RADIASI STIMULASI PADA PERLAKUAN BIJI *)

OlehDr. Ir. HARI SUSENO

Departemen Batani, Fakultas Pertanian Institut Pertanian Bagar

ABSTRACT

Biji yang sebetulnya suatu embrio, adaloh fase penting dalam siklus pertumbuhan tanamanyang mudah untuk mendapat perlakuan. Bermacam_macam perlakuan biji dengan maksud men_stimulir pertumbuhan telah banyak dilakukan. Dalam banyak hal perlakuan biji telah ber~asildengan meninggikan hasil_hasil pertanian. Adanya cora baru yaitu menggunakan pengaruhsuatu radiasi, perlakuan biji dengan dosis radiasi yang t~pat menunjukkan suatu" stimulasitumbuh don mempertinggi hasil tanaman. Metoda tersebut karenanya memberi harapan pulabagi Indonesia dolam usahanya mempertinggi hasil_hasil pertanian.

Sinor X don radiasi_radiasi ianisasi lainnya, dapat mempengaruhi organisme_organismesecara morfologis, fisiologis don genetis. Diantara efek_efek tersebut mungkin ada hu_bungan satu sama lain, Umpamanya adanya hubungan antara modifikasi bentuk karenaradiasi dengan proses fisiologis yang abnormal; diantara proses fisiologis (fotosintesa)dengan struktur chloroplas dsb. Sedang perobahan fisiologis dan morfologis itu mungkinpula menurun kepada generasi seterusnya (Genetis) karena adanya perobahan_perobahansitologis.

Efek radiasi tergantung pada jenis, dosis dan cara penyinaran disatu fihak dan jenisbahan yang disinari serta keadaan lingkungan dilain fihak. Didalam praktek penggunaanefek radiasi dibedakan atas 3 macam. Pertama ialah radiasi mutasi. Tergantung padaintensitas dosis penyinarannya dapatlah timbul perobahan_perobahan diantara dan di_dalam chromosom_chromosom, sehingga terjadi perobahan genetis. Mutasi spontan dialamberjalan sangat lambat. Dengan penggunaan radiasi maka didapatkan frekwensi mutasiyang sangat be~ar, sehingga memperbesar pula kesempatan memilih; karenanya radiasimutast banyak digunakan dalam usaha pemulian tanaman.

Yang kedua, ialah radiasi steril isasi. Percobaan_percobaan membenarkan bahwa,penyinaran dengan dosis yang cukup tinggi dapat membunuh mikroorganisme, pupa se_rangga, atau menimbulkan sterilitas pada serangga yang disinari.

Efek radiasi yang ketiga ialah stimulasi dan sebaliknya, yakni radiasi_radiasi yangditujukan untuk mendorong atau menghalangi pertumbuhan. Dosis radiasi ionisasi yang

*) Disempeiken pede SymposiumRedioisotop, 1 _ 2 Agustus 1966 di Bendung.

212

rendah yang digunakan pada biji, spora dan beberapa umbi_umbian telah dilaporkanmempertinggi perkecambohan, mempercepat tumbuh, mempercepat pembungaan dan me_ninggikan hasil. Sebaliknya dosis yang tinggi mengakibatkan penghambatan pertumbuhandan malah mematikan. Dalam tulisan ini akan dibicarakan khusus mengenai radiasistim ulasi •

Bahan tanaman yang lazim dan baik dipakai sebagai obyek radiasi adalah a. tepungsari, b. biji_biji tanaman dan c. tanaman_tanaman yang sedang tumbuh. Teknik pe_nyinaran biji lebih disukai dari pada penyinaran tanaman yang sedang tumbuh, karenauntuk mendapat efek radiasi dilapangan perlu dilakukan penyinaran_penyinaran yangIuas, sedang biji yang biasanya berukuran kecil, dalam jumlah besar dapat disinaribersama atau diangkut dengan mudah. Karena hal_hal tsb. diatas perlakuan biji mem_beri harapan penggunaannya dalam praktek. Kecuali faktor teknik, dalam tul isan inipenekanan pemakaian bahan biji disebabkan karena biji memil iki faktor_faktor biologisyang menguntungkan. Biji yang sebetulnya suatu embryo, adalah fase penting dalamsikl us pertumbuhan tanaman.

Tujuan akhir dari perlakuan biji ialah meninggikan hasil panen. Tinggi rendahnyahasil sesuatu tanaman ditentukan oleh pertumbuhan tanaman tersebut yang berlangsungmulai dari perkecambahan biji hingga terbentuknya biji lagi. Pertumbuhan dari tanamanadalah suatu Nasil pengaruh timbal balik yang terkoordinir dari faktor keturunan dankeadaan Iingkungan terhadap proses_proses fisiologis didalam tanaman tersebut. Perobah_an_perobahan proses fisiologi dalam tanaman tersebut tercermin, dalam pertumbuhan yangsecara visuel dapat diamati diantaranya pada keadaan perkecambahan, kecepatan tum_buh, percabangan, kesanggupan berbunga, penggeseran kelamin bunga dan akhirnyabesarnya hasil panen. Perlakuan biji dengan insektisida dan fungisida dapat membebas_kan dan melindungi biji dari hama dan penyakit, sehingga dapat berkecambah dantumbuh terus dengan sehat (21). Perlakuan biji ketimun dengan methylene biru ternyatamemberi bekas yang mendalam sehingga mengakibatkan penggeseran bunga jantan ke­bunga betina yang karenQnya tanaman ketimun tersebut memberi hasil akhir yang sangattinggi (22).

Efek stimulasi dari sinar X dan radiasi_radiasi ionisasi lainnya pada tanaman, ter_utama biji, telah diketahui dan dipelajari untuk waktu yang cukup lama. Tetapi karenakurangnya pemberitahuan tentang pemakaiannya, hasil_hasil yang didapat, satu samalain berlainan. Penyinaran dengan dosis rendah pada biji ternyata mempertinggi per_kecambahan, menstimulir pertumbuhan tanaman, mempercepat pembungaan dan meninggi­kan hasil (2, 8, 11).Peneliti -peneliti lainnya berpendapat bahwa radiasi ionisasi tidak menstimulir ataumemberi pengaruh baik lainnya terhadap pertumbuhan atau setidak_tidaknya pengaruhbaiknya kurang meyakinkan (9, 13).

Shull dan Mitchell (11) dalam tahun 1933 telah berhasil menstimulir pertumbuhangandum, haver, jagung dan bunga matahari pada penyinaran kecambah dengan dosissinar X sebesar ± 100 r. Mengenai berhasil nya percobaan tersebut mereka tekankankepada pemakaian filter, dan dengan cara tersebut mereka mendapatkan suatu patent.

Pembungaan yang lebih cepat pada pohon_pohon grapefruit yang benihnya disinaridengan sinar X, pada tahun 1935 dilaporkan oleh Haskins dan Moore (15); tetapisayangnya jumlah tanamannya terlalu sedikit, sehingga hasilnya tak dapat dipertanggungjawabkan secara statistik.

Wort (12) pada tahun 1941 melaporkan bahwa biji gandum yang disinari sinar Xdengan dosis rendah menghasilkan tanaman yang lebih besar dari kontrolnya.

Hasil-hasil yang lebih meyakinkan mengenai efek stimulasi sinar X, dilaporkan olehpenyel idik-penyel idik dari Rusia. Hasil penelitian akhli _akhl i Rusia tersebut dapat di_baca pada review yang dibuat oleh Breslavets pada tahun 1946 (14). Ancel pada tahun1927 melaporkan suatu kenaikan 70% pada hasil tanaman lentil akibat penyinaran biji_nya dengan sinar X sebesar 150 r. Pada tahun 1932 Breslavets berhasil menaikkan hasil

213

rye hampir 100% dengan menyinari biji_biji yang berkecambah dengan sinar X sebesar

250 r, Biji kering memerlukan dosis yang lebih tinggi untuk mendapatkan hasil yangoptimum. Kecuali itu dia juga melaporkan bahwa penyinaran biji rye grass dengan 750rmenaikkan hasH sebesar 70%. Kenaikan hasil gandum yang tinggi dilaporkan pula olehZurup pada penyinaran benihnya dengan sinar X. Walaupun demikian hasil yang negatipdilaporkan pula oleh Afenaseva pada penyinaran biji gandum dengan dosis sinar X di_antara 125 r sid 750 r.

Sax (10), dalam penelitiannya yang lebih kritis terhadap radiasi stimulasi dari sinarX pada biji_biji kering dari bermacam_macam tanaman, mencatat suatu stimulasi per_tumbuhan dari beberapa jenis tanaman, walaupun dia tak menemukan suatu kenaikanpanen yang pasti. Pada umbi_umbi bunga gladiol yang disinari dengan sinar X sebesar4000 r, Sax dalam karangannya melaporkan bahwa sinar X mempercepat pembungaandengan pasti, dan menyarankan bahwa radiasi yang lebih tinggi mungkin akan Iebihefektip.

Campos et al. (20) dalam percobaan penyinarannya dengan sinar X dari bermacam_macam dosis pada biji_biji bawang merah yang dilakukan pada tahun 1960 melaporkanbahwa perkecambahan dapat dikatakan tak dipengaruhi sama sekal i. Dosis si nar X antara50 r dan 100 r menstimulir tinggi dan berat segar, sedang dosis optimalnya adalahpada 75 r.

Kecuali sinar X efek stimulasi sinar gamma dari Co60 banyak pula diperhatikan,

walaupun penyinaran secara kronis dengan sinar gamma pada kebanyakan tanaman ber_sifat mematikan atau merusak. Pada dosis rendah Sparrow dan Christensen (17) mendapatbukti bahwa sinar gamma mempunyai efek menstimulir pada tanaman Anthirrhinum.Sedang Koller (16) juga mendapatkan bukti suatu stimulasi terhadap pembelahan seldari Tradescantia akibat penyinaran sinar gamma dengan dosis sebesar 200 r pada 0.1 ­0.25 r/min. Muso Soerjowinoto dan Soemartono (18) melaporkan bahwa penyinaran bijipadi jenis Rojo-Iele dengan CoGO mengakibatkan beberapa kelainan morfo1ogis daritanamannya.

Percobaan penyinaran biji padi Peta dan Ceremas dengan sinar gamma dari berma_cam_macam dosis yang dilakukan di Filipina (19), menunjukkan bahwa kedua jenis padiitu mempunyai kepekaan radiasi yang relatip berlainan. Perkecambahan dari Peta di_pengaruhi dengan pasti oleh penyinaran sinar gamma pada dosis 10 kr. dan 20 kr sedangCeremas pada dosis 20 kr. Kesanggupan tumbuh terus dari kecambah sangat menurunpada dosis antara 1 kr _ 20 kr untuk Peta dan 5 kr, 10 kr dan 20 kr untuk Ceremas.Efek pertambahan panjang bul ir dari Peta kelihatan pada penyinaran 1 kr sedang dariCeremas pad a 1,5 kr, 2,5 kr, 10 kr dan 20 kr. Dalam percobaan ini berat jerami dariCeremas tak dipengaruhi oleh penyinaran, sedang dari Peta menunjukkan suatu kenaikanyang pasti pada dosis 20 kr. Kedua varietas, pada waktu panen untuk semua dosis me­nunjukkan penurunan tingginya dengan pasti, sedang jumlah tunas dan berat biji tidakdipengaruhi.

Percobaan perbandingan pengaruh penyinaran biji Clover (Melilotus albus) dengansinar X dan sinar thermal neutron menunjukkan bahwa, sinar X tidak memberikan suatustimulasi, sedang thermal neutron menstimulir pertumbuhan (7). Percobaan lain menun_jukkan bahwa thermal neutron pada dosis rendah menstimulir perkecambahan biji Setaria

(millet), sedang tidak demikian halnya dengan dosis sinar X yang rendah (8). Karenahasil tersebut Bhatt et al. (8) terdorong untuk mengadakan percobaan dengan maksudmempercepat pembungaan padi yang berbunganya terikat pada musim. Pada percobaanini dipergunakan dua varietas padi (diploid dan tetraploid) yang biji_biji keringnyadisinari dengan thermal neutron atau pile neutron dengan dosis 4. 64 _ 18. 56 x 1012

n th/cm2 dan 0,50 _ 4,5 x 1012 pn/cm2 berturut_turut. Hasilnya menunjukkan bahwasejak dalam keadaan kecambah kedua varietas padi yang disinari dengan thermalneutron tumbuh lebih cepat bila dibandingkan dengan kontrolnya ataupun dengan pe_nyinaran pile neutron. Kecuali itu kelihatan tinggi dan kuat, lebih_lebih pada dosis

214

rendah, dan berbunga kurang lebih $Otu bulan lebih dulu dari pada kontrolnya.Penggunaan jenis radiasi ionisasi °lainnya telah dilaporkan oleh beberapa sarjana

Rusia, dan hasil_hasilnya yang telah direviewkan oleh Bordeiano et al (2) adalah se_bagai berikut: Timofeev_Resovsky dan Luchinich (1957) pada penelitiannya pada 15jenis tanamon dengan dosis yang samo, sinar beta berenersi tinggi mempunyai dayastimulasi yang lebih tinggi dari sinar alpha dan akibat meru$Oknya sejajar dengan ber_tambah be$Ornya dosis yang dipakai. Toistoplets (1957) dan Kur$Onov (1955) membenar_kan bahwa sinar beta dari radioisotop menstimulir perkecambahan. Abutalibov danVezirova (1957) juga meyakini bahwa radioisotop dari fosfor dan besi mempercepattumbuh dan meninggikan hasil tanaman, meninggikan aktivitas katalase dalam daun danbuah.

Bordeiana et al. (2) dalam percobaan perlakuannya pada biji apel dengan P-32

dalam bentuk larutan H3P04, sinar beta pada dosis_dosis tertentu menstimulir perkecam_bahan pada fase_fase terpisahnya keping biji, timbulnya chlarofil dan akar.

Diatas telah dikatakan bahwa efek radiasi tergantung pada jenis, dosis dan carapenyinaran disatu fihak dan jenis serta keadaan tanaman dan keadaan lingkungan padafihak lainnya. Sinar X dan radiasi_radiasi ionisasi lainnya pada dosis rendah masing_masing mempunyai efek menstimulir; hanya untuk mendapatkan efek yang optimal untuksetiap jenis radiasi diperlukan suatu persyaratan yang tertentu. Sifat penyinaran, men_dadak atau kronis, turut serta menentukan efektivitas. Pada umumnya dapat dikatakanbahwa penyinaran_penyinaran kronis membutuhkan dosis radiasi yang lebih rendah daripada penyi naran_penyi naran mendadak.

Toleransi tumbuh_tumbuhan terhadap radiasi, tergantung pada jenisnya (1). Dalamlingkaran hidup setiap jenis tumbuh_tumbuhan, selalu ada $Oat-saat yang lebih pekaterhadap radiasi (3). Hal ini dapat dimengerti apabila dihubungkan dengan perobahan_perobahan keadaan fisiologis yang selamanya berlangsung sepanjang hidup setiap tumbuh_tumbuhan. Kepekaan radiasi dari biji berbeda menurut pertumbuhan ontogeni nya (keada­an fisiologis), yaitu menurut derajat kemasakannya (5). Kecuali itu Soric (5) menemukanbahwa biji tanaman pol yploid buatan, lebih resisten terhadap radiasi dari pada bentukaslinya yang jumlah chromosomnya lebih kedl. Hybrid ternyata juga lebih resistendari pada induknya.

Aspek lain yaitu bahwasanya biji dalam keadaan kering, direndam, berkecambahdan perbedaan keadaan penyimpanan beserta umurnya sebel um dan sesudah penyinaransangat mempengaruhi efek radiasi (3, 6).

Perlu dikemukakan bahwa satu jenis tanaman yang terdapat didalam dua keadaanlingkungan penyinaran yang berlainan, menunjukkan reaksi yang berbeda terhadap radiasiyang sama (4).

Akhirrrya dapat disimpulkan disini bahwa adanya radiasi stimulasi pad a perlakuan bijidengan radiasi ionisasi adalah suatu hal yang pasti. Hanya hingga sekarang dapatlahdikatakan belum ada suatu cara dan persyaratan pasti yang dapat dipakai sebagai pe_

gangan untuk berhasilnya. Karenanya semakin bertambah penemuan cara_cara baru donpersyaratan _ persyaratan radiasi stimulasi tersebut, tentu akan semakin mendekatkankemungkinan _ kemungkinan pemakaian perlakuan radiasi biji untuk praktek. Dan bilasekiranya diantara kita ada yang bertangan dingin, yang barang kali karena ketang_kasannya dapat menemukan suatu cara dan persyaratan yang sederhana, yaitu yangdapat mengiliminir arti dari Variabilitas biji yang disinari, sehingga dengan demikiancara dan persyaratan tsb dengan mudah dapat dibawa kepraktek (23).

215

DAFTAR PUSTAKA

I, Isotopes in Agriculture.Proceedings of the Second United Nations International Conference on the PeacefulUses of Atomic Energy 1958, Vol. 27.

II. Effects of ionizing radiations on Seads. Proceedings of A Symposium. Karlsruhe,8 - 12 August 1960. Joinly sponsored by the IAEA and FAO.

1. SARIC, MILOJ E R., 1958. The dependence of irradiation effects in seed on thebiologi cal properties of the seed I. hal. 233 _ 248.

2. BORDEIANO, T. et al., 1958. Contributions to the problem of radiostimulation offrui t tree seeds. I. hal. 282 _ 285.

3. BIEBL, R, 1958. The radiosensitive phase in plant germination. I. hal. 299 _ 304.4. BORA, K. C., 1958. Comparative effects of varying doses of X_rays and fast

neutrons on the growth, development and induction of cytological changesin tetraploid and hexaploid wheat. I. hal. 314 _ 320.

5. SARIC, M, 1960. The effects of irradiation in relation to the biological traits ofthe seed irradiated. II. hal. 104 _ 116.

6. WOLFF, SHELDON, and A.M. SICARD, 1960. Post_irradiation storage and thegrowth of Barley seedl ings. II. hal. 171 _ 179.

7. MICKE, ALEXANDER, 1960. Comparison of the effects of X_rays and thermalneutron on viability and growth of sweet clover (Melilotus albus) afterirradiation of dry seeds. II. hal. 403 _ 410.

8. BHATT, B. Y., et al., 1960. Some aspects of irradiations of seeds with ionizingradiations. II. hal. 592 _ 607.

9. JOHNSON, EDNA A., 1936. Susceptibility of seventy species of flowering plantsto X_radiation. Plant Phys. 11 : 319 _ 342.

10. SAX, K., 1955. The effects of ionizing radiation on plant growth. Amer. Jour.Bot. 42 : 360 _ 364.

11. SHULL, C.A. and J.W. MITCHELL, 1933. Stimulative effects of X_rays and plantgrowth. Plant Phys. 8 : 287 _ 296.

12. WO RT, B. J., 1941. X_ray effects ingrowth and reproduction of wheat. PIantPhys. 18 : 373 _ 383.

13. ALEXANDER, L. L, 1950. Radioactive materials as plant stimulants in field tests.Agron, Jour. 42 : 252 _ 255.

14. BRESLAVETS, L.P., 1946. Plants and X_rays. Acad. Sci. U.S.S.R. Moscow.15. HASKINS, C.H. and C.N. MOORE, 1935. Growth modifications in citrus seedlings

grown from X-rayed seed. Plant Physiol. 10 : 179 _ 185.16. KOLLER, P.C., 1953. The cytological effects of irradiation at low intensities.

Jour. Herdity 6 : 5 _ 22.17. SPARROW, A.H., and E. CHRISTENSEN, 1953. Tolerance of certain higher plants

to chronic exposure to gamma radiation from cobalt_6O. Science 188 :697 _ 698.

18. SOERJOWINOTO, MOESO, dan SOEMARTONO, 1962. Beberapa kelainan bentukmorphologi padi jenis Rojolele setelah penyinaran dengan Co_6O gamma.Kongres MIPI ke 2. Seksi C.

19. CAMPOS, F.F. and E.G. VELASCO, 1962. Comparative effect of Cobalt 60 onplant characters of two recomended Philippine lowland rice varieties ThePhillippine Agriculturist. Vol. XLVI. No.2 and 3.

20. CAMPOS, F.F., W.M. GENEROSO and J.M. CAPINPIN,196O. Effects of X_rayon the bulbs and seeds of onion (Allium cepa L.) The Phil. Agr.Vol. XLIV. No.2 dan 3.

21. WALLEN, V.R. et al., 1957. Treatment of vegetable seed for improved emergence.Plant Disease Reporter 41 : 468 _ 473.

216

22. NANGOLNYIKH, V. N., 1955. The changing af the indications of sex in cucum_bers with an aim at increasing their productivity. The Academy ofSciences of the USSR. The- Journal of Botany. Vol. XL. (Terjemahan).

23. SUSENO, HARI, 1962. Laporan perihal Seminar Tenaga Atom ke I. 27 _ 3] Maret1962 di Bandung. Laporan Fakultas Pertanian, Bogor.

217