PENYIMPANAN BENIH

PENYIMPANAN BENIH TUJUAN : mempertahankan viabilitas maksimum benih dalam suatu periode simpan tertentu MAKSUD : menyediakan benih untuk musim tanam berikutnya atau pelestarian benih tanaman

KELOMPOK BENIH BERDASARKAN VIABILITAS ORTHODOK: Viabilitas benih meningkat dengan berkurangnya kadar air dan suhu penyimpanan REKALSITRAN : Viabilitas pendek dan tidak dapat dikeringkan tanpa berbahaya dan mempunyai masa

KELOMPOK BENIH BERDASARKAN UMUR MIKROBIOTIK : Umur tidak lebih dari 3 tahun. Contoh : kedelai, pepaya MESOBIOTIK : Umur antara 3-15 tahun. Contoh : kebanyakan komoditi MAKROBIOTIK : Umur dapat mencapai 15-100 tahun. Contoh : cassia sp.

PERIODE SIMPAN PENYIMPANAN JANGKA PENDEK (1-9 BULAN) PENYIMPANAN JANGKA MENENGAH (18-24 BULAN) PENYIMPANAN JANGKA PANJANG (3-10 TAHUN)

FAKTORYANG MEMPENGARUHI VIABILITAS BENIH DALAM PENYIMPANAN FAKTOR DALAM : JENIS DAN SIFAT BENIH, VIABILITAS AWAL BENIH, KANDUNGAN AIR BENIH FAKTOR LUAR : SUHU, KELEMBABAN, GAS SEKITAR BENIH, MIKROORGANISME

FAKTOR LUAR Kelembaban nisbi (relatif) Kelembaban nisbi adalah ukuran uap air dalam udara relatif terhadap jumlah uap air jenuh dalam udara pada temperatur tertentu Meningkatnya temperartur udara mengakibatkan daya ikat uap air meningkat

FAKTOR LUAR Temperatur Secara umum, semakin tinggi temperatur semakin cepat benih mengalami kemunduran Beberapa hal yang perlu diperhatikan : Tungau tidak berkembang 5oC dan serangga tidak berkembang di bawah 15oC Sebagian besar jamur penyimpanan tidak berkembang di bawah temperatur 0oC Pengaruh temperatur terhadap organisme berkorelasi dengan kadar air

FAKTOR DALAM Kondisi fisik dan tingkat fisiologis Benih yang pecah, retak dan memar akan cepat mengalami kemunduran Stres lingkungan selama perkembangan benih, defisinesi unsur hara, air, suhu ekstrim

FAKTOR LUAR Kondisi fisik benih Sebagian besar kerusakan mekanis tidak terdeteksi secara nyata Umumnya uji kerusakan mekanis dilakukan terhadap kulit benih yang pecah atau uji struktur pertumbuhan bibit

FAKTOR LUAR Mikroflora dan serangga Sebagian besar berasal dari genus Spergillus dan Penicillium (jamur ini tidak menyerang benih sebelum dipanen) Pengaruh jamur penyimpanan terhadap benih adalah menurunnya perkecambahan, perubahan warna pada embrio, kernel atau seluruh benih, produksi mycotoxin, pemanasan

FAKTOR LUAR Kehadiran serangga meningkatkan temperatur, kadar air, dan CO2, memakan benih

METODE PENYIMPANAN BENIH PENYIMPANAN TRADISIONAL Tanpa tutup : tonggak vertikal Dengan tutup : lumbung sederhana PENYIMPANAN MODERN Disimpan dalam karung dan diletakkan di gudang Disimpan secara bulk dalam silo

PERUBAHAN YANG TERJADI SELAMA PENYIMPANAN BENIH PERUBAHAN FISIK (warna, bentuk, volume dsb) PERUBAHAN KIMIA (kandungan pati, protein dsb) KERUSAKAN KROMOSOM (mutasi)

PENGARUH LINGKUNGAN PENYIMPANAN Faktor suhu penyimpanan dan kadar air benih merupakan faktor penting yang mempengaruhi masa simpan benih Biasanya kadar air berpengaruh lebih besar dibandingkan suhu

PENGARUH LINGKUNGAN PENYIMPANAN Harrington (1960) mengajukan kaidah Thumb Rules yang menghubungkan kadar air benih dan suhu dengan masa hidup benih Kaidah setiap kenaikan suhu penyimpanan sebesar 5oC setiap kenaikan kadar air sebesar 1 % maka masa hidup benih diperpendek setengahnya

PENGARUH LINGKUNGAN PENYIMPANAN Kaidah pertama berlaku untuk suhu penyimpanan antara 0 –50 oC. Kaidah kedua berlaku untuk kadar air antara 5 – 14 %. Kedua kaidah berlaku secara terpisah dan bersifat additive (penambahan)

PENGARUH LINGKUNGAN PENYIMPANAN Benih yang disimpan pada kadar air > 14 % akan meningkatkan respirasi, pemanasan dan serangan jamur Pada suhu < 5 %, akan merusak struktur membran, mempercepat kemunduran benih Penyimpanan sebagian besar benih pada kadar air antara 5 – 6 % ideal untuk memaksimalkan daya hidup

PENGARUH LINGKUNGAN PENYIMPANAN Kad ar air yang membahayakan pada penyimpanan benih biasanya tidak sama untuk setiap jenis tanaman, lot atau keadaan penyimpanan Benih bersifat higroskopis, sehingga pada setiap keadaan kadar air benih selalu mengadakan keseimbangan dengan udara di sekitarnya Benih yang disimpan pada kondisi yang diatur bersuhu rendah dan berkadar air rendah hingga sedang akan berdaya kecambah tinggi Lot: Sekumpulan benih yang homogen baik dalam varitas, fenotype maupun genotype yang berasal dari areal sumber benih, mur tegakan, waktu panen serta cara-cara pengelolannya yang seragam

PENGARUH LINGKUNGAN PENYIMPANAN Jenis Daya Kec. (%) Daya Kec setelah disimpan 11 bulan pada suhu berbeda 0OC 10-13OC 20-22OC 27-28OC Kubis 90 72 71 63 53 Wortel 65 57 51 45 42 Selada 61 55 50 Peterseli 56 32 31 28 Caisin 99 91 89 86

PENYIMPANAN HAMPA UDARA DAN KOMOPOSISI GAS YANG DIATUR Barley : semakin tinggi kadar oksigen lingkungan penyimpanan, semakin cepat menurunnya vibilitas benih Bunga-bungaan : benih yang disimpan tertutup dalam gas CO2 hanya menurun 30 %, sedangkan yang disimpan di ruang terbuka telah hilang viabilitasnya

PENYIMPANAN HAMPA UDARA DAN KOMOPOSISI GAS YANG DIATUR Penggunaan gas nitrogen dan hampa udara pada penyimpanan tertutup tidak lebih menguntungkan dibanding penggunaan udara biasa Semanggi yang disimpan pada hampa udara dan dalam gas nitrogen berumur lebih pendek dibandingkan bila disimpan dalam udara terbuka

PENYIMPANAN HAMPA UDARA DAN KOMOPOSISI GAS YANG DIATUR Kedelai yang disimpan pada kondisi hampa udara daya kecamabah 100%, sedang yang tersimpan di ruang tertutup tanpa oksigen daya kecambah 93 %.

PENGARUH CAHAYA TERHADAP DAYA SIMPAN Tidak ada pengaruh positip dari cahaya terhadap daya simpan kecuali adanya penurunan kadar air benih

KEMUNDURAN BENIH (DETERIORATION) Deteriorasi adalah menurunnya daya kecambah dan vigor benih selama dalam penyimpanan. Benih adalah makhluk hidup, sehingga suatu saat akan mengalami kematian Proses kematian benih tidak dapat dicegah, yang dapat dilakukan adalah memperlambat kematiannya

KONSEP KEMUNDURAN BENIH Kemunduran benih suatu proses yang pasti terjadi Proses katabolisme pada kemunduran benih tidak dapat dibalik Kemunduran benih bervariasi antar populasi

GEJALA KEMUNDURAN BENIH GEJALA FISIOLOGIS : Hilangnya aktivitas enzim: aktivitas enzim tertentu yang berkaitan dengan perombakan cadangan makanan atau biosintesis jaringan baru Menurunnya respirasi: respirasi merupakan gabungan ekspresi dari aktivitas sejumlah kelompok enzim dalam merombak cadangan makanan

GEJALA KEMUNDURAN BENIH GEJALA FISIOLOGIS : Meningkatnya bahan terlarut benih: benih yang mengalami kemunduran bahan terlarut benih meningkat jika benih direndam. Meningkatnya kandungan asam lemak bebas: meningkatnya asam lemak terutama akibat aktivitas jamur dan umumnya terjadi apda benih dengan kadar air > 12 %.

GEJALA KEMUNDURAN BENIH GEJALA PENAMPILAN : Turunnya penampilan selama perkecambahan, tertundanya kecambah muncul, lambatnya pertumbuahan bibit, hilangnya potensi pemunculan benih Menurunnya ketahanan terhadap stress lingkungan selama perkecambahan dan awal pertumbuhan

HUBUNGAN PERUBAHAN WARNA DENGAN PENUAAN BENIH Kulit benih beberapa spesies tanaman menjadi coklat pada benih yang tua, terutama jika disinari. Penuaan juga berkaitan dengan pencoklatan pada embrio yang berkaitan dengan warna kulit, perkecambahan dan vigor.

TEORI KEMUNDURAN BENIH Beberapa teori yang didasarkan pada prinsip-prinsip genetik dan fisiologis, telah banyak diajukan untuk menerangkan proses kemunduran benih.

TEORI KEMUNDURAN BENIH PERUBAHAN PADA STRUKTUR PROTEIN Masa hidup benih tidak tergantung pada ketersediaan cadangan makanan, tetapi tergantung pada berapa lama molekul protein hasil penguraian protoplasma sewaktu benih mengering dapat bergabung kembali menjadi protoplasma yang aktif bila benihnya menyerap air (Ewart, 1998)

TEORI KEMUNDURAN BENIH BERKURANGNYA CADANGAN MAKANAN Benih yang masih memiliki cadangan makanan cukup namun mati adalah karena terjadi kerusakan pada sistem pengangkutan makanan Harrington (1960)

TEORI KEMUNDURAN BENIH PEMBENTUKAN ASAM LEMAK Beberapa bukti menunjukkan, bahwa kematian benih sering disertai dengan terbentuknya asam lemak Pada benih berkadar air 8 hingga 9% yang disimpan selama 700 hari, daya kecambahnya berkurang 8% dan kandungan asam lemaknya meningkat 14 satuan

TEORI KEMUNDURAN BENIH AKTIVITAS ENZIM Leggatt (1929-1930) mendapatkan kolerasi antara aktivitas enzim katalase dengan daya kecambah benih gandum

TEORI KEMUNDURAN BENIH PERUBAHAN KROMOSOM Beberapa laporan adanya perubahan kromosom pada benih tua dari berbagai jenis benih, di antaranya: Crepis spp (Navashin, 1933; Navashin dan shkvarnikov, 1933; Navashin dan Gerassimowa, 1936), jagung (Peto, 1933), bawang (Nichols, 1941; 1942)

TEORI KEMUNDURAN BENIH PERUBAHAN KROMOSOM Ekstrak benih tua dapat menyebabkan benih segar bermutasi Laju mutasi meningkat dengan semakin menuanya benih Tampaknya pada kondisi penyimpanan yang baik tidak terbentuk mutagen, sebab biasanya kejadian terbentuknya mutagen yang teramati ditemukan pada benih yang telah terkena suhu tinggi, kelembaban nisbi tinggi atau keduanya

TEORI KEMUNDURAN BENIH KERUSAKAN MEMBRAN Kerusakan mula-mula yang menyebabkan benih tua tidak dapat berkecambah, merupakan kerusakan di luar sel Villiers (1973) Pada waktu benih diimbibisi untuk dikecambahkan, kerusakan membran dan sistem enzim oleh radikal bebas dapat mempengaruhi proses metabolit pentingnya

TEORI KEMUNDURAN BENIH RESPIRASI Teori mengenai kemunduran benih, kecuali mengenai asam lemak, selalu dihubungkan dengan respirasi Respirasi meningkat sejalan dengan kenaikan kadar air benih, tetapi lajunya sangat rendah pada kadar air 4 hingga 11% (Bally, 1940; Harrington, 1963) Biasanya pada suhu 32°C dan kelembaban nisbi 90% viabilitas benih hilang dalam waktu kurang dari tiga bulan.

PERUBAHAN YANG MENYERTAI KEMUNDURAN BENIH PERUBAHAN KIMIAWI Setelah kemasakan tercapai, perubahan proses kimiawi terus berlangsung, proses katabolik mendominasi dan kemunduran menjadi tampak Perubahan katabolik berlangsung lebih lambat pada suhu dan kelembaban nisbi yang rendah dibanding pada suhu dan kelembaban nisbi yang tinggi

PERUBAHAN YANG MENYERTAI KEMUNDURAN BENIH DAYA KECAMBAH DAN VIGOR Daya kecambah dan vigor benih semakin menurun sejalan dengan bertambahnya umur benih

PERUBAHAN YANG MENYERTAI KEMUNDURAN BENIH PERUBAHAN SITOLOGIS Salah satu dari perubahan yang berhubungan dengan penuaan benih adalah aberasi kromosom, yang sering dianggap sebagai pengaruh mugaten De Vries menemukan mutasi pada benih menua pada tahun 1901 (Kostoff, 1935) Bila benih disimpan pada kondisi yang menguntungkan, maka tidak mungkin ditemukan abrasi sitologis (1967)

MAINTAINING SEED VIABILITY AND VIGOR RULE OF THUMB : STORED SEED BEST MAINTAINS VIABILITY AND VIGOR WHEN THE COMBINATION OF AIR TEMPERATURE IN DEGREES FAHRENHEIT AND PERCENT RELATIVE HUMIDITY OF THE AIR IS 100 OR LESS THUS A SEED STORAGE RELATIVE HUMIDITY OF 30% OR LESS AT A TEMPEARTURE OF 70oF OR LOWER WOULD MAINTAIN VIABILITY AND VIGOR IN THE SEED OF MOST PLANT TYPES

DAMPAK KADAR AIR BENIH KADAR AIR BENIH KONDISI 4-8 % SANGAT KECIL ATAU TIDAK ADA AKTIFITAS DERANGGA (TERLALU KERING UNTUK SERANGGA) 10-12% SESUAI UNTUK MENYIMPAN EBANYAKAN BENIH PADA KEADAAN TERBUKA DAN BADA KANTONG KAIN ATAU WADAH KEDAP KELEMBABAN 14-16% FUNGI KEMUNGKINAN TUMBUH DAN MEMBAHAYAKAN BENIH 18-20% VIABILITAS DAN VIGOR BENIH MENURUN CEPAT KARENA RESPIRASI BENIH DAN AKTIVITAS SERANGGA 24-60% BENIH MEMBUSUK 46-60% BENIH BERKECAMBAH

BANGUNAN PENYIMPAN BENIH Melindungi benih terhadap air Melindungi benih terhadap kontaminasi Memberikan perlindungan terhadap tikus Memberikan perlindungan terhadap serangga Memberi perlindungan terhadap cendawan Memberikan perlindungan terhadap kebakaran

BANGUNAN PENYIMPANAN BENIH TERKENDALI Bangunan penyimpanan benih yang aman perlu sistem pengendalian suhu dan kelembaban. Dinding, langit-langit dan lantai ruang harus memiliki insulasi panas dan penyekat uap air Ruang penyimpan berpendingin tidak boleh berjendela, pintu harus benar-benar terinsulasi dan tertutup rapat