Meningkatkan Laju Pengecambahan dan Laju Pertumbuhan Kecambah Kedelai Dengan Berbantuan Medan Magnetik Statik

Prosiding Seminar Nasional Fisika 2010 ISBN : 978-979-98010-6-7

276

Meningkatkan Laju Pengecambahan dan Laju Pertumbuhan Kecambah Kedelai Dengan Berbantuan Medan Magnetik Statik

Horasdia Saragih, Josua Tobing dan Ojahan Silaban Laboratorium Teknologi Terapan, Universitas Advent Indonesia

Jl. Kol. Masturi No. 288 Parongpong, Bandung INDONESIA 40559 e-mail : [email protected]

Abstrak

Medan magnetik adalah suatu variabel yang tidak dapat dihindari pengaruhnya terhadap pertumbuhan berbagai tanaman, namun sampai saat ini bentuk dan mekanisme pengaruhnya belum dapat difahami dengan baik. Beberapa bentuk dan aturan perlakuan magnetisasi telah diuji coba terhadap beberapa jenis tanaman, dan teramati adanya fenomena dimana terjadi peningkatan jumlah kecambah dan peningkatan laju pertumbuhan. Pada penelitian ini, efek medan magnetik statik pada laju pengecambahan dan pertumbuhan kecambah kacang kedelai, dipelajari. Biji bibit kedelai dimagnetisasi pada kuat medan magnetik 5, 10, 15, 20, dan 25 mT. Waktu magnetisasi untuk masing-masing kuat medan tersebut divariasi dari 30, 60, 90, dan 120 menit. Biji kedelai yang tidak dimagnetisasi dipakai sebagai kontrol. Kuat medan magnetik dengan waktu magnetisasi yang paling optimum yang menghasilkan laju pengecambahan dan laju pertumbuhan kecambah yang paling tinggi, dicari. Mengacu pada data yang diperoleh, ditemukan bahwa kuat medan magnetik 20 mT dengan waktu magnetisasi 30 menit menghasilkan laju pengecambahan dan laju pertumbuhan kecambah paling tinggi. Kata kunci : Kecambah Kedelai, Laju Pengecambahan, Laju Pertumbuhan Kecambah, Medan Magnetik Statik.

1. Pendahuluan

Mekanisme pengaruh medan magnetik pada pertumbuhan tanaman sampai saat ini masih

belum secara jelas diketahui. Sel-sel tanaman merespon medan magnetik dengan berbagai

fenomena yang tak terduga. Beberapa faktor teramati mempengaruhi fenomena yang terjadi,

seperti intensitas dan frekuensi medan magnetik yang diberikan, jenis tanaman yang

dimagnetisasi, dan lama waktu magnetisasi [1]. Telah dilaporkan bahwa medan magnetik

statik mempengaruhi aktivasi ion-ion dan polarisasi dipol-dipol di dalam sel [2]. Di pihak lain

dilaporkan bahwa panjang gelombang dan amplitudo medan magnetik bolak-balik serta beda

fase antara gelombang medan magnetik tersebut dengan osilasi ion-ion pada sel

mempengaruhi respon sel [3].

Gaya yang diinduksi oleh medan magnetik dapat mengendalikan dan mengubah laju

pergerakan elektron-elektron di dalam sel secara signifikan sehingga mempengaruhi berbagai

jenis proses metabolisme sel [4]. Belyavskaya et al. melaporkan bahwa medan magnetik

H. Saragih dkk.,, Meningkatkan Laju Pengecambahan dan Laju Pertumbuhan ……….. 277

dapat mempercepat proses pembelahan sel [5]. Suatu pemberian kuat medan magnetik secara

tepat dapat mempercepat aktivasi pertumbuhan tanaman, khususnya pada pertumbuhan

kecambah sebagaimana diamati oleh Aladjadjiyan, et al. pada kecambah tembakau [6].

Cadangan nutrisi di dalam sel dapat ditingkatkan melalui proses magnetisasi. Absorpsi dan

asimilasi terhadap cadangan nutrisi tersebut juga dapat ditingkatkan. Sharaf [7] melaporkan

bahwa medan magnetik dapat meningkatkan konsentrasi kandungan amino acids, Ca dan K di

dalam sel jamur. Yao, et al. [8] melaporkan bahwa medan magnetik dapat meningkatkan

oksidasi lipid dan kandungan ascorbic acid pada mentimun. Dengan demikian, medan

magnetik dapat memacu pertumbuhan suatu tanaman.

Dari beberapa fenomena yang teramati sebagaimana diterangkan di atas, medan magnetik

dapat digunakan sebagai instrumen untuk meningkatkan laju pertumbuhan tanaman tanpa

melibatkan perlakuan secara kimia melalui pemupukan yang cenderung merusak lingkungan.

Namun pengamatan terhadap efeknya pada jenis tanaman yang lain masih perlu dilakukan.

Dalam studi ini, efek medan magnetik statik (frekuensi nol) pada pengecambahan kedelai dan

laju pertumbuhannya, dipelajari.

2. Eksperimen

Biji kedelai dimagnetisasi dengan menggunakan medan magnetik berfrekuensi nol (medan

magnetik statik). Kuat medan magnetik yang digunakan divariasi dari 5, 10, 15, 20, dan 25

mT. Untuk setiap kuat medan, lama pemagnetan divariasi dari 30, 60, 90 dan 120 menit. Biji

kedelai tanpa dimagnetisasi digunakan sebagai kontrol. Efek kuat medan dan lama

pemagnetan terhadap proses pengecambahan (germinasi) dan laju pertumbuhan kecambah

kedelai, diamati. Eksperimen dilakukan pada kondisi laboratorium dengan penyinaran alami

dan pada temperatur ruang.

Sebelum dimagnetisasi, biji kedelai yang akan dikecambahkan ditimbang untuk

mendapatkan sampel dengan massa yang sama. Massa biji kedelai yang digunakan pada

eksperimen ini adalah 0,17 g. Digunakan sebanyak 100 biji kedelai untuk setiap perlakuan

(replika), dengan demikian sebanyak 21 replika diinvestigasi. Proses magnetisasi dilakukan

terhadap setiap replika, masing-masing sesuai dengan pasangan kuat medan magnetik dan

waktu magnetisasi, yaitu: kuat medan 5 mT dengan waktu magnetisasi 30-120 menit (D1-

D4), kuat medan 10 mT dengan waktu magnetisasi 30-120 menit (E1-E4), kuat medan 15 mT

dengan waktu magnetisasi 30-120 menit (F1-F4), kuat medan 20 mT dengan waktu

magnetisasi 30-120 menit (G1-G4), dan kuat medan 25 mT dengan waktu magnetisasi 30-120

278 Prosiding Seminar Nasional Fisika 2010

menit (H1-H2), digunakan sebagai parameter perlakuan. Setelah dimagnetisasi, seluruh

sampel biji kedelai direndam bersama-sama dengan sampel kontrol (C) di atas kertas filter

pada petri dish selama 6 jam dengan menggunakan akuades.

Biji kedelai yang telah direndam, selanjutnya dikecambahkan di atas kertas filter di wadah

pengecambahan dengan memberi jarak masing-masing biji sekitar 2 cm. Perkembangan

proses pengecambahan terus diamati dari waktu ke waktu. Waktu yang dibutuhkan untuk

menghasilkan kecambah sebanyak 1, 10, 25, 50, 75 dan 90% untuk masing-masing replika,

dicatat. Biji kedelai dinyatakan berkecambah bila panjang kecambahnya telah mencapai

ukuran minimum 2 mm. Setelah seluruh replika mencapai jumlah kecambah 90%, maka

massa setiap kecambah untuk masing-masing replika ditimbang.

Analisis statistik dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak SPSS for Windows

Versi 17. Analisis of varians (ANOVA) digunakan untuk melihat pengaruh kuat medan

magnetik dan waktu magnetisasi terhadap laju pertumbuhan kecambah yang dinyatakan oleh

massa rata-rata kecambah yang dihasilkan pada setiap replika. Signifikansi perbedaan rata-

rata massa kecambah pada masing-masing replika diuji dengan menggunakan uji Games-

Howell (multiple comparison). Uji Dunnet digunakan untuk melihat apakah ada perbedaan

rata-rata massa kecambah yang dihasilkan oleh biji yang tidak dimagnetisasi (kontrol) dengan

yang dimagnetisasi.

3. Hasil dan Diskusi

Didasarkan pada data yang diperoleh dari hasil eksperimen untuk seluruh replika, baik

yang dimagnetisasi maupun tidak, laju germinasi (%/jam), rata-rata massa kecambah (g) dan

standar deviasinya, waktu yang dibutuhkan untuk mencapai 1% (T1),10% (T10), 25% (T25),

50% (T50), 75% (T75), 90% (T90) kecambah setelah 52 jam waktu pengecambahan sebagai

pengaruh parameter perlakuan, ditunjukkan pada tabel 1.


Tabel 1. Rata-rata massa, standar deviasi, laju pengecambahan (laju germinasi), dan waktu yang dibutuhkan untuk mencapai 1% (T1),10% (T10), 25% (T25), 50% (T50), 75% (T75), 90% (T90) kecambah kedelai pada beberapa parameter perlakuan magnetisasi. (data diambil selama 52 jam waktu pengecambahan).

Parameter Perlakuan Waktu (Jam)

Sampel Kuat

Medan Magnetik

(mT)

Waktu Magneti

sasi (menit)

T1 T10 T25 T50 T75 T90

Rata-rata Massa

Kecambah (g)

Standar Deviasi

Laju Germinasi (% / Jam)

C 0 Kontrol 17 20 26 32 38 44 0.2446 0.0291 3.420

D1 30 14 17 20 26 32 35 0.2788 0.0303 4.265

D2 60 14 17 20 29 35 38 0.2652 0.0243 3.603

D3 90 14 17 20 26 32 35 0.2622 0.0219 4.265

D4

5

120 14 17 20 29 35 38 0.2600 0.0267 3.603

E1 30 12 21 24 30 39 45 0.2704 0.0330 2.922

E2 60 14 25 28 34 40 47 0.2732 0.0313 2.987

E3 90 14 25 28 34 40 48 0.2628 0.0289 2.919

E4

10

120 14 25 30 36 42 48 0.2546 0.0300 2.844

F1 30 12 18 24 30 42 48 0.3270 0.0430 2.570

F2 60 12 18 24 31 42 48 0.3537 0.3066 2.571

F3 90 12 18 25 31 45 52 0.3546 0.3916 2.302

F4

15

120 15 21 25 33 45 52 0.3124 0.0472 2.493

G1 30 10 13 16 22 25 31 0.4207 0.4620 4.499

G2 60 10 13 16 22 25 31 0.3401 0.0430 4.499

G3 90 10 13 16 22 25 31 0.3444 0.0380 4.499

G4

20

120 12 15 18 24 27 33 0.3384 0.0422 4.499

H1 30 10 13 28 31 39 42 0.2769 0.0276 2.613

H2 60 10 13 28 34 40 46 0.2937 0.2683 2.402

H3 90 10 13 28 31 39 42 0.2657 0.0229 2.613

H4

25

120 10 13 28 31 39 45 0.2568 0.0225 2.502

Untuk melihat ada tidaknya pengaruh kuat medan magnetik dan waktu magnetisasi

terhadap laju pertumbuhan kecambah, yang dinyatakan oleh massa kecambah, yang

dihasilkan pada setiap replika maka analisis terhadap varians (ANOVA) rata-rata massa

kedelai dilakukan dengan berbantuan program SPSS pada tingkat signifikansi α=0.05.

Hasilnya ditunjukkan pada tabel 2.


Tabel 2. Analisis statistik ANOVA terhadap rata-rata massa kecambah kedelai untuk melihat ada tidaknya pengaruh kuat medan magnetik dan waktu magnetisasi terhadap laju pertumbuhan kecambah.

ANOVA Rata-rata Massa Kecambah Kedelai

Sum of Squares df Mean Square F Sig. Between Groups

3.843 20 .192 7.318 .000

Within Groups

49.066 1869 .026

Total 52.908 1889

Dari hasil analisis diperoleh bahwa nilai F = 7.318 dan Sig = 0.000. Karena nilai Sig lebih

kecil dari nilai α, maka disimpulkan bahwa rata-rata massa kecambah yang dihasilkan pada

setiap replika adalah berbeda. Signifikansi perbedaan ini diuji dengan uji Games-Howell.

Hasilnya menunjukkan bahwa rata-rata massa kecambah yang dihasilkan oleh biji yang

dimagnetisasi pada kuat medan 10 mT dengan waktu magnetisasi 120 menit dan rata-rata

massa kecambah yang dihasilkan oleh biji yang dimagnetisasi pada kuat medan 25 mT

dengan waktu magnetisasi 120 menit dan rata-rata massa kecambah yang tidak dimagnetisasi

(kontrol), tidak berbeda secara signifikan. Hal ini sesuai dengan hasil uji Dunnett yang

menyatakan bahwa rata-rata massa kecambah yang dihasilkan oleh biji yang dimagnetisasi

untuk setiap replika lebih besar dibandingkan dengan rata-rata massa kecambah yang

dihasilkan oleh biji yang tidak dimagnetisasi (kontrol), kecuali untuk biji yang dimagnetisasi

pada kuat medan 10 mT dengan waktu 120 menit dan biji yang dimagnetisasi pada kuat

medan 25 mT dengan waktu 120 menit.

Gambar 1. Perbedaan rata-rata massa kecambah kedelai (g) sebagai akibat dari perbedaan perlakuan pemberian kuat medan magnetik (mT) dan waktu magnetisasi (menit).


Merujuk pada data yang ditunjukkan pada tabel 1, perbedaan rata-rata massa kecambah

yang dihasilkan untuk seluruh replika ditunjukkan pada gambar 1. Perbedaan massa

kecambah disebabkan oleh perbedaan ukurannya. Kecambah dengan pertumbuhan yang lebih

cepat menghasilkan ukuran panjang yang lebih besar. Dibandingkan dengan kontrol,

ditemukan adanya perbedaan rata-rata massa kecambah pada sampel yang dimagnetisasi.

Rata-rata massa kecambah yang paling tinggi dihasilkan oleh sampel yang dimagnetisasi pada

kuat medan 20 mT, khususnya yang menggunakan waktu magnetisasi 30 menit. Berikutnya

diikuti oleh sampel yang dimagnetisasi pada kuat medan 15 mT dan 20 mT. Hasil ini

menunjukkan bahwa pemagnetan yang optimum teramati terjadi pada ketiga kuat medan

tersebut dengan sebaran waktu magnetisasi masing-masing.

Biji kedelai yang dimagnetisasi lebih cepat berkecambah dibanding dengan biji yang

tidak dimagnetisasi. Hal ini ditunjukkan oleh waktu yang dibutuhkan setiap replika untuk

menghasilkan 1% kecambah (T1). Sampel kontrol membutuhkan waktu selama 17 jam dari

waktu pengecambahan untuk menghasilkan kecambah sebanyak 1%, sementara sampel

termagnetisasi hanya membutuhkan waktu dari 10-14 jam. Jumlah kecambah 1% lebih cepat

dicapai oleh sampel G1-G4 dan H1-H4, yaitu rata-rata dalam waktu 10 jam. Namun terjadi

perbedaan yang signifikan pada kedua kelompok ini pada pencapaian jumlah kecambah 90%

dimana sampel H1-H4 lebih lambat sekitar 11 jam. Hal ini menyebabkan terjadi perbedaan

pada laju germinasi masing-masing kelompok.

Gambar 2. Kurva germinasi biji kedelai: (G1) biji yang dimagnetisasi pada kuat medan magnetik 20 mT selama 30 menit, (C) biji yang tidak dimagnetisasi (kontrol).


Laju germinasi (pengecambahan) diperoleh dengan melakukan fiting kurva data persen

kecambah (T1-T90) terhadap waktu. Fiting kurva data sampel G1 dan kontrol C ditunjukkan

pada gambar 2. Kemiringan grafik yang dihasilkan menunjukkan laju pertambahan persen

kecambah dalam satu satuan waktu (Jam). Kemiringan kurva G1 lebih besar dibandingkan

dengan kemiringan kurva C. Artinya, waktu yang dibutuhkan oleh sampel G1-G4 untuk

mencapai jumlah kecambah sebanyak 90% dari jumlah biji yang dikecambahkan, lebih

singkat (rata-rata 31-10=21 jam) dibanding dengan kontrol (C) (44-17=27 jam). Untuk sampel

G1 kemiringan grafik yang dihasilkan adalah 4.499, sementara untuk sampel C adalah 3.420.

Gambar 3. Perbedaan laju germinasi kecambah kedelai (%/Jam) sebagai akibat dari perbedaan perlakuan pemberian kuat medan magnetik (mT) dan waktu magnetisasi (menit).

Perbedaan laju germinasi seluruh sampel sebagai akibat dari perbedaan perlakuan

pemberian kuat medan magnetik dan waktu magnetisasi ditunjukkan pada gambar 3. Laju

germinasi paling tinggi terjadi pada sampel yang dimagnetisasi pada kuat medan magnetik 20

mT yaitu G1-G4 (4.499%/Jam). Sementara laju germinasi yang paling rendah terjadi pada

sampel yang dimagnetisasi pada kuat medan magnetik 25 mT yaitu H1-H4 (2.5325 %/Jam).

Teramati ada penurunan laju germinasi pada sebahagian sampel yang dimagnetisasi

dibandingkan dengan kontrol. Hal ini terjadi pada sampel yang dimagnetisasi pada kuat

medan magnetik 10, 15 dan 25 mT. Khusus untuk ketiga kelompok sampel ini, magnetisasi

menyebabkan waktu yang dibutuhkan untuk mencapai jumlah kecambah sebesar 90% dari

jumlah biji yang dikecambahkan menjadi bertambah. Teramati juga bahwa perbedaan waktu

magnetisasi sangat mempengaruhi laju germinasi pada sampel yang dimagnetisasi pada kuat


medan 5, 10, 15 dan 25 mT. Tidak demikian halnya pada sampel yang dimagnetisasi pada

kuat medan 20 mT yang adalah relatif konstan.

Mengacu pada hasil analisis data di atas, uji beda rata-rata massa kecambah, pengamatan

terhadap perbedaan laju germinasi, perbedaan waktu yang dibutuhkan biji untuk

berkecambah, jelas teramati secara fenomenologis bahwa ada pengaruh signifikan kuat medan

magnetik dan lama waktu magnetisasi pada biji kacang kedelai. Hasil ini mempertegas

temuan-temuan para peneliti lain pada jenis tanaman yang lain sebagaimana diuraikan pada

awal tulisan ini.

4. Kesimpulan

Effek kuat medan magnetik statik dan lama waktu magnetisasi pada pengecambahan

kacang kedelai telah dipelajari. Kuat medan magnetik yang digunakan adalah 5, 10, 15, 20

dan 25 mT dengan lama pemagnetan untuk masing-masing kuat medan, 30, 60, 90 dan 120

menit. Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa waktu yang dibutuhkan biji kedelai yang

dimagnetisasi untuk menghasilkan kecambah lebih singkat jika dibandingkan dengan biji

yang tidak dimagnetisasi, dan laju pertumbuhan kecambah dari biji yang dimagnetisasi lebih

tinggi. Kuat medan magnetik 20 mT dengan waktu magnetisasi 30 menit menghasilkan laju

pengecambahan (germinasi) dan rata-rata massa kecambah yang paling optimum, yaitu

masing-masing 4.499 %/Jam dan 0.4207 g.

Daftar Pustaka

1. Belyavskaya, N.A., 2004. Biological effects due to weak magnetic field on plants. Adv.

Space Res., 34, hal. 1566-1574.

2. Pazur, A. & Rassadina, V., 2009. Transient effect of weak electromagnetic fields on

calcium ion concentration in Arabidopsis thaliana. BMC Plant Biology, 29, hal. 47-55.

3. Kindzelskii, A.L. & Petty, H.R., 1997. Extremely low frequency electric fields promote

metabolic resonance and cell extension during neutrophil migration. J. Allergy Clin.

Immunol., 99, hal. S317.

4. Goodman, R. & Blank, M., 2002. Insights into electromagnetic interaction mechanisms. J.

Cellular Physiol., 192, hal. 16-22.

5. Belyavskaya, N.A., Fomicheva, V.M., Govorun, R.D., & Danilov, V.I., 1992. Structural-

functional organization of the meristem cells of pea, lentil and flax roots in conditions of

screening the geomagnetic field. Biophysics, 37, hal. 657-666.


6. Aladjadjiyan, A. & Ylieva, T., 2003. Influence of stationary magnetic field on early stages

of the development of tobacco seeds (Nicotina tabacum). J.C.E.A., 4, hal. 132-138.

7. Sharaf, E.S., 2003. Improvement of some characters of edible mushroom with magnetic

field. Bull NRC Egypt, 28, hal. 709-717.

8. Yao, Y., Li, Y., Yang, Y. & Li, C., 2005. Effect of seed pretreatment by magnetic field on

the sensitivity of cucumber (Cucumis sativus) seedlings to ultraviolet-B radiation. Env.

Exp. Botany, 54, hal. 286-294.

Documents

Meningkatkan Laju Pengecambahan dan Laju Pertumbuhan Kecambah Kedelai Dengan Berbantuan Medan Magnetik Statik