Judul: True Shallot Seed Viability and Vigor Improvement Mechanism with Invigoration Using Ultrafine Bubble Water and Plasma Technology
Abstrak: True shallot seed (TSS) merupakan benih botani dari tanaman bawang merah. Aplikasi TSS sebagai bahan tanam menggantikan umbi vegetatif disarankan untuk meningkatkan produktivitas bawang merah di Indonesia yang beberapa tahun terakhir menunjukkan stagnasi. Penyimpanan dengan kondisi tidak terkontrol (suhu dan kelembapan tinggi) yang umum ditemui di tingkat petani diketahui menurunkan daya simpan serta viabilitas dan vigor TSS. Penggunaan benih bervigor rendah menghasilkan pertanaman yang tidak seragam dan serempak sehingga menurunkan efisiensi pengelolaan tanaman. Invigorasi TSS menggunakan air ultrafine bubble (UFBW) dan plasmaactivated water (PAW) telah dilakukan pada beberapa spesies dan berhasil meningkatkan perkecambahan benih terdeteriorasi. Penggunaannya untuk TSS sampai saat ini masih belum dilakukan. Penelitian ini dilakukan untuk mendapatkan teknologi invigorasi TSS dengan UFBW dan PAW yang optimum meningkatkan viabilitas dan vigor serta mempelajari proses metabolisme yang terlibat. Penelitian terdiri atas tiga percobaan, yaitu 1) optimasi perlakuan UFBW dan PAW untuk invigorasi TSS; 2) pengaruh konsentrasi ozon dalam PAW terhadap mutu fisiologi TSS; serta 3) mekanisme invigorasi UFBW dan PAW dalam meningkatkan viabilitas dan vigor TSS. Percobaan pertama menerapkan rancangan acak lengkap (RAL) faktorial dengan lot TSS sebagai faktor pertama dan invigorasi sebagai faktor kedua. Empat lot TSS varietas Lokananta dengan perbedaan masa kadaluwarsa dan daya berkecambah (DB) awal berturut-turut L1 (Desember 2023; 89%), L2 (Desember 2021; 88%); L3 (Januari 2022; 64%); dan L4 (Agustus 2020; 68%). Perlakuan invigorasi dilakukan dengan taraf sebagai berikut: UFBW oksigen terlarut 18 dan 24 ppm; PAW hasil paparan 10, 20, dan 30 menit dengan konsentrasi ozon 0,1 ppm; dan larutan 3% KNO3. Percobaan kedua dilakukan menggunakan RAL dengan konsentrasi ozon sebagai faktor perlakuan dengan 5 taraf, yaitu 0 ppm (kontrol); 0,1 ppm; 0,5; 1,0; dan 4,0 ppm. Percobaan 3 terkait mekanisme invigorasi UFBW dan PAW pada TSS dilakukan menggunakan RAL satu faktor dengan taraf perlakuan UFBW 24 ppm dan PAW 20 menit konsentrasi ozon 0,1 ppm, serta tanpa perlakuan. Percobaan 2 dan 3 dilakukan menggunakan lot benih L3 (DB awal 64%). Hasil penelitian menunjukkan invigorasi UFBW dan PAW efektif meningkatkan viabilitas dan vigor benih terdeteriorasi. Daya berkecambah lot benih terdeteriorasi dengan nilai awal 63–68% meningkat menjadi 85–91% dan persentase kemunculan radikula dari 71–75% meningkat menjadi 81–91%. Nilai tersebut menyamai viabilitas dan vigor awal benih dengan mutu yang masih tinggi (DB 88–89%). Invigorasi tidak berpengaruh nyata pada lot benih dengan viabilitas dan vigor awal yang tinggi. Kedua konsentrasi DO UFBW meningkatkan viabilitas dan vigor dibanding kontrol yang sama pada TSS. Pengaruh PAW terhadap mutu benih lebih ditentukan oleh konsentrasi ozon dibanding durasi paparan plasma. Konsentrasi ozon 0,1 ppm menunjukkan peningkatan viabilitas dan vigor dibanding konsentrasi yang lebih tinggi. Durasi paparan plasma pada pembuatan PAW menunjukkan pengaruh beragam terhadap mutu benih dengan durasi 20 menit relatif lebih baik dibanding durasi 10 dan 30 menit. Invigorasi dengan UFBW dan PAW mampu meningkatkan jumlah ROS tipe superoksida dalam benih selama imbibisi. Hal tersebut ditunjukkan oleh pewarnaan senyawa nitroblue tetrazolium (NBT) yang lebih pekat pada embrio dan endosperma benih. Perlakuan invigorasi meningkatkan hidrolisis cadangan pati dan protein benih, laju respirasi, dan perbaikan membran sel. Aktivitas amilase TSS pada 24 jam imbibisi meningkat 81% setelah invigorasi UFBW (0,467 mg glukosa mg-1 bobot
Keyword: amylase activity, cold plasma, hydrolytic enzyme, nanobubble, reactive oxygen species