Karakter Morfologis, Produksi, dan Kandungan Lemak Kedelai (glycine max l. Merrill) hasil Radiasi Sinar Gamma pada Generasi m6
KARAKTER MORFOLOGIS, PRODUKSI, DAN KANDUNGAN LEMAK KEDELAI (Glycine Max L.Merrill) HASIL RADIASI SINAR GAMMA PADA GENERASI M6 SKRIPSI OLEH : SEPRIANTO SITOMPUL 070307029 / PEMULIAAN TANAMAN
PROGRAM STUDI AGROEKOTEKNOLOGI FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2012
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
KARAKTER MORFOLOGIS, PRODUKSI, DAN KANDUNGAN LEMAK KEDELAI (Glycine max L. Merrill) HASIL RADIASI SINAR GAMMA PADA GENERASI M6 SKRIPSI OLEH : SEPRIANTO SITOMPUL 070307029 / PEMULIAAN TANAMAN
Skripsi Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana di Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara
PROGRAM STUDI AGROEKOTEKNOLOGI FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2012
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Judul Skripsi
Nama NIM Departemen Program Studi
: Karakter Morfologis, Produksi, dan Kandungan Lemak Kedelai (Glycine max L. Merrill) Hasil Radiasi Sinar Gamma Pada Generasi M6
: Seprianto Sitompul
: 070307029
: Budidaya Pertanian
: Pemuliaan Tanaman
Disetujui oleh, Komisi Pembimbing :
(Ir. Eva Sartini Bayu, MP) Ketua
(Ir. Emmy Harso Kardhinata, Msc ) Anggota
Tanggal lulus :
Ir. T. Sabrina, M. Agr. Sc. Ph.D. Ketua Departemen Agroekoteknologi
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
ABSTRAK
SEPRIANTO SITOMPUL : Karakter Morfologis, Produksi, dan Kandungan Lemak Kedelai (Glycine max L.Merrill) Hasil Radiasi Sinar Gamma pada Generasi M6, dibimbing oleh Ibu Ir. Eva Sartini Bayu, MP dan Bapak Ir. Emmy Harso Kardhinata, MSc.
Perakitan varietas kedelai (Glycine max L. Merrill) yang berproduksi tinggi sehingga dapat ditanam di Indonesia. Untuk itu suatu penelitian telah dilakukan di Tanjung Slamat, Kabupaten Deli Serdang, Sumatera Utara (+ 25 m dpl.) pada bulan November 2011 – Januari 2012 menggunakan rancangan acak kelompok non faktorial, yaitu populasi M5 tanpa radiasi (var. argomulyo), populasi M5 dengan dosis radiasi 100 gray (no galur M100-29A-42-15), populasi M5 dengan dosis radiasi 150 gray (no galur M150-69-47-4), dan populasi M5 dengan dosis radiasi 200 gray (no galur M200-52A-66-8) kemudian dilanjutkan dengan Uji Jarak Berganda Duncan (DMRT). Parameter yang diamati adalah persentase perkecambahan, tinggi tanaman, jumlah cabang pada batang utama, jumlah buku per tanaman, umur berbunga, umur panen, jumlah polong berisi per tanaman, jumlah polong hampa per tanaman, jumlah biji per tanaman, produksi biji per plot, bobot biji per tanaman, bobot 100 biji, kandungan lemak, dan kandungan minyak.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa populasi M6 hasil radiasi yang diuji Dari hasil analisis diperoleh bahwa jumlah polong berisi per tanaman pada populasi 0 krad (62,35 polong) dan 100 krad (66,03 polong) berbeda nyata dengan populasi 150 krad (97,97 polong), Dari hasil analisis diperoleh bahwa bobot 100 biji per tanaman mengalami peningkatan dari generasi M5 (16,00 g) ke generasi M6 (16,78 g), no galur M150-69-47-4 memiliki kandungan lemak dan minyak yang tertinggi yaitu 11,32% (kandungan lemak) dan 23,54% (kandungan minyak). Nilai kemajuan genetik yang sangat tinggi terdapat pada parameter produksi per plot yaitu (219,404),nilai heritabilitas tinggi terdapat pada paremeter persentase perkecambahan (0,920), tinggi tanaman (0,890), jumlah cabang pada batang utama (0,756), jumlah polong berisi per tanaman (0,696), umur berbunga (0,848), bobot 100 biji (0,538), produksi per plot (0,806),jumlah polong berisi per tanaman (0,405) sedangkan nilai heritabilitas rendah pada parameter bobot biji per tanaman (0,077).
Kata kunci: kedelai, radiasi, heritabilitas, kemajuan genetik
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
ABSTRACT
SEPRIANTO SITOMPUL : Character of morphology, production, and Fat Content of Soybean (Glycine Max L. Merrill) Result of Irradiation Gammaray of Generation M6, guided by Mrs. Ir. Eva Sartini Bayu, MP and Mr. Ir. Emmy Harso Kardhinata Msc.
Assembling of Variety soy (Glycine Max L. Merrill) high production so that can be planted in Indonesia. For that an research have been done in Tanjung Slamat, Medan, North Sumatra (+ 25 m above sea level) in November 2011January 2012 using non factorial randomized block design, that is population M5 without irradiation (Var. Agromulyo), population M5 with the dose irradiation 100 gray (Gy) (number of strains M100-29A-42-15), population M4 with the dose irradiation 150 gray (Gy) (number of strains M150-69-47-4 ), and population M4 with the dose irradiation 200 gray (Gy) (number of strains M200-52A-66-8 ) then continued with the Duncan Multiple Range Test (DMRT). Parameters perceived were germination percentage, plant height, number of branch of especial bar, number of nodes of crop, flowering initiation, harvesting time, number of filled pods of crop, number of vacuous pods of crop, number of seeds of crop,seeds production of plot, seeds wight of crop, wight 100 seeds, fat content, and oil content.
The results showed that the population tested M6 radiation results from the analysis of the results obtained shows that the number of pods per plant in a population of 0 krad (pod 62.35) and 100 krad (pod 66.03) was significantly different with a population of 150 krad (97.97 pods ), from the results obtained that the weight of 100 seeds per plant increased from generation M5 (16.00 g) to the generation of M6 (16.78 g), no strain M150-69-47-4 has a fat content and the highest oil 11.32% (fat content) and 23.54% (oil content). Value of high genetic progress contained in the parameters of the production per plot (219.404), a high heritability value parameter contained in the germination percentage (.920), plant height (0.890), number of branches on main stem (0.756), number of pods per plant contains (0.696), age flowering (0.848), weight of 100 seeds (0.538), production per plot (0.806), number of pods per plant contains (.405) while the value of low heritability in seed weight per plant parameter (0.077).
Keyword: soy, irradiation, heritability, progress genetic
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
RIWAYAT HIDUP
Seprianto Sitompul, dilahirkan di Padang Sidimpuan pada tanggal 23 September 1989 dari ayahanda Alm. B. Sitompul dan ibunda S. Purba S.pd. Penulis merupakan anak kelima dari 5 bersaudara.
Tahun 2001 penulis lulus dari SD Negeri 133321 Padang Sidimpuan, tahun 2004 lulus dari SLTP Negeri 4 Padang Sidimpuan,dan tahun 2007 lulus dari SMA Negeri 4 Padang Sidimpuan.
Terdaftar sebagai mahasiswa Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara, Medan pada tahun 2007 melalui jalur SPMB, pada Departemen Budidaya Pertanian Program Studi Pemuliaan Tanaman.
Selama mengikuti perkuliahan, penulis aktif dalam organisasi intra kampus HIMADITA (2007-2012).
Penulis melaksanakan Praktek Kerja Kerja Lapangan (PKL) di PT Perkebunan Nusantara III (Persero) Kebun Gunung Pamela Kabupaten Serdang Bedagai Sumatera Utara dari tanggal 20 Juni sampai 23 Juli 2011.
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, atas segala rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “Karakter Morfologis, Produksi, dan Kandungan Kedelai (Glycine max L. Merril) Hasil Radiasi Sinar Gamma Pada Generasi M6”.
Pada kesempatan ini penulis menghaturkan terima kasih sebesar-besarnya kepada Ayahanda Alm. B. Sitompul dan Ibunda Saida Purba S.pd yang telah membesarkan dan mendidik penulis selama ini. Penulis menyampaikan ucapkan terimakasih kepada Ibu Ir. Eva Sartini Bayu, MP selaku ketua komisi pembimbing dan Bapak Ir. Emmy Harso Kardhinata Msc selaku anggota komisi pembimbing yang telah membimbing dan memberikan berbagai masukan berharga kepada penulis dari mulai penetapan judul, melakukan penelitian, sampai pada ujian akhir.
Terima kasih kepada abang dan kakak saya, yang telah memberikan motivasi yang besar serta semangat kepada saya dari masa perkuliahan hingga saat ini. Terima kasih kepada teman - teman BDP 2007 yang telah banyak membantu penulis dalam melaksanakan penelitian dan memberikan masukan serta dukungannya.
Penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun demi kesempurnaan skripsi ini. Semoga skripsi ini bermanfaat bagi seluruh pihak yang memerlukan.
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
DAFTAR ISI
Medan, Maret 2012 Penulis
Hal.
ABSTRAK ............................................................................................................ i ABSTRACT........................................................................................................... ii RIWAYAT HIDUP............................................................................................. iii KATA PENGANTAR ........................................................................................ iv DAFTAR ISI........................................................................................................ v DAFTAR TABEL.............................................................................................. vii DAFTAR LAMPIRAN....................................................................................... ix
PENDAHULUAN .............................................................................................. 1 Latar Belakang .................................................................................................... 1 Tujuan Jangka Panjang ........................................................................................ 4 Tujuan Penelitian ................................................................................................. 4 Hipotesis Penelitian.............................................................................................. 4 Kegunaan Penelitian............................................................................................. 5
TINJAUAN PUSTAKA ...................................................................................... 6 Botani Tanaman ................................................................................................... 6 Syarat Tumbuh ..................................................................................................... 9
Iklim................................................................................................................... 9 Tanah ............................................................................................................... 10 Mutasi................................................................................................................. 11 Keragaman Genotip dan Fenotip ....................................................................... 16 Varietas .............................................................................................................. 18 Heritabilitas ........................................................................................................ 19 Uji Progenitas.....................................................................................................23 Ideotipe............................................................................................................... 24 Kemajuan Genetik.............................................................................................. 25 Seleksi Massa ..................................................................................................... 27 Kandungan Lemak dan Minyak Kedelai............................................................ 29
BAHAN DAN METODE .................................................................................. 31 Tempat dan Waktu ............................................................................................. 31 Bahan dan Alat................................................................................................... 31 Metode Penelitian............................................................................................... 32
PELAKSANAAN PENELITIAN...................................................................... 35 Persiapan Lahan ................................................................................................. 35 Penanaman ......................................................................................................... 35 Pemupukan......................................................................................................... 35
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Pemeliharaan Tanaman ...................................................................................... 36 Penyiraman ...................................................................................................... 36 Penjarangan...................................................................................................... 36 Penyulaman...................................................................................................... 36 Penyiangan....................................................................................................... 36 Pembumbunan ................................................................................................. 36 Pengendalian Hama dan Penyakit ................................................................... 37
Panen .................................................................................................................. 37 Menghitung Kandungan Lemak dan Minyak .................................................... 37 Pengamatan Parameter ....................................................................................... 37
Persentase Perkecambahan (%) ....................................................................... 37 Tinggi Tanaman (cm) ...................................................................................... 38 Jumlah Cabang pada Batang Utama (cabang) ................................................. 38 Jumlah Buku per Tanaman (buku) .................................................................. 38 Umur Berbunga (hari)...................................................................................... 38 Umur Panen (hari) ........................................................................................... 38 Jumlah Polong Berisi per Tanaman (polong) .................................................. 39 Jumlah Polong Hampa per Tanaman (polong) ................................................ 39 Jumlah Biji per Tanaman (biji)........................................................................ 39 Produksi Biji per Plot (g)..................................................................................39 Bobot Biji per Tanaman (gram)....................................................................... 39 Bobot 100 Biji (gram)...................................................................................... 39 Kandungan Lemak dan Minyak....................................................................... 40
HASIL DAN PEMBAHASAN.......................................................................... 42 Hasil ................................................................................................................... 42
Persentase Perkecambahan (%) ....................................................................... 42 Tinggi Tanaman (cm) ...................................................................................... 42 Jumlah Cabang pada Batang Utama (cabang) ................................................. 43 Jumlah Buku per Tanaman (buku) .................................................................. 44 Umur Berbunga (hari)...................................................................................... 45 Umur Panen (hari) ........................................................................................... 46 Jumlah Polong Berisi per Tanaman (polong) .................................................. 47 Jumlah Polong Hampa per Tanaman (polong) ................................................ 48 Jumlah Biji per Tanaman (biji)........................................................................ 49 Produksi biji per Plot........................................................................................49 Bobot Biji per Tanaman (gram)....................................................................... 50 Bobot 100 Biji (gram)...................................................................................... 51 Uji Progenitas...................................................................................................53 Kandungan Lemak dan Minyak....................................................................... 54 Keragaman Genotip dan Fenotip ..................................................................... 54 Heritabilitas...................................................................................................... 55 Pembahasan........................................................................................................ 58
KESIMPULAN DAN SARAN.......................................................................... 67 Kesimpulan ........................................................................................................ 67 Saran................................................................................................................... 68
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................ 69 LAMPIRAN
DAFTAR TABEL
Hal. 1. Persentase perkecambahan dari generasi M6 ................................................. 42 2. Tinggi tanaman pada Minggu I s/d IV dari generasi M6 ............................... 43 3. Perbandingan tinggi tanaman generasi M5 dengan M6...........................................43 4. Jumlah cabang pada batang utama dari generasi M6 ..................................... 44 5. Perbandingan jumlah cabang pada batang utama populasi M5 dengan M6..44 6. Jumlah buku per tanaman dari generasi M6................................................... 45 7. Perbandingan jumlah buku per tanaman M5 dengan generasi M6 ................. 45 8. Umur berbunga dari generasi M6................................................................... 45 9. Perbandingan umur berbunga generasi M5 dengan M6 ................................. 46 10. Umur panen dari generasi M6 ........................................................................ 46 11. Perbandingan umur panen generasi M5 dengan M6....................................... 47 12. Jumlah polong berisi per tanaman dari generasi M6...................................... 47 13. Perbandingan jumlah polong berisi per tanaman generasi M5 dengan M6 .... 48 14. Jumlah polong hampa per tanaman dari generasi M6 .................................... 48 15. Jumlah biji per tanaman dari generasi M6 ..................................................... 49 16. Produksi Biji per Plot dari generasi M6.......................................................50 17. Bobot biji per tanaman dari generasi M6 ....................................................... 50 18. Perbandingan bobot biji per tanaman generasi M6 ........................................ 51 19. Bobot 100 biji dari generasi M6..................................................................... 51
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
20. Perbandingan bobot 100 biji generasi M6...................................................... 52 21. Uji progenitas.............................................................................................53 22. Kandungan lemak dari generasi M6............................................................... 54 23. Kandungan minyak dari generasi M6 ............................................................ 54 24. Variabilitas Genotip (σ2g), Variabilitas Fenotip (σ2p), Koefisien
Variabilitas Genotip (KVG), Koefisien Variabilitas Fenotip (KVP), Harapan Kemajuan Genetik (HKG)...............................................................55 25. Nilai duga heritabilitas (h2) masing-masing karakter .................................... 56 26. Nilai duga heritabilitas (h2) untuk masing-masing dosis radiasi.................... 56
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
DAFTAR LAMPIRAN
Hal. 1. Deskripsi Tanaman Kedelai Varietas Argomulyo..........................................75 2. Karakteristik Pertumbuhan Tanaman Kedelai Fase Vegetatif dan Fase
Generatif ........................................................................................................76 3. Bagan Alir Penelitian .....................................................................................77 4. Bagan Lahan Penelitian .................................................................................78 5. Jadwal Kegiatan Penelitian ............................................................................80 6. Data Pengamatan Persentase Perkecambahan (%) ........................................82 7. Daftar Sidik Ragam Persentase Perkecambahan ...........................................82 8. Data Pengamatan Tinggi Tanaman pada Minggu I (cm)...............................82 9. Daftar Sidik Ragam Tinggi Tanaman pada Minggu I....................................82 10. Data Pengamatan Tinggi Tanaman pada Minggu II (cm)..............................83 11. Daftar Sidik Ragam Tinggi Tanaman pada Minggu II ..................................83 12. Data Pengamatan Tinggi Tanaman pada Minggu III (cm) ............................83 13. Daftar Sidik Ragam Tinggi Tanaman pada Minggu III.................................83 14. Data Pengamatan Tinggi Tanaman pada Minggu IV (cm) ............................84 15. Daftar Sidik Ragam Tinggi Tanaman pada Minggu IV.................................84 16. Data Pengamatan Jumlah Cabang pada Batang Utama (cabang) ..................84 17. Daftar Sidik Ragam Jumlah Cabang pada Batang Utama ............................84 18. Data Pengamatan Jumlah Buku per Tanaman (buku)....................................85 19. Daftar Sidik Ragam Jumlah Buku per Tanaman ...........................................85
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
20. Data Pengamatan Umur Berbunga (hari).......................................................85 21. Daftar Sidik Ragam Umur Berbunga.............................................................85 22. Data Pengamatan Umur Panen (hari).............................................................86 23. Daftar Sidik Ragam Umur Panen...................................................................86 24. Data Pengamatan Jumlah Polong Berisi per Tanaman (polong) ...................86 25. Daftar Sidik Ragam Jumlah Polong Berisi per Tanaman ..............................86 26. Data Pengamatan Jumlah Polong Hampa per Tanaman (polong) .................87 27. Daftar Sidik Ragam Jumlah Polong Hampa per Tanaman ............................87 28. Data Pengamatan Jumlah Biji per Tanaman (biji) .........................................87 29. Daftar Sidik Ragam Jumlah Biji per Tanaman ..............................................87 30. Data Pengamatan Produksi Biji per Plot (g)................................................88 31. Daftar Sidik Ragam Produksi Biji Per Plot.................................................88 32. Data Pengamatan Bobot Biji per Tanaman (gram)........................................88 33. Daftar Sidik Ragam Bobot Biji per Tanaman................................................88 34. Data Pengamatan Bobot 100 Biji (gram).......................................................89 35. Daftar Sidik Ragam Bobot 100 Biji...............................................................89 36. Daftar Sidik Ragam Uji Progenitas Tinggi Tanaman (cm)...........................89 37. Daftar Sidik Ragam Uji Progenitas Jumlah Cabang pada Batang
Utama (cm)................................................................................................89 38. Daftar Sidik Ragam Uji Progenitas Jumlah Buku Per Tanaman (buku).......90 39. Daftar Sidik Ragam Uji Progenitas Jumlah Polong Berisi per
Tanaman (polong)......................................................................................90 40. Daftar Sidik Ragam Uji Progenitas Bobot biji per Tanaman (g)...................90 41. Daftar Sidik Ragam Uji Progenitas Bobot 100 Biji per Tanaman................90 42. Daftar Sidik Ragam Uji Progenitas Umur Berbunga (hari)..........................91
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
43. Daftar Sidik Ragam Uji Progenitas Umur Panen 9hari)...............................91 44. Data Pengamatan Hubungan antara Karakter Morfologi Tanaman dengan
Bobot Biji per Tanaman .................................................................................91 45. Data Pengamatan Hubungan antara Karakter Produksi Tanaman dengan
Bobot Biji per Tanaman .................................................................................91 46. Data Pengamatan Kandungan Lemak dan Minyak........................................92 47. Variabilitas Genotip (σ2g), Variabilitas Fenotip (σ2p), Koefisien
Variabilitas Genotip (KVG), Koefisien Variabilitas Fenotip (KVP), Harapan Kemajuan Genetik (HKG)...............................................................93 48. Nilai Duga Heritabilitas (h2) masing-masing Karakter.................................. 93 49. Nilai Duga Heritabilitas untuk masing-masing Dosis Radiasi.......................94 50. Foto Lahan Penelitian ....................................................................................95 51. Foto Hasil Biji Kedelai masing-masing Perlakuan ........................................96 52. Foto Alat-alat Analisa Kandungan Lemak dan Minyak ................................99 53. Foto Tanaman Kedelai...............................................................................100
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
ABSTRAK
SEPRIANTO SITOMPUL : Karakter Morfologis, Produksi, dan Kandungan Lemak Kedelai (Glycine max L.Merrill) Hasil Radiasi Sinar Gamma pada Generasi M6, dibimbing oleh Ibu Ir. Eva Sartini Bayu, MP dan Bapak Ir. Emmy Harso Kardhinata, MSc.
Perakitan varietas kedelai (Glycine max L. Merrill) yang berproduksi tinggi sehingga dapat ditanam di Indonesia. Untuk itu suatu penelitian telah dilakukan di Tanjung Slamat, Kabupaten Deli Serdang, Sumatera Utara (+ 25 m dpl.) pada bulan November 2011 – Januari 2012 menggunakan rancangan acak kelompok non faktorial, yaitu populasi M5 tanpa radiasi (var. argomulyo), populasi M5 dengan dosis radiasi 100 gray (no galur M100-29A-42-15), populasi M5 dengan dosis radiasi 150 gray (no galur M150-69-47-4), dan populasi M5 dengan dosis radiasi 200 gray (no galur M200-52A-66-8) kemudian dilanjutkan dengan Uji Jarak Berganda Duncan (DMRT). Parameter yang diamati adalah persentase perkecambahan, tinggi tanaman, jumlah cabang pada batang utama, jumlah buku per tanaman, umur berbunga, umur panen, jumlah polong berisi per tanaman, jumlah polong hampa per tanaman, jumlah biji per tanaman, produksi biji per plot, bobot biji per tanaman, bobot 100 biji, kandungan lemak, dan kandungan minyak.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa populasi M6 hasil radiasi yang diuji Dari hasil analisis diperoleh bahwa jumlah polong berisi per tanaman pada populasi 0 krad (62,35 polong) dan 100 krad (66,03 polong) berbeda nyata dengan populasi 150 krad (97,97 polong), Dari hasil analisis diperoleh bahwa bobot 100 biji per tanaman mengalami peningkatan dari generasi M5 (16,00 g) ke generasi M6 (16,78 g), no galur M150-69-47-4 memiliki kandungan lemak dan minyak yang tertinggi yaitu 11,32% (kandungan lemak) dan 23,54% (kandungan minyak). Nilai kemajuan genetik yang sangat tinggi terdapat pada parameter produksi per plot yaitu (219,404),nilai heritabilitas tinggi terdapat pada paremeter persentase perkecambahan (0,920), tinggi tanaman (0,890), jumlah cabang pada batang utama (0,756), jumlah polong berisi per tanaman (0,696), umur berbunga (0,848), bobot 100 biji (0,538), produksi per plot (0,806),jumlah polong berisi per tanaman (0,405) sedangkan nilai heritabilitas rendah pada parameter bobot biji per tanaman (0,077).
Kata kunci: kedelai, radiasi, heritabilitas, kemajuan genetik
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
ABSTRACT
SEPRIANTO SITOMPUL : Character of morphology, production, and Fat Content of Soybean (Glycine Max L. Merrill) Result of Irradiation Gammaray of Generation M6, guided by Mrs. Ir. Eva Sartini Bayu, MP and Mr. Ir. Emmy Harso Kardhinata Msc.
Assembling of Variety soy (Glycine Max L. Merrill) high production so that can be planted in Indonesia. For that an research have been done in Tanjung Slamat, Medan, North Sumatra (+ 25 m above sea level) in November 2011January 2012 using non factorial randomized block design, that is population M5 without irradiation (Var. Agromulyo), population M5 with the dose irradiation 100 gray (Gy) (number of strains M100-29A-42-15), population M4 with the dose irradiation 150 gray (Gy) (number of strains M150-69-47-4 ), and population M4 with the dose irradiation 200 gray (Gy) (number of strains M200-52A-66-8 ) then continued with the Duncan Multiple Range Test (DMRT). Parameters perceived were germination percentage, plant height, number of branch of especial bar, number of nodes of crop, flowering initiation, harvesting time, number of filled pods of crop, number of vacuous pods of crop, number of seeds of crop,seeds production of plot, seeds wight of crop, wight 100 seeds, fat content, and oil content.
The results showed that the population tested M6 radiation results from the analysis of the results obtained shows that the number of pods per plant in a population of 0 krad (pod 62.35) and 100 krad (pod 66.03) was significantly different with a population of 150 krad (97.97 pods ), from the results obtained that the weight of 100 seeds per plant increased from generation M5 (16.00 g) to the generation of M6 (16.78 g), no strain M150-69-47-4 has a fat content and the highest oil 11.32% (fat content) and 23.54% (oil content). Value of high genetic progress contained in the parameters of the production per plot (219.404), a high heritability value parameter contained in the germination percentage (.920), plant height (0.890), number of branches on main stem (0.756), number of pods per plant contains (0.696), age flowering (0.848), weight of 100 seeds (0.538), production per plot (0.806), number of pods per plant contains (.405) while the value of low heritability in seed weight per plant parameter (0.077).
Keyword: soy, irradiation, heritability, progress genetic
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Kedelai merupakan salah satu sumber protein nabati dengan kandungan 39%, dan 2% dari seluruh rakyat Indonesia memperoleh sumber kalori dari kedelai. Kedelai juga telah menjadi bagian makanan sehari – hari bangsa Indonesia selama lebih dari 200 tahun dengan berbagai teknik pengolahan yang semakin meningkat dan diakui bernilai gizi tinggi oleh dunia internasional. Kedelai dapat sebagai sumber makanan ternak dan bahan baku suatu industri yang dapat diolah menjadi minyak makan, dan susu kedelai (Lamina, 1989).
Kebutuhan kedelai di Indonesia setiap tahun selalu meningkat seiring dengan pertambahan penduduk dan perbaikan pendapatan perkapita. Oleh karena itu, diperlukan suplai kedelai tambahan yang harus diimpor karena produksi dalam negeri belum dapat mencukupi kebutuhan tersebut. Lahan budidaya kedelai pun diperluas dan produktivitasnya ditingkatkan. Untuk pencapaian usaha tersebut, diperlukan pengenalan mengenai tanaman kedelai yang lebih mendalam (Andrianto, 2004).
Produksi kedelai Sumatera Utara tahun 2010 (Angka sementara) sebesar 9.439 ton, turun sebesar 4.767 ton atau 33,55 % dibandingkan produksi pada tahun 2009 sebesar 14.206 ton. Penurunan produksi kedelai disebabkan penurunan luas panen dari 11.494 hektar menjadi 7.803 hektar atau sebesar 32,11 %. Untuk produksi mengalami kenaikan sebesar 3,94 % (http://sumut.bps.go.id, 2011).
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Selain itu, di lapangan juga sering didapati polong yang tidak sempurna. Banyaknya polong dan biji/polong terbentuk ditentukan oleh faktor pembungaan dan lingkungan yang mendukung pada saat pengisian polong. Gangguan selama masa pembungaan akan mengurangi pembentukan polong (Soemaatmadja, 1993).
Salah satu upaya yang dilakukan agar produksi kedelai tetap tinggi adalah melakukan rekayasa pada tanaman kedelai hingga menghasilkan varietas kedelai unggul. Di Indonesia misalnya, upaya pemulian tanaman dilakukan Badan Tenaga Atom Nasional (BATAN) hingga melahirkan varietas baru yang dapat dikembangkan menjadi tanaman unggul (http://warintek.ristek go.id,2010).
Penggunaan benih bermutu merupakan kunci sukses pertama dalam usaha tani kedelai. Syarat benih bermutu adalah murni dan diketahui nama varietasnya, memiliki daya tumbuh yang tinggi (>85%) dan vigor baik (Balai Penelitian Kacangkacangan dan Umbi-umbian Malang, 2007).
Mutasi adalah perubahan yang terjadi pada bahan genetik (DNA maupun RNA), baik pada taraf urutan gen (disebut mutasi titik) maupun pada taraf kromosom. Mutasi terjadi pada frekwensi yang rendah di alam, biasanya lebih rendah dari 1: 10.000 individu. (Rici,2009).
Teknik mutasi dalam bidang pemuliaan tanaman dapat meningkatkan keragaman genetik tanaman sehingga memungkinkan pemulia melakukan seleksi karakter tanaman sesuai dengan tujuan perlakuan bahan mutagen tertentu terhadap organ reproduksi tanaman. Apabila proses mutasi alami terjadi secara sangat lambat maka percepatan frekuensi dan spektrum mutasi tanaman dapat diinduksi denganperlakuan bahan mutagen tertentu. Pada umumnya bahan mutagen bersifat
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
radioakktif dan memiliki energi tinggi yang berasal dari hasil reaksi nuklir (http://www.infonuklir.com,2008).
Tujuan mutasi adalah untuk memperbesar variasi suatu tanaman yang di mutasi. Hal ini ditunjukkan misalnya oleh variasi kandungan gizi atau morfologi dan penampilan tanaman. Semakin besar variasi, seorang pemulia atau orang yang bekerja merakit kultifar unggul, semakin besar peluang untuk memilih tanaman yang di kehendaki. Melalui tehnik peyinaran (radiasi) dapat menghasilkan mutan atau tanaman yang mengalami mutasi dengan sifat-sifat yang diharapkan setelah melakukan serangkaian pengujian, seleksi dan sertifikasi benih pada tanaman (Mugiono, 2001).
Dari hasil pengamatan tinggi tanaman populasi M1 (30,47 cm – 37,88 cm) dan populasi M2 (34,69 cm – 36,79 cm), berbeda nyata dengan hasil pengamatan populasi M3 (42,83 cm – 46,50 cm) dan populasi M4 (45,57 cm – 49,11cm). Dari hasil pengamatan jumlah polong berisi populasi M1 (27,65 polong – 38,05 polong) dan populasi M3 (31,40 polong – 35,37 polong), berbeda dengan hasil pengamatan populasi M2 (51,75 polong – 57,75 polong) dan populasi M4 (53,80 polong – 60,73 polong). Dari hasil pengamatan umur berbunga populasi M2 (32,33 hari – 33,33 hari) tidak berbeda dengan hasil pengamatan populasi M4 (31 hari ) tetapi berbeda dengan hasil pengamatan M3 35 hari – 42 hari ). Dari hasil pengamatan umur panen populasi M2 (113,5 hari – 116 hari) sangat berbeda dengan hasil pengamatan populasi M3 (92 hari – 96 hari) dan populasi M4 (88 hari) . Dari hasil pengamatan berat 100 biji populasi M2 (12,47 g – 13,15 g) tidak berbeda dengan hasil pengamatan populasi M3 (13,38 g – 14,69 g) tetapi sangat berbeda dengan hasil pengamatan populasi M4 (15, 70 g – 16,72 g) (Eka, 2010).
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Adanya perbedaan respon genotip tanaman terhadap lingkungan yang mengakibatkan timbulnya perbedaan fenotipik pada setiap tanaman, dan dari penampilan fenotipik suatu tanaman dapat dihitung nilai yang dapat menentukan apakah perbedaan penampilan suatu karakter disebabkan oleh faktor genetik atau lingkungan, sehingga akan diketahui sejauh mana sifat tersebut akan diturunkan pada generasi selanjutnya.
Berasarkan latar belakang diatas penulis tertarik untuk melakukan penelitian guna mengetahui kelanjutan karakter pertumbuhan vegetatif dan generatif dari tanaman kedelai yang diradiasi. Tujuan Jangka Panjang
Untuk mendapatkan varietas kedelai yang berproduksi tinggi. Tujuan Penelitian
Untuk mengetahui karakter morfologis, produksi dan kandungan lemak mutan kedelai pada generasi M6 hasil radiasi sinar gamma. Hipotesis Penelitian
Adanya perubahan karakter morfologis, produksi dan kandungan lemak mutan kedelai pada generasi M6 hasil radiasi sinar gamma dibandingkan kedelai normal ( tanpa radiasi ).
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Kegunaan Penelitian Penelitian ini berguna untuk mendapatkan data penyusunan skripsi sebagai
salah satu syarat untuk mendapatkan gelar sarjana pertanian di Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara, Medan, dan diharapkan dapat pula berguna bagi pihak yang memerlukan.
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
TINJAUAN PUSTAKA
Botani Tanaman
Menurut Sharma (1993), tanaman kedelai diklasifikasikan sebagai berikut: Kingdom : Plantae Divisio : Spermatophyta Subdivisio : Angiospermae Class : Dicotyledoneae Ordo : Polypetales Family : Leguminosae Genus : Glycine Species : Glycine max (L.) Merrill
Tanaman kedelai mempunyai akar tunggang yang membentuk akar-akar cabang yang tumbuh menyamping (horizontal) tidak jauh dari permukaan tanah. Jika kelembapan tanah turun, akar akan berkembang lebih ke dalam agar dapat menyerap unsur hara dan air. Pertumbuhan ke samping dapat mencapai jarak 40 cm, dengan kedalaman hingga 120 cm. Selain berfungsi sebagai tempat bertumpunya tanaman dan alat pengangkut air maupun unsur hara, akar tanaman kedelai juga merupakan tempat terbentuknya bintil-bintil akar. Bintil akar tersebut berupa koloni dari bakteri pengikat nitrogen Bradyrhizobium japonicum yang bersimbiosis secara mutualis dengan kedelai. Pada tanah yang telah mengandung bakteri ini, bintil akar mulai terbentuk sekitar 15-20 hari setelah tanam. Bakteri bintil akar dapat mengikat nitrogen langsung dari udara dalam bentuk gas N2 yang
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
kemudian dapat digunakan oleh kedelai setelah dioksidasi menjadi nitrat (NO3) (http://id.wikipedia.org, 2010).
Kedelai berbatang dengan tinggi 30-100 cm. Batang dapat membentuk 3-6 cabang, tetapi bila jarak antar tanaman rapat, cabang menjadi berkurang, atau tidak bercabang sama sekali. Tipe pertumbuhan batang dapat dibedakan menjadi terbatas (determinate), tidak terbatas (indeterminate), dan setengah terbatas (semiindeterminate). Tipe terbatas memiliki ciri khas berbunga serentak dan mengakhiri pertumbuhan meninggi. Tanaman pendek sampai sedang, ujung batang hampir sama besar dengan batang bagian tengah, daun teratas sama besar dengan daun batang tengah. Tipe tidak terbatas memiliki ciri berbunga secara bertahap dari bawah ke atas dan tumbuhan terus tumbuh. Tanaman berpostur sedang sampai tinggi, ujung batang lebih kecil dari bagian tengah. Tipe setengah terbatas memiliki karakteristik antara kedua tipe lainnya (http://id.wikipedia.org, 2010).
Daun primer sederhana berbentuk telur (oval) berupa daun tunggal (unifoliolat) dan bertangkai sepanjang 1-2 cm, terletak berseberangan pada buku pertama di atas kotiledon. Daun-daun berikutnya yang terbetuk pada batang utama dan pada cabang ialah daun bertiga (trifoliolat), namun adakalanya terbentuk daun berempat atau daun berlima. Bentuk anak daun beragam, dari bentuk telur hingga lancip (Hidayat, 1985).
Bunga kedelai tergolong bunga sempurna, yaitu setiap bunga memiliki alat jantan dan alat betina. Penyerbukan terjadi pada saat bunga masih tertutup (kleistogamus) sehingga kemungkinan penyerbukan silang amat kecil. Bunga kedelai dapat berwarna ungu atau putih (Hidayat, 1985). Pembungaannya
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
8
berbentuk tandan aksilar atau terminal, berisi 3-30 kuntum bunga, bunganya kecil, berbentuk kupu-kupu, lembayung atau putih, daun kelopaknya berbentuk tabung, dengan dua cuping atas dan tiga cuping bawah yang berlainan, tidak rontok, benang sarinya sepuluh helai, dua tukal, tangkai putiknya melengkung, berisi kepala putik yang berbentuk bonggol (Maesen dan Sadikin, 1993).
Kultivar kedelai memiliki bunga bergerombol terdiri atas 3-15 bunga yang tersusun pada ketiak daun. Karakteristik bunganya seperti famili Legum lainnya, yaitu corolla (mahkota bunga) terdiri atas 5 petal yang menutupi sebuah pistil dan 10 stamen (benang sari). 9 stamen berkembang membentuk seludang yang mengelilingi putik, sedangkan stamen yang kesepuluh terpisah bebas (Poehlman and Sleper, 1995).
Buah kedelai berbentuk polong, jumlah biji sekitar 1-4 tiap polong. Polong berbulu berwarna kuning kecoklat-coklatan atau abu-abu. Dalam proses pematangan warna polong berubah menjadi lebih tua, warna hijau menjadi kehitaman, keputihan atau kecoklatan (Departemen Pertanian, 1990).
Biji kedelai berkeping dua terbungkus kulit biji dan tidak mengandung jaringan endosperma. Embrio terletak diantara keping biji. Warna kulit biji kuning, hitam, hijau, atau coklat. Pusar biji (hilum) adalah jaringan bekas biji melekat pada dinding buah, bentuk biji kedelai pada umumnya bulat lonjong, tetapi ada juga yang bundar atau bulat agak pipih (Departemen Pertanian, 1990).
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Syarat Tumbuh
Iklim Tanaman kedelai sebagian besar tumbuh di daerah yang beriklim tropis
dan subtropis. Bahkan daya tahan kedelai lebih baik daripada jagung. Iklim kering lebih disukai tanaman kedelai dibandingkan iklim lembab. Tanaman kedelai dapat tumbuh baik di daerah yang memiliki curah hujan sekitar 100-400 mm/bulan. Sedangkan untuk mendapatkan hasil optimal, tanaman kedelai membutuhkan curah hujan antara 100-200 mm/bulan. Suhu yang dikehendaki tanaman kedelai antara 21-34 derajat C, akan tetapi suhu optimum bagi pertumbuhan tanaman kedelai 23-27 derajat C. Pada proses perkecambahan benih kedelai memerlukan suhu yang cocok sekitar 30derajat C. Saat panen kedelai yang jatuh pada musim kemarau akan lebih baik dari pada musim hujan, karena berpengaruh terhadap waktu pemasakan biji dan pengeringan hasil (http://www.scribd.com, 2010).
Kedelai merupakan tanaman hari pendek, yakni tidak akan berbunga bila lama penyinaran (panjang hari) melampaui batas kritis. Setiap varietas mempunyai panjang hari kritik. Apabila lama penyinaran kurang dari batas kritik, maka kedelai akan berbunga. Dengan lama penyinaran 12 jam, hampir semua varietas kedelai dapat berbunga dan tergantung dari varietasnya, umumnya kedelai berbunga beragam mulai dari 20 hingga 60 hari setelah tanam. Apabila lama penyinaran melebihi periode kritik, tanaman tersebut akan meneruskan pertumbuhan vegetatifnya tanpa berbunga (Baharsjah, dkk, 1985).
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Tanah Aerasi tanah yang kurang biasanya disebabkan oleh drainase air yang
kurang baik sehingga tanah menempati pori-pori besar yang jika tidak demikian akan memungkinkan pertukaran gas ke udara. Pengaruh kejenuhan air kadangkadang diperberat oleh perombakan bahan organik seperti sisa-sisa tanaman. Dalam situasi-situasi selain daripada kejenuhan total, pertumbuhan akar kapas dan kedelai tampaknya sama sekali tidak peka terhadap kandungan O2 serendah kirakira 5 %. Walaupun demikian, periode-periode tanpa oksigen selama hanya 3 jam untuk kapas, dan 5 jam, untuk kedelai, mematikan ujung-ujung akar (Goldsworthy dan Fisher, 1992).
Aerasi tanah (kandungan O2 dan CO2 didalam tanah) sangat mempengaruhi sistem perakaran suatu tanaman. Oksigen merupakan unsur yang penting untuk proses-proses metabolisme. Kebutuhan oksigen untuk setiap jenis tanaman berbeda-beda. Pada kedelai kebutuhan O2 dan pengambilan nitrogen lebih besar pada fase vegetatif dibandingkan dengan fase generatif. Apabila tanaman ditanam pada tempat yang dijenuhi oleh air (tergenang) maka dalam jangka waktu yang relatif singkat akan menunjukkan penguningan daun, pertumbuhan terhambat, dan menyebabkan matinya tanaman. Hal ini disebabkan karena pada kondisi yang jenuh air, maka kandungan O2 sedikit dan CO2 meningkat. Sehingga akan menghambat pertumbuhan akar yang selanjutnya berpengaruh pada proses pengisapan air dan unsur hara (Islami dan Utomo, 1995).
Kedelai termasuk tanaman yang mampu beradaptasi terhadap berbagai agroklimat, menghendaki tanah yang cukup gembur, tekstur lempung berpasir dan liat. Tanaman kedelai dapat tumbuh dengan baik pada tanah yang mengandung
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
bahan organik dan pH antara 5,5-7 (optimal 6,7). Tanah hendaknya mengandung cukup air tapi tidak sampai tergenang (Departemen Pertanian, 1996).
Mutasi
Mutasi adalah perubahan susunan atau konstruksi dari gen maupun kromosom suatu individu tanaman, sehingga memperlihatkan penyimpangan (perubahan) dari individu asalnya dan bersifat baka (turun-temurun). Mutasi dapat terjadi secara alamiah, tetapi frekuensinya sangat rendah, yaitu 10-6 pada setiap generasi. Untuk mempercepat terjadinya mutasi dapat dilakukan secara buatan dengan memberikan perlakuan-perlakuan sehingga terjadi mutasi (induced mutation). Mutasi pada tanaman dapat menyebabkan perubahan-perubahan pada bagian-bagian tanaman baik bentuk maupun warnanya juga perubahan pada sifat-sifat lainnya (Herawati dan Setiamihardja, 2000).
Jenis-jenis mutasi ada 2, yaitu: mutasi alami, dan mutasi buatan (mutasi terinduksi). Mutasi alami terjadi secara alamiah dan spontan di dalam tubuh makhluk hidup tanpa ada bantuan manusia. Mutasi alami jarang terjadi. Sedangkan mutasi buatan (terinduksi) adalah mutasi yang terjadi karena adanya bantuan manusia. Mutasi terinduksi dapat dilakukan dengan 2 cara, yaitu energi dan kimia. Yang termasuk dalam kategori energi ialah: sinar x, sinar gamma, sinar beta, neutron cepat dan neutron lambat, partikel alfa, sinar devtron, dan sinar ultra ungu. Yang termasuk dalam kategori kimia diantaranya ialah: metansulfonat, etilinimin, diepoksibutan, mustard nitrogen, dan etilinoksida (Welsh, 1991).
Mutasi dalam pemuliaan tanaman prinsip dasar dari induksi mutasi (mutagen) yang harus diketahui oleh para pemulia tanaman adalah macam
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
kejadian yang terjadi antara saat energi masuk ke dalam sistem biologi tanaman hingga tahap yang mungkin memberikan efek yang nampak pada perubahan secara biologi. Proses dari transfer energi dalam memberikan pengaruh kerusakan dalam sistem biologi meliputi 4 tahap perubahan yaitu secara fisik, kimia, biokimia dan secara biologi. Mutasi adalah perubahan genetik baik gen tunggal, sejumlah gen ataupun susunan kromosom, dapat terjadi pada setiap bagian tanaman terutama bagian yang aktif melakukan pembelahan sel (Micke dan Donini, 1993).
Secara luas mutasi dihasilkan oleh segala macam tipe perubahan genetik yang mengakibatkan perubahan fenotipe yang diturunkan, termasuk keragaman kromosom maupun mutasi gen. Mutasi juga dapat disebut sebagai perubahan materi genetik pada tingkat genom, kromosom dan DNA atau gen sehingga menyebabkan terjadinya keragaman genetik. Mutasi induksi dapat dilakukan pada tanaman dengan perlakuan bahan mutagen tertentu terhadap organ reproduksi tanaman seperti biji, stek batang, serbuk sari, akar rizome, kalus dan sebagainya. Secara relatif, proses mutasi dapat menimbulkan perubahan pada sifat-sifat genetis tanaman baik kearah positif maupun negatif, dan kemungkinan mutasi yang terjadi dapat juga kembali normal (recovery). Mutasi yang terjadi ke arah sifat positif dan terwariskan ke generasi berikutnya merupakan mutasi yang dikehendaki oleh pemulia tanaman pada umumnya (Soeranto, 2003).
Mutasi dapat terjadi secara tiba-tiba dan acak, dan merupakan dasar sebagai sumber keragaman bagi tanaman dan bersifat terwariskan (heritance). Mutasi dapat terjadi secara spontan di alam (spontaneous mutation) dan dapat terjadi melalui induksi (induced mutation) (Koornneef, 1991).
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Mutasi induksi dapat memperluas variabilitas genetik tanaman. Teknik mutasi induksi pada tanaman yang diperbanyak secara vegetatif lebih efektif karena dapat mengubah satu atau beberapa karakter tanpa mengubah karakteristik kultivar asalnya (Nagatomi, 1996).
Mutasi dapat terjadi pada setiap bagian tanaman dan fase pertumbuhan tanaman, namun lebih banyak terjadi pada bagian yang sedang aktif mengadakan pembelahan sel seperti tunas, biji dan sebagainya. Secara molekuler, dapat dikatakan bahwa mutasi terjadi karena adanya perubahan urutan (sequence) nukleotida DNA kromosom, yang mengakibatkan terjadinya perubahan pada protein yang dihasilkan (Oeliem, dkk, 2008).
Faktor yang mempengaruhi terbentuknya mutan antara lain adalah besarnya dosis iradiasi. Dosis iradiasi diukur dengan satuan Krad (Gy), 1 Gy sama dengan 0,10 krad yakni 1 J energy per kilogram iradiasi yang dihasilkan. Dosis iradiasi dibagi 3, yaitu: tinggi (>10 k Gy), sedang (1-10k Gy), dan rendah (
PROGRAM STUDI AGROEKOTEKNOLOGI FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2012
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
KARAKTER MORFOLOGIS, PRODUKSI, DAN KANDUNGAN LEMAK KEDELAI (Glycine max L. Merrill) HASIL RADIASI SINAR GAMMA PADA GENERASI M6 SKRIPSI OLEH : SEPRIANTO SITOMPUL 070307029 / PEMULIAAN TANAMAN
Skripsi Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana di Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara
PROGRAM STUDI AGROEKOTEKNOLOGI FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2012
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Judul Skripsi
Nama NIM Departemen Program Studi
: Karakter Morfologis, Produksi, dan Kandungan Lemak Kedelai (Glycine max L. Merrill) Hasil Radiasi Sinar Gamma Pada Generasi M6
: Seprianto Sitompul
: 070307029
: Budidaya Pertanian
: Pemuliaan Tanaman
Disetujui oleh, Komisi Pembimbing :
(Ir. Eva Sartini Bayu, MP) Ketua
(Ir. Emmy Harso Kardhinata, Msc ) Anggota
Tanggal lulus :
Ir. T. Sabrina, M. Agr. Sc. Ph.D. Ketua Departemen Agroekoteknologi
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
ABSTRAK
SEPRIANTO SITOMPUL : Karakter Morfologis, Produksi, dan Kandungan Lemak Kedelai (Glycine max L.Merrill) Hasil Radiasi Sinar Gamma pada Generasi M6, dibimbing oleh Ibu Ir. Eva Sartini Bayu, MP dan Bapak Ir. Emmy Harso Kardhinata, MSc.
Perakitan varietas kedelai (Glycine max L. Merrill) yang berproduksi tinggi sehingga dapat ditanam di Indonesia. Untuk itu suatu penelitian telah dilakukan di Tanjung Slamat, Kabupaten Deli Serdang, Sumatera Utara (+ 25 m dpl.) pada bulan November 2011 – Januari 2012 menggunakan rancangan acak kelompok non faktorial, yaitu populasi M5 tanpa radiasi (var. argomulyo), populasi M5 dengan dosis radiasi 100 gray (no galur M100-29A-42-15), populasi M5 dengan dosis radiasi 150 gray (no galur M150-69-47-4), dan populasi M5 dengan dosis radiasi 200 gray (no galur M200-52A-66-8) kemudian dilanjutkan dengan Uji Jarak Berganda Duncan (DMRT). Parameter yang diamati adalah persentase perkecambahan, tinggi tanaman, jumlah cabang pada batang utama, jumlah buku per tanaman, umur berbunga, umur panen, jumlah polong berisi per tanaman, jumlah polong hampa per tanaman, jumlah biji per tanaman, produksi biji per plot, bobot biji per tanaman, bobot 100 biji, kandungan lemak, dan kandungan minyak.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa populasi M6 hasil radiasi yang diuji Dari hasil analisis diperoleh bahwa jumlah polong berisi per tanaman pada populasi 0 krad (62,35 polong) dan 100 krad (66,03 polong) berbeda nyata dengan populasi 150 krad (97,97 polong), Dari hasil analisis diperoleh bahwa bobot 100 biji per tanaman mengalami peningkatan dari generasi M5 (16,00 g) ke generasi M6 (16,78 g), no galur M150-69-47-4 memiliki kandungan lemak dan minyak yang tertinggi yaitu 11,32% (kandungan lemak) dan 23,54% (kandungan minyak). Nilai kemajuan genetik yang sangat tinggi terdapat pada parameter produksi per plot yaitu (219,404),nilai heritabilitas tinggi terdapat pada paremeter persentase perkecambahan (0,920), tinggi tanaman (0,890), jumlah cabang pada batang utama (0,756), jumlah polong berisi per tanaman (0,696), umur berbunga (0,848), bobot 100 biji (0,538), produksi per plot (0,806),jumlah polong berisi per tanaman (0,405) sedangkan nilai heritabilitas rendah pada parameter bobot biji per tanaman (0,077).
Kata kunci: kedelai, radiasi, heritabilitas, kemajuan genetik
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
ABSTRACT
SEPRIANTO SITOMPUL : Character of morphology, production, and Fat Content of Soybean (Glycine Max L. Merrill) Result of Irradiation Gammaray of Generation M6, guided by Mrs. Ir. Eva Sartini Bayu, MP and Mr. Ir. Emmy Harso Kardhinata Msc.
Assembling of Variety soy (Glycine Max L. Merrill) high production so that can be planted in Indonesia. For that an research have been done in Tanjung Slamat, Medan, North Sumatra (+ 25 m above sea level) in November 2011January 2012 using non factorial randomized block design, that is population M5 without irradiation (Var. Agromulyo), population M5 with the dose irradiation 100 gray (Gy) (number of strains M100-29A-42-15), population M4 with the dose irradiation 150 gray (Gy) (number of strains M150-69-47-4 ), and population M4 with the dose irradiation 200 gray (Gy) (number of strains M200-52A-66-8 ) then continued with the Duncan Multiple Range Test (DMRT). Parameters perceived were germination percentage, plant height, number of branch of especial bar, number of nodes of crop, flowering initiation, harvesting time, number of filled pods of crop, number of vacuous pods of crop, number of seeds of crop,seeds production of plot, seeds wight of crop, wight 100 seeds, fat content, and oil content.
The results showed that the population tested M6 radiation results from the analysis of the results obtained shows that the number of pods per plant in a population of 0 krad (pod 62.35) and 100 krad (pod 66.03) was significantly different with a population of 150 krad (97.97 pods ), from the results obtained that the weight of 100 seeds per plant increased from generation M5 (16.00 g) to the generation of M6 (16.78 g), no strain M150-69-47-4 has a fat content and the highest oil 11.32% (fat content) and 23.54% (oil content). Value of high genetic progress contained in the parameters of the production per plot (219.404), a high heritability value parameter contained in the germination percentage (.920), plant height (0.890), number of branches on main stem (0.756), number of pods per plant contains (0.696), age flowering (0.848), weight of 100 seeds (0.538), production per plot (0.806), number of pods per plant contains (.405) while the value of low heritability in seed weight per plant parameter (0.077).
Keyword: soy, irradiation, heritability, progress genetic
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
RIWAYAT HIDUP
Seprianto Sitompul, dilahirkan di Padang Sidimpuan pada tanggal 23 September 1989 dari ayahanda Alm. B. Sitompul dan ibunda S. Purba S.pd. Penulis merupakan anak kelima dari 5 bersaudara.
Tahun 2001 penulis lulus dari SD Negeri 133321 Padang Sidimpuan, tahun 2004 lulus dari SLTP Negeri 4 Padang Sidimpuan,dan tahun 2007 lulus dari SMA Negeri 4 Padang Sidimpuan.
Terdaftar sebagai mahasiswa Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara, Medan pada tahun 2007 melalui jalur SPMB, pada Departemen Budidaya Pertanian Program Studi Pemuliaan Tanaman.
Selama mengikuti perkuliahan, penulis aktif dalam organisasi intra kampus HIMADITA (2007-2012).
Penulis melaksanakan Praktek Kerja Kerja Lapangan (PKL) di PT Perkebunan Nusantara III (Persero) Kebun Gunung Pamela Kabupaten Serdang Bedagai Sumatera Utara dari tanggal 20 Juni sampai 23 Juli 2011.
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, atas segala rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “Karakter Morfologis, Produksi, dan Kandungan Kedelai (Glycine max L. Merril) Hasil Radiasi Sinar Gamma Pada Generasi M6”.
Pada kesempatan ini penulis menghaturkan terima kasih sebesar-besarnya kepada Ayahanda Alm. B. Sitompul dan Ibunda Saida Purba S.pd yang telah membesarkan dan mendidik penulis selama ini. Penulis menyampaikan ucapkan terimakasih kepada Ibu Ir. Eva Sartini Bayu, MP selaku ketua komisi pembimbing dan Bapak Ir. Emmy Harso Kardhinata Msc selaku anggota komisi pembimbing yang telah membimbing dan memberikan berbagai masukan berharga kepada penulis dari mulai penetapan judul, melakukan penelitian, sampai pada ujian akhir.
Terima kasih kepada abang dan kakak saya, yang telah memberikan motivasi yang besar serta semangat kepada saya dari masa perkuliahan hingga saat ini. Terima kasih kepada teman - teman BDP 2007 yang telah banyak membantu penulis dalam melaksanakan penelitian dan memberikan masukan serta dukungannya.
Penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun demi kesempurnaan skripsi ini. Semoga skripsi ini bermanfaat bagi seluruh pihak yang memerlukan.
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
DAFTAR ISI
Medan, Maret 2012 Penulis
Hal.
ABSTRAK ............................................................................................................ i ABSTRACT........................................................................................................... ii RIWAYAT HIDUP............................................................................................. iii KATA PENGANTAR ........................................................................................ iv DAFTAR ISI........................................................................................................ v DAFTAR TABEL.............................................................................................. vii DAFTAR LAMPIRAN....................................................................................... ix
PENDAHULUAN .............................................................................................. 1 Latar Belakang .................................................................................................... 1 Tujuan Jangka Panjang ........................................................................................ 4 Tujuan Penelitian ................................................................................................. 4 Hipotesis Penelitian.............................................................................................. 4 Kegunaan Penelitian............................................................................................. 5
TINJAUAN PUSTAKA ...................................................................................... 6 Botani Tanaman ................................................................................................... 6 Syarat Tumbuh ..................................................................................................... 9
Iklim................................................................................................................... 9 Tanah ............................................................................................................... 10 Mutasi................................................................................................................. 11 Keragaman Genotip dan Fenotip ....................................................................... 16 Varietas .............................................................................................................. 18 Heritabilitas ........................................................................................................ 19 Uji Progenitas.....................................................................................................23 Ideotipe............................................................................................................... 24 Kemajuan Genetik.............................................................................................. 25 Seleksi Massa ..................................................................................................... 27 Kandungan Lemak dan Minyak Kedelai............................................................ 29
BAHAN DAN METODE .................................................................................. 31 Tempat dan Waktu ............................................................................................. 31 Bahan dan Alat................................................................................................... 31 Metode Penelitian............................................................................................... 32
PELAKSANAAN PENELITIAN...................................................................... 35 Persiapan Lahan ................................................................................................. 35 Penanaman ......................................................................................................... 35 Pemupukan......................................................................................................... 35
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Pemeliharaan Tanaman ...................................................................................... 36 Penyiraman ...................................................................................................... 36 Penjarangan...................................................................................................... 36 Penyulaman...................................................................................................... 36 Penyiangan....................................................................................................... 36 Pembumbunan ................................................................................................. 36 Pengendalian Hama dan Penyakit ................................................................... 37
Panen .................................................................................................................. 37 Menghitung Kandungan Lemak dan Minyak .................................................... 37 Pengamatan Parameter ....................................................................................... 37
Persentase Perkecambahan (%) ....................................................................... 37 Tinggi Tanaman (cm) ...................................................................................... 38 Jumlah Cabang pada Batang Utama (cabang) ................................................. 38 Jumlah Buku per Tanaman (buku) .................................................................. 38 Umur Berbunga (hari)...................................................................................... 38 Umur Panen (hari) ........................................................................................... 38 Jumlah Polong Berisi per Tanaman (polong) .................................................. 39 Jumlah Polong Hampa per Tanaman (polong) ................................................ 39 Jumlah Biji per Tanaman (biji)........................................................................ 39 Produksi Biji per Plot (g)..................................................................................39 Bobot Biji per Tanaman (gram)....................................................................... 39 Bobot 100 Biji (gram)...................................................................................... 39 Kandungan Lemak dan Minyak....................................................................... 40
HASIL DAN PEMBAHASAN.......................................................................... 42 Hasil ................................................................................................................... 42
Persentase Perkecambahan (%) ....................................................................... 42 Tinggi Tanaman (cm) ...................................................................................... 42 Jumlah Cabang pada Batang Utama (cabang) ................................................. 43 Jumlah Buku per Tanaman (buku) .................................................................. 44 Umur Berbunga (hari)...................................................................................... 45 Umur Panen (hari) ........................................................................................... 46 Jumlah Polong Berisi per Tanaman (polong) .................................................. 47 Jumlah Polong Hampa per Tanaman (polong) ................................................ 48 Jumlah Biji per Tanaman (biji)........................................................................ 49 Produksi biji per Plot........................................................................................49 Bobot Biji per Tanaman (gram)....................................................................... 50 Bobot 100 Biji (gram)...................................................................................... 51 Uji Progenitas...................................................................................................53 Kandungan Lemak dan Minyak....................................................................... 54 Keragaman Genotip dan Fenotip ..................................................................... 54 Heritabilitas...................................................................................................... 55 Pembahasan........................................................................................................ 58
KESIMPULAN DAN SARAN.......................................................................... 67 Kesimpulan ........................................................................................................ 67 Saran................................................................................................................... 68
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................ 69 LAMPIRAN
DAFTAR TABEL
Hal. 1. Persentase perkecambahan dari generasi M6 ................................................. 42 2. Tinggi tanaman pada Minggu I s/d IV dari generasi M6 ............................... 43 3. Perbandingan tinggi tanaman generasi M5 dengan M6...........................................43 4. Jumlah cabang pada batang utama dari generasi M6 ..................................... 44 5. Perbandingan jumlah cabang pada batang utama populasi M5 dengan M6..44 6. Jumlah buku per tanaman dari generasi M6................................................... 45 7. Perbandingan jumlah buku per tanaman M5 dengan generasi M6 ................. 45 8. Umur berbunga dari generasi M6................................................................... 45 9. Perbandingan umur berbunga generasi M5 dengan M6 ................................. 46 10. Umur panen dari generasi M6 ........................................................................ 46 11. Perbandingan umur panen generasi M5 dengan M6....................................... 47 12. Jumlah polong berisi per tanaman dari generasi M6...................................... 47 13. Perbandingan jumlah polong berisi per tanaman generasi M5 dengan M6 .... 48 14. Jumlah polong hampa per tanaman dari generasi M6 .................................... 48 15. Jumlah biji per tanaman dari generasi M6 ..................................................... 49 16. Produksi Biji per Plot dari generasi M6.......................................................50 17. Bobot biji per tanaman dari generasi M6 ....................................................... 50 18. Perbandingan bobot biji per tanaman generasi M6 ........................................ 51 19. Bobot 100 biji dari generasi M6..................................................................... 51
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
20. Perbandingan bobot 100 biji generasi M6...................................................... 52 21. Uji progenitas.............................................................................................53 22. Kandungan lemak dari generasi M6............................................................... 54 23. Kandungan minyak dari generasi M6 ............................................................ 54 24. Variabilitas Genotip (σ2g), Variabilitas Fenotip (σ2p), Koefisien
Variabilitas Genotip (KVG), Koefisien Variabilitas Fenotip (KVP), Harapan Kemajuan Genetik (HKG)...............................................................55 25. Nilai duga heritabilitas (h2) masing-masing karakter .................................... 56 26. Nilai duga heritabilitas (h2) untuk masing-masing dosis radiasi.................... 56
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
DAFTAR LAMPIRAN
Hal. 1. Deskripsi Tanaman Kedelai Varietas Argomulyo..........................................75 2. Karakteristik Pertumbuhan Tanaman Kedelai Fase Vegetatif dan Fase
Generatif ........................................................................................................76 3. Bagan Alir Penelitian .....................................................................................77 4. Bagan Lahan Penelitian .................................................................................78 5. Jadwal Kegiatan Penelitian ............................................................................80 6. Data Pengamatan Persentase Perkecambahan (%) ........................................82 7. Daftar Sidik Ragam Persentase Perkecambahan ...........................................82 8. Data Pengamatan Tinggi Tanaman pada Minggu I (cm)...............................82 9. Daftar Sidik Ragam Tinggi Tanaman pada Minggu I....................................82 10. Data Pengamatan Tinggi Tanaman pada Minggu II (cm)..............................83 11. Daftar Sidik Ragam Tinggi Tanaman pada Minggu II ..................................83 12. Data Pengamatan Tinggi Tanaman pada Minggu III (cm) ............................83 13. Daftar Sidik Ragam Tinggi Tanaman pada Minggu III.................................83 14. Data Pengamatan Tinggi Tanaman pada Minggu IV (cm) ............................84 15. Daftar Sidik Ragam Tinggi Tanaman pada Minggu IV.................................84 16. Data Pengamatan Jumlah Cabang pada Batang Utama (cabang) ..................84 17. Daftar Sidik Ragam Jumlah Cabang pada Batang Utama ............................84 18. Data Pengamatan Jumlah Buku per Tanaman (buku)....................................85 19. Daftar Sidik Ragam Jumlah Buku per Tanaman ...........................................85
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
20. Data Pengamatan Umur Berbunga (hari).......................................................85 21. Daftar Sidik Ragam Umur Berbunga.............................................................85 22. Data Pengamatan Umur Panen (hari).............................................................86 23. Daftar Sidik Ragam Umur Panen...................................................................86 24. Data Pengamatan Jumlah Polong Berisi per Tanaman (polong) ...................86 25. Daftar Sidik Ragam Jumlah Polong Berisi per Tanaman ..............................86 26. Data Pengamatan Jumlah Polong Hampa per Tanaman (polong) .................87 27. Daftar Sidik Ragam Jumlah Polong Hampa per Tanaman ............................87 28. Data Pengamatan Jumlah Biji per Tanaman (biji) .........................................87 29. Daftar Sidik Ragam Jumlah Biji per Tanaman ..............................................87 30. Data Pengamatan Produksi Biji per Plot (g)................................................88 31. Daftar Sidik Ragam Produksi Biji Per Plot.................................................88 32. Data Pengamatan Bobot Biji per Tanaman (gram)........................................88 33. Daftar Sidik Ragam Bobot Biji per Tanaman................................................88 34. Data Pengamatan Bobot 100 Biji (gram).......................................................89 35. Daftar Sidik Ragam Bobot 100 Biji...............................................................89 36. Daftar Sidik Ragam Uji Progenitas Tinggi Tanaman (cm)...........................89 37. Daftar Sidik Ragam Uji Progenitas Jumlah Cabang pada Batang
Utama (cm)................................................................................................89 38. Daftar Sidik Ragam Uji Progenitas Jumlah Buku Per Tanaman (buku).......90 39. Daftar Sidik Ragam Uji Progenitas Jumlah Polong Berisi per
Tanaman (polong)......................................................................................90 40. Daftar Sidik Ragam Uji Progenitas Bobot biji per Tanaman (g)...................90 41. Daftar Sidik Ragam Uji Progenitas Bobot 100 Biji per Tanaman................90 42. Daftar Sidik Ragam Uji Progenitas Umur Berbunga (hari)..........................91
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
43. Daftar Sidik Ragam Uji Progenitas Umur Panen 9hari)...............................91 44. Data Pengamatan Hubungan antara Karakter Morfologi Tanaman dengan
Bobot Biji per Tanaman .................................................................................91 45. Data Pengamatan Hubungan antara Karakter Produksi Tanaman dengan
Bobot Biji per Tanaman .................................................................................91 46. Data Pengamatan Kandungan Lemak dan Minyak........................................92 47. Variabilitas Genotip (σ2g), Variabilitas Fenotip (σ2p), Koefisien
Variabilitas Genotip (KVG), Koefisien Variabilitas Fenotip (KVP), Harapan Kemajuan Genetik (HKG)...............................................................93 48. Nilai Duga Heritabilitas (h2) masing-masing Karakter.................................. 93 49. Nilai Duga Heritabilitas untuk masing-masing Dosis Radiasi.......................94 50. Foto Lahan Penelitian ....................................................................................95 51. Foto Hasil Biji Kedelai masing-masing Perlakuan ........................................96 52. Foto Alat-alat Analisa Kandungan Lemak dan Minyak ................................99 53. Foto Tanaman Kedelai...............................................................................100
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
ABSTRAK
SEPRIANTO SITOMPUL : Karakter Morfologis, Produksi, dan Kandungan Lemak Kedelai (Glycine max L.Merrill) Hasil Radiasi Sinar Gamma pada Generasi M6, dibimbing oleh Ibu Ir. Eva Sartini Bayu, MP dan Bapak Ir. Emmy Harso Kardhinata, MSc.
Perakitan varietas kedelai (Glycine max L. Merrill) yang berproduksi tinggi sehingga dapat ditanam di Indonesia. Untuk itu suatu penelitian telah dilakukan di Tanjung Slamat, Kabupaten Deli Serdang, Sumatera Utara (+ 25 m dpl.) pada bulan November 2011 – Januari 2012 menggunakan rancangan acak kelompok non faktorial, yaitu populasi M5 tanpa radiasi (var. argomulyo), populasi M5 dengan dosis radiasi 100 gray (no galur M100-29A-42-15), populasi M5 dengan dosis radiasi 150 gray (no galur M150-69-47-4), dan populasi M5 dengan dosis radiasi 200 gray (no galur M200-52A-66-8) kemudian dilanjutkan dengan Uji Jarak Berganda Duncan (DMRT). Parameter yang diamati adalah persentase perkecambahan, tinggi tanaman, jumlah cabang pada batang utama, jumlah buku per tanaman, umur berbunga, umur panen, jumlah polong berisi per tanaman, jumlah polong hampa per tanaman, jumlah biji per tanaman, produksi biji per plot, bobot biji per tanaman, bobot 100 biji, kandungan lemak, dan kandungan minyak.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa populasi M6 hasil radiasi yang diuji Dari hasil analisis diperoleh bahwa jumlah polong berisi per tanaman pada populasi 0 krad (62,35 polong) dan 100 krad (66,03 polong) berbeda nyata dengan populasi 150 krad (97,97 polong), Dari hasil analisis diperoleh bahwa bobot 100 biji per tanaman mengalami peningkatan dari generasi M5 (16,00 g) ke generasi M6 (16,78 g), no galur M150-69-47-4 memiliki kandungan lemak dan minyak yang tertinggi yaitu 11,32% (kandungan lemak) dan 23,54% (kandungan minyak). Nilai kemajuan genetik yang sangat tinggi terdapat pada parameter produksi per plot yaitu (219,404),nilai heritabilitas tinggi terdapat pada paremeter persentase perkecambahan (0,920), tinggi tanaman (0,890), jumlah cabang pada batang utama (0,756), jumlah polong berisi per tanaman (0,696), umur berbunga (0,848), bobot 100 biji (0,538), produksi per plot (0,806),jumlah polong berisi per tanaman (0,405) sedangkan nilai heritabilitas rendah pada parameter bobot biji per tanaman (0,077).
Kata kunci: kedelai, radiasi, heritabilitas, kemajuan genetik
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
ABSTRACT
SEPRIANTO SITOMPUL : Character of morphology, production, and Fat Content of Soybean (Glycine Max L. Merrill) Result of Irradiation Gammaray of Generation M6, guided by Mrs. Ir. Eva Sartini Bayu, MP and Mr. Ir. Emmy Harso Kardhinata Msc.
Assembling of Variety soy (Glycine Max L. Merrill) high production so that can be planted in Indonesia. For that an research have been done in Tanjung Slamat, Medan, North Sumatra (+ 25 m above sea level) in November 2011January 2012 using non factorial randomized block design, that is population M5 without irradiation (Var. Agromulyo), population M5 with the dose irradiation 100 gray (Gy) (number of strains M100-29A-42-15), population M4 with the dose irradiation 150 gray (Gy) (number of strains M150-69-47-4 ), and population M4 with the dose irradiation 200 gray (Gy) (number of strains M200-52A-66-8 ) then continued with the Duncan Multiple Range Test (DMRT). Parameters perceived were germination percentage, plant height, number of branch of especial bar, number of nodes of crop, flowering initiation, harvesting time, number of filled pods of crop, number of vacuous pods of crop, number of seeds of crop,seeds production of plot, seeds wight of crop, wight 100 seeds, fat content, and oil content.
The results showed that the population tested M6 radiation results from the analysis of the results obtained shows that the number of pods per plant in a population of 0 krad (pod 62.35) and 100 krad (pod 66.03) was significantly different with a population of 150 krad (97.97 pods ), from the results obtained that the weight of 100 seeds per plant increased from generation M5 (16.00 g) to the generation of M6 (16.78 g), no strain M150-69-47-4 has a fat content and the highest oil 11.32% (fat content) and 23.54% (oil content). Value of high genetic progress contained in the parameters of the production per plot (219.404), a high heritability value parameter contained in the germination percentage (.920), plant height (0.890), number of branches on main stem (0.756), number of pods per plant contains (0.696), age flowering (0.848), weight of 100 seeds (0.538), production per plot (0.806), number of pods per plant contains (.405) while the value of low heritability in seed weight per plant parameter (0.077).
Keyword: soy, irradiation, heritability, progress genetic
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Kedelai merupakan salah satu sumber protein nabati dengan kandungan 39%, dan 2% dari seluruh rakyat Indonesia memperoleh sumber kalori dari kedelai. Kedelai juga telah menjadi bagian makanan sehari – hari bangsa Indonesia selama lebih dari 200 tahun dengan berbagai teknik pengolahan yang semakin meningkat dan diakui bernilai gizi tinggi oleh dunia internasional. Kedelai dapat sebagai sumber makanan ternak dan bahan baku suatu industri yang dapat diolah menjadi minyak makan, dan susu kedelai (Lamina, 1989).
Kebutuhan kedelai di Indonesia setiap tahun selalu meningkat seiring dengan pertambahan penduduk dan perbaikan pendapatan perkapita. Oleh karena itu, diperlukan suplai kedelai tambahan yang harus diimpor karena produksi dalam negeri belum dapat mencukupi kebutuhan tersebut. Lahan budidaya kedelai pun diperluas dan produktivitasnya ditingkatkan. Untuk pencapaian usaha tersebut, diperlukan pengenalan mengenai tanaman kedelai yang lebih mendalam (Andrianto, 2004).
Produksi kedelai Sumatera Utara tahun 2010 (Angka sementara) sebesar 9.439 ton, turun sebesar 4.767 ton atau 33,55 % dibandingkan produksi pada tahun 2009 sebesar 14.206 ton. Penurunan produksi kedelai disebabkan penurunan luas panen dari 11.494 hektar menjadi 7.803 hektar atau sebesar 32,11 %. Untuk produksi mengalami kenaikan sebesar 3,94 % (http://sumut.bps.go.id, 2011).
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Selain itu, di lapangan juga sering didapati polong yang tidak sempurna. Banyaknya polong dan biji/polong terbentuk ditentukan oleh faktor pembungaan dan lingkungan yang mendukung pada saat pengisian polong. Gangguan selama masa pembungaan akan mengurangi pembentukan polong (Soemaatmadja, 1993).
Salah satu upaya yang dilakukan agar produksi kedelai tetap tinggi adalah melakukan rekayasa pada tanaman kedelai hingga menghasilkan varietas kedelai unggul. Di Indonesia misalnya, upaya pemulian tanaman dilakukan Badan Tenaga Atom Nasional (BATAN) hingga melahirkan varietas baru yang dapat dikembangkan menjadi tanaman unggul (http://warintek.ristek go.id,2010).
Penggunaan benih bermutu merupakan kunci sukses pertama dalam usaha tani kedelai. Syarat benih bermutu adalah murni dan diketahui nama varietasnya, memiliki daya tumbuh yang tinggi (>85%) dan vigor baik (Balai Penelitian Kacangkacangan dan Umbi-umbian Malang, 2007).
Mutasi adalah perubahan yang terjadi pada bahan genetik (DNA maupun RNA), baik pada taraf urutan gen (disebut mutasi titik) maupun pada taraf kromosom. Mutasi terjadi pada frekwensi yang rendah di alam, biasanya lebih rendah dari 1: 10.000 individu. (Rici,2009).
Teknik mutasi dalam bidang pemuliaan tanaman dapat meningkatkan keragaman genetik tanaman sehingga memungkinkan pemulia melakukan seleksi karakter tanaman sesuai dengan tujuan perlakuan bahan mutagen tertentu terhadap organ reproduksi tanaman. Apabila proses mutasi alami terjadi secara sangat lambat maka percepatan frekuensi dan spektrum mutasi tanaman dapat diinduksi denganperlakuan bahan mutagen tertentu. Pada umumnya bahan mutagen bersifat
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
radioakktif dan memiliki energi tinggi yang berasal dari hasil reaksi nuklir (http://www.infonuklir.com,2008).
Tujuan mutasi adalah untuk memperbesar variasi suatu tanaman yang di mutasi. Hal ini ditunjukkan misalnya oleh variasi kandungan gizi atau morfologi dan penampilan tanaman. Semakin besar variasi, seorang pemulia atau orang yang bekerja merakit kultifar unggul, semakin besar peluang untuk memilih tanaman yang di kehendaki. Melalui tehnik peyinaran (radiasi) dapat menghasilkan mutan atau tanaman yang mengalami mutasi dengan sifat-sifat yang diharapkan setelah melakukan serangkaian pengujian, seleksi dan sertifikasi benih pada tanaman (Mugiono, 2001).
Dari hasil pengamatan tinggi tanaman populasi M1 (30,47 cm – 37,88 cm) dan populasi M2 (34,69 cm – 36,79 cm), berbeda nyata dengan hasil pengamatan populasi M3 (42,83 cm – 46,50 cm) dan populasi M4 (45,57 cm – 49,11cm). Dari hasil pengamatan jumlah polong berisi populasi M1 (27,65 polong – 38,05 polong) dan populasi M3 (31,40 polong – 35,37 polong), berbeda dengan hasil pengamatan populasi M2 (51,75 polong – 57,75 polong) dan populasi M4 (53,80 polong – 60,73 polong). Dari hasil pengamatan umur berbunga populasi M2 (32,33 hari – 33,33 hari) tidak berbeda dengan hasil pengamatan populasi M4 (31 hari ) tetapi berbeda dengan hasil pengamatan M3 35 hari – 42 hari ). Dari hasil pengamatan umur panen populasi M2 (113,5 hari – 116 hari) sangat berbeda dengan hasil pengamatan populasi M3 (92 hari – 96 hari) dan populasi M4 (88 hari) . Dari hasil pengamatan berat 100 biji populasi M2 (12,47 g – 13,15 g) tidak berbeda dengan hasil pengamatan populasi M3 (13,38 g – 14,69 g) tetapi sangat berbeda dengan hasil pengamatan populasi M4 (15, 70 g – 16,72 g) (Eka, 2010).
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Adanya perbedaan respon genotip tanaman terhadap lingkungan yang mengakibatkan timbulnya perbedaan fenotipik pada setiap tanaman, dan dari penampilan fenotipik suatu tanaman dapat dihitung nilai yang dapat menentukan apakah perbedaan penampilan suatu karakter disebabkan oleh faktor genetik atau lingkungan, sehingga akan diketahui sejauh mana sifat tersebut akan diturunkan pada generasi selanjutnya.
Berasarkan latar belakang diatas penulis tertarik untuk melakukan penelitian guna mengetahui kelanjutan karakter pertumbuhan vegetatif dan generatif dari tanaman kedelai yang diradiasi. Tujuan Jangka Panjang
Untuk mendapatkan varietas kedelai yang berproduksi tinggi. Tujuan Penelitian
Untuk mengetahui karakter morfologis, produksi dan kandungan lemak mutan kedelai pada generasi M6 hasil radiasi sinar gamma. Hipotesis Penelitian
Adanya perubahan karakter morfologis, produksi dan kandungan lemak mutan kedelai pada generasi M6 hasil radiasi sinar gamma dibandingkan kedelai normal ( tanpa radiasi ).
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Kegunaan Penelitian Penelitian ini berguna untuk mendapatkan data penyusunan skripsi sebagai
salah satu syarat untuk mendapatkan gelar sarjana pertanian di Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara, Medan, dan diharapkan dapat pula berguna bagi pihak yang memerlukan.
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
TINJAUAN PUSTAKA
Botani Tanaman
Menurut Sharma (1993), tanaman kedelai diklasifikasikan sebagai berikut: Kingdom : Plantae Divisio : Spermatophyta Subdivisio : Angiospermae Class : Dicotyledoneae Ordo : Polypetales Family : Leguminosae Genus : Glycine Species : Glycine max (L.) Merrill
Tanaman kedelai mempunyai akar tunggang yang membentuk akar-akar cabang yang tumbuh menyamping (horizontal) tidak jauh dari permukaan tanah. Jika kelembapan tanah turun, akar akan berkembang lebih ke dalam agar dapat menyerap unsur hara dan air. Pertumbuhan ke samping dapat mencapai jarak 40 cm, dengan kedalaman hingga 120 cm. Selain berfungsi sebagai tempat bertumpunya tanaman dan alat pengangkut air maupun unsur hara, akar tanaman kedelai juga merupakan tempat terbentuknya bintil-bintil akar. Bintil akar tersebut berupa koloni dari bakteri pengikat nitrogen Bradyrhizobium japonicum yang bersimbiosis secara mutualis dengan kedelai. Pada tanah yang telah mengandung bakteri ini, bintil akar mulai terbentuk sekitar 15-20 hari setelah tanam. Bakteri bintil akar dapat mengikat nitrogen langsung dari udara dalam bentuk gas N2 yang
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
kemudian dapat digunakan oleh kedelai setelah dioksidasi menjadi nitrat (NO3) (http://id.wikipedia.org, 2010).
Kedelai berbatang dengan tinggi 30-100 cm. Batang dapat membentuk 3-6 cabang, tetapi bila jarak antar tanaman rapat, cabang menjadi berkurang, atau tidak bercabang sama sekali. Tipe pertumbuhan batang dapat dibedakan menjadi terbatas (determinate), tidak terbatas (indeterminate), dan setengah terbatas (semiindeterminate). Tipe terbatas memiliki ciri khas berbunga serentak dan mengakhiri pertumbuhan meninggi. Tanaman pendek sampai sedang, ujung batang hampir sama besar dengan batang bagian tengah, daun teratas sama besar dengan daun batang tengah. Tipe tidak terbatas memiliki ciri berbunga secara bertahap dari bawah ke atas dan tumbuhan terus tumbuh. Tanaman berpostur sedang sampai tinggi, ujung batang lebih kecil dari bagian tengah. Tipe setengah terbatas memiliki karakteristik antara kedua tipe lainnya (http://id.wikipedia.org, 2010).
Daun primer sederhana berbentuk telur (oval) berupa daun tunggal (unifoliolat) dan bertangkai sepanjang 1-2 cm, terletak berseberangan pada buku pertama di atas kotiledon. Daun-daun berikutnya yang terbetuk pada batang utama dan pada cabang ialah daun bertiga (trifoliolat), namun adakalanya terbentuk daun berempat atau daun berlima. Bentuk anak daun beragam, dari bentuk telur hingga lancip (Hidayat, 1985).
Bunga kedelai tergolong bunga sempurna, yaitu setiap bunga memiliki alat jantan dan alat betina. Penyerbukan terjadi pada saat bunga masih tertutup (kleistogamus) sehingga kemungkinan penyerbukan silang amat kecil. Bunga kedelai dapat berwarna ungu atau putih (Hidayat, 1985). Pembungaannya
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
8
berbentuk tandan aksilar atau terminal, berisi 3-30 kuntum bunga, bunganya kecil, berbentuk kupu-kupu, lembayung atau putih, daun kelopaknya berbentuk tabung, dengan dua cuping atas dan tiga cuping bawah yang berlainan, tidak rontok, benang sarinya sepuluh helai, dua tukal, tangkai putiknya melengkung, berisi kepala putik yang berbentuk bonggol (Maesen dan Sadikin, 1993).
Kultivar kedelai memiliki bunga bergerombol terdiri atas 3-15 bunga yang tersusun pada ketiak daun. Karakteristik bunganya seperti famili Legum lainnya, yaitu corolla (mahkota bunga) terdiri atas 5 petal yang menutupi sebuah pistil dan 10 stamen (benang sari). 9 stamen berkembang membentuk seludang yang mengelilingi putik, sedangkan stamen yang kesepuluh terpisah bebas (Poehlman and Sleper, 1995).
Buah kedelai berbentuk polong, jumlah biji sekitar 1-4 tiap polong. Polong berbulu berwarna kuning kecoklat-coklatan atau abu-abu. Dalam proses pematangan warna polong berubah menjadi lebih tua, warna hijau menjadi kehitaman, keputihan atau kecoklatan (Departemen Pertanian, 1990).
Biji kedelai berkeping dua terbungkus kulit biji dan tidak mengandung jaringan endosperma. Embrio terletak diantara keping biji. Warna kulit biji kuning, hitam, hijau, atau coklat. Pusar biji (hilum) adalah jaringan bekas biji melekat pada dinding buah, bentuk biji kedelai pada umumnya bulat lonjong, tetapi ada juga yang bundar atau bulat agak pipih (Departemen Pertanian, 1990).
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Syarat Tumbuh
Iklim Tanaman kedelai sebagian besar tumbuh di daerah yang beriklim tropis
dan subtropis. Bahkan daya tahan kedelai lebih baik daripada jagung. Iklim kering lebih disukai tanaman kedelai dibandingkan iklim lembab. Tanaman kedelai dapat tumbuh baik di daerah yang memiliki curah hujan sekitar 100-400 mm/bulan. Sedangkan untuk mendapatkan hasil optimal, tanaman kedelai membutuhkan curah hujan antara 100-200 mm/bulan. Suhu yang dikehendaki tanaman kedelai antara 21-34 derajat C, akan tetapi suhu optimum bagi pertumbuhan tanaman kedelai 23-27 derajat C. Pada proses perkecambahan benih kedelai memerlukan suhu yang cocok sekitar 30derajat C. Saat panen kedelai yang jatuh pada musim kemarau akan lebih baik dari pada musim hujan, karena berpengaruh terhadap waktu pemasakan biji dan pengeringan hasil (http://www.scribd.com, 2010).
Kedelai merupakan tanaman hari pendek, yakni tidak akan berbunga bila lama penyinaran (panjang hari) melampaui batas kritis. Setiap varietas mempunyai panjang hari kritik. Apabila lama penyinaran kurang dari batas kritik, maka kedelai akan berbunga. Dengan lama penyinaran 12 jam, hampir semua varietas kedelai dapat berbunga dan tergantung dari varietasnya, umumnya kedelai berbunga beragam mulai dari 20 hingga 60 hari setelah tanam. Apabila lama penyinaran melebihi periode kritik, tanaman tersebut akan meneruskan pertumbuhan vegetatifnya tanpa berbunga (Baharsjah, dkk, 1985).
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Tanah Aerasi tanah yang kurang biasanya disebabkan oleh drainase air yang
kurang baik sehingga tanah menempati pori-pori besar yang jika tidak demikian akan memungkinkan pertukaran gas ke udara. Pengaruh kejenuhan air kadangkadang diperberat oleh perombakan bahan organik seperti sisa-sisa tanaman. Dalam situasi-situasi selain daripada kejenuhan total, pertumbuhan akar kapas dan kedelai tampaknya sama sekali tidak peka terhadap kandungan O2 serendah kirakira 5 %. Walaupun demikian, periode-periode tanpa oksigen selama hanya 3 jam untuk kapas, dan 5 jam, untuk kedelai, mematikan ujung-ujung akar (Goldsworthy dan Fisher, 1992).
Aerasi tanah (kandungan O2 dan CO2 didalam tanah) sangat mempengaruhi sistem perakaran suatu tanaman. Oksigen merupakan unsur yang penting untuk proses-proses metabolisme. Kebutuhan oksigen untuk setiap jenis tanaman berbeda-beda. Pada kedelai kebutuhan O2 dan pengambilan nitrogen lebih besar pada fase vegetatif dibandingkan dengan fase generatif. Apabila tanaman ditanam pada tempat yang dijenuhi oleh air (tergenang) maka dalam jangka waktu yang relatif singkat akan menunjukkan penguningan daun, pertumbuhan terhambat, dan menyebabkan matinya tanaman. Hal ini disebabkan karena pada kondisi yang jenuh air, maka kandungan O2 sedikit dan CO2 meningkat. Sehingga akan menghambat pertumbuhan akar yang selanjutnya berpengaruh pada proses pengisapan air dan unsur hara (Islami dan Utomo, 1995).
Kedelai termasuk tanaman yang mampu beradaptasi terhadap berbagai agroklimat, menghendaki tanah yang cukup gembur, tekstur lempung berpasir dan liat. Tanaman kedelai dapat tumbuh dengan baik pada tanah yang mengandung
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
bahan organik dan pH antara 5,5-7 (optimal 6,7). Tanah hendaknya mengandung cukup air tapi tidak sampai tergenang (Departemen Pertanian, 1996).
Mutasi
Mutasi adalah perubahan susunan atau konstruksi dari gen maupun kromosom suatu individu tanaman, sehingga memperlihatkan penyimpangan (perubahan) dari individu asalnya dan bersifat baka (turun-temurun). Mutasi dapat terjadi secara alamiah, tetapi frekuensinya sangat rendah, yaitu 10-6 pada setiap generasi. Untuk mempercepat terjadinya mutasi dapat dilakukan secara buatan dengan memberikan perlakuan-perlakuan sehingga terjadi mutasi (induced mutation). Mutasi pada tanaman dapat menyebabkan perubahan-perubahan pada bagian-bagian tanaman baik bentuk maupun warnanya juga perubahan pada sifat-sifat lainnya (Herawati dan Setiamihardja, 2000).
Jenis-jenis mutasi ada 2, yaitu: mutasi alami, dan mutasi buatan (mutasi terinduksi). Mutasi alami terjadi secara alamiah dan spontan di dalam tubuh makhluk hidup tanpa ada bantuan manusia. Mutasi alami jarang terjadi. Sedangkan mutasi buatan (terinduksi) adalah mutasi yang terjadi karena adanya bantuan manusia. Mutasi terinduksi dapat dilakukan dengan 2 cara, yaitu energi dan kimia. Yang termasuk dalam kategori energi ialah: sinar x, sinar gamma, sinar beta, neutron cepat dan neutron lambat, partikel alfa, sinar devtron, dan sinar ultra ungu. Yang termasuk dalam kategori kimia diantaranya ialah: metansulfonat, etilinimin, diepoksibutan, mustard nitrogen, dan etilinoksida (Welsh, 1991).
Mutasi dalam pemuliaan tanaman prinsip dasar dari induksi mutasi (mutagen) yang harus diketahui oleh para pemulia tanaman adalah macam
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
kejadian yang terjadi antara saat energi masuk ke dalam sistem biologi tanaman hingga tahap yang mungkin memberikan efek yang nampak pada perubahan secara biologi. Proses dari transfer energi dalam memberikan pengaruh kerusakan dalam sistem biologi meliputi 4 tahap perubahan yaitu secara fisik, kimia, biokimia dan secara biologi. Mutasi adalah perubahan genetik baik gen tunggal, sejumlah gen ataupun susunan kromosom, dapat terjadi pada setiap bagian tanaman terutama bagian yang aktif melakukan pembelahan sel (Micke dan Donini, 1993).
Secara luas mutasi dihasilkan oleh segala macam tipe perubahan genetik yang mengakibatkan perubahan fenotipe yang diturunkan, termasuk keragaman kromosom maupun mutasi gen. Mutasi juga dapat disebut sebagai perubahan materi genetik pada tingkat genom, kromosom dan DNA atau gen sehingga menyebabkan terjadinya keragaman genetik. Mutasi induksi dapat dilakukan pada tanaman dengan perlakuan bahan mutagen tertentu terhadap organ reproduksi tanaman seperti biji, stek batang, serbuk sari, akar rizome, kalus dan sebagainya. Secara relatif, proses mutasi dapat menimbulkan perubahan pada sifat-sifat genetis tanaman baik kearah positif maupun negatif, dan kemungkinan mutasi yang terjadi dapat juga kembali normal (recovery). Mutasi yang terjadi ke arah sifat positif dan terwariskan ke generasi berikutnya merupakan mutasi yang dikehendaki oleh pemulia tanaman pada umumnya (Soeranto, 2003).
Mutasi dapat terjadi secara tiba-tiba dan acak, dan merupakan dasar sebagai sumber keragaman bagi tanaman dan bersifat terwariskan (heritance). Mutasi dapat terjadi secara spontan di alam (spontaneous mutation) dan dapat terjadi melalui induksi (induced mutation) (Koornneef, 1991).
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Mutasi induksi dapat memperluas variabilitas genetik tanaman. Teknik mutasi induksi pada tanaman yang diperbanyak secara vegetatif lebih efektif karena dapat mengubah satu atau beberapa karakter tanpa mengubah karakteristik kultivar asalnya (Nagatomi, 1996).
Mutasi dapat terjadi pada setiap bagian tanaman dan fase pertumbuhan tanaman, namun lebih banyak terjadi pada bagian yang sedang aktif mengadakan pembelahan sel seperti tunas, biji dan sebagainya. Secara molekuler, dapat dikatakan bahwa mutasi terjadi karena adanya perubahan urutan (sequence) nukleotida DNA kromosom, yang mengakibatkan terjadinya perubahan pada protein yang dihasilkan (Oeliem, dkk, 2008).
Faktor yang mempengaruhi terbentuknya mutan antara lain adalah besarnya dosis iradiasi. Dosis iradiasi diukur dengan satuan Krad (Gy), 1 Gy sama dengan 0,10 krad yakni 1 J energy per kilogram iradiasi yang dihasilkan. Dosis iradiasi dibagi 3, yaitu: tinggi (>10 k Gy), sedang (1-10k Gy), dan rendah (