Performance and Yield Stability of New Plant Type of Upland Rice Lines Obtained from Anther Culture
KERAGAAN DAN STABILITAS GALUR-GALUR PADI
GOGO TIPE BARU HASIL KULTUR ANTERA
PURBOKURNIAWAN
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2013
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis yang berjudul: KERAGAAN
DAN STABILITAS GALUR-GALUR PADI GOGO TIPE BARU HASIL
KULTUR ANTERA adalah 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 lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan
dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.
Bogor, Februari 2013
Purbokurniawan
NIM A253090031
ABSTRACT
PURBOKURNIAWAN. Performance and Yield Stability of New Plant Type of
Upland Rice Lines Obtained from Anther Culture. Under direction of Bambang
Sapta Purwoko as chairman, Desta Wirnas, and Iswari Saraswati Dewi as
members of the advisory committee.
Breeding of upland rice is now directed towards new plant type (NPT)
architecture. NPT rice lines have been obtained from anther culture and need to be
evaluated in multilocation trials. The objectives of the research were to obtain
information on agronomic characters, genetic parameters, yield potential,
adaptability and stability of the lines. Ten lines and two cultivars were planted at
seven different location in November 2010 – March 2011. In each location, the
experimental design was randomized complete block design with four
replications. Observation was done on agronomic characters such as plant height,
number of vegetative tiller and productive tiller, panicle length, number of filled
grains per panicle, empty grains per panicle, and total grains per panicle, 1000grain weight, grain weight per plant and yield per hectar. The results showed
FM1R-1-3-1 and Fat-4-1-1 rice lines has grain weight per plant 20.3 and 18.2
grams/plant respectively and other agronomic characters that were better than
eight other lines. Genotype x environmental interaction factors contributed to
variance by 16.6%. The highest productivity was achieved by FM1R-1-3-1 (4.52
ton/ha). FM1R-1-3-1 showed as genotype specifically adapted to favourable
environments.
Key words : upland rice, new plant type, anther culture, yield stability
RINGKASAN
PURBOKURNIAWAN. Keragaan dan Stabilitas Galur-galur Padi Gogo
Tipe Baru Hasil Kultur Antera. Dibimbing oleh BAMBANG SAPTA
PURWOKO, DESTA WIRNAS dan ISWARI SARASWATI DEWI.
Penelitian dan perakitan padi gogo di Indonesia antara lain diarahkan
untuk menghasilkan varietas padi gogo tipe baru. Sejumlah galur dihaploid padi
gogo tipe baru telah dihasilkan dengan menggunakan metode kultur antera. Galurgalur padi gogo dihaploid yang dihasilkan diharapkan memiliki kemampuan
adaptasi dan stabilitas yang baik di berbagai kondisi lingkungan. Untuk
mengetahui pola adaptasi dan stabilitas suatu galur perlu dilakukan uji
multilokasi. Informasi tentang kemampuan adaptasi dan stabilitas calon varietas
merupakan syarat dalam pelepasan suatu varietas di Indonesia.
Penelitian ini dilakukan dengan tujuan untuk mendapatkan informasi
tentang keragaan agronomis, nilai parameter genetik, potensi hasil, adaptabilitas
dan stabilitas galur-galur harapan padi gogo tipe baru hasil kultur antera.
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan November 2010 – Juni 2011. Tempat
Penelitian ialah Bogor, Sukabumi dan Indramayu (Jawa Barat), Purworejo (Jawa
Tengah), Wonosari (DI Yogyakarta), serta Natar dan Taman Bogo (Lampung).
Galur padi gogo yang digunakan yaitu 10 galur harapan padi gogo tipe baru
yaitu FG1-70-2-1, FG1R-36-1-1, FG1R-30-1-5, FG1R-30-1-4, FG1-6-1-2, FG165-1-2, FG1R-30-1-3, FG1R-30-1-1, FM1R-1-3-1, Fat-4-1-1; dan 2 varietas
pembanding yaitu Situ Bagendit dan Towuti. Penelitian ini menggunakan
rancangan acak kelompok dengan perlakuan genotipe padi gogo, berturut-turut
diulang sebanyak 4 (empat) kali yang tersarang dalam tiap lokasi. Pengamatan
dilakukan terhadap karakter agronomis seperti umur berbunga, umur panen, tinggi
tanaman, jumlah anakan saat vegetatif, jumlah anakan produktif, panjang malai,
jumlah gabah isi per malai, jumlah gabah hampa per malai, jumlah gabah total per
malai, persen gabah isi dan hampa, bobot 1000 biji, hasil gabah per rumpun dan
hasil gabah per hektar. Analisis data yang dilakukan adalah anova tiap lokasi,
anova gabungan, analisis genetik dan analisis stabilitas hasil. Stabilitas galur-galur
yang diuji diketahui dengan menggunakan empat pendekatan analisis stabilitas
yaitu analisis Francis dan Kannenberg, analisis Finlay dan Wilkinson, analisis
Eberhart dan Russell dan analisis AMMI.
Hasil analisis ragam gabungan menunjukkan bahwa faktor genotipe,
lingkungan dan interaksi genotipe x lingkungan berpengaruh sangat nyata untuk
semua karakter yang diamati pada 7 lokasi. Tanaman tertinggi ditunjukkan oleh
genotipe FG1-70-2-1 dengan rata-rata 137,5 cm. Genotipe FG1R-36-1-1 sebagai
galur harapan padi gogo tipe baru hasil kultur antera yang memiliki jumlah
anakan vegetatif mencapai 20,0 anakan, walaupun lebih sedikit dibanding
2 varietas pembanding. Genotipe FG1R-36-1-1 juga menunjukkan persen gabah
isi 76,8%, walaupun lebih rendah dibanding varietas Situ Bagendit dan persen
gabah hampa sebesar 23,3%. Genotipe FG1-65-1-2 menunjukkan rata-rata
jumlah gabah isi paling banyak dengan jumlah sebanyak 142,7 gabah dan bobot
1000 biji tertinggi dengan bobot 32,1 gram. Genotipe FG1R-30-1-5 menunjukkan
jumlah gabah total terbanyak dengan jumlah sebanyak 212,0 gabah. Genotipe
FM1R-1-3-1 menunjukkan hasil gabah per rumpun tertinggi yaitu 20,3 gram.
Terdapat perbedaan keragaan karakter agronomis di antara 10 galur-galur
harapan padi gogo tipe baru hasil kultur antera. Hasil analisis menunjukkan galur
FM1R-1-3-1 dan Fat-4-1-1 memiliki kriteria karakter padi gogo tipe baru antara
lain hasil gabah kering per rumpun yang tinggi, jumlah anakan produktif 8-15
batang, jumlah gabah per malai lebih dari 150 butir dan bobot 1000 butir lebih
dari 24 gram. Karakter tinggi tanaman 100-120 cm dan persen gabah lebih dari
75% dapat dicapai oleh kedua genotipe tersebut, bila kedua genotipe tersebut
ditanam dan tumbuh pada lingkungan yang mendukung. Ragam genetik lebih
tinggi dari ragam lingkungan dan ragam interaksi genotipe x lingkungan
ditunjukkan oleh karakter tinggi tanaman, jumlah anakan vegetatif, jumlah anakan
produktif, panjang malai, jumlah gabah hampa, jumlah gabah total, dan bobot
1000 biji.
Hasil analisis ragam gabungan menunjukkan bahwa lingkungan, genotipe
serta interaksi genotipe dan lingkungan berpengaruh nyata terhadap hasil pada
galur-galur padi gogo yang diuji. Faktor lingkungan, genotipe serta interaksinya
berkontribusi terhadap keragaman hasil berturut-turut sebesar 48,5%, 14,9% dan
16,6%. Galur-galur padi gogo yang diuji memperlihatkan jenis interaksi kualitatif
yang ditunjukkan oleh perubahan ranking genotipe pada setiap lokasi. Genotipe
FG1R-36-1-1 di lokasi Bogor memberikan hasil gabah per hektar tertinggi yaitu
3,39 ton. Di Indramayu hasil gabah per hektar yang tertinggi ditunjukkan oleh
genotipe Situ Bagendit (2,59 ton). Di Natar hasil gabah per hektar tertinggi
ditunjukkan oleh genotipe Towuti
(4,04 ton/ha). Genotipe FM1R-1-3-1
menunjukkan produktivitas tertinggi di lokasi Sukabumi, Purworejo dan
Wonosari berturut-turut 6,21, 7,61 dan 5,76 ton/ha. Situ Bagendit memberikan
hasil gabah per hektar tertinggi di Taman Bogo (5,95 ton/ha). Genotipe FM1R-13-1 memberikan rata-rata hasil gabah per hektar tertinggi 4,52 ton/ha lebih tinggi
dibandingkan dengan semua genotipe yang diuji. Hasil uji adaptasi menunjukkan
bahwa genotipe FM1R-1-3-1 merupakan genotipe yang beradaptasi khusus pada
lingkungan yang optimal.
© Hak Cipta milik IPB, tahun 2013
Hak Cipta dilindungi Undang-undang
1.
2.
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan
atau menyebutkan sumbernya
a. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan
karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau tinjauan suatu
masalah
b. pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB
Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis
dalam bentuk apapun tanpa izin IPB
KERAGAAN DAN STABILITAS GALUR-GALUR PADI
GOGO TIPE BARU HASIL KULTUR ANTERA
PURBOKURNIAWAN
Tesis
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains pada
Program Studi Pemuliaan dan Bioteknologi Tanaman
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2013
Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis : Dr. Muhamad Syukur, SP., M.Si.
Judul Tesis
: Keragaan dan Stabilitas Galur-Galur Padi Gogo Tipe Baru
Hasil Kultur Antera
Nama
: Purbokurniawan
NRP
: A253090031
Program Studi : Pemuliaan dan Bioteknologi Tanaman
Disetujui
Komisi Pembimbing
Prof. Dr. Ir. Bambang Sapta Purwoko, M.Sc.
Ketua
Dr. Ir. Iswari Saraswati Dewi
Anggota
Dr. Desta Wirnas, SP., M.Si.
Anggota
Mengetahui
Ketua Program Studi
Pemuliaan dan Bioteknologi Tanaman
Dekan Sekolah Pascasarjana
Dr. Ir. Trikoesoemaningtyas, M.Sc.
Dr. Ir. Dahrul Syah, M.Sc.Agr.
Tanggal Ujian: 9 Agustus 2012
Tanggal Lulus:
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan atas segala karunia, hikmat, kuasa dan
penyertaan-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Penelitian ini
dilakukan dengan tujuan untuk mendapatkan informasi tentang keragaan
agronomis, nilai parameter genetik, potensi hasil, adaptabilitas dan stabilitas
galur-galur harapan padi gogo tipe baru hasil kultur antera.
Penelitian dan penulisan tesis ini berlangsung di bawah bimbingan
Prof. Dr. Ir. Bambang Sapta Purwoko, M.Sc. sebagai ketua Komisi Pembimbing,
Dr. Desta Wirnas, SP., M.Si., dan Dr. Ir. Iswari Saraswati Dewi sebagai anggota
Komisi
Pembimbing. Penulis mengucapkan terima kasih dan penghargaan
kepada Komisi Pembimbing
yang telah memberikan bimbingan, arahan dan
motivasi dalam perencanaan dan pelaksanaan penelitian serta proses penulisan
dan penyelesaian tesis ini. Terima kasih penulis ucapkan kepada Dr. Muhamad
Syukur, SP., M.Si. sebagai penguji luar komisi pada ujian tesis yang memberikan
saran-saran dan koreksi konstruktif. Terima kasih juga penulis ucapkan kepada
Dr. Ir. Trikoesoemaningtyas, M.Sc. selaku koordinator Program Studi Pemuliaan
dan Bioteknologi Tanaman yang mendukung dan memberikan motivasi kepada
penulis selama mengikuti pendidikan di Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian
Bogor (IPB) Bogor.
Terima kasih penulis sampaikan kepada DITJEN DIKTI Departemen dan
Pendidikan Nasional yang telah memberikan beasiswa BPPS selama menempuh
pendidikan di Sekolah Pascasarjana IPB Bogor. Terima kasih penulis sampaikan
kepada Rektor Universitas Negeri Papua dan Dekan Fakultas Pertanian dan
Teknologi Petanian UNIPA atas izin dan kesempatan untuk melanjutkan studi di
Sekolah Pascasarjana IPB, Bogor. Terima kasih yang sebesar-besarnya penulis
sampaikan Pemda Buru atas pembiayaan pelaksanaan penelitian uji multilokasi
melalui hibah kepada tim peneliti (Prof. Dr. Ir. Bambang Sapta Purwoko, M.Sc.
sebagai ketua, Dr. Ir. Iswari Saraswati Dewi dan Heni Safitri, SP., M.Si. sebagai
anggota).
Terima kasih yang tulus penulis haturkan kepada Bapak Sutodwihardjo
(Alm.) dan Ibu Rismintarti kedua orang tua tercinta yang telah menanamkan dasar
pendidikan yang baik dan berguna bagi penulis serta kekuatan doa yang luar biasa
dari seorang ibu yang dengan tulus dan tekun dinaikkan setiap saat dalam
mendukung penyelesaian studi di Sekolah Pascasarjana IPB Bogor. Istri tercinta
Alce Ilona Noya dan Ananda terkasih Daniel Setiawan Noya atas cinta dan kasih
sayangnya yang memberikan dorongan dan kekuatan bagi penulis. Bapak Frans
Noya dan ibu Lily Siwy sebagai mertua, Chali Noya sekeluarga, Nova Noya,
Petrus Ten sekeluarga dan Markus Waran sekeluarga, atas dukungan baik dalam
bentuk materil dan moril serta doanya selama penulis menempuh studi. Penulis
juga mengucapkan terima kasih kepada teman-teman seperjuangan dan semua
pihak yang tidak bisa saya sebutkan satu per satu yang telah ikut membantu dalam
penelitian dan proses penyelesaian tesis ini.
Bogor, Februari 2013
Purbokurniawan
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Surabaya pada tanggal 23 Februari 1977 dari
pasangan Bapak Sutodwihardjo (Alm.) dan Ibu Rismintarti. Penulis merupakan
putra pertama dari tiga bersaudara.
Penulis menamatkan pendidikan formal di SD YPPK Padma I Manokwari
tahun 1989, SMP Negeri I Manokwari tahun 1992 dan SMA Negeri I Manokwari
tahun 1995. Pendidikan sarjana ditempuh di Program Studi Agronomi, Fakultas
Pertanian dan Teknologi Pertanian, Universitas Negeri Papua, lulus tahun 2004.
Tahun 2009, penulis diterima pada program magister di Sekolah Pascasarjana
Institut Pertanian Bogor dengan Program Studi Pemuliaan dan Bioteknologi
Tanaman. Beasiswa pendidikan
pascasarjana diperoleh dari BPPS DITJEN
DIKTI. Penulis bekerja sebagai staf pengajar di Program Studi Agroteknologi,
Fakultas Pertanian dan Teknologi Pertanian, Universitas Negeri Papua sejak
tahun 2005.
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL ................................................................................................ xix
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xxi
DAFTAR LAMPIRAN ...................................................................................... xxiii
PENDAHULUAN .................................................................................................. 1
Latar Belakang ............................................................................................... 1
Tujuan ............................................................................................................ 2
Hipotesis ........................................................................................................ 2
TINJAUAN PUSTAKA ......................................................................................... 3
Padi ................................................................................................................ 3
Pembentukan Varietas Padi Gogo Tipe Baru melalui Kultur Antera ............ 4
Pendugaan Nilai Parameter Genetik .............................................................. 8
Interaksi Genotipe x Lingkungan .................................................................. 9
Adaptabilitas dan Stabilitas Hasil ................................................................ 10
Pelepasan Varietas Tanaman ....................................................................... 21
BAHAN DAN METODE ..................................................................................... 25
Waktu dan Tempat ....................................................................................... 25
Bahan dan Alat ............................................................................................ 25
Rancangan Penelitian................................................................................... 25
Pelaksanaan Penelitian................................................................................. 26
Pengamatan .................................................................................................. 27
Analisis Data ................................................................................................ 28
HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................................. 37
Keadaan Umum ........................................................................................... 37
Keragaan Karakter Hasil dan Komponen Hasil........................................... 38
Analisis Genetik........................................................................................... 53
Analisis Stabilitas Hasil ............................................................................... 55
SIMPULAN DAN SARAN .................................................................................. 73
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 75
LAMPIRAN .......................................................................................................... 81
xvii
xviii
DAFTAR TABEL
Halaman
1. Pengelompokan dan konsep metode analisis stabilitas hasil. .........................13
2. Jumlah unit dan lama pengamatan uji adaptasi (unit) dari dua Permentan
untuk tanaman pangan ....................................................................................23
3. Analisis ragam karakter padi gogo pada masing-masing lokasi uji. ...............29
4. Analisis ragam gabungan menggunakan model acak untuk komponen
agronomi dan komponen parameter genetik. ..................................................30
5. Analisis ragam gabungan menggunakan model tetap untuk hasil gabah per
hektar...............................................................................................................30
6. Sidik ragam analisis stabilitas Eberhart dan Russell (1966). ..........................35
7. Hasil analisis ragam gabungan pengaruh genotipe, lingkungan dan
interaksi genotipe x lingkungan terhadap karakter agronomis genotipe padi
gogo tipe baru. ................................................................................................38
8. Rata-rata tinggi tanaman (cm) dari 12 genotipe pada 7 lokasi uji. .................39
9. Rata-rata jumlah anakan vegetatif dari 12 genotipe pada 7 lokasi uji. ...........41
10. Rata-rata jumlah anakan produktif dari 12 genotipe pada 7 lokasi uji. ..........42
11. Rata-rata panjang malai (cm) dari 12 genotipe pada 7 lokasi uji. ...................43
12. Rata-rata jumlah gabah isi dari 12 genotipe pada 7 lokasi uji. .......................44
13. Rata-rata jumlah gabah hampa dari 12 genotipe pada 7 lokasi uji .................45
14. Rata-rata jumlah gabah total dari 12 galur pada 7 lokasi uji. .........................46
15. Rata-rata persen gabah isi (%) dari 12 galur pada 7 lokasi uji........................48
16. Rata-rata persen gabah hampa (%) dari 12 galur pada 7 lokasi uji. ................49
17. Rata-rata bobot 1000 biji (gram) dari 12 genotipe pada 7 lokasi uji. .............50
18. Rata-rata hasil gabah per rumpun (gram) dari 12 genotipe pada 7 lokasi uji. 51
19. Komponen ragam genetik, ragam lingkungan, ragam interaksi genotipe x
lingkungan, dan ragam fenotipe untuk karakter yang diamati. .......................53
20. Nilai koefisien keragaman genetik, koefisien keragaman fenotipe, dan
heritabilitas dalam arti luas untuk karakter yang diamati. ..............................54
xix
21. Analisis ragam gabungan untuk hasil per hektar dari 12 genotipe padi
gogo tipe baru hasil kultur antera. .................................................................. 56
22. Rata-rata hasil gabah (ton/ha) dari 12 genotipe pada 7 lokasi uji. ................ 58
23. Rataan hasil gabah per hektar, nilai ragam lingkungan dan koefisien
keragaman. ..................................................................................................... 60
24. Rataan hasil, koefisien regresi dan produktivitas pada lingkungan 1 ton/ha
dan 5 ton/ha. ................................................................................................... 61
25. Analisis ragam gabungan untuk menguji stabilitas hasil dengan metode
Eberhart dan Russell (1966). .......................................................................... 65
26. Rataan hasil gabah per hektar, nilai koefisien regresi dan simpangan
regresi. ............................................................................................................ 66
27. Hasil analisis ragam AMMI untuk hasil gabah per hektar. ............................ 68
28. Kriteria stabil dari 4 metode analisis stabilitas hasil. ..................................... 71
xx
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1. Perkembangan arsitektur tanaman padi (Khush et al. 2001; Vergara et al.
1991). ................................................................................................................5
2. Respon hasil terhadap lingkungan untuk dua konsep stabilitas hasil pada
grafik bukan regresi (A) dan grafik regresi (B) (Annicchiarico 2002b). ......12
3. Interpretasi umum dari pola populasi genotipe yang didapat dari plot nilai
koefisien regresi genotipe terhadap nilai rata-rata hasil genotipe (Finlay &
Wilkinson 1963)..............................................................................................17
4. Interaksi genotipe x lingkungan terhadap hasil. .............................................57
5. Hubungan koefisien keragaman (CVi) dengan nilai ragam lingkungan (Si2). 60
6. Hubungan koefisien regresi dengan produktivitas gabah. ..............................62
7. Pola populasi genotipe uji melalui hubungan antara produktivitas gabah
dengan indeks lingkungan...............................................................................62
8. Hubungan nilai koefisien regresi (bi) dan nilai simpangan regresi (
). .......66
9. Biplot interaksi IAKU1 dan IAKU2 untuk data hasil gabah/hektar. ..............69
xxi
xxii
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1. Deskripsi varietas pembanding .........................................................................81
2. Lay out pelaksanaan di lapangan ......................................................................83
3. Data iklim beberapa lokasi uji. .........................................................................86
4. Grafik uji kenormalan, uji kehomogenan ragam dan transformasi box-cox.....91
5. Analisis ragam gabungan untuk keragaan agronomis dan stabilitas. ............105
6. Analisis ragam gabungan untuk parameter genetik.Error! Bookmark not defined.
xxiii
xxiv
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Penduduk Indonesia dari tahun ke tahun terus bertambah sehingga
permintaan beras sebagai pangan utama bagi masyarakat Indonesia terus
meningkat. Peningkatan produksi beras dapat dilakukan dengan pengembangan
pertanaman padi gogo pada lahan-lahan kering. Lahan kering di Indonesia yang
berpotensi untuk pengembangan padi gogo seluas 22,39 juta ha (Badan Litbang
Pertanian 2007; BBSDLP 2008). Produktivitas nasional padi gogo sebesar 2,95
ton/ha pada tahun 2008. Produktivitas ini pada tahun yang sama masih lebih
rendah bila dibandingkan dengan produktivitas nasional padi sawah yang
mencapai 5,08 ton/ha (Deptan 2011).
Penelitian dan perakitan padi gogo di Indonesia antara lain diarahkan
untuk menghasilkan varietas padi gogo tipe baru. Perakitan padi tipe baru telah
dimulai sejak tahun 1995 oleh Balai Besar Penelitian Padi. Tahun 2003 Balai
Besar Penelitian Padi telah melepas varietas padi sawah tipe baru Fatmawati
(PTB) yang memiliki produktivitas sebesar 5,9 – 10,5 ton gabah kering giling/ha
(Puslitbangtan 2003).
Perakitan padi gogo tipe baru memerlukan sifat-sifat yang dimodifikasi
dari padi sawah tipe baru. Sifat-sifat padi tipe baru yang diadopsi pada padi gogo
antara lain tinggi tanaman 100-120 cm, jumlah anakan produktif 8-15 batang,
jumlah gabah per malai lebih dari 150 butir, pengisian gabah lebih dari 75%,
tanaman tegak tidak rebah, daun berwarna hijau tua dan perakaran yang dalam
(Safitri 2010).
Percepatan pembentukan galur murni padi gogo tipe baru dengan sifatsifat yang diharapkan dari induknya dapat dilakukan dengan mempergunakan
metode kultur antera (Abdullah et al. 2008; Dewi & Purwoko 2011). Sejumlah
galur dihaploid padi gogo tipe baru telah dihasilkan dengan menggunakan metode
kultur antera pada hasil persilangan antara Fatmawati dan BP360E-MR-79-2
dengan Fulan Telo Gawa dan Fulan Telo Mihat (Safitri et al. 2010). Galur padi
gogo dihaploid
yang dihasilkan tersebut diharapkan memiliki kemampuan
2
adaptasi dan stabilitas yang baik di berbagai kondisi lingkungan sehingga
pengujian stabilitas harus dilakukan.
Adaptasi tanaman pada suatu lingkungan tumbuh merupakan kemampuan
tanaman itu untuk menunjukkan daya hasil tinggi pada lingkungan yang sesuai
(Annicchiarico 2002b). Kemampuan beradaptasi terdiri atas kemampuan
beradaptasi luas dan kemampuan beradaptasi sempit (Soemartono 1988).
Tanaman dengan kemampuan beradaptasi luas memiliki daya hasil yang stabil.
Hal ini menunjukkan bahwa tanaman itu memiliki kemampuan untuk
menyesuaikan diri terhadap kondisi lingkungan tumbuh yang berbeda. Menurut
Becker dan Leon (1988) bahwa suatu genotipe yang memiliki kemampuan yang
stabil pada berbagai lingkungan tumbuh menunjukkan stabilitas statis, sedangkan
kemampuan yang mengikuti indeks lingkungan menunjukkan stabilitas dinamis.
Informasi kemampuan adaptasi dan stabilitas dari calon varietas
merupakan syarat dalam pelepasan suatu varietas di Indonesia (Syukur et al.
2009).
Hal
ini
telah
diatur
oleh
Peraturan
Menteri
Pertanian
Nomor 61/Permentan/OT.140/10/2011 tanggal 5 Oktober 2011 tentang pengujian,
penilaian, pelepasan dan penarikan varietas. Untuk mengetahui suatu genotipe
memiliki adaptasi dan stabilitas yang luas perlu dilakukan uji multilokasi.
Tujuan
Penelitian ini dilakukan dengan tujuan untuk mendapatkan informasi
tentang keragaan agronomis dan stabilitas hasil galur-galur harapan padi gogo
tipe baru hasil kultur antera.
Hipotesis
1.
Terdapat
perbedaan keragaan karakter agronomis di antara galur-galur
harapan padi gogo tipe baru hasil kultur antera.
2.
Terdapat satu atau beberapa galur-galur harapan padi gogo tipe baru hasil
kultur antera yang menunjukkan adaptabilitas dan stabilitas hasil pada
berbagai lokasi.
TINJAUAN PUSTAKA
Padi
Tanaman padi merupakan tanaman semusim, termasuk golongan rumputrumputan. Tanaman padi termasuk ke dalam famili Gramineae (Poaceae) dengan
genus Oryza, ordo Poales atau Glumiflorae, kelas Monocotyledonae, subdivisi
Angiospermae, divisi Spermathophyta. Genus Oryza terdapat 23 spesies antara
lain Oryza sativa, Oryza glaberrima, Oryza rufipogon, Oryza breviligulata, Oryza
barthii, Oryza meyeriana, dan Oryza ridleyi. Spesies Oryza sativa dibudidayakan
di daerah tropik, daerah sub tropik dan temperat; sedangkan Oryza glaberrima
dibudidayakan di
wilayah Afrika. Oryza sativa
sebagai spesies yang
dibudidayakan secara luas di dunia, bila dibandingkan dengan spesies Oryza
glaberrima. Spesies Oryza sativa sendiri terdiri atas 3 kelompok subspesies yaitu
Indica, Japonica (Temperate Japonica) dan Javanica (Tropical Japonica).
Subspesies Indica dominan di Sri Lanka, Cina Selatan dan Tengah, India,
Pakistan, Jawa, Filipina, Taiwan dan negara-negara tropis lainnya. Subspesies
Japonica banyak ditanam di Cina Utara dan Timur, Jepang dan Korea. Subspesies
Javanica terdapat di Indonesia yang merupakan padi bulu dan gundil (Matsuo &
Hoshikawa 1993).
Bagian vegetatif pada tubuh tanaman padi terdiri atas akar, batang, anakan
dan daun. Akar terdiri atas akar seminal, akar serabut atau adventif dan akar tajuk.
Tanaman padi mempunyai batang yang beruas-ruas. Panjang batang tergantung
pada jenis dan kondisi lingkungan tumbuh (Matsuo & Hoshikawa 1993).
Anakan tanaman padi tumbuh pada dasar batang yang tumbuh secara
bersusun. Anakan padi terdiri atas anakan primer dan sekunder. Anakan primer
adalah anakan yang tumbuh pada kedua ketiak daun pada batang utama. Anakan
sekunder adalah anakan yang tumbuh pada ketiak anakan primer dan seterusnya
dan biasanya bertambah kecil (Manurung & Ismunadji 1988).
Bagian generatif tanaman padi terdiri atas malai dan bulir padi. Malai
adalah sekumpulan bunga padi (spikelet) yang keluar dari buku paling atas. Malai
padi terdiri atas cabang-cabang bunga, jumlah cabang mempengaruhi besar
4
rendemen tanaman padi suatu varietas. Setiap unit bunga dinamakan spikelet yang
terdiri atas tangkai, bakal buah, lemma,
palea, putik dan benang sari serta
beberapa organ lain yang bersifat inferior. Tiap bunga memiliki enam benang sari
yang menopang kepala sari (antera). Pada pangkal bakal buah (ovary) terdapat
lodikula yang mengatur pembukaan lemma dan palea pada saat anthesis. Bunga
padi merupakan bunga sempurna dan menyerbuk sendiri dengan kemungkinan
terjadi menyerbuk silang
GOGO TIPE BARU HASIL KULTUR ANTERA
PURBOKURNIAWAN
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2013
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis yang berjudul: KERAGAAN
DAN STABILITAS GALUR-GALUR PADI GOGO TIPE BARU HASIL
KULTUR ANTERA adalah 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 lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan
dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.
Bogor, Februari 2013
Purbokurniawan
NIM A253090031
ABSTRACT
PURBOKURNIAWAN. Performance and Yield Stability of New Plant Type of
Upland Rice Lines Obtained from Anther Culture. Under direction of Bambang
Sapta Purwoko as chairman, Desta Wirnas, and Iswari Saraswati Dewi as
members of the advisory committee.
Breeding of upland rice is now directed towards new plant type (NPT)
architecture. NPT rice lines have been obtained from anther culture and need to be
evaluated in multilocation trials. The objectives of the research were to obtain
information on agronomic characters, genetic parameters, yield potential,
adaptability and stability of the lines. Ten lines and two cultivars were planted at
seven different location in November 2010 – March 2011. In each location, the
experimental design was randomized complete block design with four
replications. Observation was done on agronomic characters such as plant height,
number of vegetative tiller and productive tiller, panicle length, number of filled
grains per panicle, empty grains per panicle, and total grains per panicle, 1000grain weight, grain weight per plant and yield per hectar. The results showed
FM1R-1-3-1 and Fat-4-1-1 rice lines has grain weight per plant 20.3 and 18.2
grams/plant respectively and other agronomic characters that were better than
eight other lines. Genotype x environmental interaction factors contributed to
variance by 16.6%. The highest productivity was achieved by FM1R-1-3-1 (4.52
ton/ha). FM1R-1-3-1 showed as genotype specifically adapted to favourable
environments.
Key words : upland rice, new plant type, anther culture, yield stability
RINGKASAN
PURBOKURNIAWAN. Keragaan dan Stabilitas Galur-galur Padi Gogo
Tipe Baru Hasil Kultur Antera. Dibimbing oleh BAMBANG SAPTA
PURWOKO, DESTA WIRNAS dan ISWARI SARASWATI DEWI.
Penelitian dan perakitan padi gogo di Indonesia antara lain diarahkan
untuk menghasilkan varietas padi gogo tipe baru. Sejumlah galur dihaploid padi
gogo tipe baru telah dihasilkan dengan menggunakan metode kultur antera. Galurgalur padi gogo dihaploid yang dihasilkan diharapkan memiliki kemampuan
adaptasi dan stabilitas yang baik di berbagai kondisi lingkungan. Untuk
mengetahui pola adaptasi dan stabilitas suatu galur perlu dilakukan uji
multilokasi. Informasi tentang kemampuan adaptasi dan stabilitas calon varietas
merupakan syarat dalam pelepasan suatu varietas di Indonesia.
Penelitian ini dilakukan dengan tujuan untuk mendapatkan informasi
tentang keragaan agronomis, nilai parameter genetik, potensi hasil, adaptabilitas
dan stabilitas galur-galur harapan padi gogo tipe baru hasil kultur antera.
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan November 2010 – Juni 2011. Tempat
Penelitian ialah Bogor, Sukabumi dan Indramayu (Jawa Barat), Purworejo (Jawa
Tengah), Wonosari (DI Yogyakarta), serta Natar dan Taman Bogo (Lampung).
Galur padi gogo yang digunakan yaitu 10 galur harapan padi gogo tipe baru
yaitu FG1-70-2-1, FG1R-36-1-1, FG1R-30-1-5, FG1R-30-1-4, FG1-6-1-2, FG165-1-2, FG1R-30-1-3, FG1R-30-1-1, FM1R-1-3-1, Fat-4-1-1; dan 2 varietas
pembanding yaitu Situ Bagendit dan Towuti. Penelitian ini menggunakan
rancangan acak kelompok dengan perlakuan genotipe padi gogo, berturut-turut
diulang sebanyak 4 (empat) kali yang tersarang dalam tiap lokasi. Pengamatan
dilakukan terhadap karakter agronomis seperti umur berbunga, umur panen, tinggi
tanaman, jumlah anakan saat vegetatif, jumlah anakan produktif, panjang malai,
jumlah gabah isi per malai, jumlah gabah hampa per malai, jumlah gabah total per
malai, persen gabah isi dan hampa, bobot 1000 biji, hasil gabah per rumpun dan
hasil gabah per hektar. Analisis data yang dilakukan adalah anova tiap lokasi,
anova gabungan, analisis genetik dan analisis stabilitas hasil. Stabilitas galur-galur
yang diuji diketahui dengan menggunakan empat pendekatan analisis stabilitas
yaitu analisis Francis dan Kannenberg, analisis Finlay dan Wilkinson, analisis
Eberhart dan Russell dan analisis AMMI.
Hasil analisis ragam gabungan menunjukkan bahwa faktor genotipe,
lingkungan dan interaksi genotipe x lingkungan berpengaruh sangat nyata untuk
semua karakter yang diamati pada 7 lokasi. Tanaman tertinggi ditunjukkan oleh
genotipe FG1-70-2-1 dengan rata-rata 137,5 cm. Genotipe FG1R-36-1-1 sebagai
galur harapan padi gogo tipe baru hasil kultur antera yang memiliki jumlah
anakan vegetatif mencapai 20,0 anakan, walaupun lebih sedikit dibanding
2 varietas pembanding. Genotipe FG1R-36-1-1 juga menunjukkan persen gabah
isi 76,8%, walaupun lebih rendah dibanding varietas Situ Bagendit dan persen
gabah hampa sebesar 23,3%. Genotipe FG1-65-1-2 menunjukkan rata-rata
jumlah gabah isi paling banyak dengan jumlah sebanyak 142,7 gabah dan bobot
1000 biji tertinggi dengan bobot 32,1 gram. Genotipe FG1R-30-1-5 menunjukkan
jumlah gabah total terbanyak dengan jumlah sebanyak 212,0 gabah. Genotipe
FM1R-1-3-1 menunjukkan hasil gabah per rumpun tertinggi yaitu 20,3 gram.
Terdapat perbedaan keragaan karakter agronomis di antara 10 galur-galur
harapan padi gogo tipe baru hasil kultur antera. Hasil analisis menunjukkan galur
FM1R-1-3-1 dan Fat-4-1-1 memiliki kriteria karakter padi gogo tipe baru antara
lain hasil gabah kering per rumpun yang tinggi, jumlah anakan produktif 8-15
batang, jumlah gabah per malai lebih dari 150 butir dan bobot 1000 butir lebih
dari 24 gram. Karakter tinggi tanaman 100-120 cm dan persen gabah lebih dari
75% dapat dicapai oleh kedua genotipe tersebut, bila kedua genotipe tersebut
ditanam dan tumbuh pada lingkungan yang mendukung. Ragam genetik lebih
tinggi dari ragam lingkungan dan ragam interaksi genotipe x lingkungan
ditunjukkan oleh karakter tinggi tanaman, jumlah anakan vegetatif, jumlah anakan
produktif, panjang malai, jumlah gabah hampa, jumlah gabah total, dan bobot
1000 biji.
Hasil analisis ragam gabungan menunjukkan bahwa lingkungan, genotipe
serta interaksi genotipe dan lingkungan berpengaruh nyata terhadap hasil pada
galur-galur padi gogo yang diuji. Faktor lingkungan, genotipe serta interaksinya
berkontribusi terhadap keragaman hasil berturut-turut sebesar 48,5%, 14,9% dan
16,6%. Galur-galur padi gogo yang diuji memperlihatkan jenis interaksi kualitatif
yang ditunjukkan oleh perubahan ranking genotipe pada setiap lokasi. Genotipe
FG1R-36-1-1 di lokasi Bogor memberikan hasil gabah per hektar tertinggi yaitu
3,39 ton. Di Indramayu hasil gabah per hektar yang tertinggi ditunjukkan oleh
genotipe Situ Bagendit (2,59 ton). Di Natar hasil gabah per hektar tertinggi
ditunjukkan oleh genotipe Towuti
(4,04 ton/ha). Genotipe FM1R-1-3-1
menunjukkan produktivitas tertinggi di lokasi Sukabumi, Purworejo dan
Wonosari berturut-turut 6,21, 7,61 dan 5,76 ton/ha. Situ Bagendit memberikan
hasil gabah per hektar tertinggi di Taman Bogo (5,95 ton/ha). Genotipe FM1R-13-1 memberikan rata-rata hasil gabah per hektar tertinggi 4,52 ton/ha lebih tinggi
dibandingkan dengan semua genotipe yang diuji. Hasil uji adaptasi menunjukkan
bahwa genotipe FM1R-1-3-1 merupakan genotipe yang beradaptasi khusus pada
lingkungan yang optimal.
© Hak Cipta milik IPB, tahun 2013
Hak Cipta dilindungi Undang-undang
1.
2.
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan
atau menyebutkan sumbernya
a. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan
karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau tinjauan suatu
masalah
b. pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB
Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis
dalam bentuk apapun tanpa izin IPB
KERAGAAN DAN STABILITAS GALUR-GALUR PADI
GOGO TIPE BARU HASIL KULTUR ANTERA
PURBOKURNIAWAN
Tesis
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains pada
Program Studi Pemuliaan dan Bioteknologi Tanaman
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2013
Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis : Dr. Muhamad Syukur, SP., M.Si.
Judul Tesis
: Keragaan dan Stabilitas Galur-Galur Padi Gogo Tipe Baru
Hasil Kultur Antera
Nama
: Purbokurniawan
NRP
: A253090031
Program Studi : Pemuliaan dan Bioteknologi Tanaman
Disetujui
Komisi Pembimbing
Prof. Dr. Ir. Bambang Sapta Purwoko, M.Sc.
Ketua
Dr. Ir. Iswari Saraswati Dewi
Anggota
Dr. Desta Wirnas, SP., M.Si.
Anggota
Mengetahui
Ketua Program Studi
Pemuliaan dan Bioteknologi Tanaman
Dekan Sekolah Pascasarjana
Dr. Ir. Trikoesoemaningtyas, M.Sc.
Dr. Ir. Dahrul Syah, M.Sc.Agr.
Tanggal Ujian: 9 Agustus 2012
Tanggal Lulus:
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan atas segala karunia, hikmat, kuasa dan
penyertaan-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Penelitian ini
dilakukan dengan tujuan untuk mendapatkan informasi tentang keragaan
agronomis, nilai parameter genetik, potensi hasil, adaptabilitas dan stabilitas
galur-galur harapan padi gogo tipe baru hasil kultur antera.
Penelitian dan penulisan tesis ini berlangsung di bawah bimbingan
Prof. Dr. Ir. Bambang Sapta Purwoko, M.Sc. sebagai ketua Komisi Pembimbing,
Dr. Desta Wirnas, SP., M.Si., dan Dr. Ir. Iswari Saraswati Dewi sebagai anggota
Komisi
Pembimbing. Penulis mengucapkan terima kasih dan penghargaan
kepada Komisi Pembimbing
yang telah memberikan bimbingan, arahan dan
motivasi dalam perencanaan dan pelaksanaan penelitian serta proses penulisan
dan penyelesaian tesis ini. Terima kasih penulis ucapkan kepada Dr. Muhamad
Syukur, SP., M.Si. sebagai penguji luar komisi pada ujian tesis yang memberikan
saran-saran dan koreksi konstruktif. Terima kasih juga penulis ucapkan kepada
Dr. Ir. Trikoesoemaningtyas, M.Sc. selaku koordinator Program Studi Pemuliaan
dan Bioteknologi Tanaman yang mendukung dan memberikan motivasi kepada
penulis selama mengikuti pendidikan di Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian
Bogor (IPB) Bogor.
Terima kasih penulis sampaikan kepada DITJEN DIKTI Departemen dan
Pendidikan Nasional yang telah memberikan beasiswa BPPS selama menempuh
pendidikan di Sekolah Pascasarjana IPB Bogor. Terima kasih penulis sampaikan
kepada Rektor Universitas Negeri Papua dan Dekan Fakultas Pertanian dan
Teknologi Petanian UNIPA atas izin dan kesempatan untuk melanjutkan studi di
Sekolah Pascasarjana IPB, Bogor. Terima kasih yang sebesar-besarnya penulis
sampaikan Pemda Buru atas pembiayaan pelaksanaan penelitian uji multilokasi
melalui hibah kepada tim peneliti (Prof. Dr. Ir. Bambang Sapta Purwoko, M.Sc.
sebagai ketua, Dr. Ir. Iswari Saraswati Dewi dan Heni Safitri, SP., M.Si. sebagai
anggota).
Terima kasih yang tulus penulis haturkan kepada Bapak Sutodwihardjo
(Alm.) dan Ibu Rismintarti kedua orang tua tercinta yang telah menanamkan dasar
pendidikan yang baik dan berguna bagi penulis serta kekuatan doa yang luar biasa
dari seorang ibu yang dengan tulus dan tekun dinaikkan setiap saat dalam
mendukung penyelesaian studi di Sekolah Pascasarjana IPB Bogor. Istri tercinta
Alce Ilona Noya dan Ananda terkasih Daniel Setiawan Noya atas cinta dan kasih
sayangnya yang memberikan dorongan dan kekuatan bagi penulis. Bapak Frans
Noya dan ibu Lily Siwy sebagai mertua, Chali Noya sekeluarga, Nova Noya,
Petrus Ten sekeluarga dan Markus Waran sekeluarga, atas dukungan baik dalam
bentuk materil dan moril serta doanya selama penulis menempuh studi. Penulis
juga mengucapkan terima kasih kepada teman-teman seperjuangan dan semua
pihak yang tidak bisa saya sebutkan satu per satu yang telah ikut membantu dalam
penelitian dan proses penyelesaian tesis ini.
Bogor, Februari 2013
Purbokurniawan
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Surabaya pada tanggal 23 Februari 1977 dari
pasangan Bapak Sutodwihardjo (Alm.) dan Ibu Rismintarti. Penulis merupakan
putra pertama dari tiga bersaudara.
Penulis menamatkan pendidikan formal di SD YPPK Padma I Manokwari
tahun 1989, SMP Negeri I Manokwari tahun 1992 dan SMA Negeri I Manokwari
tahun 1995. Pendidikan sarjana ditempuh di Program Studi Agronomi, Fakultas
Pertanian dan Teknologi Pertanian, Universitas Negeri Papua, lulus tahun 2004.
Tahun 2009, penulis diterima pada program magister di Sekolah Pascasarjana
Institut Pertanian Bogor dengan Program Studi Pemuliaan dan Bioteknologi
Tanaman. Beasiswa pendidikan
pascasarjana diperoleh dari BPPS DITJEN
DIKTI. Penulis bekerja sebagai staf pengajar di Program Studi Agroteknologi,
Fakultas Pertanian dan Teknologi Pertanian, Universitas Negeri Papua sejak
tahun 2005.
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL ................................................................................................ xix
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xxi
DAFTAR LAMPIRAN ...................................................................................... xxiii
PENDAHULUAN .................................................................................................. 1
Latar Belakang ............................................................................................... 1
Tujuan ............................................................................................................ 2
Hipotesis ........................................................................................................ 2
TINJAUAN PUSTAKA ......................................................................................... 3
Padi ................................................................................................................ 3
Pembentukan Varietas Padi Gogo Tipe Baru melalui Kultur Antera ............ 4
Pendugaan Nilai Parameter Genetik .............................................................. 8
Interaksi Genotipe x Lingkungan .................................................................. 9
Adaptabilitas dan Stabilitas Hasil ................................................................ 10
Pelepasan Varietas Tanaman ....................................................................... 21
BAHAN DAN METODE ..................................................................................... 25
Waktu dan Tempat ....................................................................................... 25
Bahan dan Alat ............................................................................................ 25
Rancangan Penelitian................................................................................... 25
Pelaksanaan Penelitian................................................................................. 26
Pengamatan .................................................................................................. 27
Analisis Data ................................................................................................ 28
HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................................. 37
Keadaan Umum ........................................................................................... 37
Keragaan Karakter Hasil dan Komponen Hasil........................................... 38
Analisis Genetik........................................................................................... 53
Analisis Stabilitas Hasil ............................................................................... 55
SIMPULAN DAN SARAN .................................................................................. 73
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 75
LAMPIRAN .......................................................................................................... 81
xvii
xviii
DAFTAR TABEL
Halaman
1. Pengelompokan dan konsep metode analisis stabilitas hasil. .........................13
2. Jumlah unit dan lama pengamatan uji adaptasi (unit) dari dua Permentan
untuk tanaman pangan ....................................................................................23
3. Analisis ragam karakter padi gogo pada masing-masing lokasi uji. ...............29
4. Analisis ragam gabungan menggunakan model acak untuk komponen
agronomi dan komponen parameter genetik. ..................................................30
5. Analisis ragam gabungan menggunakan model tetap untuk hasil gabah per
hektar...............................................................................................................30
6. Sidik ragam analisis stabilitas Eberhart dan Russell (1966). ..........................35
7. Hasil analisis ragam gabungan pengaruh genotipe, lingkungan dan
interaksi genotipe x lingkungan terhadap karakter agronomis genotipe padi
gogo tipe baru. ................................................................................................38
8. Rata-rata tinggi tanaman (cm) dari 12 genotipe pada 7 lokasi uji. .................39
9. Rata-rata jumlah anakan vegetatif dari 12 genotipe pada 7 lokasi uji. ...........41
10. Rata-rata jumlah anakan produktif dari 12 genotipe pada 7 lokasi uji. ..........42
11. Rata-rata panjang malai (cm) dari 12 genotipe pada 7 lokasi uji. ...................43
12. Rata-rata jumlah gabah isi dari 12 genotipe pada 7 lokasi uji. .......................44
13. Rata-rata jumlah gabah hampa dari 12 genotipe pada 7 lokasi uji .................45
14. Rata-rata jumlah gabah total dari 12 galur pada 7 lokasi uji. .........................46
15. Rata-rata persen gabah isi (%) dari 12 galur pada 7 lokasi uji........................48
16. Rata-rata persen gabah hampa (%) dari 12 galur pada 7 lokasi uji. ................49
17. Rata-rata bobot 1000 biji (gram) dari 12 genotipe pada 7 lokasi uji. .............50
18. Rata-rata hasil gabah per rumpun (gram) dari 12 genotipe pada 7 lokasi uji. 51
19. Komponen ragam genetik, ragam lingkungan, ragam interaksi genotipe x
lingkungan, dan ragam fenotipe untuk karakter yang diamati. .......................53
20. Nilai koefisien keragaman genetik, koefisien keragaman fenotipe, dan
heritabilitas dalam arti luas untuk karakter yang diamati. ..............................54
xix
21. Analisis ragam gabungan untuk hasil per hektar dari 12 genotipe padi
gogo tipe baru hasil kultur antera. .................................................................. 56
22. Rata-rata hasil gabah (ton/ha) dari 12 genotipe pada 7 lokasi uji. ................ 58
23. Rataan hasil gabah per hektar, nilai ragam lingkungan dan koefisien
keragaman. ..................................................................................................... 60
24. Rataan hasil, koefisien regresi dan produktivitas pada lingkungan 1 ton/ha
dan 5 ton/ha. ................................................................................................... 61
25. Analisis ragam gabungan untuk menguji stabilitas hasil dengan metode
Eberhart dan Russell (1966). .......................................................................... 65
26. Rataan hasil gabah per hektar, nilai koefisien regresi dan simpangan
regresi. ............................................................................................................ 66
27. Hasil analisis ragam AMMI untuk hasil gabah per hektar. ............................ 68
28. Kriteria stabil dari 4 metode analisis stabilitas hasil. ..................................... 71
xx
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1. Perkembangan arsitektur tanaman padi (Khush et al. 2001; Vergara et al.
1991). ................................................................................................................5
2. Respon hasil terhadap lingkungan untuk dua konsep stabilitas hasil pada
grafik bukan regresi (A) dan grafik regresi (B) (Annicchiarico 2002b). ......12
3. Interpretasi umum dari pola populasi genotipe yang didapat dari plot nilai
koefisien regresi genotipe terhadap nilai rata-rata hasil genotipe (Finlay &
Wilkinson 1963)..............................................................................................17
4. Interaksi genotipe x lingkungan terhadap hasil. .............................................57
5. Hubungan koefisien keragaman (CVi) dengan nilai ragam lingkungan (Si2). 60
6. Hubungan koefisien regresi dengan produktivitas gabah. ..............................62
7. Pola populasi genotipe uji melalui hubungan antara produktivitas gabah
dengan indeks lingkungan...............................................................................62
8. Hubungan nilai koefisien regresi (bi) dan nilai simpangan regresi (
). .......66
9. Biplot interaksi IAKU1 dan IAKU2 untuk data hasil gabah/hektar. ..............69
xxi
xxii
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1. Deskripsi varietas pembanding .........................................................................81
2. Lay out pelaksanaan di lapangan ......................................................................83
3. Data iklim beberapa lokasi uji. .........................................................................86
4. Grafik uji kenormalan, uji kehomogenan ragam dan transformasi box-cox.....91
5. Analisis ragam gabungan untuk keragaan agronomis dan stabilitas. ............105
6. Analisis ragam gabungan untuk parameter genetik.Error! Bookmark not defined.
xxiii
xxiv
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Penduduk Indonesia dari tahun ke tahun terus bertambah sehingga
permintaan beras sebagai pangan utama bagi masyarakat Indonesia terus
meningkat. Peningkatan produksi beras dapat dilakukan dengan pengembangan
pertanaman padi gogo pada lahan-lahan kering. Lahan kering di Indonesia yang
berpotensi untuk pengembangan padi gogo seluas 22,39 juta ha (Badan Litbang
Pertanian 2007; BBSDLP 2008). Produktivitas nasional padi gogo sebesar 2,95
ton/ha pada tahun 2008. Produktivitas ini pada tahun yang sama masih lebih
rendah bila dibandingkan dengan produktivitas nasional padi sawah yang
mencapai 5,08 ton/ha (Deptan 2011).
Penelitian dan perakitan padi gogo di Indonesia antara lain diarahkan
untuk menghasilkan varietas padi gogo tipe baru. Perakitan padi tipe baru telah
dimulai sejak tahun 1995 oleh Balai Besar Penelitian Padi. Tahun 2003 Balai
Besar Penelitian Padi telah melepas varietas padi sawah tipe baru Fatmawati
(PTB) yang memiliki produktivitas sebesar 5,9 – 10,5 ton gabah kering giling/ha
(Puslitbangtan 2003).
Perakitan padi gogo tipe baru memerlukan sifat-sifat yang dimodifikasi
dari padi sawah tipe baru. Sifat-sifat padi tipe baru yang diadopsi pada padi gogo
antara lain tinggi tanaman 100-120 cm, jumlah anakan produktif 8-15 batang,
jumlah gabah per malai lebih dari 150 butir, pengisian gabah lebih dari 75%,
tanaman tegak tidak rebah, daun berwarna hijau tua dan perakaran yang dalam
(Safitri 2010).
Percepatan pembentukan galur murni padi gogo tipe baru dengan sifatsifat yang diharapkan dari induknya dapat dilakukan dengan mempergunakan
metode kultur antera (Abdullah et al. 2008; Dewi & Purwoko 2011). Sejumlah
galur dihaploid padi gogo tipe baru telah dihasilkan dengan menggunakan metode
kultur antera pada hasil persilangan antara Fatmawati dan BP360E-MR-79-2
dengan Fulan Telo Gawa dan Fulan Telo Mihat (Safitri et al. 2010). Galur padi
gogo dihaploid
yang dihasilkan tersebut diharapkan memiliki kemampuan
2
adaptasi dan stabilitas yang baik di berbagai kondisi lingkungan sehingga
pengujian stabilitas harus dilakukan.
Adaptasi tanaman pada suatu lingkungan tumbuh merupakan kemampuan
tanaman itu untuk menunjukkan daya hasil tinggi pada lingkungan yang sesuai
(Annicchiarico 2002b). Kemampuan beradaptasi terdiri atas kemampuan
beradaptasi luas dan kemampuan beradaptasi sempit (Soemartono 1988).
Tanaman dengan kemampuan beradaptasi luas memiliki daya hasil yang stabil.
Hal ini menunjukkan bahwa tanaman itu memiliki kemampuan untuk
menyesuaikan diri terhadap kondisi lingkungan tumbuh yang berbeda. Menurut
Becker dan Leon (1988) bahwa suatu genotipe yang memiliki kemampuan yang
stabil pada berbagai lingkungan tumbuh menunjukkan stabilitas statis, sedangkan
kemampuan yang mengikuti indeks lingkungan menunjukkan stabilitas dinamis.
Informasi kemampuan adaptasi dan stabilitas dari calon varietas
merupakan syarat dalam pelepasan suatu varietas di Indonesia (Syukur et al.
2009).
Hal
ini
telah
diatur
oleh
Peraturan
Menteri
Pertanian
Nomor 61/Permentan/OT.140/10/2011 tanggal 5 Oktober 2011 tentang pengujian,
penilaian, pelepasan dan penarikan varietas. Untuk mengetahui suatu genotipe
memiliki adaptasi dan stabilitas yang luas perlu dilakukan uji multilokasi.
Tujuan
Penelitian ini dilakukan dengan tujuan untuk mendapatkan informasi
tentang keragaan agronomis dan stabilitas hasil galur-galur harapan padi gogo
tipe baru hasil kultur antera.
Hipotesis
1.
Terdapat
perbedaan keragaan karakter agronomis di antara galur-galur
harapan padi gogo tipe baru hasil kultur antera.
2.
Terdapat satu atau beberapa galur-galur harapan padi gogo tipe baru hasil
kultur antera yang menunjukkan adaptabilitas dan stabilitas hasil pada
berbagai lokasi.
TINJAUAN PUSTAKA
Padi
Tanaman padi merupakan tanaman semusim, termasuk golongan rumputrumputan. Tanaman padi termasuk ke dalam famili Gramineae (Poaceae) dengan
genus Oryza, ordo Poales atau Glumiflorae, kelas Monocotyledonae, subdivisi
Angiospermae, divisi Spermathophyta. Genus Oryza terdapat 23 spesies antara
lain Oryza sativa, Oryza glaberrima, Oryza rufipogon, Oryza breviligulata, Oryza
barthii, Oryza meyeriana, dan Oryza ridleyi. Spesies Oryza sativa dibudidayakan
di daerah tropik, daerah sub tropik dan temperat; sedangkan Oryza glaberrima
dibudidayakan di
wilayah Afrika. Oryza sativa
sebagai spesies yang
dibudidayakan secara luas di dunia, bila dibandingkan dengan spesies Oryza
glaberrima. Spesies Oryza sativa sendiri terdiri atas 3 kelompok subspesies yaitu
Indica, Japonica (Temperate Japonica) dan Javanica (Tropical Japonica).
Subspesies Indica dominan di Sri Lanka, Cina Selatan dan Tengah, India,
Pakistan, Jawa, Filipina, Taiwan dan negara-negara tropis lainnya. Subspesies
Japonica banyak ditanam di Cina Utara dan Timur, Jepang dan Korea. Subspesies
Javanica terdapat di Indonesia yang merupakan padi bulu dan gundil (Matsuo &
Hoshikawa 1993).
Bagian vegetatif pada tubuh tanaman padi terdiri atas akar, batang, anakan
dan daun. Akar terdiri atas akar seminal, akar serabut atau adventif dan akar tajuk.
Tanaman padi mempunyai batang yang beruas-ruas. Panjang batang tergantung
pada jenis dan kondisi lingkungan tumbuh (Matsuo & Hoshikawa 1993).
Anakan tanaman padi tumbuh pada dasar batang yang tumbuh secara
bersusun. Anakan padi terdiri atas anakan primer dan sekunder. Anakan primer
adalah anakan yang tumbuh pada kedua ketiak daun pada batang utama. Anakan
sekunder adalah anakan yang tumbuh pada ketiak anakan primer dan seterusnya
dan biasanya bertambah kecil (Manurung & Ismunadji 1988).
Bagian generatif tanaman padi terdiri atas malai dan bulir padi. Malai
adalah sekumpulan bunga padi (spikelet) yang keluar dari buku paling atas. Malai
padi terdiri atas cabang-cabang bunga, jumlah cabang mempengaruhi besar
4
rendemen tanaman padi suatu varietas. Setiap unit bunga dinamakan spikelet yang
terdiri atas tangkai, bakal buah, lemma,
palea, putik dan benang sari serta
beberapa organ lain yang bersifat inferior. Tiap bunga memiliki enam benang sari
yang menopang kepala sari (antera). Pada pangkal bakal buah (ovary) terdapat
lodikula yang mengatur pembukaan lemma dan palea pada saat anthesis. Bunga
padi merupakan bunga sempurna dan menyerbuk sendiri dengan kemungkinan
terjadi menyerbuk silang