KUALITAS BENIH DAN PENINGKATAN PRODUKTIVITASNYA

1 PENDAHULUAN

Pokok Bahasan Kualitas Benih dan Peningkatan Produktivitasnya disajikan sebagai dasar untuk memahami beberapa aspek penting yang dibutuhkan dalam menciptakan benih yang berkualitas dan meningkatkan produktivitas benih. Pokok Bahasan ini terdiri dari tiga Subpokok Bahasan yaitu:

a. Proses terjadinya benih dan Faktor-faktor yang Mempengaruhinya

· Fase vegetatif (juvenil) dan fase reproduktif pada tanaman

· Pembungaan dan Faktor-faktor yang Mempengaruhinya

· Penyerbukan dan Faktor-faktor yang Mempengaruhinya

· Pembuahan dan Faktor-faktor yang Mempengaruhinya

b. Kualitas benih (aspek fisis, fisologis, dan genetis)

c. Peningkatan produktivitas benih

§ Aplikasi pemuliaan pohon (rekayasa genetik)

§ Aplikasi manipulasi lingkungan

2 MATERI

2.1 Subpokok Bahasan

Proses terjadinya Benih dan Faktor-faktor yang Mempengaruhinya

2.1.1 Fase vegetatif (juvenil) dan fase reproduktif pada tanaman

Siklus hidup pohon dapat dibagi menjadi dua fase besar yaitu fase vegetatif dan fase reproduktif.

a. Fase vegetatif (juvenil)

Semua pohon yang dibiakkan dari biji akan melalui periode juvenilitas, yaitu interval waktu selama tanaman tersebut belum mampu bereproduksi (membentuk biji). Secara alami periode ini berakhir setelah 1 hingga 45 tahun tergantung pada spesies dan kondisi lingkungannya (Ng, 1977; Hackett, 1985). Sejumlah karakter morfologis dan fisiologis mungkin dapat dihubungkan dengan fase juvenil ini. Hal ini termasuk pembentukan duri pada jeruk, pertumbuhan meninggi yang pesat pada larch dan jeruk, yang lebih sederhana jika dibandingkan dengan susunan daun pada pistachio, bulu-bulu daun pada pecan, perbedaan bentuk, warna, kelekatan atau filotaksis dedaunan pada beberapa jenis ekaliptus dan pinus, dan kemampuan untuk memproduksi akar dan kuncup adventif (Longman, 1961; Soost dan Cameron, 1975; Crane dan Iwakiri, 1981; Hackett, 1985; Wetzstein dan Sparks, 1986; Greenwood, 1987).

Karakteristik fase juvenil :

• Diawali dengan pembukaan tunas dan perluasan sel meristem apikal
• Semua proses yang berlangsung dalam tubuh tanaman ditujukan untuk pertambahan jumlah dan volume sel meristem pada titik-titik tumbuh tanaman
• Pertumbuhan meninggi dan pembentukan tunas-tunas pucuk mendominasi proses pertumbuhan

b. Transisi juvenil menuju dewasa

Transisi menuju tingkat dewasa pada umumnya berlangsung secara bertahap, dan dalam satu pohon tertentu, tidak semua karakter juvenil berubah pada tahap yang sama. Beberapa jenis ekaliptus, seperti Eucalyptus pulverulenta, mempertahankan pola daun juvenilnya sementara memasuki masa dewasa yang berhubungan dengan kemampuan pembentukan bunga.

Pengurangan fase juvenil dapat dilakukan dengan menumbuhkan semai pada kondisi yang merangsang pertumbuhan yang pesat atau terus menerus (Hackett, 1985). Waktu untuk mulai berbunga pada semai Rhododendron dapat diperpendek dengan menumbuhkan tanaman pada fotoperiodisitas yang sangat lama atau pada penyinaran terus menerus dengan suhu 15-20^oC (Doorenbos, 1955). Pengurangan fase juvenil telah dilakukan dengan penyinaran terus menerus pada Betula verrucosa, Malus hupenhensis, Pinus resinosa dan Picea glauca (Longman dan Wareing, 1959; Holst, 1961; Zimmerman, 1971). Fase ini tampaknya berhubungan erat dengan jumlah nodus dan jumlah siklus mitosis dalam meristem terminal.

Greenwood (1978) menyatakan bahwa pohon pinus pada tingkat juvenil gagal berbunga karena pola pertumbuhan normal pada pohon muda tidak menyediakan cukup waktu untuk terjadinya diferensiasi kuncup bunga. Pembentukan kuncup bunga didukung oleh terjadinya peningkatan level asam absisat (ABA) dalam tunas pohon birch muda yang berbunga (Galoch, 1985). Dimungkinkan bahwa ABA mengakibatkan penurunan pertumbuhan tunas, sehingga memungkinkan terjadinya inisiasi bunga (Bonnet-Masimbert dan Zaerr, 1987).

Perlakuan yang dapat menginduksi pembungaan pada tanaman dewasa, seperti penyayatan, gravitasi dan hormon, juga dapat menginduksi pembungaan pada beberapa tanaman juvenil.

Lamanya periode juvenil juga dipengaruhi oleh kontrol genetik. Inheritance pada Betula telah teramati sebagai pengaruh poligen (Eriksson dan Johnsson, 1986) dan kontrol gen mayor (Johnsson, 1949), sedangkan pada pohon apel dan pir, faktor poligen menentukan inheritance secara akumulatif (Visser, 1976).

Tanda fisik sebagai indikator terjadinya transisi dari fase juvenil menuju dewasa:

• Pertumbuhan meninggi makin lambat
• Ruas-ruas yang tersusun (internodia) menjadi makin pendek
• Titik tumbuh mulai melebar
• Ujung batang membentuk kerucut tumpul

Perubahan pola pembelahan meristem dari apikal menjadi lateral

Transisi dari meristem lateral menuju primordia bunga

Primordia bunga dalam stadium menuju bentuk kuncup bunga

c. Fase reproduktif

Adalah suatu masa ketika tanaman telah mampu membentuk organ-organ reproduksi dan melangsungkan proses reproduksi tersebut untuk membentuk biji.

Karakteristik fase reproduktif :

• Terjadi setelah pertambahan jumlah dan volume sel memadai (tanaman mencapai jumlah primordia tertentu yang memungkinkan tanaman untuk mulai berbunga)
• Ditandai dengan stabilnya pembelahan sel: pola pembelahan berubah untuk mulai membentuk meristem lateral
• Tercapainya size effect: ukuran tertentu yang berhubungan dengan kemampuan tanaman untuk mengatur penyerapan, suplai dan alokasi makanan
• Tercapainya endogenous timing: umur tertentu yang secara genetis berhubungan dengan kesiapannya untuk berbunga
• Tercapainya keseimbangan hara dalam tanaman

2.1.2 Pembungaan dan Faktor-faktor yang Mempengaruhinya

a. Bagian-bagian bunga

Produksi biji merupakan hasil akhir dari serangkaian tahap perkembangan, yang diawali dengan pembentukan kuncup bunga, perkembangan bunga hingga anthesis (mekar), penyerbukan (pollination), pembuahan (fertilization), perkembangan buah dan biji, hingga kemasakan dan penyebaran biji (ripening and dispersal).

Dalam konteks teknologi benih, bunga memegang peranan penting karena beberapa hal:

• Pada bunga terkandung organ reproduksi jantan dan betina, yang merupakan pembawa sifat keturunan (genetic) dan berperan dalam pembentukan individu baru.
• Bunga merupakan tahapan awal dari serangkaian proses yang berakhir dengan terbentuknya biji; berperan penting dalam mempertahankan kelangsungan regenerasi.

Bunga (flos) dapat dipandang sebagai suatu batang atau cabang berdaun yang telah mengalami perubahan bentuk. Cabang ini diumpamakan memiliki empat buku (nodus), dan pada tiap nodus ini melekatlah rangkaian daun yang fungsinya berbeda :

• Nodus terbawah : terdapat rangkaian daun berwarna hijau, disebut kelopak (calyx)
• Nodus kedua dari bawah : terdapat rangkaian daun yang lebih luas, halus, lebar, dan berwarna, disebut tajuk/mahkota (corolla)
• Nodus ketiga dari bawah : terdapat rangkaian daun yang masih bergulung, disebut benang sari (stamen) yang merupakan alat perkembangbiakan jantan
• Nodus teratas : terdapat rangkaian daun yang berlekatan menjadi satu, disebut putik (pistillum) yang merupakan alat perkembangbiakan betina.