Benih bermutu baik merupakan faktor utama suksesnya produksi. Di negara berkembang, tidak/kurang tersedianya benih bermutu antara lain disebabkan oleh kekurangan atau kelemahan dalam: (1) penyediaan varietas unggul, (2) teknologi produksi benih, (3) penanganan benih pasca panen, dan (4) pemasaran. Disamping itu minat petani terhadap varietas baru masih kurang. Biasanya petani menggunakan benih yang dihasilkan sendiri (save own seed), karena benih komersial tidak tersedia atau bukan varietas yang tepat sesuai kebutuhan mereka.
Di Amerika Utara beberapa faktor berikut menunjang perkembangan industri benih: (1) meningkatnya jumlah varietas baru yang tersedia, (2) perkembangan sertifikasi benih dan program perundangan perbenihan, (3) perkembangan teknologi penanganan benih pasca panen, (4) pengetahuan yang lebih baik tentang mutu benih, (5) adanya seed grower (produsen benih).
Produksi benih bermutu tinggi dengan mutu fisik, kemurnian spesies dan kultivar yang tinggi, daya berkecambah dan vigor yang tinggi, ukuran yang seragam, bebas dari biji gulma dan penyakit seedborne, dan kadar air benih rendah, memerlukan kemampuan teknis dan pengetahuan tentang pemuliaan tanaman. Orientasi pemuliaan dalam menghadapi tuntutan produksi benih tidak saja berdasarkan kriteria ekonomis, tetapi juga pada prinsip DUS (distinctiveness, uniformity, stability). Varietas yang dihasilkan selain unggul dalam produksi (hasil tinggi, tahan penyakit tertentu, dsb), juga harus memiliki sifat yang berbeda dari varietas lainnya yang sudah beredar (distinctive), seragam performansi pertanamannya (uniform), dan mantap (stable) dalam sifat keunggulannya. Selain itu diperlukan jaminan oleh pihak ketiga sehingga lahirlah Program Sertifikasi Benih. Program ini dilaksanakan oleh instansi pemerintah, perorangan atau badan hukum dengan seizin pemerintah (UU No.12 tahun 1992 pasal 14 ayat 1 dan 2). Prinsip program sertifikasi benih mengandung dua misi yaitu agar benih yang dipasarkan terjamin mutunya dan benar informasinya.
Produksi benih tergantung pada spesies tanaman, tetapi pada dasarnya mengikuti prinsip berikut: (1) mempertahankan kemurnian genetik benih, dan (2) teknologi produksi benih yang mencakup prinsip-prinsip agronomi untuk mempertahankan mutu benih yang tinggi.
Mempertahankan Kemurnian Genetik Dalam Produksi Benih
Kestabilan sifat-sifat unggul varietas dapat mengalami deteriorasi. Beberapa faktor yang mempengaruhi deteriorasi kemurnian genetik adalah: variasi perkembangan, pencampuran secara mekanis, mutasi, persilangan alami, variasi minor dalam genetik, pengaruh penyakit, dan teknik pemulia tanaman. Dari faktor-faktor tersebut, pencampuran secara mekanis, persilangan alami, dan pengaruh penyakit adalah alasan terpenting terjadinya deteriorasi varietas selama produksi benih; demikian pula jika memproduksi di daerah yang jauh dari situs adaptasi alaminya, yang akan menyebabkan variasi dalam perkembangannya dan perubahan genetik dalam varietas.
Pencampuran varietas, penyebab terpenting dalam deteriorasi varietas, sering terjadi apabila tanaman volunteer, yang sama dengan tanaman yang sedang ditanam, berada di lahan yang sama, atau ada varietas yang berbeda ditanam berdekatan. Persilangan alami merupakan sumber deteriorasi varietas pada tanaman yang menyerbuk silang. Deteriorasi terjadi karena persilangan alami dengan tipe yang tidak diinginkan, tanaman terinfeksi penyakit atau off-type. Pada tanaman yang menyerbuk sendiri, persilangan alami bukan sumber kontaminasi yang serius kecuali varietasnya male sterile dan ditanam berdekatan dengan varietas lain. Isolasi tanaman adalah faktor terpenting dalam menghindari kontaminasi.
Untuk mempertahankan kemurnian genetik varietas dalam produksi benih, tahapan berikut perlu dilakukan:
Sumber benih untuk multiplikasi harus berasal dari kelas benih di atasnya. Kelas benih terdiri atas:
(a) Breeder Seed (Benih Penjenis)
(b) Foundation Seed (Benih Dasar )
(c) Stock Seed (Benih Pokok)
(d) Extension Seed (Benih Sebar)
Inspeksi lahan sebelum penanaman untuk menghindari kontaminasi karena tanaman volunteer.Isolasi tanaman dari berbagai sumber kontaminasi melalui persilangan alami dengan varietas lain dan off-type dengan bantuan angin dan serangga.
Sertifikasi benih untuk mempertahankan kemurnian genetik dan mutu benih. Inspeksi lapangan (oleh Balai Pengawasan & Sertifikasi Benih) pada fase-fase kritikal pertumbuhan tanaman dilakukan untuk verifikasi kemurnian genetik, deteksi pencampuran, gulma terutama yang berbahaya, dan penyakit seedborne.
Roguing off-type yang berbeda dalam karakteristik dari varietas yang ditanam. Off-type dapat berasal dari keberadaan gen resesif dalam heterozigot, timbul karena mutasi. Tanaman heterozigot bersegregasi untuk karakter yang dipengaruhi oleh gen tertentu dalam siklus produksi berikutnya sehingga dihasilkan off-type. Tanaman volunteer berasal dari benih yang tidak sengaja ditanam atau dari benih yang diproduksi sebelumnya sehingga menimbulkan off-type.
Menguji secara periodik kemurnian genetik benih dengan cara menumbuhkan tanaman untuk mempertahankan mutu. Menanam hanya di daerah adaptasinya untuk menghindari perubahan genetik.
Menghindari kontaminasi yang disebabkan oleh pencampuran mekanis pada saat tanam, panen, perontokan, prosesing, dan penanganan benih, serta penyakit seedborne.
Prinsip Agronomis dalam Produksi Benih
Pada umumnya teknologi produksi untuk biji konsumsi (market-use) memerlukan kondisi lingkungan berbeda dari ’benih’ (seed crop).
(1) Agroklimat dan Lokasi
Daerah dengan curah hujan dan kelembaban sedang lebih sesuai untuk produksi benih dibandingkan dengan curah hujan dan kelembaban tinggi dan suhu ekstrim. Pada umumnya tanaman memerlukan periode kering bermatahari dan suhu sedang untuk pembungaan dan polinasi. Embun dan hujan berlebihan mempengaruhi polinasi sehingga pembuahan gagal. Curah hujan tinggi berakibat pada tingginya serangan hama dan penyakit, tertundanya kemasakan dan berkecambahnya benih. Benih masak lebih peka terhadap perontokan, angin kencang, dan hujan lebat. Untuk memproduksi benih, tanaman memerlukan curah hujan merata selama perkembangan, kemudian diikuti kondisi kering selama pemasakan benih (seed maturation), hal ini untuk meminimalkan infestasi patogen.
Kondisi cuaca kering dan sangat panas berpengaruh buruk terhadap pembungaan. Suhu ekstrim dapat menyebabkan desikasi polen dan gagalnya pembuahan. Pada onion (bawang), tomat, selada, suhu terlalu tinggi dapat menghalangi pertumbuhan polen dan fertilisasi. Suhu ekstrim rendah juga merusak mutu benih pada awal pemasakan benih. Oleh karena itu, lokasi dengan agrokimat yang eksrim biasanya tidak sesuai untuk produksi benih.
Lahan atau tanah untuk produksi benih harus bertekstur ringan, berdrainase baik dan subur, bebas dari tanaman volunteer, biji gulma dan tanaman lain, bebas dari seedborne, tidak bekas tanaman atau varietas lain.
(2) Isolasi, Varietas, dan Penanaman
Tanaman harus diisolasi dengan memberikan jarak cukup antara plot produksi benih dan lahan yang terkontaminasi. Bahkan setelah panen, isolasi dari varietas berbeda diperlukan untuk menghindari kontaminasi mekanis. Kantong/karung dan peralatan lain harus bersih untuk mempertahankan kemurnian benih.
Varietas yang ditanam harus sesuai dengan kondisi agroklimat, berdaya hasil tinggi, tahan penyakit, genjah, dan sebagainya. Kemurnian benih harus tinggi dan kelas benih harus jelas.
Alat penanam harus bersih untuk menghindari kontaminasi. Jarak yang cukup di dalam baris dan antar baris baik untuk aliran udara dan masuknya cahaya matahari mengenai bunga, juga memudahkan dalam melakukan proteksi tanaman. Benih berukuran kecil ditanam lebih dangkal daripada benih berukuran besar. Pemunculan kecambah juga lebih baik bila ditanam lebih dalam di tanah berpasir darpada di tanah liat.
(3) Roguing, Polinasi, dan Pengendalian Gulma
Roguing teratur sangat penting dalam produksi benih. Tanaman yang berbeda dari normal (lemah, sakit, off-type) dicabut dan dibuang sedini mungkin sebelum pembungaan, terutama dalam tanaman menyerbuk silang, untuk menghindari kontaminasi. Tanaman yang jelas lebih tinggi, berbeda warna, ukuran, bentuk dan orientasi daun, atau karakteristik lain, dan tanaman terinfeksi penyakit harus dibuang. Roguing pada stadia masak juga penting untuk membuang tanaman yang berbeda yang tidak dapat dibedakan pada stadia lebih awal.
Polinasi buatan mungkin diperlukan untuk menghasilkan pembuahan yang bagus dan meningkatkan produksi benih.Pengendalian gulma penting untuk menghindari penurunan hasil karena kompetisi, dan gulma merupakan sumber kontaminasi dengan cara tercampur saat panen. Gulma juga merupakan inang dari penyakit tertentu.
(4) Irigasi dan Pemupukan
Oleh karena iklim agak kering lebih sesuai untuk produksi benih bermutu tinggi dan bebas penyakit, maka irigasi diperlukan dimulai dari sebelum tanam sampai dengan masa pembungaan dengan interval tertentu. Tanaman untuk menghasilkan benih agak sensitif terhadap stres air pada masa vegetatif, pembungaan dan stadia masak. Irigasi harus dihentikan 2 – 3 minggu sebelum benih masak agar pada saat panen kondisi lebih kering.
Pemupukan N, P, K dan mineral esensial lainnya yang cukup sangat penting untuk pertumbuhan dan perkembangan tanaman yang sempurna. Tingkat pemupukan N dan P yang lebih rendah diberikan untuk memproduksi benih, ini untuk menghindari pertumbuhan vegetatif terus menerus. Oleh karena itu perlu diketahui kebutuhan nutrisi individu tanaman untuk suplai nutrisi yang ideal pada setiap stadia pertumbuhan tanaman. Aplikasi pupuk dilakukan pada saat tanam dan sebelum berbunga, hal ini untuk menghindari konsumsi berlebihan saat awal pertumbuhan, serta meningkatkan efektivitas penyerapan hara dan pembentukan struktur reproduksi tanaman. Unsur hara mikro molybdenum diperlukan untuk optimasi fiksasi N. Boron diketahui dapat meningkatkan jumlah buah dan biji pada kapri dan buncis; defisiensi boron dapat mengakibatkan retak pada kulit buah tomat, bentuk abnormal, dan kemasakan buah tidak merata.
(5) Proteksi Tanaman
Pengendalian yang efektif terhadap hama dan penyakit perlu dilakukan untuk menghasilkan tanaman sehat. Pengendalian HPT terpadu (integrated pest management) antara lain dengan menaman benih bebas penyakit, dan seed treatment dapat mengatasi penyakit terbawa benih (seedborne). Selain mengurangi jumlah benih yang dihasilkan, hama dan penyakit dapat merusak mutu benih. Benih yang diberi perlakuan fungisida (sintetis maupun alami/nabati) atau agens biokontrol dapat mengendalikan patogen seedborne maupun soilborne. Aplikasi fungisida dan insektisida yang tepat dalam dosis dan waktu yang tepat dapat secara efektif mengontrol hama dan penyakit. Roguing tanaman terinfeksi penyakit secara terus menerus dapat menghindari penyebaran hama dan penyakit, demikian pula isolasi jarak dan waktu dari sumber penyakit.
(6) Pemanenan, Prosesing dan Pengeringan
Saat panen yang tepat dapat memaksimumkan hasil dan mutu benih. Mutu benih mencapai maksimum pada saat ’masak fisiologis’ yang dicirikan oleh vigor dan bobot kering benih yang maksimum. Benih yang telah masak lebih mudah dipanen dan dibersihkan dengan kehilangan hasil yang minimal. Panen sebelum benih masak dimana kadar air benih masih tinggi dapat menyulitkan terutama dalam perontokan dan pembersihan, sedangkan setelah lewat masak mutu benih dapat berkurang karena pengaruh cuaca buruk, rebah, dan rontoknya benih.
Benih sayuran dikelompokkan menjadi dua grup sesuai dengan kondisi benih saat panen, yaitu: (1) benih kering (dry seeds), dipanen setelah kering di tanaman seperti pada buncis, okra, onion, selada, wortel, jagung manis; dan (2) benih dari buah basah (seeds of fleshy fruits). Ada dua tipe benih dari buah basah: a) berlendir (mucilaginous layer) pada tomat, mentimun, dan (b) tidak berlendir pada cabai, terong. Untuk grup dry seeds, pengeringan dilakukan di bawah matahari, dirontok secara manual, kemudian dibersihkan. Ekstraksi benih dari buah basah (misalnya tomat) dilakukan dengan cara fermentasi 1-2 hari pada suhu 22-270C.
Pengeringan benih sampai kadar air aman segera setelah panen untuk mencegah perkecambahan, dan mempertahankan viabilitas dan vigor benih selama penyimpanan; jika tidak deteriorasi akan terjadi secara cepat karena pertumbuhan/ aktivitas mikroba, dan pemanasan.
Pengeringan benih dapat dilakukan secara alami dengan penjemuran di bawah matahari, atau secara buatan dengan drying box. Apabila kadar air benih ketika dipanen > 20% maka suhu pengeringan maksimum 300C, kemudian suhu dinaikkan sampai kisaran 35-400C. Pengeringan dilakukan sampai kadar air benih turun menjadi + 8 %.
Mutu benih ditingkatkan melalui pengolahan (seed processing) dengan dua cara: (1) pemisahan benih (separation) dari biji tanaman lain, biji gulma, dan bahan inert, (2) peningkatan mutu (upgrading) atau eliminasi benih bermutu rendah. Tujuan utama pengolahan benih adalah untuk memperoleh persentase maksimum benih murni dengan daya berkecambah maksimum.
Benih dapat dipisahkan secara mekanis hanya jika berbeda dalam karakteristik fisik, antara lain: ukuran, panjang, lebar, ketebalan, bentuk, berat (specific gravity), tekstur permukaan, warna.
Pencampuran mekanis selama panen, pengeringan, dan prosesing harus dihindari.
(7) Pengemasan dan Penyimpanan
Benih harus dikemas dan diberi label sebelum disimpan. Bahan kemasan (packaging material) merupakan faktor utama yang mengatur kadar air benih dalam penyimpanan. Aluminium foil adalah kemasan benih terbaik dibandingkan plastik atau kertas. Kadar air benih berkesetimbangan (equilibrium) dengan kelembapan (RH) udara sekitar. Kadar air benih dalam penyimpanan dapat lebih tinggi atau lebih rendah tergantung pada RH dan permeabilitas bahan kemasan terhadap air.
Selama penyimpanan, benih mengalami penurunan mutu (deteriorasi) yang disebabkan oleh RH dan suhu tinggi (abiotik), aktivitas mikroba (cendawan, bakteri), insek, kutu, tikus (biotik). Dua faktor terpenting yang mempengaruhi periode hidup benih adalah kadar air benih (efek dari RH) dan suhu. Pada umumnya benih kehilangan viabilitas secara cepat pada RH mendekati 80% dan suhu 25-300C, tetapi dapat bertahan lebih dari 10 tahun pada RH < 50% dan suhu < 50C.
Dalam Harrington’s rules of thumb (1973), dinyatakan, periode hidup benih menjadi dua kali lipat atau setengahnya setiap penurunan atau peningkatan kadar air 1%. Untuk menurunkan RH atau membuat ruang simpan menjadi kering, dapat digunakan desikan, antara lain silica gel, CaCl (dapat diaktifkan kembali dengan pemanasan), kapur tohor, abu gosok, arang. Selain RH ruang simpan atau kadar air benih, suhu ruang simpan juga berpengaruh terhadap viabilitas benih. Menurut Harrington, periode hidup benih menjadi dua kali lipat atau setengahnya setiap penurunan atau peningkatan suhu 5.60C.
Ruang penyimpanan selain harus kering dan sejuk, juga harus bersih, serta didesinfektan dan difumigasi bilamana diperlukan.
Tabel 1. Cara penyerbukan, jarak isolasi, dan indeks kemasakan beberapa jenis sayuran
Sayuran | Penyerbukan | Jarak isolasi (m) | Indeks kemasakan |
Buncis | Penyerbukan sendiri alami, silang (insek) | 45-60 | Polong masak dan kuning |
Kapri | Umumnya penyerbukan sendiri | Minimal | Benih berkembang penuh dan keras |
Cabai | Penyerbukan sendiri, dan silang | 45-360 | Merah matang |
Tomat | Umumnya penyerbukan silang (insek) | 30-60 | Matang atau hampir matang |
Terong | Penyerbukan sendiri, dan silang | 400-900 | Lewat stadia edible |
Selada | Penyerbukan sendiri alami, dan penyerbukan silang (insek) | 30-60 | White fluff on heads (30-50%) |
Kubis | Sebagian besar penyerbukan silang (insek), bisa juga penyerbukan sendiri | 300-1000 | Benih berwarna coklat tua |
Mentimun | Penyerbukan sendiri, dan silang | 400-1000 | Buah kuning pucat/emas |
Sumber: Vegetable Production Training Manual. AVRDC, Taiwan.1990.
Tabel 2. Rata-rata daya berkecambah (%) lima jenis benih sayuran yang ditanam pada tahun berbeda, dan disimpan pada kondisi berbeda (0C-RH%)
Jenis benih | Tahun | Daya berkecambah awal (%) | Kondisi simpan | ||||
320-90% 3 bln. (%) | 320-70% 12 bln. (%) | 210-70% 15 bln. (%) | 210-50% 48 bln. (%) | 100-50% 60 bln. (%) | |||
Buncis (Phaseolus vulgaris) | 1958 | 93.0 | 25.1 | 4.7 | 90.7 | 93.6 | 95.4 |
1959 | 96.0 | 45.4 | 71.4 | 99.9 | 100.0 | 100.0 | |
1960 | 89.0 | 26.6 | 92.0 | 98.9 | 94.6 | 97.3 | |
Kapri (Pisum sativum) | 1958 | 93.6 | 72.5 | 52.3 | 97.4 | 100.0 | 100.0 |
1959 | 94.0 | 76.5 | 81.5 | 98.9 | 92.1 | 99.8 | |
1960 | 94.8 | 60.8 | 77.7 | 90.9 | 86.7 | 96.2 | |
Mentimun (Cucumis sativus) | 1958 | 95.5 | 16.4 | 25.6 | 84.9 | 99.6 | 96.9 |
1959 | 97.6 | 59.0 | 69.3 | 96.6 | 99.1 | 99.9 | |
1960 | 96.6 | 0.5 | 82.7 | 95.8 | 97.1 | 100.0 | |
Tomat (Lycopersicon lycopersicum) | 1958 | 89.7 | 50.2 | 69.9 | 91.0 | 98.0 | 98.9 |
1959 | 87.5 | 76.9 | 83.4 | 92.1 | 94.5 | 98.5 | |
1960 | 96.6 | 6.1 | 85.2 | 93.8 | 95.6 | 96.9 | |
Jagung manis (Zea mays) | 1958 | 89.2 | 0.3 | 0.3 | 83.5 | 97.5 | 100.0 |
1959 | 95.2 | 14.2 | 8.4 | 97.4 | 93.6 | 100.0 | |
1960 | 98.4 | 0.0 | 52.5 | 97.8 | 95.5 | 98.5 | |
Sumber: Vegetable Production Training Manual. AVRDC, Taiwan.1990.
Tabel 3. Data produksi benih sayuran di daerah tropis
Tipe sayuran | Penyer- bukan | Agens penyerbukan | Panjang hari | Berat 1000 benih (g) | Benih yg diperlukan (kg/ha) | Durasi tanam s/d panen (bulan) | Hasil benih pada kondisi iklim sesuai (kg/ha) | |
Normal | Tinggi | |||||||
1. Solanaceae | ||||||||
Cabai | campuran | insek | netral | 3.3 | 0.5 | 9 | 200 | 600 |
Tomat | sendiri | _ | netral | 3.3 | 0.4 | 5 | 80 | 150 |
Terong | campuran | insek | pendek/ netral | 4.0 | 0.8 | 7 | 200 | 300 |
2. Cucurbits | ||||||||
Mentimun | silang | insek | netral | 25 | 3 | 4 | 300 | 800 |
Paria | silang | insek | netral | 60 | 5 | 4 | 250 | 400 |
3. Legum | ||||||||
Buncis | sendiri | _ | netral | 290 | 100 | 4 | 800 | 2000 |
Kapri | sendiri | _ | netral | 170 | 120 | 3 | 1500 | 2500 |
Kecipir | sendiri | _ | pendek | 500 | 20 | 7 | 1100 | 2500 |
Kacang panjang | sendiri | _ | pendek | 270 | 20 | 6 | 500 | 1500 |
4. Sayuran daun | ||||||||
Bayam | campuran | angin | pendek/ netral | 0.3 | 1 | 4 | 500 | 1500 |
Kangkung | sendiri | - | pendek | 40 | 5 | 5 | 500 | _ |
5. Tipe lain | ||||||||
Jagung manis | silang | angin | netral | 150 | 15 | 4 | 1000 | 2000 |
Okra | campuran | insek | pendek/ netral | 50 | 6 | 6 | 400 | 1000 |
Sumber: Vegetable Production Training Manual. AVRDC, Taiwan.1990.
( DISUNTING DARI BERBAGAI SUMBER )
( DISUNTING DARI BERBAGAI SUMBER )
