Identifikasi, Pengembangan Pengujian mutu dan Perilaku Penyimpanan Benih Porang (Amorphophallus Blumme)

Abstract

Sertifikasi benih porang merupakan salah satu upaya untuk menjamin mutu benih yang beredar di tingkat petani yaitu mutu genetik, fisiologi, dan fisik benih. Deskripsi variasi morfologi, tingkat masak yang tepat, viabilitas, vigor, perilaku simpan, dan metode uji mutu benih yang tepat dibutuhkan untuk menghasilkan data mutu benih yang akurat. Penelitian ini terdiri atas empat percobaan yang bertujuan (1) mengetahui morfologi bunga, buah dan benih porang yang dapat dimanfaatkan untuk mengevaluasi kemurnian fisik dalam uji mutu benih di laboratorium, serta mengetahui komposisi cadangan makanan pada benih porang; (2) mengetahui pengaruh tingkat masak berdasarkan warna perikarp dan posisi buah pada spadik terhadap mutu fisik dan fisiologi benih porang; (3) mengklasifikasikan karakter benih berdasarkan perilaku simpan dan mengidentifikasi pengaruh kondisi lingkungan simpan terhadap viabilitas benih selama lima bulan; dan (4) memperoleh metode penetapan kadar air dan pengujian daya berkecambah benih porang. Percobaan pertama morfologi buah dan benih yang disusun dengan rancangan acak lengkap (RAL) satu faktor, yaitu posisi buah pada spadik (posisi ujung, tengah dan pangkal spadik). Spadik dipanen pada tingkat masak berdasarkan warna merah perikarp >50% pada spadik. Hasil percobaan menunjukkan bahwa posisi benih pada spadik tidak berpengaruh terhadap ukuran buah dan benih. Warna perikarp beragam dalam satu spadik yaitu merah, oranye, kuning, kuning kehijauan dan hijau. Panjang buah porang berkisar 1,38-1,67 cm, lebar buah 0,7-1,22 cm dan tebal 0,6-0,95 cm. Bentuk buah porang beragam yaitu ovoid atau oval, agak persegi atau trapesium dengan bagian pangkal lebih lebar, dan bagian ujung lebih sempit. Permukaan buah halus dan mengkilap. Bentuk benih porang umumnya beragam, yaitu memanjang dan agak oval, dengan ujung tumpul dan meruncing pada bagian lainnya. Permukaan benih tampak halus, agak kusam, dan berwarna abu-abu kekuningan dengan sedikit bintik-bintik cokelat gelap atau kecokelatan pada permukaan benih. Kisaran panjang benih 0,4-1,60 cm, lebar 0,13-0,7 cm dan tebal 0,1-0,55 cm. Komposisi cadangan makanan pada benih porang terdiri atas 51,0% pati (15,7% dalam bentuk glukomanan), 20,8% protein, dan 1,0% lemak. Percobaan kedua pengaruh tingkat masak berdasarkan warna perikarp dan posisi buah pada spadik terhadap mutu benih porang. Percobaan disusun secara acak kelompok dengan dua faktor, yaitu tingkat masak berdasarkan warna perikarp M30% (30-49% merah), M50% (50-69% merah), M75% (>75% merah) dan posisi pada spadik, (ujung, tengah dan pangkal). Penetapan kadar air benih menunjukkan bahwa rata-rata kadar air pada masing-masing tingkat masak yaitu 62,49% (M30%), 63,42% (M50%) dan 61,07% (M75%). Tingkat masak dan posisi buah berpengaruh terhadap persentase buah bernas, buah hampa, buah busuk, dan bobot kering benih. Buah yang dipanen pada tingkat masak M50% memiliki rata-rata viabilitas tertinggi yaitu 93,1%. Tingkat masak M75% memiliki vigor tertinggi dengan rata-rata T50 terendah, yaitu 126,5 hari setelah tanam (HST). Buah dan benih pada posisi ujung dan tengah spadik cenderung memiliki mutu fisik dan fisiologi yang lebih baik dibandingkan dengan posisi pangkal spadik. Tingkat panen M50% dengan indikasi warna merah perikarp lebih dari 50% merupakan waktu yang tepat untuk panen karena memiliki mutu fisik dan fisiologi paling optimum pada semua posisi benih di spadik. Percobaan studi perilaku simpan benih porang menunjukkan bahwa persentase kadar air di atas 60% pada saat panen dan tidak dapat diturunkan hingga 10-12%. Penurunan kadar air dengan metode laju penurunan cepat menggunakan dehidrator pada suhu 35°C dengan RH 40% selama 42 jam menyebabkan benih kehilangan viabilitasnya. Laju penurunan lambat dengan silika gel pada suhu 22oC dengan RH 10% selama 217 hari dapat mempertahankan daya berkecambah sebesar 45% dengan rata-rata kadar air benih 41,5%. Benih porang dapat mepertahankan viabilitas pada kisaran kadar air 40-50%. Benih porang dengan tingkat kadar air yang tinggi membutuhkan kondisi simpan yang optimum untuk mempertahankan viabilitasnya. Benih porang dengan daya berkecambah awal 80%-95% dan kadar air awal 60%-62% dapat dipertahankan viabilitasnya selama 3 bulan (rata-rata daya berkecambah 93%) pada lingkungan simpan suhu ruang (26-32oC, RH >60%) dan selama 5 bulan (rata-rata daya berkecambah 87%) pada lingkungan simpan suhu terkendali (20-23oC, RH 50-60%). Beberapa sifat benih porang antara lain kadar air panen tinggi, sensitif terhadap desikasi, sensitif terhadap suhu rendah dan daya simpan benih yang pendek (5 bulan), sehingga mengindikasikan benih porang adalah benih rekalsitran. Pengembangan metode penetapan kadar air benih terdiri atas percobaan untuk membandingkan antara perlakuan benih utuh dan benih dipotong dengan suhu rendah konstan 103oC selama 17 jam pada tiga lot benih A1 (Madiun, 9-11 Juni 2022, 3 MSP), lot A2 (Madiun, 6-9 Juni 2022, 3 MSP), lot A3 (Purwokerto, 22 Juni 2022, 2 MSP). Percobaan dilanjutkan dengan membandingkan metode penetapan kadar air benih pada suhu rendah 103oC selama 17 jam dengan suhu tinggi 130oC masing-masing selama 4, 5 dan 6 jam pada tiga lot benih A1 (Madiun, 9-11 Juni 2022, 8 MSP), lot A2 (Madiun, 6-9 Juni 2022, 8 MSP), lot A4 (Madiun, 22-24 Juli 2022, 2 MSP). Hasil percobaan menunjukkan tidak terdapat perbedaan antara kadar air benih utuh dan benih dipotong, sehingga penetapan kadar air benih porang dapat menggunakan benih utuh dengan metode oven suhu rendah konstan 103oC selama 17 jam. Hasil penetapan kadar air dengan metode oven suhu tinggi konstan 130oC selama 4 jam tidak berbeda dengan hasil penetapan kadar air benih dengan suhu rendah konstan 103oC selama 17 jam. Pengembangan metode daya berkecambah membandingkan antara suhu germinator (25oC dan 30oC) pada lima lot benih. Pengujian daya berkecambah dapat dilakukan dengan metode antar kertas pada suhu 30oC dengan pengamatan pertama dilakukan pada 37 HST dan pengamatan akhir pada 57 HST. Metode pemanasan kering pada suhu 35oC selama empat minggu dapat menurunkan T50 dari rata-rata 45,3 HST menjadi 19,3 HST. Perlakuan pendahuluan dengan metode pemanasan kering diperlukan untuk pengujian daya berkecambah benih yang baru panen.

Porang (A. muelleri) seed certification is a process that ensures the quality of commercial seeds, including their genetic and physical purity. Descriptions of morphological variations, seed maturity levels, storage behavior, and seed quality testing methods are needed to generate accurate seed quality data. This study consisted of four experiments aimed at (1) observing the morphology of porang flowers, fruits, and seeds as reference for seed physical purity in the laboratory testing and determining the composition of food reserves in seeds; (2) determining the effect of seed maturity level based on fruit color and position on the spadix on the physical and physiological quality of porang seeds; (3) classifying seed characteristics based on storage behavior and the effect of storage environmental conditions on seed viability during five months; and (4) obtaining a method for determining water content and testing the seed germination. The first experiment on the identification of fruit, seeds, and the composition of porang seed food reserves was arranged using a completely randomized design with a factor of the position of the fruit on the spadix (distal, middle, and proximal). The fruit was harvested at a maturity level based on the pericarp color, with > 50% of the spadix red. The experiment's results showed that the seed's position on the spadix had no significant effect on fruit and seed size. There were several pericarp colors, including red, yellowish red or orange, yellow, greenish yellow, and green. The length of the porang fruit ranged 1,38-1,67, the width of the fruit ranged 0,7- 1,22 cm, and the thickness ranged 0,6-0,95 cm. The fruit shapes included ovoid or oval, slightly square or trapezoidal, with a broader base and narrower top. The pericarp surface was smooth and shiny. The seed shape was elongated and somewhat oval, with a blunt tip and slightly tapered side. The seed surface appeared smooth, somewhat dull, and yellowish-gray, with a few dark brown or brownish spots on the surface of the seed. The seed length ranged from 0,4 to 1,60 cm, the width ranged from 0,13 to 0,7 cm and the thickness ranged from 0,1 to 0,55 cm. The composition of 51,0% food reserves in porang seeds was starch (15,7% of glukomannan content), 20,8% protein, and 1,0% fat. The second experiment examined the effect of maturity stage based on fruit pericarp color composition and intra-spadix position (distal, middle and proximal) on the physical and physiological seed quality. Spadix harvested at 30%, 50%, and 75% red color of pericarp in the spadix (M30%, M50%, and M75%). The seed moisture contents were 62,5% (M30%), 63,4% (M50%) dan 61,1% (M75%). Maturity level and fruit position significantly affected the quality of the porang fruit and seeds such as percentage of full fruit, empty fruit, rotten fruit, and seed dry weight. Spadix harvested at the M50% maturity level has the highest average viability of 93,1%, while the M75% maturity level has the highest vigor with the lowest average T50 of 126,5 days after planting (DAP). Fruit and seeds at the distal and middle positions of the spadix had better quality compared to the proximal position of the spadix. The M50% maturity level, indicated by a red pericarp color of more than 50%, was the optimal time to harvest because it had the highest quality at all seed positions on the spadix. The study of porang seed storage behavior showed that seeds had a high moisture content (above 60%) and couldn’t be reduced to 10-12%. Reducing water content by rapid drying in a dehydrator at 35°C with 40% RH for 42 hours resulted in lethal seeds, whereas slow drying with silica gel at 22 °C with 10% RH for 217 days preserved seed viability. Seeds with 40-50% moisture content maintained their viability; therefore, porang seeds (A. muelleri) were considered recalcitrant. Porang seeds with an initial germination of 80%-95% and an initial moisture content of 60%-62% could maintain their viability for 3 months (average germination of 93%) in a room temperature storage environment (26-32ºC, RH >60%) and for 5 months (average germination of 87%) in a controlled temperature storage environment (20-23ºC, RH 50-60%). The low-temperature moisture content determination experiment compared the preliminary treatment (whole seeds and cut seeds) of three sed lots A1 (Madiun, 9-11th June 2022, 3 weeks after harvesting or WAH), lot A2 (Madiun, 6-9th June 2022, 3 WAH), lot A3 (Purwokerto, 22 June 2022, 2 WAH) using a constant temperature oven method of 103ºC for 17 hours, then continued with compared the drying method (low temperature 103ºC for 17 hours, high temperature 130ºC for 4, 5, and 6 hours respectively) of three seed lots A1 (Madiun, 9-11th June 2022, 8 WAH), lot A2 (Madiun, 6-9th June 2022, 8 WAH), lot A4 (Madiun, 22-24th July 2022, 2 WAH). The experiment results showed that there was no significant difference in moisture content between whole and cut seed; therefore, the the moisture content of porang seeds can be determined using whole seeds in a constant low-temperature oven of 103ºC for 17 hours. The determination of moisture content using a constant high-temperature oven method of 130ºC for 4 hours could substitute the low-temperature oven method of 103ºC for 17 hours. The seed germination method compared germination temperatures between 25ºC and 30ºC across five seed lots. The seed germination testing method is the between paper method at 30ºC with the first evaluation carried out at 37 HST and the final evaluation at 57 DAP. Seed treatment using the dry heating method at 35ºC for four weeks before testing accelerated the T50 from an average of 45,3 to 19,3 DAP. Seed treatment using dry heating method before germination testing is required for newly harvested seed.