kedua kultivar gandum ditabur di antara dua lapisan kertas saring Whatman 42 lembab di dalam petridish (masing-masing 10 biji) dan ditempatkan pada suhu kamar (20°C ± 3). Percobaan menggunakan rancangan acak lengkap pola faktorial dengan lima ulangan.

Percobaan diamati setiap hari untuk mencatat perkecambahan berdasarkan Asosiasi Analis Benih Resmi (AOSA, 1990) sampai hitungan mencapai konstan. Waktu untuk berkecambah 50% (T50) dihitung berdasarkan Farooq et al. (2005). Rata-rata waktu perkecambahan dihitung berdasarkan Ellis dan Roberts (1981) dan perkecambahan akhir dinyatakan dalam persentase. Setelah konstan, tanaman dikurangi dan hanya dipertahankan 3 tanaman saja per petri. Jumlah daun dihitung setiap hari, panjang tunas dan akar diukur dengan penggaris setiap hari sampai panen terakhir. Percobaan dihentikan 10 hari setelah semai dan berat kering bibit ditimbang setelah pengeringan bahan tanaman dalam oven.

Data percobaan dianalisis secara statistik menggunakan software statistik MSTAT-C. Analisis varian digunakan untuk menguji signifikansi dari sumber varian, sedangkan perbedaan di antara perlakuan dibandingkan dengan menggunakan uji BNT (P = 0,05) (Steel et al., 1996). Standar error dihitung dengan MS-Excel dan data disajikan dalam bentuk grafik dengan menggunakan program yang sama.

Hasil yang diperoleh adalah sebagai berikut:

Priming dengan B secara signifikan mempengaruhi waktu berkecambah 50% (Gambar 1), rata-rata waktu berkecambah (Gambar 2) dan perkecambahan akhir (Gambar 3) pada kedua kultivar gandum yang diuji. Pada kedua kultivar gandum, kecuali pada priming benih dengan B 0,1%, priming benih nyata menurunkan waktu berkecambah 50% (Gambar 1) dan rata-rata waktu berkecambah (Gambar 2). Namun, tidak ada perbedaan antara priming benih dengan B 0,01% dan 0,001% dengan hidropriming pada waktu berkecambah 50% (Gambar 1). Pada kultivar Miaraj-2008, priming benih dengan B 0,01% dan 0,001% memiliki rata-rata waktu perkecambahan minimum, namun pada kultivar Faisalabad-2008, rata-rata waktu perkecambahan minimum terlihat pada priming benih dengan B 0,001% dan hidropriming (Gambar 2). Meskipun tidak ada perlakuan benih priming yang meningkatkan perkecambahan akhir, namun priming benih dengan B 0,1% nyata menurunkan perkecambahan pada kedua kultivar gandum (Gambar 3).

clip_image004

Gambar 1. Pengaruh priming benih dengan boron terhadap waktu berkecambah 50% pada gandum kultivar Mairaj-2008 dan Faisalabad-2008.

clip_image006

Gambar 2. Pengaruh priming benih dengan boron terhadap rata-rata waktu berkecambah pada gandum kultivar Mairaj-2008 dan Faisalabad-2008.

clip_image008

Gambar 3. Pengaruh priming benih dengan boron terhadap perkecambahan akhir pada gandum kultivar Mairaj-2008 dan Faisalabad-2008.

Pada kedua kultivar yang diuji, daun muncul lebih awal pada benih yang dipriming dengan larutan B 0,001%. Pada kultivar Mairaj-2008, lebih banyak jumlah daun yang tercatat pada priming benih dengan B 0,001% dari awal sampai akhir, namun pada kultivar Faisalabad-2008, awalnya jumlah daun lebih banyak pada priming benih dengan 0,001%, tetapi pada tahap-tahap selanjutnya lebih banyak jumlah daun tercatat pada hidropriming (Gambar. 4).

clip_image010

Gambar 4. Pengaruh priming benih dengan boron terhadap jumlah daun gandum (a) kultivar Mairaj-2008 dan (b) Faisalabad-2008.

Pada kultivar Mairaj-2008, panjang akar awalnya lebih banyak tercatat pada priming benih dengan larutan B 0,01 dan 0,001%, tetapi pada tahap berikutnya, perlakuan tersebut tidak berbeda dengan kontrol yang tidak diperlakukan. Pada kultivar Faisalabad-2008, benih yang dipriming dengan larutan B 0,01 dan 0,001% memiliki akar lebih panjang dibanding kontrol dari awal sampai akhir. Akan tetapi, priming benih dengan B 0,1% menurunkan panjang akar pada kedua kultivar (Gambar. 5).

clip_image012

Gambar 5. Pengaruh priming benih dengan boron terhadap panjang akar gandum (a) kultivar Mairaj-2008 dan (b) Faisalabad-2008.

Untuk panjang tunas serupa juga, pada kultivar Mairaj-2008, tunas awalnya lebih panjang terdapat pada priming benih dengan B 0,001%, tetapi pada akhirnya, panjang tunas sama pada semua perlakuan kecuali priming benih dengan larutan B 0,1% (Gambar. 6). Akan tetapi, pada kultivar Faisalabad-2008, awalnya tunas lebih panjang pada benih yang dihidropriming, diikuti oleh priming benih dengan larutan B 0,01 dan 0,001%, tetapi pada tahap akhir, panjang akar hampir sama pada semua perlakuan kecuali benih yang dipriming dengan larutan B 0,1%. Pada kedua kultivar, priming benih dengan larutan B 0,1% menurunkan panjang tunas (Gambar 6).

clip_image014

Gambar 6. Pengaruh priming benih dengan boron terhadap panjang tunas gandum (a) kultivar Mairaj-2008 dan (b) Faisalabad-2008.

Pada kedua kultivar, hidropriming dan priming benih dengan larutan B 0,01 dan 0,001% nyata meningkatkan berat kering kecambah dibanding dengan kontrol yang tidak diperlakukan. Priming benih dengan larutan B 0,001% adalah yang terbaik (Gambar 7). Sebaliknya, priming benih dengan lautan B 0,1% nyata menurunkan berat kering kecambah dibandingkan dengan kontrol yang tidak diperlakukan.

clip_image016

Gambar 7. Pengaruh priming benih dengan boron terhadap berat kering kecambah gandum (a) kultivar Mairaj-2008 dan (b) Faisalabad-2008.

Pembahasan yang diberikan adalah sebagai berikut:

Penelitian ini mengungkapkan bahwa priming benih dengan boron, terutama pada konsentrasi rendah, memiliki potensi yang signifikan untuk meningkatkan penampilan kecambah dan pertumbuhan awal bibit gandum. Priming benih dengan larutan boron pada konsentrasi rendah mengurangi waktu berkecambah 50% (Gambar 1) dan rata-rata waktu perkecambahan (Gambar 2), yang menunjukkan kemungkinan keterlibatan boron dalam metabolisme pati pada konsentrasi yang sangat rendah. Keduanya, waktu 50% berkecambah dan rata-rata waktu perkecambahan adalah indikator penting dari vigor benih. Priming benih memicu enzim hidrolitik dan mengubah proses fisiologis embrio, sehingga metabolisme perkecambahan dapat terjadi lebih cepat dari biasanya. Namun, priming dengan konsentrasi boron B yang tinggi adalah beracun bagi pertumbuhan tanaman (Gambar 1-7).

Munculnya daun lebih dini (Gambar 4) dari biji yang dipriming dengan larutan boron pada konsentrasi rendah mungkin merupakan akibat dari permulaan kemunculan yang lebih dini (Gambar 1 dan 2). Ini juga menunjukkan keterlibatan boron dalam pengaturan hormon tanaman, pembelahan sel dan perannya terhadap daerah pertumbuhan aktif tanaman seperti ujung akar, daun baru dan perkembangan tunas. Peningkatan panjang tunas dan akar (Gambar 5 dan 6) pada priming benih dengan boron mengindikasikan kemungkinan boron terlibat dalam pertumbuhan meristematik radikula dan premordia plumula. Permulaan perkecambahan yang lebih dini (Gambar 1 dan 2) dan peningkatan panjang akar dan tunas (Gambar 5 dan 6) memberikan kontribusi pada peningkatan berat bibit kering (Gambar 7) dari priming benih dengan boron 0,001%

Kesimpulannya, priming benih dengan boron 0,001% meningkatkan kedinian dan keseragaman perkecambahan, panjang tunas dan akar, dan berat kering bibit. Priming benih gandum dengan boron 0,001% dapat membantu untuk mendapatkan penampilan bibit yang lebih baik dan seragam serta pertumbuhan bibit yang lebih dini.

Daftar pustaka yang dipakai adalah sebagai berikut:

Al-Mudaris, M.A. and S.C. Jutzi, 1999. The influence of fertilizer-based seed priming treatments on emergence and seedling growth of Sorghum bicolor and Pennisetum glaucum in pot trials under greenhouse conditions. J. Agron. Crop Sci., 182: 135–141 Association of Official Seed Analysts (AOSA), 1990. Rules for testing seeds. J. Seed Technol., 12: 1–112

Bam, R.K., F.K. Kumaga, K. Ofori and E.A. Asiedu, 2006. Germination,vigour and dehydrogenase activity of naturally aged rice (Oryza sativa L.) seeds soaked in potassium and phosphorous salts. Asian J. Plant Sci., 5: 948–955

Bohnsack, C.W. and L.S. Albert, 1977. Early effects of boron deficiency on indole acetic acid oxidase levels of squash root tips. Plant Physiol., 59: 1047–1050 Bradford, K.J., 1986. Manipulation of seed water relations via osmotic priming to improve germination under stress conditions. Hort. Sci., 21: 1105–1112

Burgass, R.W. and A.A. Powell, 1984. Evidence for repair processes in the invigoration of seeds by hydration. Ann. Appl. Biol., 53: 753– 57 Ellis, R.A. and E.H. Roberts, 1981. The quantification of ageing and survival in orthodox seeds. Seed Sci. Technol., 9: 373–409 Farooq, M., A. Rehman, T. Aziz and M. Habib, 2011. Boron nutripriming improves the germination and early seedling growth of rice (Oryza sativa L.). J. Plant Nutr., 34: 1507–1515

Farooq, M., A. Wahid and K.H.M. Siddique, 2012. Micronutrient application through seed treatments – a review. J. Soil Sci. Plant Nutr., 12: 125–142 Farooq, M., S.M.A. Basra, A. Wahid, A. Khaliq and N. Kobayashi, 2009. Rice seed invigoration. In: Lichtfouse, E. (ed.), Organic Farming, Pest Control and Remediation of Soil Pollutants, Sustainable Agriculture Reviews, pp. 137–175. Springer: Berlin

Farooq, M., S.M.A. Basra, M. Khalid, R. Tabassum and T. Mehmood, 2006. Nutrient homeostasis, reserves metabolism and seedling vigor as affected by seed priming in coarse rice. Canadian J. Bot., 84: 1196–1202

Farooq, M., S.M.A. Basra, K. Hafeez and N. Ahmad, 2005. Thermal hardening: a new seed vigor enhancement tool in rice. J. Integr. Plant Biol., 47:187–193

Herrera-Rodriguez, M.B., A. Gonzalez-Fontes, J. Rexach, J.J. Camacho-Cristobal, J.M. Maldonado and M.T. Navarro-Gochicao, 2010. Role of boron in vascular plants and response mechanism to boron stresses. Plant Stress, 4: 115–122

Loomis, W.D. and R.W. Durst, 1992. Chemistry and biology of boron. Biol.Factors, 3: 229–239

Marschner, H., 1995. Mineral Nutrition of Higher Plants. 2nd edition, p: 889. Academic Press, New York, USA

Oosterhuis, D.M., 2001. Physiology and Nutrition of High Yielding Cotton in the USA, pp: 18–24. In Informacoes Agronomicas N-Setembro Siddiky, M.A., N.K. Halder, K.U. Ahammad, K.

Anam and M. Rafiuddin, 2007. Response of brinjal to zinc and boron fertilization. Int. J.

Sustain. Agric. Technol., 3: 40–45

Steel, R.G.D., J.H. Torrie and D.A. Dicky, 1997. Principles and Procedures of Statistics, A Biometrical Approach, 3rd edition, pp: 352–358. McGraw Hill, Inc. Book Co., New York, USA

Wang, Q., L.U. Longdou, W.U. Xiaoqin, L.I. Yiqin and L.I.N. Jinxing, 2003. Boron influences pollen germination and pollen tube growth in Picea meyeri. Tree Physiol., 23: 345–351

Warington, K., 1923. The effect of boric acid and borax on the broadbean and certain other plants. Annl. Bot., 37: 457–466

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

%d blogger menyukai ini: