Keragaan dan Keragaman Galur - Galur F5 Kedelai Hasil Metode Single Seed Descent dari Persilangan Argomulyo x Tanggamus
i
KERAGAAN DAN KERAGAMAN GALUR-GALUR F5
KEDELAI HASIL METODE SINGLE SEED DESCENT
DARI PERSILANGAN ARGOMULYO x TANGGAMUS
NURUL FAJRIAH
DEPARTEMEN AGRONOMI DAN HORTIKULTURA
FAKULTAS PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015
ii
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER
INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi yang berjudul Keragaan dan
Keragaman Galur-Galur F5 Kedelai Hasil Seleksi Single Seed Descent dari
Persilangan Argomulyo x Tanggamus adalah benar karya saya dengan arahan dari
komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan
tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang
diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis telah disebutkan dalam teks dan
dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Maret 2015
Nurul Fajriah
NIM A24100016
iii
ABSTRAK
NURUL FAJRIAH. Keragaan dan Keragaman Galur-Galur F5 Kedelai Hasil
Metode Single Seed Descent dari Persilangan Argomulyo x Tanggamus.
Dibimbing oleh TRIKOESOEMANINGTYAS dan DESTA WIRNAS.
Percobaan ini bertujuan untuk memperoleh informasi mengenai keragaan
agronomi dan keragaman kedelai galur-galur F5 hasil metode Single Seed Descent
dari persilangan Argomulyo x Tanggamus. Percobaan ini menggunakan
rancangan Augmented dalam rancangan Kelompok Lengkap Teracak (RKLT)
dengan faktor tunggal yakni genotipe. Genotipe yang diuji yakni 125 galur (F5)
tidak dilakukan pengulangan dan varietas pembanding yakni Tanggamus,
Argomulyo, dan Wilis diulang 6 kali. Penelitian dilaksanakan di Kebun Percobaan
Leuwikopo, Laboratorium Pemuliaan Tanaman, Departemen Agronomi dan
Hortikultura, Institut Pertanian Bogor pada bulan April sampai September 2014.
Hasil penelitian menunjukkan keragaman yang tinggi diantara galur F5 pada
karakter tinggi tanaman, jumlah buku total, jumlah buku produktif, jumlah polong
bernas, jumlah polong hampa, dan jumlah polong total. Karakter tersebut tidak
berbeda dengan keragaan Tanggamus dan lebih tinggi dibandingkan dengan
keragaan Argomulyo. Heritabilitas yang tinggi dan keragaman genetik yang luas
terdapat pada karakter tinggi tanaman, jumlah buku total, jumlah buku produktif,
jumlah polong bernas, jumlah polong total, dan bobot biji per tanaman.
Kata kunci: heritabilitas, kedelai, keragaan karakter agronomi, keragaman genetik
ABSTRACT
NURUL FAJRIAH. Performance and Variability of F5 Soybean Lines from
Argomulyo x Tanggamus Developed by Single Seed Decent. Supervised by
TRIKOESOEMANINGTYAS and DESTA WIRNAS.
The objectives of this experiment to get information on agronomic performance
and variation of F5 soybean lines developed by single seed descent method from
Argomulyo x Tanggamus. This experiment was conducted at Augmented Design
in Randomized Complete Block Design (RCBD) genotype as the single factor.
The genotypes tested were 125 F5 lines with no replication and 3 checks
consisted of variety Tanggamus, Argomulyo and Wilis replicated six times. This
experiment was conducted at Leuwikopo experimental field and the Plant
Breeding Laboratory, Department of Agronomy and Horticulture, Bogor
Agricultural University from April to September 2014. Results of this experiment
showed high variation among F5 lines in plant height, number of nodes per plant,
number of productive nodes per plant, number of full pods per plant, and number
of pods per plant. Those characters were not significant with Tanggamus and
higher than Argomulyo. The highest heritability and broad sense genetic variation
was found for plant height, number of nodes per plant, number of productive
nodes per plant, number of full pods per plant, number of pods per plant, and
weight seed per plant.
Keyword: agronomic performance, genetic variation, heritability, soybean
iv
© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2014
Hak Cipta dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan
atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan,
penelitian, penulisan karya tulis ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik,
atau tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan
kepentingan IPB
Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis ini
dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB.
v
KERAGAAN DAN KERAGAMAN GALUR-GALUR F5
KEDELAI HASIL METODE SINGLE SEED DESCENT
DARI PERSILANGAN ARGOMULYO x TANGGAMUS
NURUL FAJRIAH
Skripsi
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Penelitian
pada
Departemen Agronomi dan Hortikultura
DEPARTEMEN AGRONOMI DAN HORTIKULTURA
FAKULTAS PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015
vi
Judul Skripsi
Nama
NIM
: Keragaan dan Keragaman Galur - Galur F5 Kedelai Hasil
Metode Single Seed Descent dari Persilangan Argomulyo x
Tanggamus
: Nurul Fajriah
: A24100016
Disetujui oleh :
Dr Ir Trikoesoemaningtyas, MSc
Dosen Pembimbing I
Dr Desta Wirnas, SP MSi
Dosen Pembimbing II
Diketahui oleh
Dr Ir Agus Purwito, MSc Agr
Ketua Departemen
Tanggal Pengesahan
:
vii
PRAKATA
Puji syukur kehadirat Allah SWT atas rahmat dan karunia-Nya, sehingga
penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “Keragaan dan Keragaman
Galur-Galur F5 Kedelai Hasil Metode Single Seed Descent dari Persilangan
Argomulyo x Tanggamus”. Skripsi ini disusun sebagai persyaratan untuk
menyelesaikan pendidikan Strata 1 (S1).
Penulis mengucapkan terima kasih kepada Ibu Dr Ir Trikoesoemaningtyas,
MSc selaku dosen pembimbing skripsi I dan Ibu Dr Desta Wirnas, SP MSi selaku
dosen pembimbing skripsi II dan dosen pembimbing akademik yang telah sabar
dalam membimbing, memberi pengarahan, saran, dan motivasi selama
melaksanakan penelitian dan demi masa depanku. Ucapan terima kasih juga
disampaikan kepada Bapak Dr Edi Santosa, SP MSi selaku dosen penguji dan
Bapak Candra Budiman, SP MSi selaku moderator saat kolokium dan seminar,
Ibu Prof Dr Ir Sandra Arifin Azis, MS, dan Bapak Dr Ir Ade Wachjar, MS selaku
dosen urusan tugas akhir atas kritik, dan saran terhadap penulisan skripsi, serta
motivasi yang telah diberikan.
Ucapan terima kasih juga disampaikan kepada Ibu Siti Marwiyah, SP MSi,
Bapak Rahmat, Bapak Eki dan kepada semua pihak yang telah turut membantu
dalam proses penelitian sehingga penelitian ini dapat terselesaikan. Ungkapan
terima kasih juga kepada seluruh staf pengajar Departemen Agronomi dan
Hortikultura yang telah berbagi ilmu dan pengalaman, serta staf IPB yang telah
memberikan layanan dan fasilitas terbaik agar dapat kami (mahasiswa) merasa
nyaman saat belajar.
Tak lupa juga ucapan terima kasih disampaikan kepada orang tua, Bapak
Harimollah dan Ibu Wahidah, Fahmi, Faiz, Keluarga besar Manakku, dan
Keluarga besar Cenreng, saudaraku Cendana 53, Keluarga besar AGH 47
“Edelweiss”, Sahabat Rantau IKAMI Sulawesi Selatan, Forum Ukhuwah
Muslimah, Kru Ahsan C, dan seluruh kawan-kawan yang telah mendoakan saya,
memberikan ruang dan waktunya, memberikan bantuan, dan menjadi pendengar
dan motivator sejati.
Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi pengembangan pertanian.
Bogor, Maret 2015
Nurul Fajriah
viii
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
DAFTAR GAMBAR
DAFTAR LAMPIRAN
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Tujuan
Hipotesis
TINJAUAN PUSTAKA
Morfologi Kedelai
Syarat Tumbuh Kedelai
Pemuliaan Tanaman
Seleksi Karakter Kuantitatif
METODE PENELITIAN
Tempat dan Waktu
Bahan dan Alat
Rancangan Penelitian
Prosedur Penelitian
Pengamatan
Analisis Data
HASIL DAN PEMBAHASAN
Kondisi Umum Penelitian
Keragaan Karakter Agronomi Galur Kedelai
Korelasi antar Karakter Agronomi
Komponen Ragam dan Heritabilitas Karakter Agronomi Galur-Galur
Kedelai F5
Pembahasan Umum
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
Saran
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
RIWAYAT HIDUP
viii
ix
ix
1
1
2
2
2
2
4
5
6
7
7
7
7
7
8
8
10
10
13
23
26
29
30
30
30
30
35
56
DAFTAR TABEL
1
2
3
4
5
6
Karakteristik fase pertumbuhan kedelai
Sidik ragam rancangan Augmented
Rekapitulasi sidik ragam karakter agronomi genotipe kedelai
Pembandingan nilai tengah keragaan agronomis galur dengan Tanggamus
Pembandingan nilai tengah keragaan agronomis galur dengan Argomulyo
Korelasi antar karakter agronomi pada tanaman kedelai
3
9
14
15
15
24
7 Komponen ragam, dan heritabilitas pada populasi galur kedelai F5 hasil
Argomulyo x Tanggamus dengan menggunakan metode SSD
26
8 Koefisien keragaman genetik pada populasi galur kedelai F5 hasil
Argomulyo x Tanggamus dengan menggunakan metode SSD
27
9 Dua puluh galur F5 kedelai yang memiliki bobot biji per tanaman tertinggi 28
DAFTAR GAMBAR
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
Kondisi pertanaman galur F5 kedelai hasil SSD (Argomulyo x
Tanggamus) (a) Populasi kedelai (umur 32 HST) pada salah satu petak
percobaan (b) Kondisi kedelai pada umur 62 HST
Kondisi tanaman saat panen (umur 104 HST)
Sebaran populasi galur F5 kedelai hasil seleksi Single Seed Descent
persilangan Argomulyo dan Tanggamus untuk karakter tinggi tanaman
Sebaran populasi galur F5 kedelai hasil seleksi Single Seed Descent
persilangan Argomulyo dan Tanggamus untuk karakter jumlah cabang
per tanaman
Sebaran populasi galur F5 kedelai hasil seleksi Single Seed Descent
persilangan Argomulyo dan Tanggamus untuk karakter jumlah buku total
per tanaman
Sebaran populasi galur F5 kedelai hasil seleksi Single Seed Descent
persilangan Argomulyo dan Tanggamus untuk karakter jumlah buku
produktif per tanaman
Sebaran populasi galur F5 kedelai hasil seleksi Single Seed Descent
persilangan Argomulyo dan Tanggamus untuk karakter umur berbunga
Sebaran populasi galur F5 kedelai hasil seleksi Single Seed Descent
persilangan Argomulyo dan Tanggamus untuk karakter umur panen
Sebaran populasi galur F5 kedelai hasil seleksi Single Seed Descent
persilangan Argomulyo dan Tanggamus untuk karakter periode pengisian
biji
Sebaran populasi galur F5 kedelai hasil seleksi Single Seed Descent
persilangan Argomulyo dan Tanggamus untuk karakter jumlah polong
total per tanaman
Sebaran populasi galur F5 kedelai hasil seleksi Single Seed Descent
persilangan Argomulyo dan Tanggamus untuk karakter jumlah polong
bernas per tanaman
Sebaran populasi galur F5 kedelai hasil seleksi Single Seed Descent
persilangan Argomulyo dan Tanggamus untuk karakter jumlah polong
hampa per tanaman
Sebaran populasi galur F5 kedelai hasil seleksi Single Seed Descent
persilangan Argomulyo dan Tanggamus untuk karakter bobot biji per
tanaman
Beberapa galur kedelai F5 (Argomulyo x Tanggamus) yang terseleksi (a)
F5-375 (b) F5-260 (c) F5-440
Denah blok percobaan keseluruhan
Denah Percobaan blok 1
12
13
16
17
18
18
19
20
20
21
21
22
22
28
40
40
x
DAFTAR LAMPIRAN
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
Daftar nomor-nomor galur F5 kedelai hasil metode SSD dari persilangan
Argomulyo x Tanggamus
Deskripsi Varietas Tanggamus
Deskripsi Varietas Argomulyo
Deskripsi Varietas Wilis
Denah Percobaan
Data Curah Hujan Bulanan bulan April-Agustus di Dramaga, Bogor
Data curah hujan harian bulan April- Mei 2014 di Dramaga, Bogor
Hasil analisis tanah di kebun percobaan Leuwikopo
Keragaan daya tumbuh galur-galur F5 kedelai hasil metode SSD dari
persilangan Argomulyo x Tanggamus
Persentase polong hampa pada galur-galur F5 kedelai hasil metode SSD
dari persilangan Argomulyo x Tanggamus
Keragaan tinggi tanaman galur-galur F5 kedelai hasil metode SSD dari
persilangan Argomulyo x Tanggamus
Keragaan jumlah cabang per tanaman pada galur-galur F5 kedelai hasil
metode SSD dari persilangan Argomulyo x Tanggamus
Keragaan jumlah buku total per tanaman pada galur-galur F5 kedelai
hasil metode SSD dari persilangan Argomulyo x Tanggamus
Keragaan jumlah buku produktif per tanaman pada galur-galur F5
kedelai hasil metode SSD dari persilangan Argomulyo x Tanggamus
Keragaan umur berbunga 50% pada galur-galur F5 kedelai hasil metode
SSD dari persilangan Argomulyo x Tanggamus
Keragaan umur panen pada galur-galur F5 kedelai hasil metode SSD
dari persilangan Argomulyo x Tanggamus
Periode pengisian biji pada galur-galur F5 kedelai hasil metode SSD dari
persilangan Argomulyo x Tanggamus
Keragaan jumlah polong total per tanaman pada galur-galur F5 kedelai
hasil metode SSD dari persilangan Argomulyo x Tanggamus
Keragaan jumlah polong bernas per tanaman pada galur-galur F5 kedelai
hasil metode SSD dari persilangan Argomulyo x Tanggamus
Keragaan jumlah polong hampa per tanaman pada galur-galur F5 kedelai
hasil metode SSD dari persilangan Argomulyo x Tanggamus
Keragaan bobot biji per tanaman pada galur-galur F5 kedelai hasil
metode SSD dari persilangan Argomulyo x Tanggamus
36
37
38
39
40
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Kedelai merupakan tanaman yang bernilai ekonomi tinggi dan merupakan
sumber protein nabati yang banyak digemari oleh masyarakat. Produk olahan
kedelai yang paling diminati adalah tempe dan tahu. Selain itu, kedelai juga
merupakan bahan baku dari produk susu kedelai, kecap, dan minyak. Kebutuhan
terhadap produk olahan kedelai semakin meningkat karena jumlah penduduk
Indonesia setiap tahun meningkat. Rata-rata kebutuhan kedelai mencapai 2.64
juta ton per tahun, sedangkan produksi kedelai pada tahun 2013 mencapai 0.80
juta ton (DEPTAN 2014). Produksi ini tidak dapat menutupi kebutuhan sehingga
dilakukan impor. Rata-rata impor kedelai yang dilakukan pada beberapa tahun
terakhir ini sebanyak 1.79 juta ton per tahun (DEPTAN 2014).
Pemerintah berupaya untuk meningkatkan produksi kedelai untuk
mengurangi impor. Hal ini ditunjukkan dengan peningkatan produktivitas kedelai
dari tahun ke tahun dan banyaknya varietas unggul berproduktivitas tinggi yang
dirakit oleh pemulia tanaman. Tercatat pada data BPS (2014), produktivitas
kedelai pada tahun 2010 mencapai 1.37 ton ha-1 meningkat menjadi 1.42 ton ha-1
pada tahun 2013, namun luas areal tanam produksi kedelai menurun sehingga
produksi kedelai juga menurun. Luas lahan dan total produksi kedelai pada tahun
2010 secara berurutan sebesar 660 ribu ha dan 0.91 juta ton menurun menjadi 550
ribu ha dan 0.80 juta ton pada tahun 2013.
Salah satu faktor yang menyebabkan luas lahan dan produksi kedelai
menurun karena petani lebih cenderung mengusahakan komoditas yang memiliki
harga jual yang lebih tinggi, seperti padi dan jagung. Permintaan konsumen atau
produsen produk olahan kedelai cukup tinggi. Konsumen menginginkan biji
kedelai yang berukuran besar. Menurut Adie dan Krisnawati (2007), biji kedelai
yang berukuran besar dari Amerika serikat sebesar 30 g/100 biji sedangkan
kedelai di Indonesia berukuran lebih dari 14 g/100 biji. Oleh sebab itu perlu
dilakukan peningkatan produktivitas dan ukuran biji kedelai.
Salah satu cara yang dapat dilakukan untuk meningkatkan produktivitas
yakni melalui pemuliaan tanaman. Kegiatan pemuliaan tanaman dilakukan untuk
merakit keragaman suatu populasi tanaman agar menjadi lebih baik dari
sebelumnya. Salah satu kegiatan utama dalam pemuliaan tanaman adalah seleksi.
Kegiatan tersebut dilakukan untuk memilih tanaman yang memiliki karakter yang
diinginkan (Syukur et al. 2012).
Salah satu metode pembentukan varietas kedelai yang digunakan adalah
Single Seed Descent disingkat SSD. Metode ini menggunakan sumber daya (lahan
dan tenaga) yang relatif sedikit, karena cukup mengambil satu biji per tanaman
pada setiap generasi. Hal ini memungkinkan genotipe hilang karena biji gagal
berkecambah, atau tanaman gagal memproduksi biji, sehingga tidak semua F2
dapat diwakili pada generasi selanjutnya (Orf 2008). Metode SSD merupakan
salah satu metode pengembangan varietas kedelai yang digunakan di Departemen
Agronomi dan Hortikultura. Sampai saat ini telah diperoleh sekitar 300 galur F5
hasil SSD dari persilangan Argomulyo dan Tanggamus. Galur-galur ini perlu
dievaluasi keragaan dan keragamannya untuk memperoleh informasi mengenai
2
keragaan dan keragaman galur-galur yang memiliki produktivitas yang tinggi dan
berbiji besar.
Tujuan
Tujuan penelitian ini adalah untuk memperoleh informasi mengenai
keragaan dan keragaman galur-galur Single Seed Descent hasil persilangan
kedelai varietas Argomulyo x Tanggamus.
Hipotesis
1. Terdapat keragaman diantara galur-galur hasil SSD
2. Terdapat satu atau beberapa galur yang mempunyai keragaan yang lebih baik
daripada tetua.
TINJAUAN PUSTAKA
Morfologi Kedelai
Kedelai (Glycine max (L.) Merrill) termasuk ke dalam famili Leguminoceae.
Tipe pertumbuhan kedelai diklasifikasikan menjadi 3 tipe, yakni tipe determinit,
indeterminit dan semi determinit. Tipe determinit, pemanjangan batang berhenti
saat fase berbunga sehingga tipe ini memiliki batang yang pendek. Tipe
indeterminit, pemanjangan batang terus berlanjut saat mencapai fase berbunga
(Poelhman 1979).
Sistem perakaran kedelai terdiri atas akar tunggang, akar sekunder, dan akar
cabang. Perkembangan akar dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti penyiapan
lahan, tekstur tanah, kondisi fisik, dan kimia tanah, serta kadar air tanah
(Adisarwato 2008). Kedalaman perakaran dapat mencapai 2 m dengan penyebaran
mencapai 1.5 m. Akar kedelai memiliki nodul yang terbentuk dari hasil simbiosis
dengan bakteri Rhizobium japonicum (Purwono dan Purnamawati 2007).
Kedelai berupa semak yang memiliki tinggi sekitar 40-90 cm dan memiliki
cabang. Batang kedelai berbuku dan merupakan tempat tumbuhnya bunga. Buku
yang memiliki polong disebut buku subur (Purwono dan Purnamawati 2007).
Buku pertama dihitung pada posisi daun tunggal dan daun bertiga pertama
membuka. Kedelai memiliki berbagai bentuk daun, yakni bulat atau lancip (Adie
dan Krisnawati 2007) Daun yang pertama muncul setelah kotiledon berupa daun
tunggal, kemudian daun selanjutnya yang tumbuh berupa daun bertiga atau
trifoliat (Hidajat 1985).
Batang, daun, dan polong ditumbuhi bulu atau trikoma berwarna abu-abu
atau cokelat (Hidajat 1985). Trikoma dapat dijadikan penghalang morfologis
bagian tanaman, sehingga mengurangi atau menghambat interaksi antara tanaman
inang dengan serangga. Kepadatan trikoma yang rendah mengakibatkan bobot
3
larva ulat grayak yang tinggi karena konsumsi daun yang banyak (Adie et al.
2003). Trikoma yang rapat dapat menjadi pertahanan mekanis dalam menghalangi
imago penggerek polong untuk meletakkan telur, mengurangi jumlah larva,
sehingga intensitas serangan penggerek polong juga berkurang (Suharsono 2009).
Kedelai memiliki bunga sempurna (hermaphrodite), yakni setiap kuntum
bunga terdapat putik dan benang sari, dan bertipe penyerbukan sendiri. Bunga
mekar pada pagi hari sekitar pukul 08.00-09.00. Faktor yang mempengaruhi umur
keluarnya bunga adalah varietas, suhu, dan lama penyinaran (Rukmana dan
Yuniarsih 1996). Periode berbunga berlangsung selama 3 hingga 5 minggu.
Bunga pertama muncul pada buku ke-5 atau buku di atasnya. Bunga muncul
berkelompok yang terdiri dari 2 sampai 35 kuntum bunga. Tidak semua bunga
berhasil membentuk polong, sekitar 20-80% bunga gugur (Adie dan Krisnawati
2007).
Tabel 1 Karakteristik fase pertumbuhan kedelai
Kode
Fase Pertumbuhan
Keterangan
fase
Ve
Kecambah
Tanaman baru muncul di permukaan tanah
Vc
Kotiledon
Dua kotiledon terbuka dan dua daun tunggal
mulai terbuka
V1
Buku 1
Daun tunggal dan daun bertiga terbuka
V2-Vn Buku 2 sampai buku Daun pada buku tersebut telah terbuka
ke-n
sempurna, dan daun pada buku di atasnya
mulai membuka.
R1
Mulai berbunga
Pada batang utama terdapat satu bunga yang
mekar
R2
Berbunga penuh
Pada dua buku atau lebih di batang utama
terdapat bunga mekar
R3
Mulai pembentukan Pada batang utama terdapat polong yang
polong
memiliki panjang 5 mm
R4
Polong berkembang Pada batang utama terdapat polong yang
penuh
memiliki panjang minimal 2 cm
R5
Polong mulai berisi
Pada batang utama terdapat polong yang
berisi biji berukuran 2 x 1 mm
R6
Biji penuh
Pada batang utama terdapat polong yang
berisi biji berwarna hijau dengan ukuran
maksimal (ukuran biji memenuhi rongga
polong)
R7
Polong mulai kuning, Pada batang utama terdapat satu polong
cokelat, matang
berwarna abu-abu atau kehitaman (warna
matang)
R8
Polong matang penuh Sebanyak 95% polong telah matang (Kuning
kecokelatan).
Sumber : Adie dan Krisnawati (2007)
Warna bunga kedelai bervariasi putih atau ungu. Polong terbentuk setelah 710 hari kedelai berbunga. Polong berwarna hijau muda saat muda, dan kuning
kecokelatan saat masak (Purwono dan Purnamawati 2007). Periode pemasakan
polong optimal selama 50-75 hari. Jumlah polong yang dapat dipanen berkisar
4
antara 20-200 polong per tanaman (Adisarwanto 2008). Faktor yang
mempengaruhi jumlah polong adalah varietas, kesuburan tanah, dan jarak tanam.
Setiap polong kedelai berisi antar 1-4 biji. (Rukmana dan Yuniarsih 1996).
Warna biji kedelai bervariasi yakni kuning, hitam, kuning kehijauan, dan
cokelat. Bentuk biji juga bervariasi yaitu bulat, bulat telur, atau gepeng (Purwono
dan Purnamawati 2007). Berdasarkan bobot 100 butir, biji digolongkan ke dalam
3 ukuran, yakni kecil sebesar kurang dari 10 g, sedang sebesar 10-14 g dan besar
sebesar lebih dari 14 g (Adie dan Krisnawati 2007).
Pedoman pengamatan terhadap sifat-sifat morfologi tersebut membutuhkan
informasi mengenai fase tumbuh kedelai. Fase pertumbuhan kedelai terdiri dari 2
fase, yakni fase vegetatif dan fase generatif (Adie dan Krisnawati 2007).
Karakteristik setiap fase dapat dilihat pada Tabel 1.
Syarat Tumbuh Kedelai
Iklim, dan tanah merupakan komponen lingkungan yang menjadi penentu
keberhasilan usaha produksi kedelai. Faktor iklim terdiri atas panjang hari,
intensitas penyinaran, suhu, kelembaban udara, dan curah hujan. Faktor tanah
terdiri atas tekstur dan struktur tanah, ketersediaan hara, pH, kelembaban dan
drainase tanah (Sumaro dan Manshuri 2007).
Kedelai sensitif terhadap lama penyinaran dan dikategorikan ke dalam
tanaman hari pendek. Pembungaan kedelai akan dipercepat pada lama penyinaran
yang pendek dan akan mengalami penurunan hasil. Pada daerah tropis terjadi
inisiasi pembungaan dan pematangan yang cepat dengan hasil biji yang sedikit
(Beversdorf 1993). Hal yang serupa terjadi di Indonesia yang memiliki lama
penyinaran sekitar 12 jam, yakni umur kedelai lebih pendek, cepat berbunga, dan
produktivitas yang rendah. Rata-rata umur kedelai mecapai 85 hari dengan
produktivitas 1.2 ton/ha. Bila dibandingkan dengan daerah subtropis dengan lama
penyinaran yang lama yaitu sekitar 14-15 jam, seperti di Amerika Serikat maka
rata-rata umur kedelai lebih lama (140 hari) dan produktivitas yang lebih tinggi
(Adisarwanto et. al 2007)
Lama penyinaran juga berpengaruh terhadap tinggi tanaman, jumlah buku
total, lama masa pembungaan, lama masa pembetukan polong, perkembangan
polong dan pematangan polong. Lama penyinaran yang panjang memperpanjang
masa pada setiap fase perkembangan vegetatif dan reproduktif. Periode vegetatif
sebagian besar kultivar di daerah tropis berlangsung selama 4 – 5 minggu (Hidajat
1985).
Suhu di dalam tanah dan atmosfer berpengaruh terhadap pertumbuhan
Rhizobium, akar dan tanaman kedelai. Suhu yang sesuai dengan pertumbuhan
kedelai berkisar 22-27 oC. Suhu lebih dari 27 oC kurang optimum untuk laju
pengisian dan pemasakan biji sehingga kurang optimal untuk kualitas biji yang
dijadikan sebagai benih. Suhu dan kelembaban udara yang berfluktuasi ekstrim
berpengaruh negatif pada vigor benih. Kelembaban udara yang optimal selama
periode tanaman tumbuh hingga stadia pengisian polong yakni sekitar 75-90%,
dan kelembaban udara yang optimal pada periode pematangan polong hingga
panen sekitar 60-75% (Sumaro dan Manshuri 2007).
5
Tanah merupakan salah satu komponen lingkungan yang menjadi penentu
keberhasilan usaha produksi kedelai. Tekstur tanah yang ideal untuk budidaya
kedelai adalah tanah yang bertekstur liat berpasir, liat berdebu-berpasir, debu
berpasir, drainase sedang-baik, mampu menahan kelembaban tanah, dan tidak
mudah tergenang. Kedelai dapat tumbuh baik pada pH tanah sekitar 5.5-7.0, dan
tumbuh optimal pada pH 6.0-6.5 (Sumaro dan Manshuri 2007).
Pemuliaan Tanaman
Pemuliaan tanaman merupakan seni dan ilmu dalam merakit keragaman
genetik suatu populasi tanaman agar diperoleh tanaman yang lebih baik dari
sebelumnya. Keragaman genetik dapat diperoleh dari koleksi berbagai genotipe
atau plasma nutfah. Genotipe-genotipe tersebut mengandung karakter yang
berbeda-beda. Oleh sebab itu, diperlukan kegiatan untuk mengumpulkan karakter
atau memunculkan karakter yang diinginkan. Salah satu cara yang dapat
dilakukan yakni persilangan antara tetua yang berbeda susunan genetiknya
sehingga dihasilkan keragaman genetik yang luas (Syukur et al. 2012).
Pemilihan tetua merupakan kunci sukses program pemuliaan tanaman. Sifat
genetik pada tetua perlu diperhatikan. Sebaiknya salah satu tetua harus
mengandung materi genetik yang diinginkan (Sumarno 1985). Selain itu, tetua
yang terpilih sebaiknya memiliki keragaman yang besar agar diperoleh potensi
segregasi transgresif yang tinggi. Segregasi transgresif merupakan anakan hasil
silangan yang memiliki fenotipe di luar kedua tetua. Adanya segregasi transgresif
dapat membantu memisahkan antara karakter baik dan karakter buruk dari salah
satu induk (Welsh 1991).
Tanaman tipe menyerbuk sendiri menghasilkan individu yang homozigot.
Apabila dilakukan persilangan maka keturunannya akan bersegregasi dari
generasi ke generasi (Miladivonic et al. 2011). Penyerbukan sendiri terus
menerus mengakibatkan proporsi heterozigot akan berkurang, dan proporsi
homozigot meningkat (Welsh 1991)
Keragaman genetik yang luas dari hasil persilangan mempermudah
melakukan seleksi. Metode seleksi yang digunakan tergantung pada tipe
penyerbukan. Salah satu metode seleksi untuk tanaman menyerbuk sendiri adalah
metode Single Seed Descent atau disingkat SSD (Scaboo et al. 2010, Orf 2008).
Metode ini memisahkan langkah dalam pembentukan homozigositas dan seleksi
(Stoskopf et al. 1993).
Langkah awal pada metode SSD dilakukan untuk membentuk galur-galur
homozigot secepat mungkin dengan keragaman genetik yang luas (Sumarno
1985). Setiap generasi diambil satu biji per tanaman secara acak. Seleksi yang
tidak dilakukan mengakibatkan tidak terjadi perubahan frekuensi gen, tetapi hanya
mengubah frekuensi genotipe. Dari generasi ke generasi frekuensi genotipe
homozigot akan meningkat, sedangkan frekuensi genotipe heterozigot menurun.
Oleh sebab itu, kegiatan tersebut dilakukan hingga generasi F4 (Syukur et al.
2012).
Setiap generasi (generasi F2-F5) pada metode SSD diambil satu biji secara
acak untuk menjaga tingkat populasi yang bersegregasi, sehingga penanaman
dapat dilakukan pada lahan yang sempit. Oleh sebab itu, waktu dan energi yang
6
digunakan pada saat panen lebih sedikit (Stoskopf et al. 1993). Pengambilan satu
biji per tanaman berarti masing-masing famili F2 hanya diwakili oleh satu biji
(Sumarno 1985). Hal ini memungkinkan genotipe hilang karena biji gagal
berkecambah, atau tanaman gagal memproduksi biji, sehingga tidak semua F2
dapat diwakili pada generasi selajutnya. Oleh sebab itu, pada prakteknya
kebanyakan pemulia mengambil satu atau dua polong (Orf 2008).
Langkah selanjutnya dilakukan seleksi secara individual pada pertanaman
generasi F5 dengan cara memanen satu tanaman yang terbaik dari masing-masing
famili (Sumarno 1985). Hasil seleksi F5, yakni pertanaman generasi F6 ditanam
dalam baris untuk menyeleksi famili atau baris terbaik (Syukur et al. 2012).
Seluruh tanaman hasil seleksi dipanen untuk menghasilkan benih yang cukup
pada evaluasi generasi selanjutnya (Stoskopf et al. 1993).
Metode ini menghasilkan keragaman yang maksimum pada saat generasi
akan diseleksi dan meningkatkan segregasi transgresif. Penggunaan metode SSD
baik dilakukan untuk seleksi pada karakter yang memiliki nilai heritabilitas yang
rendah, seperti karakter hasil (Roy 2000). Hal ini didukung oleh hasil penelitian
Miladinovic et al. (2011), dimana penggunaan metode SSD untuk seleksi
berdasarkan hasil menunjukkan keragaman yang tinggi pada setiap generasi, serta
diperoleh nilai diferensial seleksi yang tinggi pada generasi F4.
Seleksi Karakter Kuantitatif
Salah satu tujuan dari pemuliaan tanaman kedelai adalah peningkatan
produktivitas kedelai. Menurut Hidajat (1985), komponen yang mempengaruhi
hasil adalah ukuran, jumlah biji dan bobot biji. Jumlah biji kedelai ditentukan oleh
jumlah buku produktif tiap tanaman, jumlah polong tiap buku, dan jumlah biji tiap
polong. Karakter tersebut berkorelasi positif terhadap produksi kedelai.
Hasil dan komponen hasil merupakan karakter kuantitatif. Karakter ini
dikendalikan oleh banyak gen, masing-masing gen memberikan pengaruh kecil
pada penampilan atau penampakan suatu karakter. Pengaruh lingkungan sangat
besar terhadap karakter yang muncul. Hal ini menyulitkan untuk mencari gen
yang mengontrol karakter kuantitatif, tetapi kombinasi gen tersebut dapat
menghasilkan pengaruh yang baik pada keragaman karakter (Scaboo et al. 2010).
Keragaman genetik yang luas mempermudah melakukan seleksi. Tetapi
penyeleksian karakter kuantitatif sulit dilakukan karena pengamatan dilakukan
pada fenotipe. Penampakan fenotipe yang terlihat belum tentu disebabkan oleh
perbedaan genotipe, tetapi perbedaan tersebut dapat disebabkan oleh pengaruh
lingkungan. Oleh sebab itu, perlu diketahui seberapa besar faktor genetik dan
faktor lingkungan mempengaruhi karakter yang muncul (Syukur et al. 2012).
Keragaman pada karakter kuantitatif hanya dapat diamati pada populasi
(Stoskopf et al. 1993), maka seleksi menggunakan ragam fenotipe individuindividu dalam populasi (Syukur et al. 2012). Ragam fenotipe dibagi menjadi
tiga komponen yakni ragam genetik, ragam lingkungan, dan interaksi antara
genetik dan lingkungan. Pengukuran keragaman fenotipe yang diwariskan
menunjukkan seberapa besar fenotipe yang tampak merupakan refleksi genotipe
dapat menggunakan parameter heritabilitas (Roy 2000).
7
Allard (1990) menyebutkan bahwa seleksi akan efektif dilakukan jika
karakter tersebut dapat diwariskan karena seleksi bekerja pada karakter yang ada
dan tidak menciptakan keragaman. Wirnas et al. (2006) menambahkan karakterter
yang diharapkan dapat diwariskan ke generasi selanjutnya memiliki nilai
heritabilitas yang tinggi, dan berkorelasi positif.
METODE PENELITIAN
Tempat dan Waktu
Penelitian dilaksanakan di Kebun Percobaan Leuwikopo, Laboratorium
Pemuliaan Tanaman, Departemen Agronomi dan Hortikultura, Institut Pertanian
Bogor. Waktu penelitian dimulai dari bulan April sampai September 2014.
Bahan dan Alat
Penelitian dilaksanakan dengan menggunakan benih galur-galur hasil
persilangan Argomulyo x Tanggamus sebanyak 125 galur (F5) dan 3 varietas
pembanding yakni Tanggamus, Argomulyo, dan Wilis. Daftar nomor-nomor galur
yang digunakan dapat dilihat pada Lampiran 1. Deskripsi varietas Tanggamus,
Argomulyo, dan Wilis dapat dilihat pada Lampiran 2, 3, dan 4. Bahan lain yang
digunakan adalah pupuk urea, SP-36, KCl, pestisida, alat ukur, timbangan, alat
tulis, kamera, dan peralatan yang biasa digunakan dalam budi daya, dan panen.
Rancangan Penelitian
Penelitian ini menggunakan rancangan Pembesaran (Augmented Design)
dalam Rancangan Kelompok Lengkap Teracak (RKLT) dengan faktor tunggal
yakni genotipe. Genotipe yang diuji yakni 125 galur (F5) tidak dilakukan
pengulangan dan varietas pembanding yakni Tanggamus, Argomulyo, dan Wilis
diulang sebanyak 6 kali. Total satuan percobaan sebanyak 143.
Prosedur Penelitian
Penyiapan lahan dilakukan terlebih dahulu dengan pembajakan. Setiap galur
ditanam dalam satu baris. Panjang baris mencapai 1.5 m dengan jarak di dalam
baris 20 cm, dan jarak antar baris 40 cm (Lampiran 5). Setiap lubang ditanami 2
benih yang sebelumnya telah dicampur dengan inokulum Rhizobium dengan dosis
takaran 3 g/kg. Setelah kedelai tumbuh dilakukan penjarangan. Pupuk NPK
diberikan pada saat tanaman berumur 7 hari setelah tanam (HST) dengan cara
diberikan dalam alur dari baris tanaman lalu ditutup. Dosis pupuk Urea, SP-36,
dan KCl yang digunakan secara berurutan adalah 75, 100, dan 100 kg ha-1.
8
Pemeliharaan yang dilakukan yakni penyiangan dan pengendalian hama, dan
penyakit. Panen dilakukan pada saat 95 % dari baris galur kedelai berwarna
kuning kecokelatan.
Pengamatan
Pengamatan dilakukan pada satuan perlakuan dan setiap 10 tanaman contoh
per satuan perlakuan. Parameter yang diamati pada satuan percobaan adalah:
1. Daya tumbuh, pengamatan dilakukan pada saat 7 HST.
2. Umur berbunga, dihitung saat 50% tanaman telah bunga keluar dari setiap
galur. Jika jumlah tanaman pada galur hanya 1 tanaman, maka saat kedelai
tersebut berbunga, waktu tersebut ditetapkan sebagai umur berbunga.
3. Umur panen, dihitung saat 95% polong berwarna kuning kecokelatan pada
setiap galur.
4. Periode pengisian biji yaitu selang waktu antara umur berbunga dengan umur
panen.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Parameter yang diamati pada 10 tanaman contoh adalah :
Tinggi tanaman, dilakukan setelah panen dengan cara diukur pada pangkal
batang sampai ujung tertinggi.
Jumlah cabang per tanaman, dihitung jika cabang tersebut memiliki lebih dari
2 buku, dengan panjang antar buku lebih dari 1 cm, diamati setelah panen.
Jumlah buku produktif per tanaman yaitu buku yang berpolong pada batang
dan cabang diamati setelah panen.
Jumlah buku total per tanaman, dihitung dari keseluruhan buku pada tanaman
kedelai baik yang memiliki polong maupun tidak berpolong.
Jumlah polong bernas per tanaman diamati setelah panen.
Jumlah polong hampa per tanaman diamati setelah panen.
Jumlah polong total dihitung dari penjumlahan polong isi dan polong hampa.
Bobot biji per tanaman diperoleh dari hasil penimbangan menggunakan
timbangan digital.
Analisis Data
Penelitian ini menggunakan rancangan Pembesaran (Augmented Design)
dalam rancangan Kelompok Lengkap Teracak (RKLT) dengan faktor tunggal.
Model aditif linier merujuk pada rancangan RKLT adalah :
Yij =μ+τi +βj +εij
Keterangan:
Yij = Pengamatan pada perlakuan ke-i dan kelompok ke-j
μ = Rataan umum
= Pengaruh perlakuan ke-i
i
βj = Pengaruh kelompok ke-j
εij = Pengaruh acak pada perlakuan ke-i dan kelompok ke-j
9
Analisis data menggunakan bantuan software Minitab 16.2.1, dan SAS versi
9.00. Berikut analisis data yang dilakukan:
1. Analisi ragam uji F
Data yang diperoleh dianalisis menggunakan analisis ragam uji F. Uji F
dinyatakan berpengaruh nyata pada taraf 5% dan berpengaruh sangat nyata
pada tara 1% (Gomez dan Gomez 1995). Berikut Tabel sidik ragam
rancangan Augmented (Sharma 1988):
Tabel 2 Sidik ragam rancangan Augmented
Sumber keragaman
Derajat bebas
Blok (b)
b-1
Genotipe (G)
(G+k)-1
Galur (g)
g-1
Kontrol (k)
k-1
GxK
1
Galat
(k-1)(b-1)
Total
(bk+g)-1
2.
3.
4.
Kuadrat Tengah
KTb
KTG
KTg
KTk
KTGxk
KTe
KTt
Perbandingan nilai tengah
Jika uji F berpengaruh nyata pada taraf 5% maka analisis dilanjutkan untuk
membandingkan nilai tengah populasi galur terhadap nilai tengah tetua
dengan menggunakan uji t-student (Gomez dan Gomez 1995). Analisis lanjut
uji t-Dunnet juga dilakukan untuk mengetahui galur mana yang memiliki
perbedaan dengan tetua.
∑x
Nilai tengah: ̅ = i
n
Pengujian sebaran populasi kedelai F5
Sebaran frekuensi pada populasi kedelai F5 digunakan untuk melihat ada
tidaknya segregasi transgresif yang terdapat pada populasi galur F5.
Pendugaan komponen ragam dan heritabilitas
Analisis selanjutnya dilakukan untuk menduga komponen ragam, nilai
heritabitas arti luas dan koefisien keragaman genetik (KKG). Berikut rumus
yang dapat digunakan untuk pendugaan ragam dan heritabilitas arti luas
menurut Syukur et al. (2012):
Ragam fenotipe : 2 p = 2 g + 2 e
KT
Ragam lingkungan : 2 e = r e
Ragam genetik : 2 g =KTg-KTe
Heritabilitas arti luas : h2 bs = (
2
2
g
p
) ×100
Nilai heritabilitas dikelompokkan menjadi tinggi (50-100), sedang (20-50),
dan rendah (
KERAGAAN DAN KERAGAMAN GALUR-GALUR F5
KEDELAI HASIL METODE SINGLE SEED DESCENT
DARI PERSILANGAN ARGOMULYO x TANGGAMUS
NURUL FAJRIAH
DEPARTEMEN AGRONOMI DAN HORTIKULTURA
FAKULTAS PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015
ii
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER
INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi yang berjudul Keragaan dan
Keragaman Galur-Galur F5 Kedelai Hasil Seleksi Single Seed Descent dari
Persilangan Argomulyo x Tanggamus adalah benar karya saya dengan arahan dari
komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan
tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang
diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis telah disebutkan dalam teks dan
dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Maret 2015
Nurul Fajriah
NIM A24100016
iii
ABSTRAK
NURUL FAJRIAH. Keragaan dan Keragaman Galur-Galur F5 Kedelai Hasil
Metode Single Seed Descent dari Persilangan Argomulyo x Tanggamus.
Dibimbing oleh TRIKOESOEMANINGTYAS dan DESTA WIRNAS.
Percobaan ini bertujuan untuk memperoleh informasi mengenai keragaan
agronomi dan keragaman kedelai galur-galur F5 hasil metode Single Seed Descent
dari persilangan Argomulyo x Tanggamus. Percobaan ini menggunakan
rancangan Augmented dalam rancangan Kelompok Lengkap Teracak (RKLT)
dengan faktor tunggal yakni genotipe. Genotipe yang diuji yakni 125 galur (F5)
tidak dilakukan pengulangan dan varietas pembanding yakni Tanggamus,
Argomulyo, dan Wilis diulang 6 kali. Penelitian dilaksanakan di Kebun Percobaan
Leuwikopo, Laboratorium Pemuliaan Tanaman, Departemen Agronomi dan
Hortikultura, Institut Pertanian Bogor pada bulan April sampai September 2014.
Hasil penelitian menunjukkan keragaman yang tinggi diantara galur F5 pada
karakter tinggi tanaman, jumlah buku total, jumlah buku produktif, jumlah polong
bernas, jumlah polong hampa, dan jumlah polong total. Karakter tersebut tidak
berbeda dengan keragaan Tanggamus dan lebih tinggi dibandingkan dengan
keragaan Argomulyo. Heritabilitas yang tinggi dan keragaman genetik yang luas
terdapat pada karakter tinggi tanaman, jumlah buku total, jumlah buku produktif,
jumlah polong bernas, jumlah polong total, dan bobot biji per tanaman.
Kata kunci: heritabilitas, kedelai, keragaan karakter agronomi, keragaman genetik
ABSTRACT
NURUL FAJRIAH. Performance and Variability of F5 Soybean Lines from
Argomulyo x Tanggamus Developed by Single Seed Decent. Supervised by
TRIKOESOEMANINGTYAS and DESTA WIRNAS.
The objectives of this experiment to get information on agronomic performance
and variation of F5 soybean lines developed by single seed descent method from
Argomulyo x Tanggamus. This experiment was conducted at Augmented Design
in Randomized Complete Block Design (RCBD) genotype as the single factor.
The genotypes tested were 125 F5 lines with no replication and 3 checks
consisted of variety Tanggamus, Argomulyo and Wilis replicated six times. This
experiment was conducted at Leuwikopo experimental field and the Plant
Breeding Laboratory, Department of Agronomy and Horticulture, Bogor
Agricultural University from April to September 2014. Results of this experiment
showed high variation among F5 lines in plant height, number of nodes per plant,
number of productive nodes per plant, number of full pods per plant, and number
of pods per plant. Those characters were not significant with Tanggamus and
higher than Argomulyo. The highest heritability and broad sense genetic variation
was found for plant height, number of nodes per plant, number of productive
nodes per plant, number of full pods per plant, number of pods per plant, and
weight seed per plant.
Keyword: agronomic performance, genetic variation, heritability, soybean
iv
© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2014
Hak Cipta dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan
atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan,
penelitian, penulisan karya tulis ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik,
atau tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan
kepentingan IPB
Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis ini
dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB.
v
KERAGAAN DAN KERAGAMAN GALUR-GALUR F5
KEDELAI HASIL METODE SINGLE SEED DESCENT
DARI PERSILANGAN ARGOMULYO x TANGGAMUS
NURUL FAJRIAH
Skripsi
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Penelitian
pada
Departemen Agronomi dan Hortikultura
DEPARTEMEN AGRONOMI DAN HORTIKULTURA
FAKULTAS PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015
vi
Judul Skripsi
Nama
NIM
: Keragaan dan Keragaman Galur - Galur F5 Kedelai Hasil
Metode Single Seed Descent dari Persilangan Argomulyo x
Tanggamus
: Nurul Fajriah
: A24100016
Disetujui oleh :
Dr Ir Trikoesoemaningtyas, MSc
Dosen Pembimbing I
Dr Desta Wirnas, SP MSi
Dosen Pembimbing II
Diketahui oleh
Dr Ir Agus Purwito, MSc Agr
Ketua Departemen
Tanggal Pengesahan
:
vii
PRAKATA
Puji syukur kehadirat Allah SWT atas rahmat dan karunia-Nya, sehingga
penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “Keragaan dan Keragaman
Galur-Galur F5 Kedelai Hasil Metode Single Seed Descent dari Persilangan
Argomulyo x Tanggamus”. Skripsi ini disusun sebagai persyaratan untuk
menyelesaikan pendidikan Strata 1 (S1).
Penulis mengucapkan terima kasih kepada Ibu Dr Ir Trikoesoemaningtyas,
MSc selaku dosen pembimbing skripsi I dan Ibu Dr Desta Wirnas, SP MSi selaku
dosen pembimbing skripsi II dan dosen pembimbing akademik yang telah sabar
dalam membimbing, memberi pengarahan, saran, dan motivasi selama
melaksanakan penelitian dan demi masa depanku. Ucapan terima kasih juga
disampaikan kepada Bapak Dr Edi Santosa, SP MSi selaku dosen penguji dan
Bapak Candra Budiman, SP MSi selaku moderator saat kolokium dan seminar,
Ibu Prof Dr Ir Sandra Arifin Azis, MS, dan Bapak Dr Ir Ade Wachjar, MS selaku
dosen urusan tugas akhir atas kritik, dan saran terhadap penulisan skripsi, serta
motivasi yang telah diberikan.
Ucapan terima kasih juga disampaikan kepada Ibu Siti Marwiyah, SP MSi,
Bapak Rahmat, Bapak Eki dan kepada semua pihak yang telah turut membantu
dalam proses penelitian sehingga penelitian ini dapat terselesaikan. Ungkapan
terima kasih juga kepada seluruh staf pengajar Departemen Agronomi dan
Hortikultura yang telah berbagi ilmu dan pengalaman, serta staf IPB yang telah
memberikan layanan dan fasilitas terbaik agar dapat kami (mahasiswa) merasa
nyaman saat belajar.
Tak lupa juga ucapan terima kasih disampaikan kepada orang tua, Bapak
Harimollah dan Ibu Wahidah, Fahmi, Faiz, Keluarga besar Manakku, dan
Keluarga besar Cenreng, saudaraku Cendana 53, Keluarga besar AGH 47
“Edelweiss”, Sahabat Rantau IKAMI Sulawesi Selatan, Forum Ukhuwah
Muslimah, Kru Ahsan C, dan seluruh kawan-kawan yang telah mendoakan saya,
memberikan ruang dan waktunya, memberikan bantuan, dan menjadi pendengar
dan motivator sejati.
Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi pengembangan pertanian.
Bogor, Maret 2015
Nurul Fajriah
viii
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
DAFTAR GAMBAR
DAFTAR LAMPIRAN
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Tujuan
Hipotesis
TINJAUAN PUSTAKA
Morfologi Kedelai
Syarat Tumbuh Kedelai
Pemuliaan Tanaman
Seleksi Karakter Kuantitatif
METODE PENELITIAN
Tempat dan Waktu
Bahan dan Alat
Rancangan Penelitian
Prosedur Penelitian
Pengamatan
Analisis Data
HASIL DAN PEMBAHASAN
Kondisi Umum Penelitian
Keragaan Karakter Agronomi Galur Kedelai
Korelasi antar Karakter Agronomi
Komponen Ragam dan Heritabilitas Karakter Agronomi Galur-Galur
Kedelai F5
Pembahasan Umum
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
Saran
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
RIWAYAT HIDUP
viii
ix
ix
1
1
2
2
2
2
4
5
6
7
7
7
7
7
8
8
10
10
13
23
26
29
30
30
30
30
35
56
DAFTAR TABEL
1
2
3
4
5
6
Karakteristik fase pertumbuhan kedelai
Sidik ragam rancangan Augmented
Rekapitulasi sidik ragam karakter agronomi genotipe kedelai
Pembandingan nilai tengah keragaan agronomis galur dengan Tanggamus
Pembandingan nilai tengah keragaan agronomis galur dengan Argomulyo
Korelasi antar karakter agronomi pada tanaman kedelai
3
9
14
15
15
24
7 Komponen ragam, dan heritabilitas pada populasi galur kedelai F5 hasil
Argomulyo x Tanggamus dengan menggunakan metode SSD
26
8 Koefisien keragaman genetik pada populasi galur kedelai F5 hasil
Argomulyo x Tanggamus dengan menggunakan metode SSD
27
9 Dua puluh galur F5 kedelai yang memiliki bobot biji per tanaman tertinggi 28
DAFTAR GAMBAR
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
Kondisi pertanaman galur F5 kedelai hasil SSD (Argomulyo x
Tanggamus) (a) Populasi kedelai (umur 32 HST) pada salah satu petak
percobaan (b) Kondisi kedelai pada umur 62 HST
Kondisi tanaman saat panen (umur 104 HST)
Sebaran populasi galur F5 kedelai hasil seleksi Single Seed Descent
persilangan Argomulyo dan Tanggamus untuk karakter tinggi tanaman
Sebaran populasi galur F5 kedelai hasil seleksi Single Seed Descent
persilangan Argomulyo dan Tanggamus untuk karakter jumlah cabang
per tanaman
Sebaran populasi galur F5 kedelai hasil seleksi Single Seed Descent
persilangan Argomulyo dan Tanggamus untuk karakter jumlah buku total
per tanaman
Sebaran populasi galur F5 kedelai hasil seleksi Single Seed Descent
persilangan Argomulyo dan Tanggamus untuk karakter jumlah buku
produktif per tanaman
Sebaran populasi galur F5 kedelai hasil seleksi Single Seed Descent
persilangan Argomulyo dan Tanggamus untuk karakter umur berbunga
Sebaran populasi galur F5 kedelai hasil seleksi Single Seed Descent
persilangan Argomulyo dan Tanggamus untuk karakter umur panen
Sebaran populasi galur F5 kedelai hasil seleksi Single Seed Descent
persilangan Argomulyo dan Tanggamus untuk karakter periode pengisian
biji
Sebaran populasi galur F5 kedelai hasil seleksi Single Seed Descent
persilangan Argomulyo dan Tanggamus untuk karakter jumlah polong
total per tanaman
Sebaran populasi galur F5 kedelai hasil seleksi Single Seed Descent
persilangan Argomulyo dan Tanggamus untuk karakter jumlah polong
bernas per tanaman
Sebaran populasi galur F5 kedelai hasil seleksi Single Seed Descent
persilangan Argomulyo dan Tanggamus untuk karakter jumlah polong
hampa per tanaman
Sebaran populasi galur F5 kedelai hasil seleksi Single Seed Descent
persilangan Argomulyo dan Tanggamus untuk karakter bobot biji per
tanaman
Beberapa galur kedelai F5 (Argomulyo x Tanggamus) yang terseleksi (a)
F5-375 (b) F5-260 (c) F5-440
Denah blok percobaan keseluruhan
Denah Percobaan blok 1
12
13
16
17
18
18
19
20
20
21
21
22
22
28
40
40
x
DAFTAR LAMPIRAN
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
Daftar nomor-nomor galur F5 kedelai hasil metode SSD dari persilangan
Argomulyo x Tanggamus
Deskripsi Varietas Tanggamus
Deskripsi Varietas Argomulyo
Deskripsi Varietas Wilis
Denah Percobaan
Data Curah Hujan Bulanan bulan April-Agustus di Dramaga, Bogor
Data curah hujan harian bulan April- Mei 2014 di Dramaga, Bogor
Hasil analisis tanah di kebun percobaan Leuwikopo
Keragaan daya tumbuh galur-galur F5 kedelai hasil metode SSD dari
persilangan Argomulyo x Tanggamus
Persentase polong hampa pada galur-galur F5 kedelai hasil metode SSD
dari persilangan Argomulyo x Tanggamus
Keragaan tinggi tanaman galur-galur F5 kedelai hasil metode SSD dari
persilangan Argomulyo x Tanggamus
Keragaan jumlah cabang per tanaman pada galur-galur F5 kedelai hasil
metode SSD dari persilangan Argomulyo x Tanggamus
Keragaan jumlah buku total per tanaman pada galur-galur F5 kedelai
hasil metode SSD dari persilangan Argomulyo x Tanggamus
Keragaan jumlah buku produktif per tanaman pada galur-galur F5
kedelai hasil metode SSD dari persilangan Argomulyo x Tanggamus
Keragaan umur berbunga 50% pada galur-galur F5 kedelai hasil metode
SSD dari persilangan Argomulyo x Tanggamus
Keragaan umur panen pada galur-galur F5 kedelai hasil metode SSD
dari persilangan Argomulyo x Tanggamus
Periode pengisian biji pada galur-galur F5 kedelai hasil metode SSD dari
persilangan Argomulyo x Tanggamus
Keragaan jumlah polong total per tanaman pada galur-galur F5 kedelai
hasil metode SSD dari persilangan Argomulyo x Tanggamus
Keragaan jumlah polong bernas per tanaman pada galur-galur F5 kedelai
hasil metode SSD dari persilangan Argomulyo x Tanggamus
Keragaan jumlah polong hampa per tanaman pada galur-galur F5 kedelai
hasil metode SSD dari persilangan Argomulyo x Tanggamus
Keragaan bobot biji per tanaman pada galur-galur F5 kedelai hasil
metode SSD dari persilangan Argomulyo x Tanggamus
36
37
38
39
40
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Kedelai merupakan tanaman yang bernilai ekonomi tinggi dan merupakan
sumber protein nabati yang banyak digemari oleh masyarakat. Produk olahan
kedelai yang paling diminati adalah tempe dan tahu. Selain itu, kedelai juga
merupakan bahan baku dari produk susu kedelai, kecap, dan minyak. Kebutuhan
terhadap produk olahan kedelai semakin meningkat karena jumlah penduduk
Indonesia setiap tahun meningkat. Rata-rata kebutuhan kedelai mencapai 2.64
juta ton per tahun, sedangkan produksi kedelai pada tahun 2013 mencapai 0.80
juta ton (DEPTAN 2014). Produksi ini tidak dapat menutupi kebutuhan sehingga
dilakukan impor. Rata-rata impor kedelai yang dilakukan pada beberapa tahun
terakhir ini sebanyak 1.79 juta ton per tahun (DEPTAN 2014).
Pemerintah berupaya untuk meningkatkan produksi kedelai untuk
mengurangi impor. Hal ini ditunjukkan dengan peningkatan produktivitas kedelai
dari tahun ke tahun dan banyaknya varietas unggul berproduktivitas tinggi yang
dirakit oleh pemulia tanaman. Tercatat pada data BPS (2014), produktivitas
kedelai pada tahun 2010 mencapai 1.37 ton ha-1 meningkat menjadi 1.42 ton ha-1
pada tahun 2013, namun luas areal tanam produksi kedelai menurun sehingga
produksi kedelai juga menurun. Luas lahan dan total produksi kedelai pada tahun
2010 secara berurutan sebesar 660 ribu ha dan 0.91 juta ton menurun menjadi 550
ribu ha dan 0.80 juta ton pada tahun 2013.
Salah satu faktor yang menyebabkan luas lahan dan produksi kedelai
menurun karena petani lebih cenderung mengusahakan komoditas yang memiliki
harga jual yang lebih tinggi, seperti padi dan jagung. Permintaan konsumen atau
produsen produk olahan kedelai cukup tinggi. Konsumen menginginkan biji
kedelai yang berukuran besar. Menurut Adie dan Krisnawati (2007), biji kedelai
yang berukuran besar dari Amerika serikat sebesar 30 g/100 biji sedangkan
kedelai di Indonesia berukuran lebih dari 14 g/100 biji. Oleh sebab itu perlu
dilakukan peningkatan produktivitas dan ukuran biji kedelai.
Salah satu cara yang dapat dilakukan untuk meningkatkan produktivitas
yakni melalui pemuliaan tanaman. Kegiatan pemuliaan tanaman dilakukan untuk
merakit keragaman suatu populasi tanaman agar menjadi lebih baik dari
sebelumnya. Salah satu kegiatan utama dalam pemuliaan tanaman adalah seleksi.
Kegiatan tersebut dilakukan untuk memilih tanaman yang memiliki karakter yang
diinginkan (Syukur et al. 2012).
Salah satu metode pembentukan varietas kedelai yang digunakan adalah
Single Seed Descent disingkat SSD. Metode ini menggunakan sumber daya (lahan
dan tenaga) yang relatif sedikit, karena cukup mengambil satu biji per tanaman
pada setiap generasi. Hal ini memungkinkan genotipe hilang karena biji gagal
berkecambah, atau tanaman gagal memproduksi biji, sehingga tidak semua F2
dapat diwakili pada generasi selanjutnya (Orf 2008). Metode SSD merupakan
salah satu metode pengembangan varietas kedelai yang digunakan di Departemen
Agronomi dan Hortikultura. Sampai saat ini telah diperoleh sekitar 300 galur F5
hasil SSD dari persilangan Argomulyo dan Tanggamus. Galur-galur ini perlu
dievaluasi keragaan dan keragamannya untuk memperoleh informasi mengenai
2
keragaan dan keragaman galur-galur yang memiliki produktivitas yang tinggi dan
berbiji besar.
Tujuan
Tujuan penelitian ini adalah untuk memperoleh informasi mengenai
keragaan dan keragaman galur-galur Single Seed Descent hasil persilangan
kedelai varietas Argomulyo x Tanggamus.
Hipotesis
1. Terdapat keragaman diantara galur-galur hasil SSD
2. Terdapat satu atau beberapa galur yang mempunyai keragaan yang lebih baik
daripada tetua.
TINJAUAN PUSTAKA
Morfologi Kedelai
Kedelai (Glycine max (L.) Merrill) termasuk ke dalam famili Leguminoceae.
Tipe pertumbuhan kedelai diklasifikasikan menjadi 3 tipe, yakni tipe determinit,
indeterminit dan semi determinit. Tipe determinit, pemanjangan batang berhenti
saat fase berbunga sehingga tipe ini memiliki batang yang pendek. Tipe
indeterminit, pemanjangan batang terus berlanjut saat mencapai fase berbunga
(Poelhman 1979).
Sistem perakaran kedelai terdiri atas akar tunggang, akar sekunder, dan akar
cabang. Perkembangan akar dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti penyiapan
lahan, tekstur tanah, kondisi fisik, dan kimia tanah, serta kadar air tanah
(Adisarwato 2008). Kedalaman perakaran dapat mencapai 2 m dengan penyebaran
mencapai 1.5 m. Akar kedelai memiliki nodul yang terbentuk dari hasil simbiosis
dengan bakteri Rhizobium japonicum (Purwono dan Purnamawati 2007).
Kedelai berupa semak yang memiliki tinggi sekitar 40-90 cm dan memiliki
cabang. Batang kedelai berbuku dan merupakan tempat tumbuhnya bunga. Buku
yang memiliki polong disebut buku subur (Purwono dan Purnamawati 2007).
Buku pertama dihitung pada posisi daun tunggal dan daun bertiga pertama
membuka. Kedelai memiliki berbagai bentuk daun, yakni bulat atau lancip (Adie
dan Krisnawati 2007) Daun yang pertama muncul setelah kotiledon berupa daun
tunggal, kemudian daun selanjutnya yang tumbuh berupa daun bertiga atau
trifoliat (Hidajat 1985).
Batang, daun, dan polong ditumbuhi bulu atau trikoma berwarna abu-abu
atau cokelat (Hidajat 1985). Trikoma dapat dijadikan penghalang morfologis
bagian tanaman, sehingga mengurangi atau menghambat interaksi antara tanaman
inang dengan serangga. Kepadatan trikoma yang rendah mengakibatkan bobot
3
larva ulat grayak yang tinggi karena konsumsi daun yang banyak (Adie et al.
2003). Trikoma yang rapat dapat menjadi pertahanan mekanis dalam menghalangi
imago penggerek polong untuk meletakkan telur, mengurangi jumlah larva,
sehingga intensitas serangan penggerek polong juga berkurang (Suharsono 2009).
Kedelai memiliki bunga sempurna (hermaphrodite), yakni setiap kuntum
bunga terdapat putik dan benang sari, dan bertipe penyerbukan sendiri. Bunga
mekar pada pagi hari sekitar pukul 08.00-09.00. Faktor yang mempengaruhi umur
keluarnya bunga adalah varietas, suhu, dan lama penyinaran (Rukmana dan
Yuniarsih 1996). Periode berbunga berlangsung selama 3 hingga 5 minggu.
Bunga pertama muncul pada buku ke-5 atau buku di atasnya. Bunga muncul
berkelompok yang terdiri dari 2 sampai 35 kuntum bunga. Tidak semua bunga
berhasil membentuk polong, sekitar 20-80% bunga gugur (Adie dan Krisnawati
2007).
Tabel 1 Karakteristik fase pertumbuhan kedelai
Kode
Fase Pertumbuhan
Keterangan
fase
Ve
Kecambah
Tanaman baru muncul di permukaan tanah
Vc
Kotiledon
Dua kotiledon terbuka dan dua daun tunggal
mulai terbuka
V1
Buku 1
Daun tunggal dan daun bertiga terbuka
V2-Vn Buku 2 sampai buku Daun pada buku tersebut telah terbuka
ke-n
sempurna, dan daun pada buku di atasnya
mulai membuka.
R1
Mulai berbunga
Pada batang utama terdapat satu bunga yang
mekar
R2
Berbunga penuh
Pada dua buku atau lebih di batang utama
terdapat bunga mekar
R3
Mulai pembentukan Pada batang utama terdapat polong yang
polong
memiliki panjang 5 mm
R4
Polong berkembang Pada batang utama terdapat polong yang
penuh
memiliki panjang minimal 2 cm
R5
Polong mulai berisi
Pada batang utama terdapat polong yang
berisi biji berukuran 2 x 1 mm
R6
Biji penuh
Pada batang utama terdapat polong yang
berisi biji berwarna hijau dengan ukuran
maksimal (ukuran biji memenuhi rongga
polong)
R7
Polong mulai kuning, Pada batang utama terdapat satu polong
cokelat, matang
berwarna abu-abu atau kehitaman (warna
matang)
R8
Polong matang penuh Sebanyak 95% polong telah matang (Kuning
kecokelatan).
Sumber : Adie dan Krisnawati (2007)
Warna bunga kedelai bervariasi putih atau ungu. Polong terbentuk setelah 710 hari kedelai berbunga. Polong berwarna hijau muda saat muda, dan kuning
kecokelatan saat masak (Purwono dan Purnamawati 2007). Periode pemasakan
polong optimal selama 50-75 hari. Jumlah polong yang dapat dipanen berkisar
4
antara 20-200 polong per tanaman (Adisarwanto 2008). Faktor yang
mempengaruhi jumlah polong adalah varietas, kesuburan tanah, dan jarak tanam.
Setiap polong kedelai berisi antar 1-4 biji. (Rukmana dan Yuniarsih 1996).
Warna biji kedelai bervariasi yakni kuning, hitam, kuning kehijauan, dan
cokelat. Bentuk biji juga bervariasi yaitu bulat, bulat telur, atau gepeng (Purwono
dan Purnamawati 2007). Berdasarkan bobot 100 butir, biji digolongkan ke dalam
3 ukuran, yakni kecil sebesar kurang dari 10 g, sedang sebesar 10-14 g dan besar
sebesar lebih dari 14 g (Adie dan Krisnawati 2007).
Pedoman pengamatan terhadap sifat-sifat morfologi tersebut membutuhkan
informasi mengenai fase tumbuh kedelai. Fase pertumbuhan kedelai terdiri dari 2
fase, yakni fase vegetatif dan fase generatif (Adie dan Krisnawati 2007).
Karakteristik setiap fase dapat dilihat pada Tabel 1.
Syarat Tumbuh Kedelai
Iklim, dan tanah merupakan komponen lingkungan yang menjadi penentu
keberhasilan usaha produksi kedelai. Faktor iklim terdiri atas panjang hari,
intensitas penyinaran, suhu, kelembaban udara, dan curah hujan. Faktor tanah
terdiri atas tekstur dan struktur tanah, ketersediaan hara, pH, kelembaban dan
drainase tanah (Sumaro dan Manshuri 2007).
Kedelai sensitif terhadap lama penyinaran dan dikategorikan ke dalam
tanaman hari pendek. Pembungaan kedelai akan dipercepat pada lama penyinaran
yang pendek dan akan mengalami penurunan hasil. Pada daerah tropis terjadi
inisiasi pembungaan dan pematangan yang cepat dengan hasil biji yang sedikit
(Beversdorf 1993). Hal yang serupa terjadi di Indonesia yang memiliki lama
penyinaran sekitar 12 jam, yakni umur kedelai lebih pendek, cepat berbunga, dan
produktivitas yang rendah. Rata-rata umur kedelai mecapai 85 hari dengan
produktivitas 1.2 ton/ha. Bila dibandingkan dengan daerah subtropis dengan lama
penyinaran yang lama yaitu sekitar 14-15 jam, seperti di Amerika Serikat maka
rata-rata umur kedelai lebih lama (140 hari) dan produktivitas yang lebih tinggi
(Adisarwanto et. al 2007)
Lama penyinaran juga berpengaruh terhadap tinggi tanaman, jumlah buku
total, lama masa pembungaan, lama masa pembetukan polong, perkembangan
polong dan pematangan polong. Lama penyinaran yang panjang memperpanjang
masa pada setiap fase perkembangan vegetatif dan reproduktif. Periode vegetatif
sebagian besar kultivar di daerah tropis berlangsung selama 4 – 5 minggu (Hidajat
1985).
Suhu di dalam tanah dan atmosfer berpengaruh terhadap pertumbuhan
Rhizobium, akar dan tanaman kedelai. Suhu yang sesuai dengan pertumbuhan
kedelai berkisar 22-27 oC. Suhu lebih dari 27 oC kurang optimum untuk laju
pengisian dan pemasakan biji sehingga kurang optimal untuk kualitas biji yang
dijadikan sebagai benih. Suhu dan kelembaban udara yang berfluktuasi ekstrim
berpengaruh negatif pada vigor benih. Kelembaban udara yang optimal selama
periode tanaman tumbuh hingga stadia pengisian polong yakni sekitar 75-90%,
dan kelembaban udara yang optimal pada periode pematangan polong hingga
panen sekitar 60-75% (Sumaro dan Manshuri 2007).
5
Tanah merupakan salah satu komponen lingkungan yang menjadi penentu
keberhasilan usaha produksi kedelai. Tekstur tanah yang ideal untuk budidaya
kedelai adalah tanah yang bertekstur liat berpasir, liat berdebu-berpasir, debu
berpasir, drainase sedang-baik, mampu menahan kelembaban tanah, dan tidak
mudah tergenang. Kedelai dapat tumbuh baik pada pH tanah sekitar 5.5-7.0, dan
tumbuh optimal pada pH 6.0-6.5 (Sumaro dan Manshuri 2007).
Pemuliaan Tanaman
Pemuliaan tanaman merupakan seni dan ilmu dalam merakit keragaman
genetik suatu populasi tanaman agar diperoleh tanaman yang lebih baik dari
sebelumnya. Keragaman genetik dapat diperoleh dari koleksi berbagai genotipe
atau plasma nutfah. Genotipe-genotipe tersebut mengandung karakter yang
berbeda-beda. Oleh sebab itu, diperlukan kegiatan untuk mengumpulkan karakter
atau memunculkan karakter yang diinginkan. Salah satu cara yang dapat
dilakukan yakni persilangan antara tetua yang berbeda susunan genetiknya
sehingga dihasilkan keragaman genetik yang luas (Syukur et al. 2012).
Pemilihan tetua merupakan kunci sukses program pemuliaan tanaman. Sifat
genetik pada tetua perlu diperhatikan. Sebaiknya salah satu tetua harus
mengandung materi genetik yang diinginkan (Sumarno 1985). Selain itu, tetua
yang terpilih sebaiknya memiliki keragaman yang besar agar diperoleh potensi
segregasi transgresif yang tinggi. Segregasi transgresif merupakan anakan hasil
silangan yang memiliki fenotipe di luar kedua tetua. Adanya segregasi transgresif
dapat membantu memisahkan antara karakter baik dan karakter buruk dari salah
satu induk (Welsh 1991).
Tanaman tipe menyerbuk sendiri menghasilkan individu yang homozigot.
Apabila dilakukan persilangan maka keturunannya akan bersegregasi dari
generasi ke generasi (Miladivonic et al. 2011). Penyerbukan sendiri terus
menerus mengakibatkan proporsi heterozigot akan berkurang, dan proporsi
homozigot meningkat (Welsh 1991)
Keragaman genetik yang luas dari hasil persilangan mempermudah
melakukan seleksi. Metode seleksi yang digunakan tergantung pada tipe
penyerbukan. Salah satu metode seleksi untuk tanaman menyerbuk sendiri adalah
metode Single Seed Descent atau disingkat SSD (Scaboo et al. 2010, Orf 2008).
Metode ini memisahkan langkah dalam pembentukan homozigositas dan seleksi
(Stoskopf et al. 1993).
Langkah awal pada metode SSD dilakukan untuk membentuk galur-galur
homozigot secepat mungkin dengan keragaman genetik yang luas (Sumarno
1985). Setiap generasi diambil satu biji per tanaman secara acak. Seleksi yang
tidak dilakukan mengakibatkan tidak terjadi perubahan frekuensi gen, tetapi hanya
mengubah frekuensi genotipe. Dari generasi ke generasi frekuensi genotipe
homozigot akan meningkat, sedangkan frekuensi genotipe heterozigot menurun.
Oleh sebab itu, kegiatan tersebut dilakukan hingga generasi F4 (Syukur et al.
2012).
Setiap generasi (generasi F2-F5) pada metode SSD diambil satu biji secara
acak untuk menjaga tingkat populasi yang bersegregasi, sehingga penanaman
dapat dilakukan pada lahan yang sempit. Oleh sebab itu, waktu dan energi yang
6
digunakan pada saat panen lebih sedikit (Stoskopf et al. 1993). Pengambilan satu
biji per tanaman berarti masing-masing famili F2 hanya diwakili oleh satu biji
(Sumarno 1985). Hal ini memungkinkan genotipe hilang karena biji gagal
berkecambah, atau tanaman gagal memproduksi biji, sehingga tidak semua F2
dapat diwakili pada generasi selajutnya. Oleh sebab itu, pada prakteknya
kebanyakan pemulia mengambil satu atau dua polong (Orf 2008).
Langkah selanjutnya dilakukan seleksi secara individual pada pertanaman
generasi F5 dengan cara memanen satu tanaman yang terbaik dari masing-masing
famili (Sumarno 1985). Hasil seleksi F5, yakni pertanaman generasi F6 ditanam
dalam baris untuk menyeleksi famili atau baris terbaik (Syukur et al. 2012).
Seluruh tanaman hasil seleksi dipanen untuk menghasilkan benih yang cukup
pada evaluasi generasi selanjutnya (Stoskopf et al. 1993).
Metode ini menghasilkan keragaman yang maksimum pada saat generasi
akan diseleksi dan meningkatkan segregasi transgresif. Penggunaan metode SSD
baik dilakukan untuk seleksi pada karakter yang memiliki nilai heritabilitas yang
rendah, seperti karakter hasil (Roy 2000). Hal ini didukung oleh hasil penelitian
Miladinovic et al. (2011), dimana penggunaan metode SSD untuk seleksi
berdasarkan hasil menunjukkan keragaman yang tinggi pada setiap generasi, serta
diperoleh nilai diferensial seleksi yang tinggi pada generasi F4.
Seleksi Karakter Kuantitatif
Salah satu tujuan dari pemuliaan tanaman kedelai adalah peningkatan
produktivitas kedelai. Menurut Hidajat (1985), komponen yang mempengaruhi
hasil adalah ukuran, jumlah biji dan bobot biji. Jumlah biji kedelai ditentukan oleh
jumlah buku produktif tiap tanaman, jumlah polong tiap buku, dan jumlah biji tiap
polong. Karakter tersebut berkorelasi positif terhadap produksi kedelai.
Hasil dan komponen hasil merupakan karakter kuantitatif. Karakter ini
dikendalikan oleh banyak gen, masing-masing gen memberikan pengaruh kecil
pada penampilan atau penampakan suatu karakter. Pengaruh lingkungan sangat
besar terhadap karakter yang muncul. Hal ini menyulitkan untuk mencari gen
yang mengontrol karakter kuantitatif, tetapi kombinasi gen tersebut dapat
menghasilkan pengaruh yang baik pada keragaman karakter (Scaboo et al. 2010).
Keragaman genetik yang luas mempermudah melakukan seleksi. Tetapi
penyeleksian karakter kuantitatif sulit dilakukan karena pengamatan dilakukan
pada fenotipe. Penampakan fenotipe yang terlihat belum tentu disebabkan oleh
perbedaan genotipe, tetapi perbedaan tersebut dapat disebabkan oleh pengaruh
lingkungan. Oleh sebab itu, perlu diketahui seberapa besar faktor genetik dan
faktor lingkungan mempengaruhi karakter yang muncul (Syukur et al. 2012).
Keragaman pada karakter kuantitatif hanya dapat diamati pada populasi
(Stoskopf et al. 1993), maka seleksi menggunakan ragam fenotipe individuindividu dalam populasi (Syukur et al. 2012). Ragam fenotipe dibagi menjadi
tiga komponen yakni ragam genetik, ragam lingkungan, dan interaksi antara
genetik dan lingkungan. Pengukuran keragaman fenotipe yang diwariskan
menunjukkan seberapa besar fenotipe yang tampak merupakan refleksi genotipe
dapat menggunakan parameter heritabilitas (Roy 2000).
7
Allard (1990) menyebutkan bahwa seleksi akan efektif dilakukan jika
karakter tersebut dapat diwariskan karena seleksi bekerja pada karakter yang ada
dan tidak menciptakan keragaman. Wirnas et al. (2006) menambahkan karakterter
yang diharapkan dapat diwariskan ke generasi selanjutnya memiliki nilai
heritabilitas yang tinggi, dan berkorelasi positif.
METODE PENELITIAN
Tempat dan Waktu
Penelitian dilaksanakan di Kebun Percobaan Leuwikopo, Laboratorium
Pemuliaan Tanaman, Departemen Agronomi dan Hortikultura, Institut Pertanian
Bogor. Waktu penelitian dimulai dari bulan April sampai September 2014.
Bahan dan Alat
Penelitian dilaksanakan dengan menggunakan benih galur-galur hasil
persilangan Argomulyo x Tanggamus sebanyak 125 galur (F5) dan 3 varietas
pembanding yakni Tanggamus, Argomulyo, dan Wilis. Daftar nomor-nomor galur
yang digunakan dapat dilihat pada Lampiran 1. Deskripsi varietas Tanggamus,
Argomulyo, dan Wilis dapat dilihat pada Lampiran 2, 3, dan 4. Bahan lain yang
digunakan adalah pupuk urea, SP-36, KCl, pestisida, alat ukur, timbangan, alat
tulis, kamera, dan peralatan yang biasa digunakan dalam budi daya, dan panen.
Rancangan Penelitian
Penelitian ini menggunakan rancangan Pembesaran (Augmented Design)
dalam Rancangan Kelompok Lengkap Teracak (RKLT) dengan faktor tunggal
yakni genotipe. Genotipe yang diuji yakni 125 galur (F5) tidak dilakukan
pengulangan dan varietas pembanding yakni Tanggamus, Argomulyo, dan Wilis
diulang sebanyak 6 kali. Total satuan percobaan sebanyak 143.
Prosedur Penelitian
Penyiapan lahan dilakukan terlebih dahulu dengan pembajakan. Setiap galur
ditanam dalam satu baris. Panjang baris mencapai 1.5 m dengan jarak di dalam
baris 20 cm, dan jarak antar baris 40 cm (Lampiran 5). Setiap lubang ditanami 2
benih yang sebelumnya telah dicampur dengan inokulum Rhizobium dengan dosis
takaran 3 g/kg. Setelah kedelai tumbuh dilakukan penjarangan. Pupuk NPK
diberikan pada saat tanaman berumur 7 hari setelah tanam (HST) dengan cara
diberikan dalam alur dari baris tanaman lalu ditutup. Dosis pupuk Urea, SP-36,
dan KCl yang digunakan secara berurutan adalah 75, 100, dan 100 kg ha-1.
8
Pemeliharaan yang dilakukan yakni penyiangan dan pengendalian hama, dan
penyakit. Panen dilakukan pada saat 95 % dari baris galur kedelai berwarna
kuning kecokelatan.
Pengamatan
Pengamatan dilakukan pada satuan perlakuan dan setiap 10 tanaman contoh
per satuan perlakuan. Parameter yang diamati pada satuan percobaan adalah:
1. Daya tumbuh, pengamatan dilakukan pada saat 7 HST.
2. Umur berbunga, dihitung saat 50% tanaman telah bunga keluar dari setiap
galur. Jika jumlah tanaman pada galur hanya 1 tanaman, maka saat kedelai
tersebut berbunga, waktu tersebut ditetapkan sebagai umur berbunga.
3. Umur panen, dihitung saat 95% polong berwarna kuning kecokelatan pada
setiap galur.
4. Periode pengisian biji yaitu selang waktu antara umur berbunga dengan umur
panen.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Parameter yang diamati pada 10 tanaman contoh adalah :
Tinggi tanaman, dilakukan setelah panen dengan cara diukur pada pangkal
batang sampai ujung tertinggi.
Jumlah cabang per tanaman, dihitung jika cabang tersebut memiliki lebih dari
2 buku, dengan panjang antar buku lebih dari 1 cm, diamati setelah panen.
Jumlah buku produktif per tanaman yaitu buku yang berpolong pada batang
dan cabang diamati setelah panen.
Jumlah buku total per tanaman, dihitung dari keseluruhan buku pada tanaman
kedelai baik yang memiliki polong maupun tidak berpolong.
Jumlah polong bernas per tanaman diamati setelah panen.
Jumlah polong hampa per tanaman diamati setelah panen.
Jumlah polong total dihitung dari penjumlahan polong isi dan polong hampa.
Bobot biji per tanaman diperoleh dari hasil penimbangan menggunakan
timbangan digital.
Analisis Data
Penelitian ini menggunakan rancangan Pembesaran (Augmented Design)
dalam rancangan Kelompok Lengkap Teracak (RKLT) dengan faktor tunggal.
Model aditif linier merujuk pada rancangan RKLT adalah :
Yij =μ+τi +βj +εij
Keterangan:
Yij = Pengamatan pada perlakuan ke-i dan kelompok ke-j
μ = Rataan umum
= Pengaruh perlakuan ke-i
i
βj = Pengaruh kelompok ke-j
εij = Pengaruh acak pada perlakuan ke-i dan kelompok ke-j
9
Analisis data menggunakan bantuan software Minitab 16.2.1, dan SAS versi
9.00. Berikut analisis data yang dilakukan:
1. Analisi ragam uji F
Data yang diperoleh dianalisis menggunakan analisis ragam uji F. Uji F
dinyatakan berpengaruh nyata pada taraf 5% dan berpengaruh sangat nyata
pada tara 1% (Gomez dan Gomez 1995). Berikut Tabel sidik ragam
rancangan Augmented (Sharma 1988):
Tabel 2 Sidik ragam rancangan Augmented
Sumber keragaman
Derajat bebas
Blok (b)
b-1
Genotipe (G)
(G+k)-1
Galur (g)
g-1
Kontrol (k)
k-1
GxK
1
Galat
(k-1)(b-1)
Total
(bk+g)-1
2.
3.
4.
Kuadrat Tengah
KTb
KTG
KTg
KTk
KTGxk
KTe
KTt
Perbandingan nilai tengah
Jika uji F berpengaruh nyata pada taraf 5% maka analisis dilanjutkan untuk
membandingkan nilai tengah populasi galur terhadap nilai tengah tetua
dengan menggunakan uji t-student (Gomez dan Gomez 1995). Analisis lanjut
uji t-Dunnet juga dilakukan untuk mengetahui galur mana yang memiliki
perbedaan dengan tetua.
∑x
Nilai tengah: ̅ = i
n
Pengujian sebaran populasi kedelai F5
Sebaran frekuensi pada populasi kedelai F5 digunakan untuk melihat ada
tidaknya segregasi transgresif yang terdapat pada populasi galur F5.
Pendugaan komponen ragam dan heritabilitas
Analisis selanjutnya dilakukan untuk menduga komponen ragam, nilai
heritabitas arti luas dan koefisien keragaman genetik (KKG). Berikut rumus
yang dapat digunakan untuk pendugaan ragam dan heritabilitas arti luas
menurut Syukur et al. (2012):
Ragam fenotipe : 2 p = 2 g + 2 e
KT
Ragam lingkungan : 2 e = r e
Ragam genetik : 2 g =KTg-KTe
Heritabilitas arti luas : h2 bs = (
2
2
g
p
) ×100
Nilai heritabilitas dikelompokkan menjadi tinggi (50-100), sedang (20-50),
dan rendah (