Evaluasi Produksi, Nilai Nutrisi Dan Karakteristik Serat Galur Sorgum Mutan Brown Midrib Sebagai Bahan Pakan Ruminansia
EVALUASI PRODUKSI, NILAI NUTRISI DAN KARAKTERISTIK
SERAT GALUR SORGUM MUTAN BROWN MIDRIB
SEBAGAI BAHAN PAKAN RUMINANSIA
RIESI SRIAGTULA
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2016
PERNYATAAN MENGENAI DISERTASI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa disertasi berjudul Evaluasi Produksi,
Nilai Nutrisi dan Karakteristik Serat Galur Sorgum Mutan Brown Midrib sebagai
Bahan Pakan Ruminansia 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 lain telah disebutkan dalam teks dan
dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir disertasi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Agustus 2016
Riesi Sriagtula
NIM D261120011
RINGKASAN
RIESI SRIAGTULA. Evaluasi Produksi, Nilai Nutrisi dan Karakteristik Serat
Galur Sorgum Mutan Brown Midrib sebagai Bahan Pakan Ruminansia. Dibimbing
oleh PANCA DEWI MANU HARA KARTI, LUKI ABDULLAH, SUPRIYANTO
dan DEWI APRI ASTUTI.
Tanaman sorgum (Sorghum bicolor L. Moench) merupakan tanaman pangan
yang berpotensi sebagai hijauan pakan karena produksi biomasa, kandungan nutrisi
dan palabilitas yang tinggi. Tanaman sorgum menghasilkan hijauan sekaligus bijian
yang merupakan sumber serat (energi) dan protein bagi ternak ruminansia, dengan
kandungan nutrisi hampir menyamai tanaman jagung (Zea mays), yang dapat
dipanen beberapa kali dalam siklus hidupnya. Tanaman sorgum lebih tahan
terhadap kekeringan dibanding tanaman jagung sehingga berpotensi dikembangkan
di kawasan kering terutama wilayah Indonesia bagian timur. Sorgum sebagai
alternatif pakan memiliki kelemahan yaitu kandungan lignin yang tinggi, sehingga
kecernaannya lebih rendah apabila dibandingkan tanaman jagung. Pemuliaan
tanaman pakan ternak belum banyak dilakukan, pemuliaan tanaman bertujuan
untuk meningkatkan keragaman tanaman dan menseleksi karakter yang
dikehendaki. Pengembangan sorgum menjadi varietas yang ideal untuk tanaman
pakan dilakukan melalui pemuliaan tanaman dengan teknik mutasi menggunakan
iradiasi sinar gamma. Galur-galur sorgum Patir merupakan hasil pemuliaan
tanaman sorgum di Indonesia (SEAMEO-BIOTROP, Bogor) melalui mutasi
genetik dengan iradiasi sinar gamma 150 Gy. Galur-galur sorgum mutan Patir
merupakan sorghum Brown Midrib (BMR), yang diperuntukkan sebagai hijauan
pakan ternak karena kandungan lignin lebih rendah sehingga kecernaannya lebih
tinggi. Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi pertumbuhan dan produksi
enam galur sorgum mutan BMR (Patir 3.2, Patir 3.3, Patir 3.4, Patir 3.5, Patir 3.6
dan Patir 3.7) yang dibandingkan dengan galur sorgum mutan non BMR (Patir 3.1)
pada fase generatif berbeda (fase-fase pengisian biji), mengevaluasi kandungan
nutrisi dan kecernaan secara in vitro dua galur sorgum mutan BMR terpilih dengan
produksi biomasa tertinggi, serta menentukan galur sorgum mutan BMR terbaik.
Penelitian ini terdiri dari 3 tahap, tahap pertama dilakukan untuk
mengevaluasi pertumbuhan galur sorgum mutan BMR berdasarkan potensi
produksi biomasa dan potensi produksi nutrisi pada fase-fase pengisian biji, untuk
mendapatkan dua galur sorgum mutan BMR terpilih. Penelitian ini menggunakan
metoda eksperimen menggunakan Rancangan Acak Kelompok pola Faktorial,
dilanjutkan dengan serangkaian pengamatan meliputi pengamatan agronomis dan
produksi biomasa serta menghitung potensi produksi nutrisi pada dua galur terpilih
yang menghasilkan produksi biomasa tertinggi.
Penelitian tahap I diperoleh hasil bahwa produksi biomasa segar galur mutan
BMR (Patir 3.2 dan Patir 3.7) adalah 44.16 ton ha-1 dan 45.19 ton ha-1, ternyata
tidak berbeda dibanding produksi biomasa galur sorgum mutan non BMR (Patir
3.1) yaitu 46.80 ton ha-1. Produksi biomasa yang dihasilkan pada pemanenan fase
hard dough adalah 43.79 ton ha-1 merupakan produksi biomasa yang paling tinggi
dibanding pemanenan pada fase soft dough (42,96 ton ha-1) dan fase berbunga
(37.75 ton ha-1). Tidak ada perbedaan produksi protein kasar, serat kasar, abu dan
lemak kasar antara galur sorgum mutan BMR dan non BMR. Produksi protein kasar
dan lemak kasar lebih tinggi dihasilkan pada pemanenan fase hard dough.
Penelitian tahap kedua bertujuan untuk mengevaluasi kandungan nutrisi,
karakteristik serat dan kecernaan secara in vitro pada dua galur sorgum mutan BMR
dengan produksi biomasa tertinggi. Metoda yang digunakan pada penelitian ini
adalah pengujian kandungan nutrisi dengan menggunakan analisis proksimat,
pengujian serat menggunakan analisis Van Soest dan uji kecernaan merujuk pada
Tilley dan Terry (1963). Hasil penelitian menunjukkan bahwa galur sorgum mutan
BMR (Patir 3.2 dan Patir 3.7) menghasilkan kandungan protein kasar yang lebih
tinggi, kandungan lignin lebih rendah dan kecernaan lebih tinggi dibanding galur
sorgum mutan non BMR (Patir 3.1). Kandungan protein kasar galur sorgum mutan
BMR Patir 3.2 dan Patir 3.7 adalah 9.28% dan 9.06% sedangkan galur sorgum
mutan non BMR Patir 3.1 adalah 8.54%. Pemanenan pada fase hard dough
menghasilkan produksi protein kasar, abu dan lemak kasar paling tinggi pada
penelitian ini.
Kandungan lignin galur sorgum mutan BMR Patir 3.2 dan Patir 3.7 adalah
6.82% dan 6.78% sedangkan kandungan lignin galur sorgum mutan non BMR Patir
3.1 adalah 8.32%. Kecernaan bahan kering galur sorgum mutan BMR Patir 3.2 dan
Patir 3.7 adalah 66.47% dan 68.74% sedangkan galur sorgum mutan non BMR Patir
3.1 adalah 54.23%. Galur sorgum mutan BMR (Patir 3.2 dan Patir 3.7)
menghasilkan produksi biomasa segar yang sama dengan galur sorgum mutan non
BMR (Patir 3.1). Penurunan kandungan lignin pada galur sorgum mutan BMR
ternyata tidak menyebabkan penurunan produksi biomasa. Berdasarkan waktu
panen, fase hard dough menghasilkan produksi segar, produksi bahan kering dan
kecernaan paling tinggi dibanding fase soft dough dan fase berbunga. Kandungan
protein kasar total tidak berbeda antara fase berbunga, soft dough dan hard dough.
Penelitian tahap ketiga bertujuan untuk menentukan galur sorgum mutan dan
waktu panen terbaik, menggunakan metoda skoring yaitu memberikan skor pada
parameter tertentu. Hasil penelitian menunjukkan bahwa galur sorgum mutan BMR
Patir 3.7 merupakan galur sorgum mutan terbaik pada penelitian ini, sedangkan
waktu panen hard dough merupakan waktu panen terbaik.
Kesimpulan dari penelitian ini adalah galur sorgum mutan BMR (Patir 3.2
dan Patir 3.7) menghasilkan produksi biomasa yang tidak berbeda dibanding galur
sorgum mutan non BMR (Patir 3.1). Galur sorgum mutan BMR mengandung
protein kasar lebih tinggi dan lignin lebih rendah sehingga menghasilkan kecernaan
bahan kering yang lebih tinggi dibanding galur sorgum mutan non BMR. Galur
terbaik untuk pakan tunggal pada penelitian ini adalah galur BMR Patir 3.7.
Kata kunci :
brown midrib, galur sorgum mutan, in vitro, karakteristik serat,
kecernaan, komposisi kimia.
SUMMARY
RIESI SRIAGTULA. Evaluation of Production, Nutrient Content and Fiber
Characteristics of Brown Midrib Sorghum Mutant Lines as Ruminant Feed.
Supervised by PANCA DEWI MANU HARA KARTI, LUKI ABDULLAH,
SUPRIYANTO and DEWI APRI ASTUTI.
Sorghum (Sorghum bicolor L. Moench) is a potential crop as forage because
of high biomass production, high nutrient content and palatable. Sorghum produces
forage grain as source of fiber (energy) and protein for ruminants. Nutrition content
of sorghum is as equal as to maize, and can be harvested several times in its life
cycle. Sorghum is more resistant to drought than the maize, potentially developed
in dry region areas, especially eastern region of Indonesia. Sorghum as an
alternative feed has the disadvantage of high lignin content so that less digestibility
than the maize. Plant breeding for forage crop has limited, breeding aims to
increase the diversity of plants and selecting the desired characters. Development
of sorghum into varieties that are ideal to forage crop was done through mutation
breeding technique using gamma ray irradiation. The Patir sorghum lines are result
of plant breeding sorghum in Indonesia through genetic mutations with 150 gy
gamma ray irradiation. Sorghum mutant lines Patir are Brown midrib (BMR)
sorghum, which is applied as forage crop due to lower lignin content thereby
increasing the digestibility. This study aimed to evaluate the growth and production
of six BMR sorghum mutant lines (Patir 3.2, Patir 3.3, Patir3.4, Patir 3.5, Patir 3.6
and Patir 3.7) compared with non BMR sorghum mutant line (Patir 3.1) at different
of flowering stages, evaluate nutrient content and digestibility in vitro of two BMR
sorghum mutant lines (Patir Patir 3.2 and 3.7) to find out the highest biomass
production, as well as to determine the best BMR sorghum mutant line.
The study consisted of three research phases, the first research phase was
conducted to determine the growth of BMR sorghum mutant lines based on
potential of biomass and nutrition production in different harvest times, to find out
two of best selected BMR sorghum mutant lines. This research used experimental
method of Factorial in Completely Randomized Block Design, to observe the
agronomic and biomass production as well as to calculate the potential production
of nutrients in the two selected sorghum mutant lines that produce the highest
biomass.
The results showed that the fresh biomass production of BMR sorghum
mutant lines (Patir 3.2 and Patir 3.7) was 44.16 tons ha-1 and 45.19 tons ha-1,
respectively, was not significantly different than non BMR sorghum mutant line
(Patir 3.1) was 46.80 tons ha-1. In generall, the production of biomass at hard dough
phase was 43.79 tons ha-1, it is the highest biomass production than soft dough phase
(42.96 tons ha-1) and flowering phases (37.75 tons ha-1). There is no significantly
different in the production of crude protein, crude fiber, ash and crude lipid between
BMR and non BMR sorghum mutant lines. The production of crude protein and
crude lipid were highest at hard dough phase.
The second and third research phase aimed to evaluate the nutritional content,
fiber characteristics and in vitro digestibility on two BMR sorghum mutant lines
with the highest biomass production in first stage study. The methods used in this
study was to measure nutrition content to proximate analysis, van Soest analysis
and digestibility refers to the Tilley and Terry (1963). The results showed that the
BMR sorghum mutant lines (Patir 3.2 and Patir 3.7) produced higher crude protein
content, lower lignin content and higher digestibility than non BMR sorghum
mutant line (Patir 3.1). The crude protein content of BMR sorghum mutan lines
(Patir 3.2 and Patir 3.7) were 9.28% and 9.6% respectively, while non BMR
sorghum mutant line (Patir 3.1) was 8.54%. Harvesting time at hard dough phase
resulted the highest production of crude protein, ash and crude lipid.
The content of lignin of BMR sorghum mutant lines Patir 3.2 and Patir 3.7
were 6.82% and 6.78% respectively, while the lignin content of non BMR sorghum
mutant line of Patir 3.1 was 8.32% or decreased 1.5%. The dry matter digestibility
of BMR sorghum mutant lines Patir 3.2 and Patir 3.7 were 66.47% and 68.74%
respectively, while non BMR sorghum mutant line Patir 3.1 was 54.23% or
increased 12.24% and 14.51%. This study found that at hard dough phase produced
high fresh and dry matter production, high digestibility compare to soft dough and
flowering phases. The total crude protein content at hard dough phase was not
significantly different to soft dough and hard dough phases.
The third research aims to determine the best of sorghum mutant lines and
harvest times, using a scoring method that gives a score on a certain parameters.
The results showed that the BMR sorghum mutant line Patir 3.7 was the best mutant
line in this study, while the hard dough phase was the best harvest time.
The conclusion of this study was the BMR sorghum mutant lines (Patir 3.2
and Patir 3.7) produced fresh biomass as the same`as non BMR sorghum mutant
line (Patir 3.1). The BMR sorghum mutant lines produced higher crude protein and
lower lignin content, so that dry matter digestibility was higher than non BMR
sorghum mutant line. The best BMR sorghum mutant line in this study was Patir
3.7.
Key words :
brown midrib, digestibility, fiber characteristics, in vitro, nutrient
content, sorghum mutant lines.
© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2016
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 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
EVALUASI PRODUKSI, NILAI NUTRISI DAN KARAKTERISTIK
SERAT GALUR SORGUM MUTAN BROWN MIDRIB
SEBAGAI BAHAN PAKAN RUMINANSIA
RIESI SRIAGTULA
Disertasi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Doktor
pada
Program Studi Ilmu Nutrisi dan Pakan
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2016
Penguji pada Ujian Tertutup: 1. Dr Ir Nurhayati Diah Purwantari
2. Prof Dr Ir Nahrowi, MSc
Penguji pada Ujian Terbuka: 1. Dr Ir εursyid εa’sum, εAgr
2. Prof Dr Ir Nahrowi, MSc
Judul Disertasi
Nama
NIM
: Evaluasi Produksi, Nilai Nutrisi dan Karakteristik Serat Galur
Sorgum Mutan Brown Midrib sebagai Bahan Pakan Rumiansia.
: Riesi Sriagtula
: D261120011
Disetujui oleh
Komisi Pembimbing
Prof Dr Ir Panca Dewi MHK M Si
Ketua
Prof Dr Ir Luki Abdullah, M Sc Agr
Anggota
Dr Ir Supriyanto
Anggota
Prof Dr Ir Dewi Apri Astuti MS
Anggota
Diketahui oleh
Ketua Program Studi
Ilmu Nutrisi dan Pakan
Dekan Sekolah Pascasarjana
Prof Dr Ir Yuli Retnani, M Sc
Dr Ir Dahrul Syah, M Sc Agr
Tanggal Ujian Tertutup: 27 Juni 2016
Tanggal lulus:
Tanggal Sidang Promosi: 16 Agustus
2016
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala karuniaNya sehingga disertasi yang berjudul “Evaluasi Produksi, Nilai Nutrisi dan
Karakteristik Serat Galur Sorgum Mutan Brown Midrib sebagai Bahan Pakan
Ruminansia” dapat diselesaikan dengan baik. Disertasi ini disusun dalam rangka
penyelesaian studi Program Doktor (S3) pada Program Studi Ilmu Nutrisi dan
Pakan (INP) Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor.
Hasil penelitian ini telah diseminarkan pada The 3rd International Seminar
on Animal Industry, dengan tema “Sustainable Animal Production for Better
Human Welfare and Environment” yang diselenggarakan di Bogor pada tanggal 1718 September 2015 oleh Fakultas Peternakan IPB dengan makalah yang berjudul
“Evaluation of Growth and Biomass Production of Sorghum Mutant Lines
(Sorghum Brown Midrib) at Different of Harvest Time”. Hasil penelitian ini juga
telah dipublikasikan pada International Journal of Sciences: Basic and Applied
Research (IJSBAR) tahun 2016 volume 25 nomor 2 : 58-69 dengan judul
“Dynamics of Fiber Fraction in Generative Stage of M10-BMR Sorghum Mutant
Lines” dan pada Pakistan Journal of Nutrition tahun 2016 volume 15 nomor 6 :
524-531, dengan judul “Growth, Biomass, and Nutrient Production of Brown
Midrib Sorghum Mutant Lines at Different Harvest Times.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Prof Dr Panca DMH Karti MSi, Prof
Dr Ir Luki Abdullah MScAgr, Dr Ir Supriyanto dan Prof Dr Ir Dewi Apri Astuti
MS selaku dosen pembimbing, yang telah meluangkan waktu untuk berdiskusi dan
memberikan arahan dan solusi pada setiap masalah yang penulis hadapi. Ucapan
terima kasih kepada Ketua Program Studi Ilmu Nutrisi dan Pakan
Prof Dr Ir
Yuli Retnani MSc beserta staf, atas bantuan yang telah diberikan selama penulis
menjadi mahasiswa di Program Studi INP. Kepada Rektor Universitas Andalas dan
Dekan Fakultas Peternakan Universitas Andalas beserta jajaran pimpinan, penulis
sampaikan ucapan terimakasih atas kesempatan dan kepercayaan yang telah
diberikan untuk mengikuti studi Program Doktor (S3) pada Program Studi Ilmu
Nutrisi dan pakan (INP) Sekolah Pascasarjana IPB. Selanjutnya kepada Direktorat
Jenderal Pendidikan Tinggi Departemen Pendidikan Nasional, terimakasih atas
beasiswa Biaya Pendidikan Pasca Dalam Negeri (BPPDN) yang telah diberikan dan
bantuan penelitian melalui Program Hibah Bersaing (Project ID
No.55/H.16/HB/LPPM/2015). Penulis juga ucapkan terimakasih kepada Rektor
Institut Pertanian Bogor beserta seluruh civitas akademika yang telah menerima
penulis untuk mengikuti pendidikan S3 di IPB. Ucapan terima kasih penulis
sampaikan kepada SEAMEO-BIOTROP-FAO/IAEA Joint Division atas fasilitas
lapangan percobaan dan penyediaan benih materi penelitian.
Kepada rekan-rekan seperjuangan Program Doktor INP 2012 (Ali Bain,
Malcky Makanaung Telleng, Ridho Kurniawan Rusli, Allaily, Veybe Gresje Kereh
dan Weveri Dilahari) atas kebersamaan dan segala bantuan yang telah diberikan
selama studi, penulis ucapkan terima kasih. Kepada Hilda susanty, Yetmaneli,
Hurhayati, Kusnadidi Subekti, Imana Martaguri dan Nurmeiliasari untuk bantuan
dan diskusi dalam menyelesaikan disertasi. Ungkapan terima kasih tak terhingga
disampaikan kepada orang tua tercinta Alm. Darmansyah (Papa), Asmaniar
(Mama), Alm. Soetrimo (Bapak) dan Sri Wulan Hartini (Ibu) yang selalu
mendoakan penulis. Kepada Reuza Dwimazla, SS terima kasih telah menjadi kakak
yang hebat untuk penulis, dan kepada seluruh keluarga atas motivasi dan doanya.
Khusus buat suamiku Teguh Ariefianto, ST terima kasih atas dukungan, doa, restu,
pengertian dan kesabaran. Kepada kedua putri tercinta Nasywa Nawal Mohga dan
Rifaya Althafunnisa, terima kasih ananda berdua telah mendampingi perjuangan
ini.
Semoga Disertasi ini bermanfaat dalam pengembangan ilmu pengetahuan
khususnya di bidang peternakan, dan sebagai referensi pengembangan budidaya
tanaman sorgum sebagai sumber hijauan pakan ruminansia di Indonesia.
Bogor, Agustus 2016
Riesi Sriagtula
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
DAFTAR GAMBAR
DAFTAR LAMPIRAN
1 PENDAHULUAN
Latar Belakang
Perumusan Masalah
Tujuan Penelitian
Manfaat Penelitian
Hipotesis
Ruang Lingkup Penelitian
Kebaruan Penelitian
2 EVALUASI
PRODUKSI
BEBERAPA
GALUR
SORGUM MUTAN BROWN MIDRIB PADA FASE
GENERATIF BERBEDA
Pendahuluan
Materi dan Metoda
Hasil dan Pembahasan
Simpulan
3 DINAMIKA KANDUNGAN FRAKSI SERAT DAN
TANIN GALUR SORGUM MUTAN BROWN MIDRIB
PADA FASE GENERATIF BERBEDA
Pendahuluan
Materi dan Metoda
Hasil dan Pembahasan
Simpulan
4 DINAMIKA
KANDUNGAN
NUTRISI
DAN
KECERNAAN SECARA IN VITRO BEBERAPA GALUR
SORGUM MUTAN BROWN MIDRIB PADA FASE
GENERATIF BERBEDA
Pendahuluan
Materi dan Metoda
Hasil dan Pembahasan
Simpulan
5 PENENTUAN GALUR SORGUM MUTAN BMR DAN
WAKTU PANEN TERBAIK
Pendahuluan
Materi dan Metoda
Hasil dan Pembahasan
Simpulan
6 PEMBAHASAN UMUM
7 SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Saran
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
RIWAYAT HIDUP
1
1
4
5
5
5
5
6
11
12
12
17
27
29
30
31
31
40
41
42
43
44
50
51
51
52
52
55
57
65
65
65
66
74
104
DAFTAR TABEL
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
Pengaruh galur dan waktu panen terhadap rataan tinggi dan
diameter batang tanaman galur sorgum mutan
Pengaruh galur dan waktu panen terhadap lebar dan panjang daun
(cm)
Pengaruh galur dan waktu panen terhadap rataan kadar gula
batang (% brix)
Pengaruh galur dan waktu panen terhadap rataan proporsi daun,
batang dan malai berdasarkan berat kering (%)
Pengaruh galur dan waktu panen terhadap produksi biomasa (ton
ha-1)
Kandungan nutrisi tebon sorgum mutan (%)
Pengaruh galur dan waktu panen terhadap rataan produksi nutrisi
tanaman sorgum mutan (ton ha-1)
Rataan Kandungan ADF dan NDF pada batang, daun dan malai
tanaman sorgum mutan (%)
Rataan Kandungan lignin pada batang, daun dan malai tanaman
sorgum mutan (%)
Rataan kandungan selulosa dan hemiselulosa pada batang, daun
dan malai tanaman sorgum mutan (%)
Kandungan fraksi serat tebon sorgum mutan (%)
Kandungan tannin pada malai sorgum mutan (%)
Kandungan protein kasar dan serat kasar batang, daun dan malai
tanaman sorgum mutan (%)
Kandungan abu dan lemak kasar pada batang, daun dan malai
tanaman sorgum mutan (%)
Rataan kecernaan bahan kering dan kecernaan bahan organik (%)
Skor pemilihan galur sorgum mutan terbaik
Skor pemilihan waktu panen sorgum mutan terbaik
Perbandingan estimasi produksi biomasa dan produksi nutrisi
Patir 3.7, jagung dan rumput gajah
Perbandingan komposisi nutrisi Patir 3.7 hard dough, ransum
ADG 750 g/hari dan ransum ADG 1000 g ha-1
17
19
20
21
24
25
26
33
36
37
38
39
45
47
49
53
53
54
63
DAFTAR GAMBAR
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
Bagan keragaman genetik galur sorgum mutan Patir
Kerangka Pemikiran Penelitian
Diagram alir penelitian
Data curah hujan bulan Juni-Oktober 2014
Persiapan lahan
Proses penanaman
Denah percobaan dan individu yang diamati
Keragaman tanaman sorgum BMR umur 15 HST
Fase-fase pengisian biji pada tanaman sorgum
Kondisi malai akibat serangan burung
Grafik kandungan BETN galur sorgum mutan
Korelasi antara kandungan ADF dan lignin
Korelasi antara kandungan serat kasar dan kadar gula batang
3
8
9
13
13
14
14
15
15
22
34
35
46
14
15
16
17
Metabolisme karbon pada tumbuhan
Partisi karbon dari source ke sink pada tanaman sorgum manis
Kondisi daun tanaman sorgum fase hard dough
Kekuatan sink dan prioritas pergerakan partisi karbon fase
generatif berbeda pada tanaman sorgum manis
18 Morfologi tanaman galur sorgum mutan fase hard dough
19 Sintesis monomer lignin pada tanaman
58
59
60
60
61
62
DAFTAR LAMPIRAN
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
Sidik ragam tinggi tanaman
Sidik ragam diameter batang
Uji DMRT interaksi antara galur dengan waktu panen terhadap
diameter batang
Sidik ragam lebar daun
Uji DMRT galur terhadap lebar daun
Uji DMRT waktu panen terhadap lebar daun
Sidik ragam panjang daun
Uji DMRT interaksi antara galur dengan waktu panen terhadap
panjang daun
Sidik ragam proporsi daun (berdasarkan berat kering)
Uji DMRT interaksi antara galur dengan waktu panen terhadap
proporsi daun (berdasarkan berat kering)
Sidik ragam proporsi batang (berdasarkan berat kering)
Uji DMRT interaksi antara galur dengan waktu panen terhadap
proporsi batang (berdasarkan berat kering)
Sidik ragam proporsi malai (berdasarkan berat kering)
Uji DMRT interaksi antara galur dengan waktu panen terhadap
proporsi malai (berdasarkan berat kering)
Sidik ragam produksi biomasa segar
Uji DMRT galur terhadap produksi biomasa segar
Uji DMRT waktu panen terhadap produksi biomasa segar
Sidik ragam produksi bahan kering
Uji DMRT galur terhadap produksi bahan kering
Uji DMRT waktu panen terhadap produksi bahan kering
Sidik ragam produksi protein kasar
Uji DMRT waktu panen terhadap produksi protein kasar
Sidik ragam produksi serat kasar
Sidik ragam produksi abu
Uji DMRT interaksi antara galur dengan waktu panen terhadap
produksi abu
Sidik ragam produksi lemak kasar
Uji DMRT waktu panen terhadap produksi lemak kasar
Sidik ragam ADF batang
Uji DMRT galur terhadap ADF batang
Uji DMRT waktu panen terhadap ADF batang
Sidik ragam ADF daun
Sidik ragam ADF malai
77
77
77
78
78
78
78
79
79
80
80
81
81
82
82
83
83
83
83
84
84
84
84
85
85
85
86
86
86
86
87
87
33 Uji DMRT interaksi antara galur dengan waktu panen terhadap
ADF malai
34 Sidik ragam NDF batang
35 Uji DMRT galur terhadap NDF batang
36 Sidik ragam NDF daun
37 Sidik ragam NDF malai
38 Uji DMRT waktu panen terhadap NDF malai
39 Sidik ragam Lignin batang
40 Uji DMRT galur terhadap lignin batang
41 Uji DMRT waktu panen terhadap lignin batang
42 Sidik ragam lignin daun
43 Sidik ragam lignin malai
44 Uji DMRT waktu panen terhadap lignin malai
45 Sidik ragam selulosa batang
46 Uji DMRT galur terhadap selulosa batang
47 Uji DMRT waktu panen terhadap selulosa batang
48 Sidik ragam selulosa daun
49 Uji DMRT waktu panen terhadap selulosa daun
50 Sidik ragam selulosa malai
51 Uji DMRT interaksi antara galur dengan waktu panen terhadap
selulosa malai
52 Sidik ragam hemiselulosa batang
53 Sidik ragam hemiselulosa daun
54 Uji DMRT waktu panen terhadap hemiselulosa daun
55 Sidik ragam hemiselulosa malai
56 Uji DMRT waktu panen terhadap hemiselulosa malai
57 Sidik ragam kandungan tanin malai
58 Uji DMRT interaksi antara galur dengan waktu panen terhadap
kandungan tanin malai
59 Sidik ragam kandungan protein kasar batang
60 Uji DMRT waktu panen terhadap kandungan protein kasar
batang
61 Sidik ragam kandungan protein kasar daun
62 Uji DMRT galur terhadap kandungan protein kasar daun
63 Uji DMRT waktu panen terhadap kandungan protein kasar
daun
64 Sidik ragam kandungan protein kasar malai
65 Uji DMRT interaksi antara galur dengan waktu panen terhadap
kandungan protein kasar malai
66 Sidik ragam kandungan serat kasar batang
67 Uji DMRT galur terhadap kandungan serat kasar batang
68 Uji DMRT waktu panen terhadap kandungan serat kasar
batang
69 Sidik ragam kandungan serat kasar daun
70 Sidik ragam kandungan serat kasar malai
71 Uji DMRT galur terhadap kandungan serat kasar malai
72 Uji DMRT waktu panen terhadap kandungan serat kasar malai
73 Sidik ragam kandungan abu batang abu batang
87
88
88
88
88
89
89
89
89
90
90
90
90
91
91
91
91
92
92
92
93
93
93
93
94
94
94
95
95
95
95
96
96
96
97
97
97
97
98
98
98
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
Uji DMRT galur terhadap kandungan abu batang
Uji DMRT waktu panen terhadap kandungan abu batang
Sidik ragam kandungan abu daun
Uji DMRT waktu panen terhadap kandungan abu daun
Sidik ragam kandungan abu malai
Uji DMRT waktu panen terhadap kandungan abu malai
Sidik ragam kandungan lemak kasar batang
Uji DMRT waktu panen terhadap kandungan lemak kasar
batang
Sidik ragam kandungan lemak kasar daun
Sidik ragam kandungan lemak kasar malai
Uji DMRT waktu panen terhadap kandungan lemak kasar
malai
Sidik ragam kecernaan bahan kering
Uji DMRT galur terhadap kecernaan bahan kering
Uji DMRT waktu panen terhadap kecernaan bahan kering
Sidik ragam kecernaan bahan organik
Uji DMRT galur terhadap kecernaan bahan organik
Uji DMRT waktu panen terhadap kecernaan bahan organik
Grade kualitas hijauan
98
99
99
99
99
100
100
100
100
101
101
101
101
102
102
102
102
103
1 PENDAHULUAN
Latar Belakang
Pembangunan peternakan berkelanjutan memiliki tiga kriteria yaitu
kelestarian usaha, sosial-ekonomi dan lingkungan yang diindikasikan dengan
mampu mendukung produksi ternak, meningkatkan kesejahteraan petani dan
melestarikan lingkungan hidup. Ada tiga parameter untuk mendukung produksi
ternak yaitu genetik, pakan dan manajemen. Kuantitas, kualitas, dan kontinuitas
pakan merupakan tiga faktor yang harus dipenuhi dalam penyediaan pakan yang
berkelanjutan. Pakan ternak ruminansia umumnya diberikan dalam bentuk hijauan
(rumput), hampir 70% dari hijuan yang dikonsumsi ternak berasal dari spesies
rumput lokal dengan kandungan protein kasar 5%-7% dan TDN 80% dari total bahan kering (Abdullah 2011) atau sekitar 3040 kg hijauan segar ekor-1 hari-1. Populasi ternak sapi potong di Indonesia pada
tahun 2015 mencapai 16 juta ekor (Satistik Peternakan dan Kesehatan Hewan 2015)
mengakibatkan sekitar 172 juta ton hijauan harus disediakan sepanjang tahun di
Indonesia. Kendala utama dalam penyediaan pakan hijauan di Indonesia adalah
kuantitas, kualitas dan kontinuitas yang dipengaruhi oleh musim. Selain itu,
ketersediaan hijauan semakin menurun akibat alih fungsi padang pengembalaan
menjadi lahan pertanian, pemukiman serta fasilitas lainnya. Indonesia memiliki
lahan kering yang potensial untuk budidaya tanaman pakan dengan luasan
mencapai 122 juta ha, dimana sekitar 108.8 juta ha diantaranya merupakan lahan
kering masam atau sekitar 60% dari total luas lahan Indonesia (Mulyani dan
Syarwani 2013). Oleh karena itu, perlu dicari tanaman hijauan yang dapat
dibudidayakan pada lahan-lahan marginal dan adaptif terhadap musim kering
sehingga dapat berproduksi sepanjang tahun. Pengembangan tanaman sorgum
untuk pakan ternak ruminansia diharapkan dapat menjadi alterantif pakan yang
adaptif di lahan kering.
Untuk menunjang program tersebut perlu aplikasi teknologi pemuliaan
tanaman pakan sehingga menghasilkan varietas yang berkualitas melalui mutasi
genetik dengan iradiasi sinar gamma. Secara konsep, iradiasi dengan sinar gamma
mengakibatkan penurunan lignifikasi dan peningkatan selulosa pada tanaman
mutan BMR, sehingga kecernaan dinding sel lebih tinggi (Ouda et al. 2005). Sifat
BMR pada tanaman sering dikaitkan secara negatif dengan kesehatan tanaman dan
produksi biomasa. Lignin pada tanaman merupakan bentuk pertahanan tubuh dan
ketegaran terhadap kondisi lingkungan serta membuat tanaman menjadi kokoh.
Lignin merupakan bagian integral dari kesehatan tanaman, bertahan hidup, dan
beberapa fungsi lain. Kandungan lignin yang lebih rendah pada galur mutan BMR
akan mempengaruhi pertumbuhan tanaman, sehingga perlu evaluasi terhadap
produktivitasnya.
Pemanenan galur sorgum mutan BMR dilakukan pada fase generatif yaitu
pada fase pengisisan biji meliputi fase berbunga, soft dough dan hard dough, hal ini
berpotensi meningkatkan kandungan serat kasar dan lignin akibat faktor penuaan
tanaman dan berdampak pada penurunan kecernaan, sehingga perlu ditentuka
waktu panen sorgum mutan BMR yang optimal sehingga produksi dan kandungan
5
nutrisinya tetap tinggi. Tanaman sorgum khususnya galur mutan BMR sebagai
alternatif hijauan pakan perlu dikembangkan budidayanya khususnya dalam
menunjang ketahanan pakan dan program peningkatan produktivitas lahan
marginal.
Tujuan Penelitian
1.
2.
3.
4.
Mengevaluasi pertumbuhan dan produksi galur sorgum mutan BMR pada fase
generatif berbeda.
Mengevaluasi dinamika kandungan fraksi serat galur sorgum mutan BMR pada
fase generatif berbeda.
Mengevaluasi dinamika kandungan nutrisi dan kecernaan secara in vitro
beberapa galur sorgum mutan BMR pada fase generatif berbeda.
Menentukan galur sorgum mutan BMR dan waktu panen terbaik.
Untuk mencapai tujuan penelitian ini, maka disusun kerangka pemikiran
penelitian seperti yang disajikan pada Gambar 2.
Manfaat Penelitian
1.
2.
Mendapatkan galur sorgum mutan BMR dan waktu panen yang optimal yang
menghasilkan kuantitas dan kualitas serta kecernaan yang tinggi sebagai pakan
ruminansia.
Memberikan kontribusi dalam pengembangan pakan ruminansia di derah
kering.
Hipotesis
1.
2.
3.
4.
Galur sorgum mutan BMR menghasilkan produksi biomasa yang tidak berbeda
dengan galur sorgum non BMR.
Galur sorgum mutan BMR memiliki kandungan fraksi serat lebih rendah,
kandungan nutrisi dan kecernaan lebih tinggi.
Semakin meningkat penuaan tanaman sorgum mutan BMR akan meningkatkan
kandungan fraksi serat dan menurunkan kandungan nutrisi serta kecernaan
secara in vitro.
Galur sorgum mutan BMR lebih baik kandungan nutrisinya dibanding galur
sorgum mutan non BMR.
Ruang Lingkup Penelitian
Upaya untuk meningkatan produksi dan kualitas sorgum sebagai pakan ternak
ruminansia maka dapat dilakukan melalui program pemuliaan tanaman dengan
teknik mutasi dengan menggunakan iradiasi sinar gamma. Tujuan pemuliaan
tanaman sorgum di SEAMEO-BIOTROP adalah memperbaiki varietas sorgum
konvensional menjadi lebih unggul dalam produktifitas dan kualitas pakan.
Pemuliaan tanaman pakan masih sangat terbatas dan masih menitikberatkan pada
peningkatan produksi dan adaptasi terhadap lingkungan. Sorgum BMR merupakan
salah satu produk sorgum mutan hasil pemuliaan tanaman sorgum yang dirancang
6
untuk pakan ternak. Di SEAMEO-BIOTROP terdapat beberapa galur sorgum
mutan BMR yang sudah dikembangkan namun masih perlu dikaji dan dievaluasi
potensinya, seperti kualitas, kuantitas dan kecernaannya. Oleh sebab itu penting
dilakukan evaluasi beberapa galur menjanjikan dari sorgum mutan BMR ini sebagai
pakan ternak ruminansia.
Sorgum tidak hanya menyumbang hijauan, sebagai tanaman sereal sorgum
juga menghasilkan biji sebagai sumber protein dan pati. Untuk tujuan tersebut,
pemanenan tanaman sorgum dilakukan pada fase generatif. Selain meningkatkan
produksi biomasa, pemanenan pada fase generatif ini berpotensi menurunkan
kandungan nutrisi hijauan. Oleh sebab itu perlu kajian untuk menentukan waktu
panen yang optimal pada fase generatif, agar menghasilkan produksi biomasa dan
kualitas nutrisi yang terbaik.
Penelitian ini dibagi dalam 3 (tiga) tahapan. Tahap I, evaluasi tujuh galur
sorgum mutan berdasarkan produksi biomasa tertinggi. Pada tahap ini dilakukan
penanaman tujuh galur sorgum mutan yang terdiri dari enam galur sorgum mutan
BMR dan satu galur mutan non BMR sebagai kontrol, sehingga diketahui
pertumbuhan dan produksinya pada fase generatif berbeda. Rancangan perlakuan
yang digunakan adalah Rancangan Acak Kelompok pola faktorial. Faktor pertama
adalah enam galur sorgum mutan BMR, faktor kedua adalah waktu panen dengan
ulangan sebanyak tiga kali. Tahap II, uji kualitas dua galur sorgum mutan BMR
dengan produksi biomasa tertinggi berdasarkan penelitian Tahap I, pada tahap ini
dilakukan analisis kandungan nutrisi dan fraksi serat pada bagian daun, batang dan
malai untuk mengetahui dinamika kandungan nutrisi dan fraksi serat pada masingmasing waktu panen. Untuk mengetahui tingkat kecernaan galur sorgum mutan
BMR pada pemanenan fase generatif berbeda, dilakukan uji kecernaan secara in
vitro pada tebon sorgum. Tahap III, penentuan galur sorgum mutan BMR terbaik
dengan cara skoring dan perankingan. Galur sorgum mutan BMR terbaik akan
direkomendasikan sebagai pakan. Tahapan penelitian ini digambarkan dalam
bentuk alur penelitian yang disajikan pada Gambar 3.
Kebaruan Penelitian
Kebutuhan pakan ruminansia yang berkualitas dan tersedia sepanjang tahun
diperlukan aplikasi teknologi tepat guna untuk menghasilkan sumber benih pakan
bermutu. Mutu benih pakan harus memenuhi kriteria genetik (asal usulnya jelas),
fisik (tidak cacat) dan fisiologis (mampu tumbuh dengan baik di lapangan). Salah
satu aplikasi teknologi untuk menghasilkan benih bermutu adalah menggunakan
teknologi mutasi untuk mendapatkan sorgum brown midrib. Ciri khas sorgum
BMR adalah batang berwarna pinky dan urat daun utama berwarna pink kecoklatan,
dengan kadar lignin yang rendah dan selulosa yang tinggi. Namun, untuk
aplikasinya sorgum BMR dalam penyediaan pakan ruminansia yang produktif dan
berkualitas belum pernah diuji.
Kebaruan dari penelitian harus memenuhi kriteria focus (fokus), advance
(terkemuka di bidangnya) dan scholar (ilmiah). Penelitian ini difokuskan untuk
menghasilkan pakan ruminansia berkualitas untuk lahan kering dan tersedia
sepanjang tahun berbasis sorgum BMR. Kajian kualitas pakan difokuskan pada
aspek nutrisi dan kecernaan, dinamika nutrisi, anti nutrisi, dan fraksi serat (ADF,
NDF dan lignin). Sejauh ini belum banyak dilakukan pemuliaan pakan ternak
7
dengan menggunakan teknik mutasi khususnya di Indonesia. Dalam kaitan dengan
kriteria advance maka penelitian ini telah menggunakan sorgum hasil pemuliaan
tanaman dengan teknik mutasi untuk menghasilkan benih berkualitas secara
genetik, fisik dan fisiologis. Penelitian sebelumnya hanya menginduksi terjadinya
mutasi untuk mendapatkan keragaman genetik (M-1). Pada M-2, sorgum berbasis
single plant dikembangkan sesuai dengan tujuan pemuliaan seperti pakan, serat
dan gula. Pada M-3 sampai dengan M-9 merupakan turunan M-2 single plant untuk
mendapatkan stabilitas karakter yang diinginkan. Untuk menghasilkan M-1 sampai
dengan M-9 dibutuhkan waktu 4-5 tahun. Selanjutnya perlu penelitian untuk
mengkaji lebih mendalam tentang pemanfaatan dan kelayakannya galur sorgum
mutan BMR sebagai pakan ternak, pemanfaatan sorgum BMR di Indonesia belum
pernah dilakukan khususnya sebagai pakan ruminansia. Galur sorgum mutan BMR
generasi M-10 digunakan pada penelitian ini ditujukan untuk pakan ternak
ruminansia khususnya sapi potong.
Lignin merupakan faktor pembatas dalam kecernaan pakan pada ternak
ruminansia. Iradiasi sinar gamma pada tanaman sorgum telah menghasilkan galur
sorgum mutan BMR dengan kandungan lignin yang lebih rendah. Dalam kaitan
dengan kriteria scholar, penelitian ini telah dirancang untuk memenuhi kaidah
ilmiah, melalui telaah pustaka, menggunakan metodologi sahih dan ditunjang oleh
peralatan yang memadai. Hasil temuan dalam penelitian ini telah diperoleh data
produktivitas tanaman, kualitas pakan (kimia dan biologi) sorgum mutan
BMRuntuk dapat diterima sebagai pakan ternak berkualitas, tersedia sepanjang
tahun dan benihnya dapat dikembangkan di masyarakat luas.
Berdasarkan uraian di atas, kebaruan dalam penelitian ini adalah : (1) Bahan
pakan ruminansia produktif dan berkualitas berbasis sorgum BMR, (2) Data dan
informasi kelayakan sorgum mutan BMR sebagai pakan ruminansia, (3) Data dan
informasi tentang galur sorgum mutan dan waktu panen terbaik.
8
Industri Peternakan Berkelanjutan
Kelestarian
Usaha
Kelestarian
Sosial ekonomi
Mendukung
Produksi
Kesejahteraan
Peternak
Kelestarian
Ekologis
Pelestarian
Lingkungan Hidup
Pakan
Genetik
Bekualitas
Produksi Tinggi
Manajem
en
Tersedia Sepanjang Waktu
Pemuliaan Tanaman Pakan (Sorghum bicolor)
Aplikasi Teknologi Nuklir (Irradiasi Sinar Gamma)
Galur-galur Sorgum Mutan BMR
Evaluasi Berdasarkan Produksi
Biomasa
Dua Galur Sorgum Mutan Terpilih
Evaluasi Berdasarkan Kualitas
Kandungan Nutrisi
Kandungan Fraksi Serat
Galur Sorgum BMR Terpilih untuk Pakan
Gambar 2 Kerangka pemikiran penelitian
Kecernaan
9
Tahap I,
Hasil :
Evaluasi tujuh galur sorgum
mutan berdasarkan produksi
biomasa tertinggi pada fase
generatif berbeda
Tiga galur sorgum mutan
dengan produksi tertinggi
Tahap II,
Hasil :
Dinamika fraksi serat, nutrisi
dan kecernaan secara in vitro 2
galur sorgum mutan BMR pada
fase genratif berbeda
Kandungan fraksi serat,
kandungan nutrisi dan
kecernaan in vitro
Tahap III,
Hasil :
Skoring untuk menentukan
galur sorgum mutan BMR dan
waktu panen terbaik
Galur sorgum BMR dan
waktu panen terbaik
Gambar 3 Diagram alir penelitian
10
11
2 EVALUASI PRODUKSI BEBERAPA GALUR SORGUM
MUTAN BROWN MIDRIB PADA FASE GENERATIF
BERBEDA
ABSTRAK
Sorgum BMR merupakan hasil pemuliaan mutasi dengan iradiasi gamma
yang ditujukan untuk perbaikan kualitas dan produksi tanaman sorgum sebagai
pakan hijauan ternak ruminansia. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui
pengaruh beberapa jenis galur sorgum mutan Brown Midrib (BMR) dan waktu
panen terhadap pertumbuhan, produksi biomasa dan produksi protein kasar, serat
kasar, abu dan lemak kasar. Penelitian ini dilakukan di kebun penelitian SEAMEOBIOTROP Bogor menggunakan Rancangan Acak Kelompok pola Faktorial (7x3)
dengan 3 ulangan. Faktor pertama adalah galur sorgum mutan BMR : Patir 3.1
(galur sorgum mutan non BMR/kontrol), Patir 3.2, Patir 3.3, Patir 3.4, Patir 3.5,
Patir 3.6 dan Patir 3.7. Faktor kedua adalah waktu panen (fase berbunga, fase soft
dough dan fase hard dough). Parameter agronomis yang diukur adalah produksi
segar, produksi bahan kering, tinggi tanaman, diameter batang, rasio batang daun
malai, lebar dan panjang daun. Parameter nutrisi yang diukur adalah produksi
protein kasar, serat kasar, abu dan lemak kasar. Rataan perlakuan yang berbeda diuji
lanjut menggunakan uji Duncan. Hasil evaluasi menunjukkan bahwa galur sorgum
mutan BMR (Patir 3.2 dan Patir 3.7) menghasilkan produksi biomasa yang lebih
tinggi dibanding galur sorgum mutan BMR lainnya (Patir 3.3, Patir 3.4, Patir 3.5
dan Patir 3.6). Produksi biomasa segar galur sorgum mutan BMR (Patir 3.2 dan
Patir 3.7) tidak berbeda nyata dibanding galur sorgum mutan non BMR (Patir 3.1),
sedangkan produksi bahan kering galur sorgum mutan non BMR lebih tinggi
dibanding galur sorgum mutan BMR. Waktu panen pada fase hard dough
menghasilkan produksi segar dan produksi bahan kering tertinggi. Produksi protein
kasar, serat kasar, lemak kasar tidak dipengaruhi oleh galur sorgum mutan tetapi
lebih dipengaruhi oleh waktu panen. Pemanenan pada fase hard dough
menghasilkan produksi protein kasar, abu dan lemak kasar tertinggi.
Kata kunci : brown midrib, galur sorgum mutan, pertumbuhan, produksi.
ABSTRACT
Brown midrib sorghum is product of mutation breeding using gamma
irradiation wich was aimed for improving the quality and production of sorghum
plants as ruminant feed. Sorghum is a crop that has potential as forage because of
high biomass production, high nutrient content and palatable. The aim of this
experiment was to evaluate the growth and production of brown midrib sorghum
mutant lines (BMR) at different of harvest times. This research was conducted at
SEAMEO-BIOTROP field experiment garden Bogor, using completely
randomized block design in factorial (7x3) with three replicates. The first factor
was the BMR sorghum mutant lines : Patir 3.1 (non BMR sorgum mutan
line/control), Patir 3.2, Patir 3.3, Patir 3.4, Patir 3.5, Patir 3.6 and Patir 3.7. The
s
SERAT GALUR SORGUM MUTAN BROWN MIDRIB
SEBAGAI BAHAN PAKAN RUMINANSIA
RIESI SRIAGTULA
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2016
PERNYATAAN MENGENAI DISERTASI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa disertasi berjudul Evaluasi Produksi,
Nilai Nutrisi dan Karakteristik Serat Galur Sorgum Mutan Brown Midrib sebagai
Bahan Pakan Ruminansia 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 lain telah disebutkan dalam teks dan
dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir disertasi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Agustus 2016
Riesi Sriagtula
NIM D261120011
RINGKASAN
RIESI SRIAGTULA. Evaluasi Produksi, Nilai Nutrisi dan Karakteristik Serat
Galur Sorgum Mutan Brown Midrib sebagai Bahan Pakan Ruminansia. Dibimbing
oleh PANCA DEWI MANU HARA KARTI, LUKI ABDULLAH, SUPRIYANTO
dan DEWI APRI ASTUTI.
Tanaman sorgum (Sorghum bicolor L. Moench) merupakan tanaman pangan
yang berpotensi sebagai hijauan pakan karena produksi biomasa, kandungan nutrisi
dan palabilitas yang tinggi. Tanaman sorgum menghasilkan hijauan sekaligus bijian
yang merupakan sumber serat (energi) dan protein bagi ternak ruminansia, dengan
kandungan nutrisi hampir menyamai tanaman jagung (Zea mays), yang dapat
dipanen beberapa kali dalam siklus hidupnya. Tanaman sorgum lebih tahan
terhadap kekeringan dibanding tanaman jagung sehingga berpotensi dikembangkan
di kawasan kering terutama wilayah Indonesia bagian timur. Sorgum sebagai
alternatif pakan memiliki kelemahan yaitu kandungan lignin yang tinggi, sehingga
kecernaannya lebih rendah apabila dibandingkan tanaman jagung. Pemuliaan
tanaman pakan ternak belum banyak dilakukan, pemuliaan tanaman bertujuan
untuk meningkatkan keragaman tanaman dan menseleksi karakter yang
dikehendaki. Pengembangan sorgum menjadi varietas yang ideal untuk tanaman
pakan dilakukan melalui pemuliaan tanaman dengan teknik mutasi menggunakan
iradiasi sinar gamma. Galur-galur sorgum Patir merupakan hasil pemuliaan
tanaman sorgum di Indonesia (SEAMEO-BIOTROP, Bogor) melalui mutasi
genetik dengan iradiasi sinar gamma 150 Gy. Galur-galur sorgum mutan Patir
merupakan sorghum Brown Midrib (BMR), yang diperuntukkan sebagai hijauan
pakan ternak karena kandungan lignin lebih rendah sehingga kecernaannya lebih
tinggi. Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi pertumbuhan dan produksi
enam galur sorgum mutan BMR (Patir 3.2, Patir 3.3, Patir 3.4, Patir 3.5, Patir 3.6
dan Patir 3.7) yang dibandingkan dengan galur sorgum mutan non BMR (Patir 3.1)
pada fase generatif berbeda (fase-fase pengisian biji), mengevaluasi kandungan
nutrisi dan kecernaan secara in vitro dua galur sorgum mutan BMR terpilih dengan
produksi biomasa tertinggi, serta menentukan galur sorgum mutan BMR terbaik.
Penelitian ini terdiri dari 3 tahap, tahap pertama dilakukan untuk
mengevaluasi pertumbuhan galur sorgum mutan BMR berdasarkan potensi
produksi biomasa dan potensi produksi nutrisi pada fase-fase pengisian biji, untuk
mendapatkan dua galur sorgum mutan BMR terpilih. Penelitian ini menggunakan
metoda eksperimen menggunakan Rancangan Acak Kelompok pola Faktorial,
dilanjutkan dengan serangkaian pengamatan meliputi pengamatan agronomis dan
produksi biomasa serta menghitung potensi produksi nutrisi pada dua galur terpilih
yang menghasilkan produksi biomasa tertinggi.
Penelitian tahap I diperoleh hasil bahwa produksi biomasa segar galur mutan
BMR (Patir 3.2 dan Patir 3.7) adalah 44.16 ton ha-1 dan 45.19 ton ha-1, ternyata
tidak berbeda dibanding produksi biomasa galur sorgum mutan non BMR (Patir
3.1) yaitu 46.80 ton ha-1. Produksi biomasa yang dihasilkan pada pemanenan fase
hard dough adalah 43.79 ton ha-1 merupakan produksi biomasa yang paling tinggi
dibanding pemanenan pada fase soft dough (42,96 ton ha-1) dan fase berbunga
(37.75 ton ha-1). Tidak ada perbedaan produksi protein kasar, serat kasar, abu dan
lemak kasar antara galur sorgum mutan BMR dan non BMR. Produksi protein kasar
dan lemak kasar lebih tinggi dihasilkan pada pemanenan fase hard dough.
Penelitian tahap kedua bertujuan untuk mengevaluasi kandungan nutrisi,
karakteristik serat dan kecernaan secara in vitro pada dua galur sorgum mutan BMR
dengan produksi biomasa tertinggi. Metoda yang digunakan pada penelitian ini
adalah pengujian kandungan nutrisi dengan menggunakan analisis proksimat,
pengujian serat menggunakan analisis Van Soest dan uji kecernaan merujuk pada
Tilley dan Terry (1963). Hasil penelitian menunjukkan bahwa galur sorgum mutan
BMR (Patir 3.2 dan Patir 3.7) menghasilkan kandungan protein kasar yang lebih
tinggi, kandungan lignin lebih rendah dan kecernaan lebih tinggi dibanding galur
sorgum mutan non BMR (Patir 3.1). Kandungan protein kasar galur sorgum mutan
BMR Patir 3.2 dan Patir 3.7 adalah 9.28% dan 9.06% sedangkan galur sorgum
mutan non BMR Patir 3.1 adalah 8.54%. Pemanenan pada fase hard dough
menghasilkan produksi protein kasar, abu dan lemak kasar paling tinggi pada
penelitian ini.
Kandungan lignin galur sorgum mutan BMR Patir 3.2 dan Patir 3.7 adalah
6.82% dan 6.78% sedangkan kandungan lignin galur sorgum mutan non BMR Patir
3.1 adalah 8.32%. Kecernaan bahan kering galur sorgum mutan BMR Patir 3.2 dan
Patir 3.7 adalah 66.47% dan 68.74% sedangkan galur sorgum mutan non BMR Patir
3.1 adalah 54.23%. Galur sorgum mutan BMR (Patir 3.2 dan Patir 3.7)
menghasilkan produksi biomasa segar yang sama dengan galur sorgum mutan non
BMR (Patir 3.1). Penurunan kandungan lignin pada galur sorgum mutan BMR
ternyata tidak menyebabkan penurunan produksi biomasa. Berdasarkan waktu
panen, fase hard dough menghasilkan produksi segar, produksi bahan kering dan
kecernaan paling tinggi dibanding fase soft dough dan fase berbunga. Kandungan
protein kasar total tidak berbeda antara fase berbunga, soft dough dan hard dough.
Penelitian tahap ketiga bertujuan untuk menentukan galur sorgum mutan dan
waktu panen terbaik, menggunakan metoda skoring yaitu memberikan skor pada
parameter tertentu. Hasil penelitian menunjukkan bahwa galur sorgum mutan BMR
Patir 3.7 merupakan galur sorgum mutan terbaik pada penelitian ini, sedangkan
waktu panen hard dough merupakan waktu panen terbaik.
Kesimpulan dari penelitian ini adalah galur sorgum mutan BMR (Patir 3.2
dan Patir 3.7) menghasilkan produksi biomasa yang tidak berbeda dibanding galur
sorgum mutan non BMR (Patir 3.1). Galur sorgum mutan BMR mengandung
protein kasar lebih tinggi dan lignin lebih rendah sehingga menghasilkan kecernaan
bahan kering yang lebih tinggi dibanding galur sorgum mutan non BMR. Galur
terbaik untuk pakan tunggal pada penelitian ini adalah galur BMR Patir 3.7.
Kata kunci :
brown midrib, galur sorgum mutan, in vitro, karakteristik serat,
kecernaan, komposisi kimia.
SUMMARY
RIESI SRIAGTULA. Evaluation of Production, Nutrient Content and Fiber
Characteristics of Brown Midrib Sorghum Mutant Lines as Ruminant Feed.
Supervised by PANCA DEWI MANU HARA KARTI, LUKI ABDULLAH,
SUPRIYANTO and DEWI APRI ASTUTI.
Sorghum (Sorghum bicolor L. Moench) is a potential crop as forage because
of high biomass production, high nutrient content and palatable. Sorghum produces
forage grain as source of fiber (energy) and protein for ruminants. Nutrition content
of sorghum is as equal as to maize, and can be harvested several times in its life
cycle. Sorghum is more resistant to drought than the maize, potentially developed
in dry region areas, especially eastern region of Indonesia. Sorghum as an
alternative feed has the disadvantage of high lignin content so that less digestibility
than the maize. Plant breeding for forage crop has limited, breeding aims to
increase the diversity of plants and selecting the desired characters. Development
of sorghum into varieties that are ideal to forage crop was done through mutation
breeding technique using gamma ray irradiation. The Patir sorghum lines are result
of plant breeding sorghum in Indonesia through genetic mutations with 150 gy
gamma ray irradiation. Sorghum mutant lines Patir are Brown midrib (BMR)
sorghum, which is applied as forage crop due to lower lignin content thereby
increasing the digestibility. This study aimed to evaluate the growth and production
of six BMR sorghum mutant lines (Patir 3.2, Patir 3.3, Patir3.4, Patir 3.5, Patir 3.6
and Patir 3.7) compared with non BMR sorghum mutant line (Patir 3.1) at different
of flowering stages, evaluate nutrient content and digestibility in vitro of two BMR
sorghum mutant lines (Patir Patir 3.2 and 3.7) to find out the highest biomass
production, as well as to determine the best BMR sorghum mutant line.
The study consisted of three research phases, the first research phase was
conducted to determine the growth of BMR sorghum mutant lines based on
potential of biomass and nutrition production in different harvest times, to find out
two of best selected BMR sorghum mutant lines. This research used experimental
method of Factorial in Completely Randomized Block Design, to observe the
agronomic and biomass production as well as to calculate the potential production
of nutrients in the two selected sorghum mutant lines that produce the highest
biomass.
The results showed that the fresh biomass production of BMR sorghum
mutant lines (Patir 3.2 and Patir 3.7) was 44.16 tons ha-1 and 45.19 tons ha-1,
respectively, was not significantly different than non BMR sorghum mutant line
(Patir 3.1) was 46.80 tons ha-1. In generall, the production of biomass at hard dough
phase was 43.79 tons ha-1, it is the highest biomass production than soft dough phase
(42.96 tons ha-1) and flowering phases (37.75 tons ha-1). There is no significantly
different in the production of crude protein, crude fiber, ash and crude lipid between
BMR and non BMR sorghum mutant lines. The production of crude protein and
crude lipid were highest at hard dough phase.
The second and third research phase aimed to evaluate the nutritional content,
fiber characteristics and in vitro digestibility on two BMR sorghum mutant lines
with the highest biomass production in first stage study. The methods used in this
study was to measure nutrition content to proximate analysis, van Soest analysis
and digestibility refers to the Tilley and Terry (1963). The results showed that the
BMR sorghum mutant lines (Patir 3.2 and Patir 3.7) produced higher crude protein
content, lower lignin content and higher digestibility than non BMR sorghum
mutant line (Patir 3.1). The crude protein content of BMR sorghum mutan lines
(Patir 3.2 and Patir 3.7) were 9.28% and 9.6% respectively, while non BMR
sorghum mutant line (Patir 3.1) was 8.54%. Harvesting time at hard dough phase
resulted the highest production of crude protein, ash and crude lipid.
The content of lignin of BMR sorghum mutant lines Patir 3.2 and Patir 3.7
were 6.82% and 6.78% respectively, while the lignin content of non BMR sorghum
mutant line of Patir 3.1 was 8.32% or decreased 1.5%. The dry matter digestibility
of BMR sorghum mutant lines Patir 3.2 and Patir 3.7 were 66.47% and 68.74%
respectively, while non BMR sorghum mutant line Patir 3.1 was 54.23% or
increased 12.24% and 14.51%. This study found that at hard dough phase produced
high fresh and dry matter production, high digestibility compare to soft dough and
flowering phases. The total crude protein content at hard dough phase was not
significantly different to soft dough and hard dough phases.
The third research aims to determine the best of sorghum mutant lines and
harvest times, using a scoring method that gives a score on a certain parameters.
The results showed that the BMR sorghum mutant line Patir 3.7 was the best mutant
line in this study, while the hard dough phase was the best harvest time.
The conclusion of this study was the BMR sorghum mutant lines (Patir 3.2
and Patir 3.7) produced fresh biomass as the same`as non BMR sorghum mutant
line (Patir 3.1). The BMR sorghum mutant lines produced higher crude protein and
lower lignin content, so that dry matter digestibility was higher than non BMR
sorghum mutant line. The best BMR sorghum mutant line in this study was Patir
3.7.
Key words :
brown midrib, digestibility, fiber characteristics, in vitro, nutrient
content, sorghum mutant lines.
© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2016
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 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
EVALUASI PRODUKSI, NILAI NUTRISI DAN KARAKTERISTIK
SERAT GALUR SORGUM MUTAN BROWN MIDRIB
SEBAGAI BAHAN PAKAN RUMINANSIA
RIESI SRIAGTULA
Disertasi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Doktor
pada
Program Studi Ilmu Nutrisi dan Pakan
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2016
Penguji pada Ujian Tertutup: 1. Dr Ir Nurhayati Diah Purwantari
2. Prof Dr Ir Nahrowi, MSc
Penguji pada Ujian Terbuka: 1. Dr Ir εursyid εa’sum, εAgr
2. Prof Dr Ir Nahrowi, MSc
Judul Disertasi
Nama
NIM
: Evaluasi Produksi, Nilai Nutrisi dan Karakteristik Serat Galur
Sorgum Mutan Brown Midrib sebagai Bahan Pakan Rumiansia.
: Riesi Sriagtula
: D261120011
Disetujui oleh
Komisi Pembimbing
Prof Dr Ir Panca Dewi MHK M Si
Ketua
Prof Dr Ir Luki Abdullah, M Sc Agr
Anggota
Dr Ir Supriyanto
Anggota
Prof Dr Ir Dewi Apri Astuti MS
Anggota
Diketahui oleh
Ketua Program Studi
Ilmu Nutrisi dan Pakan
Dekan Sekolah Pascasarjana
Prof Dr Ir Yuli Retnani, M Sc
Dr Ir Dahrul Syah, M Sc Agr
Tanggal Ujian Tertutup: 27 Juni 2016
Tanggal lulus:
Tanggal Sidang Promosi: 16 Agustus
2016
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala karuniaNya sehingga disertasi yang berjudul “Evaluasi Produksi, Nilai Nutrisi dan
Karakteristik Serat Galur Sorgum Mutan Brown Midrib sebagai Bahan Pakan
Ruminansia” dapat diselesaikan dengan baik. Disertasi ini disusun dalam rangka
penyelesaian studi Program Doktor (S3) pada Program Studi Ilmu Nutrisi dan
Pakan (INP) Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor.
Hasil penelitian ini telah diseminarkan pada The 3rd International Seminar
on Animal Industry, dengan tema “Sustainable Animal Production for Better
Human Welfare and Environment” yang diselenggarakan di Bogor pada tanggal 1718 September 2015 oleh Fakultas Peternakan IPB dengan makalah yang berjudul
“Evaluation of Growth and Biomass Production of Sorghum Mutant Lines
(Sorghum Brown Midrib) at Different of Harvest Time”. Hasil penelitian ini juga
telah dipublikasikan pada International Journal of Sciences: Basic and Applied
Research (IJSBAR) tahun 2016 volume 25 nomor 2 : 58-69 dengan judul
“Dynamics of Fiber Fraction in Generative Stage of M10-BMR Sorghum Mutant
Lines” dan pada Pakistan Journal of Nutrition tahun 2016 volume 15 nomor 6 :
524-531, dengan judul “Growth, Biomass, and Nutrient Production of Brown
Midrib Sorghum Mutant Lines at Different Harvest Times.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Prof Dr Panca DMH Karti MSi, Prof
Dr Ir Luki Abdullah MScAgr, Dr Ir Supriyanto dan Prof Dr Ir Dewi Apri Astuti
MS selaku dosen pembimbing, yang telah meluangkan waktu untuk berdiskusi dan
memberikan arahan dan solusi pada setiap masalah yang penulis hadapi. Ucapan
terima kasih kepada Ketua Program Studi Ilmu Nutrisi dan Pakan
Prof Dr Ir
Yuli Retnani MSc beserta staf, atas bantuan yang telah diberikan selama penulis
menjadi mahasiswa di Program Studi INP. Kepada Rektor Universitas Andalas dan
Dekan Fakultas Peternakan Universitas Andalas beserta jajaran pimpinan, penulis
sampaikan ucapan terimakasih atas kesempatan dan kepercayaan yang telah
diberikan untuk mengikuti studi Program Doktor (S3) pada Program Studi Ilmu
Nutrisi dan pakan (INP) Sekolah Pascasarjana IPB. Selanjutnya kepada Direktorat
Jenderal Pendidikan Tinggi Departemen Pendidikan Nasional, terimakasih atas
beasiswa Biaya Pendidikan Pasca Dalam Negeri (BPPDN) yang telah diberikan dan
bantuan penelitian melalui Program Hibah Bersaing (Project ID
No.55/H.16/HB/LPPM/2015). Penulis juga ucapkan terimakasih kepada Rektor
Institut Pertanian Bogor beserta seluruh civitas akademika yang telah menerima
penulis untuk mengikuti pendidikan S3 di IPB. Ucapan terima kasih penulis
sampaikan kepada SEAMEO-BIOTROP-FAO/IAEA Joint Division atas fasilitas
lapangan percobaan dan penyediaan benih materi penelitian.
Kepada rekan-rekan seperjuangan Program Doktor INP 2012 (Ali Bain,
Malcky Makanaung Telleng, Ridho Kurniawan Rusli, Allaily, Veybe Gresje Kereh
dan Weveri Dilahari) atas kebersamaan dan segala bantuan yang telah diberikan
selama studi, penulis ucapkan terima kasih. Kepada Hilda susanty, Yetmaneli,
Hurhayati, Kusnadidi Subekti, Imana Martaguri dan Nurmeiliasari untuk bantuan
dan diskusi dalam menyelesaikan disertasi. Ungkapan terima kasih tak terhingga
disampaikan kepada orang tua tercinta Alm. Darmansyah (Papa), Asmaniar
(Mama), Alm. Soetrimo (Bapak) dan Sri Wulan Hartini (Ibu) yang selalu
mendoakan penulis. Kepada Reuza Dwimazla, SS terima kasih telah menjadi kakak
yang hebat untuk penulis, dan kepada seluruh keluarga atas motivasi dan doanya.
Khusus buat suamiku Teguh Ariefianto, ST terima kasih atas dukungan, doa, restu,
pengertian dan kesabaran. Kepada kedua putri tercinta Nasywa Nawal Mohga dan
Rifaya Althafunnisa, terima kasih ananda berdua telah mendampingi perjuangan
ini.
Semoga Disertasi ini bermanfaat dalam pengembangan ilmu pengetahuan
khususnya di bidang peternakan, dan sebagai referensi pengembangan budidaya
tanaman sorgum sebagai sumber hijauan pakan ruminansia di Indonesia.
Bogor, Agustus 2016
Riesi Sriagtula
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
DAFTAR GAMBAR
DAFTAR LAMPIRAN
1 PENDAHULUAN
Latar Belakang
Perumusan Masalah
Tujuan Penelitian
Manfaat Penelitian
Hipotesis
Ruang Lingkup Penelitian
Kebaruan Penelitian
2 EVALUASI
PRODUKSI
BEBERAPA
GALUR
SORGUM MUTAN BROWN MIDRIB PADA FASE
GENERATIF BERBEDA
Pendahuluan
Materi dan Metoda
Hasil dan Pembahasan
Simpulan
3 DINAMIKA KANDUNGAN FRAKSI SERAT DAN
TANIN GALUR SORGUM MUTAN BROWN MIDRIB
PADA FASE GENERATIF BERBEDA
Pendahuluan
Materi dan Metoda
Hasil dan Pembahasan
Simpulan
4 DINAMIKA
KANDUNGAN
NUTRISI
DAN
KECERNAAN SECARA IN VITRO BEBERAPA GALUR
SORGUM MUTAN BROWN MIDRIB PADA FASE
GENERATIF BERBEDA
Pendahuluan
Materi dan Metoda
Hasil dan Pembahasan
Simpulan
5 PENENTUAN GALUR SORGUM MUTAN BMR DAN
WAKTU PANEN TERBAIK
Pendahuluan
Materi dan Metoda
Hasil dan Pembahasan
Simpulan
6 PEMBAHASAN UMUM
7 SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Saran
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
RIWAYAT HIDUP
1
1
4
5
5
5
5
6
11
12
12
17
27
29
30
31
31
40
41
42
43
44
50
51
51
52
52
55
57
65
65
65
66
74
104
DAFTAR TABEL
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
Pengaruh galur dan waktu panen terhadap rataan tinggi dan
diameter batang tanaman galur sorgum mutan
Pengaruh galur dan waktu panen terhadap lebar dan panjang daun
(cm)
Pengaruh galur dan waktu panen terhadap rataan kadar gula
batang (% brix)
Pengaruh galur dan waktu panen terhadap rataan proporsi daun,
batang dan malai berdasarkan berat kering (%)
Pengaruh galur dan waktu panen terhadap produksi biomasa (ton
ha-1)
Kandungan nutrisi tebon sorgum mutan (%)
Pengaruh galur dan waktu panen terhadap rataan produksi nutrisi
tanaman sorgum mutan (ton ha-1)
Rataan Kandungan ADF dan NDF pada batang, daun dan malai
tanaman sorgum mutan (%)
Rataan Kandungan lignin pada batang, daun dan malai tanaman
sorgum mutan (%)
Rataan kandungan selulosa dan hemiselulosa pada batang, daun
dan malai tanaman sorgum mutan (%)
Kandungan fraksi serat tebon sorgum mutan (%)
Kandungan tannin pada malai sorgum mutan (%)
Kandungan protein kasar dan serat kasar batang, daun dan malai
tanaman sorgum mutan (%)
Kandungan abu dan lemak kasar pada batang, daun dan malai
tanaman sorgum mutan (%)
Rataan kecernaan bahan kering dan kecernaan bahan organik (%)
Skor pemilihan galur sorgum mutan terbaik
Skor pemilihan waktu panen sorgum mutan terbaik
Perbandingan estimasi produksi biomasa dan produksi nutrisi
Patir 3.7, jagung dan rumput gajah
Perbandingan komposisi nutrisi Patir 3.7 hard dough, ransum
ADG 750 g/hari dan ransum ADG 1000 g ha-1
17
19
20
21
24
25
26
33
36
37
38
39
45
47
49
53
53
54
63
DAFTAR GAMBAR
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
Bagan keragaman genetik galur sorgum mutan Patir
Kerangka Pemikiran Penelitian
Diagram alir penelitian
Data curah hujan bulan Juni-Oktober 2014
Persiapan lahan
Proses penanaman
Denah percobaan dan individu yang diamati
Keragaman tanaman sorgum BMR umur 15 HST
Fase-fase pengisian biji pada tanaman sorgum
Kondisi malai akibat serangan burung
Grafik kandungan BETN galur sorgum mutan
Korelasi antara kandungan ADF dan lignin
Korelasi antara kandungan serat kasar dan kadar gula batang
3
8
9
13
13
14
14
15
15
22
34
35
46
14
15
16
17
Metabolisme karbon pada tumbuhan
Partisi karbon dari source ke sink pada tanaman sorgum manis
Kondisi daun tanaman sorgum fase hard dough
Kekuatan sink dan prioritas pergerakan partisi karbon fase
generatif berbeda pada tanaman sorgum manis
18 Morfologi tanaman galur sorgum mutan fase hard dough
19 Sintesis monomer lignin pada tanaman
58
59
60
60
61
62
DAFTAR LAMPIRAN
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
Sidik ragam tinggi tanaman
Sidik ragam diameter batang
Uji DMRT interaksi antara galur dengan waktu panen terhadap
diameter batang
Sidik ragam lebar daun
Uji DMRT galur terhadap lebar daun
Uji DMRT waktu panen terhadap lebar daun
Sidik ragam panjang daun
Uji DMRT interaksi antara galur dengan waktu panen terhadap
panjang daun
Sidik ragam proporsi daun (berdasarkan berat kering)
Uji DMRT interaksi antara galur dengan waktu panen terhadap
proporsi daun (berdasarkan berat kering)
Sidik ragam proporsi batang (berdasarkan berat kering)
Uji DMRT interaksi antara galur dengan waktu panen terhadap
proporsi batang (berdasarkan berat kering)
Sidik ragam proporsi malai (berdasarkan berat kering)
Uji DMRT interaksi antara galur dengan waktu panen terhadap
proporsi malai (berdasarkan berat kering)
Sidik ragam produksi biomasa segar
Uji DMRT galur terhadap produksi biomasa segar
Uji DMRT waktu panen terhadap produksi biomasa segar
Sidik ragam produksi bahan kering
Uji DMRT galur terhadap produksi bahan kering
Uji DMRT waktu panen terhadap produksi bahan kering
Sidik ragam produksi protein kasar
Uji DMRT waktu panen terhadap produksi protein kasar
Sidik ragam produksi serat kasar
Sidik ragam produksi abu
Uji DMRT interaksi antara galur dengan waktu panen terhadap
produksi abu
Sidik ragam produksi lemak kasar
Uji DMRT waktu panen terhadap produksi lemak kasar
Sidik ragam ADF batang
Uji DMRT galur terhadap ADF batang
Uji DMRT waktu panen terhadap ADF batang
Sidik ragam ADF daun
Sidik ragam ADF malai
77
77
77
78
78
78
78
79
79
80
80
81
81
82
82
83
83
83
83
84
84
84
84
85
85
85
86
86
86
86
87
87
33 Uji DMRT interaksi antara galur dengan waktu panen terhadap
ADF malai
34 Sidik ragam NDF batang
35 Uji DMRT galur terhadap NDF batang
36 Sidik ragam NDF daun
37 Sidik ragam NDF malai
38 Uji DMRT waktu panen terhadap NDF malai
39 Sidik ragam Lignin batang
40 Uji DMRT galur terhadap lignin batang
41 Uji DMRT waktu panen terhadap lignin batang
42 Sidik ragam lignin daun
43 Sidik ragam lignin malai
44 Uji DMRT waktu panen terhadap lignin malai
45 Sidik ragam selulosa batang
46 Uji DMRT galur terhadap selulosa batang
47 Uji DMRT waktu panen terhadap selulosa batang
48 Sidik ragam selulosa daun
49 Uji DMRT waktu panen terhadap selulosa daun
50 Sidik ragam selulosa malai
51 Uji DMRT interaksi antara galur dengan waktu panen terhadap
selulosa malai
52 Sidik ragam hemiselulosa batang
53 Sidik ragam hemiselulosa daun
54 Uji DMRT waktu panen terhadap hemiselulosa daun
55 Sidik ragam hemiselulosa malai
56 Uji DMRT waktu panen terhadap hemiselulosa malai
57 Sidik ragam kandungan tanin malai
58 Uji DMRT interaksi antara galur dengan waktu panen terhadap
kandungan tanin malai
59 Sidik ragam kandungan protein kasar batang
60 Uji DMRT waktu panen terhadap kandungan protein kasar
batang
61 Sidik ragam kandungan protein kasar daun
62 Uji DMRT galur terhadap kandungan protein kasar daun
63 Uji DMRT waktu panen terhadap kandungan protein kasar
daun
64 Sidik ragam kandungan protein kasar malai
65 Uji DMRT interaksi antara galur dengan waktu panen terhadap
kandungan protein kasar malai
66 Sidik ragam kandungan serat kasar batang
67 Uji DMRT galur terhadap kandungan serat kasar batang
68 Uji DMRT waktu panen terhadap kandungan serat kasar
batang
69 Sidik ragam kandungan serat kasar daun
70 Sidik ragam kandungan serat kasar malai
71 Uji DMRT galur terhadap kandungan serat kasar malai
72 Uji DMRT waktu panen terhadap kandungan serat kasar malai
73 Sidik ragam kandungan abu batang abu batang
87
88
88
88
88
89
89
89
89
90
90
90
90
91
91
91
91
92
92
92
93
93
93
93
94
94
94
95
95
95
95
96
96
96
97
97
97
97
98
98
98
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
Uji DMRT galur terhadap kandungan abu batang
Uji DMRT waktu panen terhadap kandungan abu batang
Sidik ragam kandungan abu daun
Uji DMRT waktu panen terhadap kandungan abu daun
Sidik ragam kandungan abu malai
Uji DMRT waktu panen terhadap kandungan abu malai
Sidik ragam kandungan lemak kasar batang
Uji DMRT waktu panen terhadap kandungan lemak kasar
batang
Sidik ragam kandungan lemak kasar daun
Sidik ragam kandungan lemak kasar malai
Uji DMRT waktu panen terhadap kandungan lemak kasar
malai
Sidik ragam kecernaan bahan kering
Uji DMRT galur terhadap kecernaan bahan kering
Uji DMRT waktu panen terhadap kecernaan bahan kering
Sidik ragam kecernaan bahan organik
Uji DMRT galur terhadap kecernaan bahan organik
Uji DMRT waktu panen terhadap kecernaan bahan organik
Grade kualitas hijauan
98
99
99
99
99
100
100
100
100
101
101
101
101
102
102
102
102
103
1 PENDAHULUAN
Latar Belakang
Pembangunan peternakan berkelanjutan memiliki tiga kriteria yaitu
kelestarian usaha, sosial-ekonomi dan lingkungan yang diindikasikan dengan
mampu mendukung produksi ternak, meningkatkan kesejahteraan petani dan
melestarikan lingkungan hidup. Ada tiga parameter untuk mendukung produksi
ternak yaitu genetik, pakan dan manajemen. Kuantitas, kualitas, dan kontinuitas
pakan merupakan tiga faktor yang harus dipenuhi dalam penyediaan pakan yang
berkelanjutan. Pakan ternak ruminansia umumnya diberikan dalam bentuk hijauan
(rumput), hampir 70% dari hijuan yang dikonsumsi ternak berasal dari spesies
rumput lokal dengan kandungan protein kasar 5%-7% dan TDN 80% dari total bahan kering (Abdullah 2011) atau sekitar 3040 kg hijauan segar ekor-1 hari-1. Populasi ternak sapi potong di Indonesia pada
tahun 2015 mencapai 16 juta ekor (Satistik Peternakan dan Kesehatan Hewan 2015)
mengakibatkan sekitar 172 juta ton hijauan harus disediakan sepanjang tahun di
Indonesia. Kendala utama dalam penyediaan pakan hijauan di Indonesia adalah
kuantitas, kualitas dan kontinuitas yang dipengaruhi oleh musim. Selain itu,
ketersediaan hijauan semakin menurun akibat alih fungsi padang pengembalaan
menjadi lahan pertanian, pemukiman serta fasilitas lainnya. Indonesia memiliki
lahan kering yang potensial untuk budidaya tanaman pakan dengan luasan
mencapai 122 juta ha, dimana sekitar 108.8 juta ha diantaranya merupakan lahan
kering masam atau sekitar 60% dari total luas lahan Indonesia (Mulyani dan
Syarwani 2013). Oleh karena itu, perlu dicari tanaman hijauan yang dapat
dibudidayakan pada lahan-lahan marginal dan adaptif terhadap musim kering
sehingga dapat berproduksi sepanjang tahun. Pengembangan tanaman sorgum
untuk pakan ternak ruminansia diharapkan dapat menjadi alterantif pakan yang
adaptif di lahan kering.
Untuk menunjang program tersebut perlu aplikasi teknologi pemuliaan
tanaman pakan sehingga menghasilkan varietas yang berkualitas melalui mutasi
genetik dengan iradiasi sinar gamma. Secara konsep, iradiasi dengan sinar gamma
mengakibatkan penurunan lignifikasi dan peningkatan selulosa pada tanaman
mutan BMR, sehingga kecernaan dinding sel lebih tinggi (Ouda et al. 2005). Sifat
BMR pada tanaman sering dikaitkan secara negatif dengan kesehatan tanaman dan
produksi biomasa. Lignin pada tanaman merupakan bentuk pertahanan tubuh dan
ketegaran terhadap kondisi lingkungan serta membuat tanaman menjadi kokoh.
Lignin merupakan bagian integral dari kesehatan tanaman, bertahan hidup, dan
beberapa fungsi lain. Kandungan lignin yang lebih rendah pada galur mutan BMR
akan mempengaruhi pertumbuhan tanaman, sehingga perlu evaluasi terhadap
produktivitasnya.
Pemanenan galur sorgum mutan BMR dilakukan pada fase generatif yaitu
pada fase pengisisan biji meliputi fase berbunga, soft dough dan hard dough, hal ini
berpotensi meningkatkan kandungan serat kasar dan lignin akibat faktor penuaan
tanaman dan berdampak pada penurunan kecernaan, sehingga perlu ditentuka
waktu panen sorgum mutan BMR yang optimal sehingga produksi dan kandungan
5
nutrisinya tetap tinggi. Tanaman sorgum khususnya galur mutan BMR sebagai
alternatif hijauan pakan perlu dikembangkan budidayanya khususnya dalam
menunjang ketahanan pakan dan program peningkatan produktivitas lahan
marginal.
Tujuan Penelitian
1.
2.
3.
4.
Mengevaluasi pertumbuhan dan produksi galur sorgum mutan BMR pada fase
generatif berbeda.
Mengevaluasi dinamika kandungan fraksi serat galur sorgum mutan BMR pada
fase generatif berbeda.
Mengevaluasi dinamika kandungan nutrisi dan kecernaan secara in vitro
beberapa galur sorgum mutan BMR pada fase generatif berbeda.
Menentukan galur sorgum mutan BMR dan waktu panen terbaik.
Untuk mencapai tujuan penelitian ini, maka disusun kerangka pemikiran
penelitian seperti yang disajikan pada Gambar 2.
Manfaat Penelitian
1.
2.
Mendapatkan galur sorgum mutan BMR dan waktu panen yang optimal yang
menghasilkan kuantitas dan kualitas serta kecernaan yang tinggi sebagai pakan
ruminansia.
Memberikan kontribusi dalam pengembangan pakan ruminansia di derah
kering.
Hipotesis
1.
2.
3.
4.
Galur sorgum mutan BMR menghasilkan produksi biomasa yang tidak berbeda
dengan galur sorgum non BMR.
Galur sorgum mutan BMR memiliki kandungan fraksi serat lebih rendah,
kandungan nutrisi dan kecernaan lebih tinggi.
Semakin meningkat penuaan tanaman sorgum mutan BMR akan meningkatkan
kandungan fraksi serat dan menurunkan kandungan nutrisi serta kecernaan
secara in vitro.
Galur sorgum mutan BMR lebih baik kandungan nutrisinya dibanding galur
sorgum mutan non BMR.
Ruang Lingkup Penelitian
Upaya untuk meningkatan produksi dan kualitas sorgum sebagai pakan ternak
ruminansia maka dapat dilakukan melalui program pemuliaan tanaman dengan
teknik mutasi dengan menggunakan iradiasi sinar gamma. Tujuan pemuliaan
tanaman sorgum di SEAMEO-BIOTROP adalah memperbaiki varietas sorgum
konvensional menjadi lebih unggul dalam produktifitas dan kualitas pakan.
Pemuliaan tanaman pakan masih sangat terbatas dan masih menitikberatkan pada
peningkatan produksi dan adaptasi terhadap lingkungan. Sorgum BMR merupakan
salah satu produk sorgum mutan hasil pemuliaan tanaman sorgum yang dirancang
6
untuk pakan ternak. Di SEAMEO-BIOTROP terdapat beberapa galur sorgum
mutan BMR yang sudah dikembangkan namun masih perlu dikaji dan dievaluasi
potensinya, seperti kualitas, kuantitas dan kecernaannya. Oleh sebab itu penting
dilakukan evaluasi beberapa galur menjanjikan dari sorgum mutan BMR ini sebagai
pakan ternak ruminansia.
Sorgum tidak hanya menyumbang hijauan, sebagai tanaman sereal sorgum
juga menghasilkan biji sebagai sumber protein dan pati. Untuk tujuan tersebut,
pemanenan tanaman sorgum dilakukan pada fase generatif. Selain meningkatkan
produksi biomasa, pemanenan pada fase generatif ini berpotensi menurunkan
kandungan nutrisi hijauan. Oleh sebab itu perlu kajian untuk menentukan waktu
panen yang optimal pada fase generatif, agar menghasilkan produksi biomasa dan
kualitas nutrisi yang terbaik.
Penelitian ini dibagi dalam 3 (tiga) tahapan. Tahap I, evaluasi tujuh galur
sorgum mutan berdasarkan produksi biomasa tertinggi. Pada tahap ini dilakukan
penanaman tujuh galur sorgum mutan yang terdiri dari enam galur sorgum mutan
BMR dan satu galur mutan non BMR sebagai kontrol, sehingga diketahui
pertumbuhan dan produksinya pada fase generatif berbeda. Rancangan perlakuan
yang digunakan adalah Rancangan Acak Kelompok pola faktorial. Faktor pertama
adalah enam galur sorgum mutan BMR, faktor kedua adalah waktu panen dengan
ulangan sebanyak tiga kali. Tahap II, uji kualitas dua galur sorgum mutan BMR
dengan produksi biomasa tertinggi berdasarkan penelitian Tahap I, pada tahap ini
dilakukan analisis kandungan nutrisi dan fraksi serat pada bagian daun, batang dan
malai untuk mengetahui dinamika kandungan nutrisi dan fraksi serat pada masingmasing waktu panen. Untuk mengetahui tingkat kecernaan galur sorgum mutan
BMR pada pemanenan fase generatif berbeda, dilakukan uji kecernaan secara in
vitro pada tebon sorgum. Tahap III, penentuan galur sorgum mutan BMR terbaik
dengan cara skoring dan perankingan. Galur sorgum mutan BMR terbaik akan
direkomendasikan sebagai pakan. Tahapan penelitian ini digambarkan dalam
bentuk alur penelitian yang disajikan pada Gambar 3.
Kebaruan Penelitian
Kebutuhan pakan ruminansia yang berkualitas dan tersedia sepanjang tahun
diperlukan aplikasi teknologi tepat guna untuk menghasilkan sumber benih pakan
bermutu. Mutu benih pakan harus memenuhi kriteria genetik (asal usulnya jelas),
fisik (tidak cacat) dan fisiologis (mampu tumbuh dengan baik di lapangan). Salah
satu aplikasi teknologi untuk menghasilkan benih bermutu adalah menggunakan
teknologi mutasi untuk mendapatkan sorgum brown midrib. Ciri khas sorgum
BMR adalah batang berwarna pinky dan urat daun utama berwarna pink kecoklatan,
dengan kadar lignin yang rendah dan selulosa yang tinggi. Namun, untuk
aplikasinya sorgum BMR dalam penyediaan pakan ruminansia yang produktif dan
berkualitas belum pernah diuji.
Kebaruan dari penelitian harus memenuhi kriteria focus (fokus), advance
(terkemuka di bidangnya) dan scholar (ilmiah). Penelitian ini difokuskan untuk
menghasilkan pakan ruminansia berkualitas untuk lahan kering dan tersedia
sepanjang tahun berbasis sorgum BMR. Kajian kualitas pakan difokuskan pada
aspek nutrisi dan kecernaan, dinamika nutrisi, anti nutrisi, dan fraksi serat (ADF,
NDF dan lignin). Sejauh ini belum banyak dilakukan pemuliaan pakan ternak
7
dengan menggunakan teknik mutasi khususnya di Indonesia. Dalam kaitan dengan
kriteria advance maka penelitian ini telah menggunakan sorgum hasil pemuliaan
tanaman dengan teknik mutasi untuk menghasilkan benih berkualitas secara
genetik, fisik dan fisiologis. Penelitian sebelumnya hanya menginduksi terjadinya
mutasi untuk mendapatkan keragaman genetik (M-1). Pada M-2, sorgum berbasis
single plant dikembangkan sesuai dengan tujuan pemuliaan seperti pakan, serat
dan gula. Pada M-3 sampai dengan M-9 merupakan turunan M-2 single plant untuk
mendapatkan stabilitas karakter yang diinginkan. Untuk menghasilkan M-1 sampai
dengan M-9 dibutuhkan waktu 4-5 tahun. Selanjutnya perlu penelitian untuk
mengkaji lebih mendalam tentang pemanfaatan dan kelayakannya galur sorgum
mutan BMR sebagai pakan ternak, pemanfaatan sorgum BMR di Indonesia belum
pernah dilakukan khususnya sebagai pakan ruminansia. Galur sorgum mutan BMR
generasi M-10 digunakan pada penelitian ini ditujukan untuk pakan ternak
ruminansia khususnya sapi potong.
Lignin merupakan faktor pembatas dalam kecernaan pakan pada ternak
ruminansia. Iradiasi sinar gamma pada tanaman sorgum telah menghasilkan galur
sorgum mutan BMR dengan kandungan lignin yang lebih rendah. Dalam kaitan
dengan kriteria scholar, penelitian ini telah dirancang untuk memenuhi kaidah
ilmiah, melalui telaah pustaka, menggunakan metodologi sahih dan ditunjang oleh
peralatan yang memadai. Hasil temuan dalam penelitian ini telah diperoleh data
produktivitas tanaman, kualitas pakan (kimia dan biologi) sorgum mutan
BMRuntuk dapat diterima sebagai pakan ternak berkualitas, tersedia sepanjang
tahun dan benihnya dapat dikembangkan di masyarakat luas.
Berdasarkan uraian di atas, kebaruan dalam penelitian ini adalah : (1) Bahan
pakan ruminansia produktif dan berkualitas berbasis sorgum BMR, (2) Data dan
informasi kelayakan sorgum mutan BMR sebagai pakan ruminansia, (3) Data dan
informasi tentang galur sorgum mutan dan waktu panen terbaik.
8
Industri Peternakan Berkelanjutan
Kelestarian
Usaha
Kelestarian
Sosial ekonomi
Mendukung
Produksi
Kesejahteraan
Peternak
Kelestarian
Ekologis
Pelestarian
Lingkungan Hidup
Pakan
Genetik
Bekualitas
Produksi Tinggi
Manajem
en
Tersedia Sepanjang Waktu
Pemuliaan Tanaman Pakan (Sorghum bicolor)
Aplikasi Teknologi Nuklir (Irradiasi Sinar Gamma)
Galur-galur Sorgum Mutan BMR
Evaluasi Berdasarkan Produksi
Biomasa
Dua Galur Sorgum Mutan Terpilih
Evaluasi Berdasarkan Kualitas
Kandungan Nutrisi
Kandungan Fraksi Serat
Galur Sorgum BMR Terpilih untuk Pakan
Gambar 2 Kerangka pemikiran penelitian
Kecernaan
9
Tahap I,
Hasil :
Evaluasi tujuh galur sorgum
mutan berdasarkan produksi
biomasa tertinggi pada fase
generatif berbeda
Tiga galur sorgum mutan
dengan produksi tertinggi
Tahap II,
Hasil :
Dinamika fraksi serat, nutrisi
dan kecernaan secara in vitro 2
galur sorgum mutan BMR pada
fase genratif berbeda
Kandungan fraksi serat,
kandungan nutrisi dan
kecernaan in vitro
Tahap III,
Hasil :
Skoring untuk menentukan
galur sorgum mutan BMR dan
waktu panen terbaik
Galur sorgum BMR dan
waktu panen terbaik
Gambar 3 Diagram alir penelitian
10
11
2 EVALUASI PRODUKSI BEBERAPA GALUR SORGUM
MUTAN BROWN MIDRIB PADA FASE GENERATIF
BERBEDA
ABSTRAK
Sorgum BMR merupakan hasil pemuliaan mutasi dengan iradiasi gamma
yang ditujukan untuk perbaikan kualitas dan produksi tanaman sorgum sebagai
pakan hijauan ternak ruminansia. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui
pengaruh beberapa jenis galur sorgum mutan Brown Midrib (BMR) dan waktu
panen terhadap pertumbuhan, produksi biomasa dan produksi protein kasar, serat
kasar, abu dan lemak kasar. Penelitian ini dilakukan di kebun penelitian SEAMEOBIOTROP Bogor menggunakan Rancangan Acak Kelompok pola Faktorial (7x3)
dengan 3 ulangan. Faktor pertama adalah galur sorgum mutan BMR : Patir 3.1
(galur sorgum mutan non BMR/kontrol), Patir 3.2, Patir 3.3, Patir 3.4, Patir 3.5,
Patir 3.6 dan Patir 3.7. Faktor kedua adalah waktu panen (fase berbunga, fase soft
dough dan fase hard dough). Parameter agronomis yang diukur adalah produksi
segar, produksi bahan kering, tinggi tanaman, diameter batang, rasio batang daun
malai, lebar dan panjang daun. Parameter nutrisi yang diukur adalah produksi
protein kasar, serat kasar, abu dan lemak kasar. Rataan perlakuan yang berbeda diuji
lanjut menggunakan uji Duncan. Hasil evaluasi menunjukkan bahwa galur sorgum
mutan BMR (Patir 3.2 dan Patir 3.7) menghasilkan produksi biomasa yang lebih
tinggi dibanding galur sorgum mutan BMR lainnya (Patir 3.3, Patir 3.4, Patir 3.5
dan Patir 3.6). Produksi biomasa segar galur sorgum mutan BMR (Patir 3.2 dan
Patir 3.7) tidak berbeda nyata dibanding galur sorgum mutan non BMR (Patir 3.1),
sedangkan produksi bahan kering galur sorgum mutan non BMR lebih tinggi
dibanding galur sorgum mutan BMR. Waktu panen pada fase hard dough
menghasilkan produksi segar dan produksi bahan kering tertinggi. Produksi protein
kasar, serat kasar, lemak kasar tidak dipengaruhi oleh galur sorgum mutan tetapi
lebih dipengaruhi oleh waktu panen. Pemanenan pada fase hard dough
menghasilkan produksi protein kasar, abu dan lemak kasar tertinggi.
Kata kunci : brown midrib, galur sorgum mutan, pertumbuhan, produksi.
ABSTRACT
Brown midrib sorghum is product of mutation breeding using gamma
irradiation wich was aimed for improving the quality and production of sorghum
plants as ruminant feed. Sorghum is a crop that has potential as forage because of
high biomass production, high nutrient content and palatable. The aim of this
experiment was to evaluate the growth and production of brown midrib sorghum
mutant lines (BMR) at different of harvest times. This research was conducted at
SEAMEO-BIOTROP field experiment garden Bogor, using completely
randomized block design in factorial (7x3) with three replicates. The first factor
was the BMR sorghum mutant lines : Patir 3.1 (non BMR sorgum mutan
line/control), Patir 3.2, Patir 3.3, Patir 3.4, Patir 3.5, Patir 3.6 and Patir 3.7. The
s