Analisis Ragam dan Korelasi antar Karakter dari Galur-Galur Generasi F

45 Tabel 4.5. Hasil gabah dari 10 galur terbaik padi menggunakan MBM pada lingkungan produksi N suboptimum N- dan optimum N+ Lingkungan seleksi Lingkungan produksi N- N+ Galur Hasil kg ha -1 Galur Hasil kg ha -1 N- B14250F-1-4 9059 B14250F-3-10 8083 B14250F-5-2 7781 B14250F-1-7 7467 B14250F-2-6 7029 B14250F-14-3 7295 B14250F-11-4 6445 B14250F-15-6 7148 B14250F-3-5 6345 B14250F-7-6 6772 B14262F-3-3 6216 B14262F-10-14 5628 B14262F-9-6 6185 B14262F-10-1 5399 B14262F-6-2 5757 B14262F-6-2 5121 B14262F-14-3 4619 B14262F-9-3 5119 Rata-rata 6604 6449 Diferensial seleksi 2969 2011 N+ B14250F-6-9 9396 B14262F-7-1 8363 B14250F-9-9 8434 B14250F-5-3 8327 B14250F-6-4 8225 B14250F-5-1 6903 B14262F-15-6 7641 B14262F-5-2 6801 B14262F-12-4 6678 B14250F-2-4 6250 B14250F-5-1 6451 B14250F-5-2 6016 B14250F-3-7 6287 B14262F-1-2 5956 B14262F-11-6 6188 B14250F-4-7 5937 B14262F-8-3 5353 B14262F-3-5 5592 Rata-rata 7184 6683 Diferensial seleksi 3555 2207 IR77674 + LSI 5428 5956 Asahan + LSI 5247 5322 Ciherang + LSI 4754 5076 Inpari 6 + LSI 5683 6043 Inpari 23 + LSI 6393 6149 Inpari 33 + LSI 4492 4756 a LSI = Least Significant Increase dengan taraf α5. LSI di N suboptimum = 830 dan LSI di N optimum = 783 memiliki kemampuan menggunakan nitrogen untuk membentuk hasil panenan dalam bentuk gabah. Nilai LSI Least Significant Increase digunakan untuk membandingkan hasil galur dengan varietas ceknya Petersen 1994; Saleem et al. 2013. LSI diperoleh dengan mengalikan nilai t tabel 5 dengan kuadrat tengah galat terlampir Lampiran 7. Hasil galur nyata lebih tinggi dari cek jika hasilnya lebih dari hasil cek ditambah LSI dan sebaliknya. Hasil cek terlampir pada lampiran 6. Galur hasil seleksi di lingkungan N subptimum, yaitu B14250F-1-4, B14250F-5-2, B14250F-2-6, dan B14250F-11-4 terlihat nyata lebih tinggi dibandingkan varietas cek terbaik Inpari 23. Galur lainnya meskipun lebih rendah dibandingkan Inpari 23 namun masih lebih tinggi dibandingkan varietas Ciherang dan Inpari 33. Sebanyak 6 galur yang diseleksi di optimum juga nyata lebih tinggi dibandingkan Inpari 23 dan galur lainnya 46 lebih tinggi dari Ciherang dan Inpari 33. Pada lingkungan optimum, seluruh galur memiliki hasil sama dengan di lingkungan suboptimum yaitu hasil lebih tinggi dari varietas cek Inpari 33 dan beberapa lebih tinggi dari Inpari 23. Peluang mendapatkan galur dengan karakter yang diinginkan lebih besar karena sebelum dipanen secara bulk pada generasi awal terlebih dahulu tanaman dengan karakter yang kurang baik dibuang sehingga terpilih galur yang diinginkan Asadi et al. 2004. Menurut Saito et al. 2006 varietas padi modern dari seleksi di lingkungan optimum, memiliki indeks panen dan jumlah anakan tinggi karena lebih efisien dalam menggunakan N sehingga hasilnya lebih tinggi dari padi lokal pada kondisi N rendah. Syakhril et al. 2014 menunjukkan varietas padi unggul memiliki komponen hasil yang tidak berbeda nyata antara kondisi lahan tanpa N dengan N 125 kg ha -1 . Varietas unggul kemungkinan memiliki kemampuan menghasilkan asimilat pada kondisi N rendah untuk disalurkan ke jumlah anakan maupun gabah. Pada gandum menurut Murphy et al. 2007 seleksi sebaiknya dilakukan pada kodisi N rendah untuk lingkungan target N suboptimum. Pada jagung jika jagung diseleksi pada N rendah maka penurunan hasil pada kondisi N suboptimum hanya berkisar 35-40 Gallais dan Coque 2005.

4.4 Simpulan

1. Metode modifikasi bulk dengan lingkungan seleksi N suboptimum maupun optimum dapat digunakan untuk mendapatkan galur toleran terhadap kondisi N suboptimum. 2. Kombinasi persilangan GampaiIR77674 menghasilkan galur dengan potensi hasil lebih tinggi dibandingkan ProgolAsahan. 47 5 HASIL DAN KOMPONEN HASIL PADA DUA LINGKUNGAN PRODUKSI DARI GALUR HASIL SELEKSI PEDIGRI DI DUA LINGKUNGAN SELEKSI Abstract Nitrogen N is one of an important nutrient for plant growth. Lack of N is common find in farm areas becouse of it easy to move from soil. On the other hand, there are some resource-poor areas which only a few farmers could fulfill the needs of N. Selection in low N was made to obtain N tolerant rice lines which can use N efficiently. The objective of this study was to study performance of lines selected under N optimum and sub-optimum conditions using pedigree method. Nitrogen applied for selection and evaluation environment were 34.5 kg ha -1 and 138 kg ha -1 as suboptimum and optimum conditions, respectively. Materials used were GampaiIR77674 and ProgolAsahan combinations. Selection was made from F 3 to F 5 generation, then F 6 was evaluated at Muara Experimental Farm on dry season 2014, using augmented design, and three replications. Results showed that higher values of panicle weight and panicle length were also followed by plant height. The method conducted under selection environment that both populations that selected under sub-optimum environment had high yield under sub-optimum and optimum production environments. Pedigree selection method N with sub- optimum environment effective to obtain tolerant rice in plant breeding activities. Pedigree method under target selection condition can be used to have lines that targeted to that environment condition. Keyword: rice lines, nitrogen, suboptimum, optimum, selection environment Abstrak Sebagai salah satu nutrisi yang penting bagi pertumbuhan tanaman, Nitrogen N digunakan sejak dari awal musim tanam. Rendahnya kandungan N dalam tanah umum ditemui pada lahan pertanian karena sifat N yang mudah hilang dari tanah. Selain itu, masih terdapat petani dengan keterbatasan modal yang tidak mampu memenuhi kebutuhan N tersebut. Hal ini dapat menyebabkan N tersedia bagi tanaman menjadi rendah dan menurunkan hasil gabah. Kegiatan seleksi pada kondisi N rendah dilakukan untuk mendapatkan galur harapan padi yang toleran N rendah atau mampu menggunakan N secara efisien. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mempelajari pengaruh lingkungan seleksi terhadap penampilan hasil dan komponen hasil galur-galur padi menggunakan metode seleksi pedigri pada kondisi N yang berbeda. Materi yang digunakan adalah populasi GampaiIR77674 dan ProgolAsahan. Seleksi dilakukan sejak generasi F 3 sampai F 5 , dan kemudian generasi F 6 dievaluasi di Kebun Percobaan Muara, Bogor pada musim kemarau 2014. Dosis N yang digunakan 48 adalah 34.5 kg ha -1 dan 138 kg ha -1 berturut-turut sebagai kondisi suboptimum dan optimum. Percobaan menggunakan rancangan augmented dengan cek diulang tiga kali. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kedua populasi yang berasal dari lingkungan seleksi suboptimum memiliki rata-rata hasil tinggi pada kondisi suboptimum maupun optimum dan galur yang berasal dari hasil seleksi di optimum memiliki hasil tinggi di optimum. Metode pedigri dengan lingkungan seleksi N suboptimum efektif untuk mendapat galur toleran pada kegiatan pemuliaan tanaman padi. Metode pedigri yang dilakukan pada kondisi lingkungan seleksi yang disesuaikan dengan kondisi lingkungan target dapat digunakan untuk mendapatkan galur toleran. Kata kunci: lingkungan seleksi, galur padi, seleksi pedigri

5.1 Pendahuluan

Nasi yang berasal dari beras atau tanaman padi merupakan makanan pokok di Indonesia. Produksi beras perlu ditingkatkan seiring dengan pertumbuhan penduduk. Hal ini dapat dicapai jika kebutuhan nutrisi tanaman terpenuhi. Menurut Doberman dan Fairhust 2000 untuk setiap ton beras yang dihasilkan diperlukan sebanyak 14.7 kg N, 2.6 kg P dan 14.5 kg K ha -1 . Unsur hara tersebut dapat diperoleh tanaman dari tanah, air, pupuk, dan bahan organik atau tanaman lainnya Alam 2006. Nitrogen N merupakan elemen utama yang penting untuk pertumbuhan tanaman padi. Sifat nitrogen yang mudah tercuci dan menguap menyebabkan kekurangan mendapatkan unsur tersebut Huang et al. 2012. Kondisi kekurangan N atau defisien N pada tanaman seperti menyebabkan penurunan jumlah klorofil daun dan jumlah anakan akhirnya dapat menurunkan bobot gabah dan hasil. Aplikasi pupuk, terutama yang mengandung unsur N memainkan peran penting dalam pertumbuhan tanaman pada tahap vegetatif untuk meningkatkan hasil gabah Sui et al. 2013. Kegiatan seleksi biasanya selalu dilakukan di lahan dengan input tinggi atau kondisi optimum bagi pertumbuhan tanaman sehingga sedikit peluang mengeksploitasi keragaman genetik pada kondisi input rendah, terutama untuk N Ceccarelli 1996. Akibatnya varietas baru yang dihasilkan tidak toleran dan efisien dalam menggunakan N. Namun, penggunaan pupuk saat ini terutama nitrogen sudah sangat tinggi hingga 7 kali lipat dan mempengaruhi kesehatan lingkungan Hirel et al. 2007; Fess et al. 2011. Selain isu lingkungan, pada beberapa petani yang masih memiliki keterbatasan sumber daya, hasil yang diperoleh petani adalah rendah. Maka untuk mengurangi kerugian petani dengan kondisi tersebut, diperlukan varietas padi padi toleran terhadap pemupukan rendah yang dapat beradaptasi pada kondisi input N rendah dan memiliki hasil stabil. Salah satu strategi adalah melalui seleksi dan pengujian galur beras di lokasi dengan pemupukan rendah untuk memprediksi kemajuan genetik dari metode seleksi yang digunakan. Hal ini diperlukan untuk memilih genotipe produktif yang dapat tumbuh dalam kondisi N rendah Delmer 2005. Beberapa penelitian untuk mendapatkan galur toleran N rendah telah dilakukan 49 pada padi Jian-feng et al. 2011, gandum Orloff et al. 2012, jagung Onasanya et al. 2009, dan barley Sinebo et al. 2004. Ada banyak metode seleksi. Pemulia tanaman perlu mempertimbangkan metode yang paling efektif untuk tujuan mereka. Metode seleksi yang paling umum digunakan untuk pemuliaan padi adalah metode pedigri untuk mendapatkan varietas dengan hasil biji dan indeks panen tinggi Susanto et al. 2003; Kanbar et al. 2011.. Menurut Ceccarelli 1996 kondisi lingkungan yang digunakan untuk seleksi juga penting. Seleksi akan efektif jika sejak generasi awal sudah dilakukan pada kondisi lingkungan sesuai lingkungan suboptimum atau lingkungan targetnya. Oleh karena itu, penting untuk menyelidiki apakah seleksi yang dilakukan pada kondisi suboptimum akan efektif untuk mendapatkan galur harapan padi yang toleran pada kondisi lingkungan suboptimum.

5.2 Metode

Penelitian dilaksanakan di Kebun Percobaan KP Muara Bogor sebanyak 4 generasi sejak bulan April 2012 sampai Agustus 2014. Hasil analisis tanah ditampilkan pada Tabel 5.1. Materi yang digunakan adalah populasi GampaiIR77674 dan ProgolAsahan. Populasi diseleksi menggunakan metode pedigri selama tiga generasi dari F 3 sampai F 5 . Generasi F 3 diseleksi pada kondisi N suboptimum yaitu 34.5 kg N ha -1 . Sebanyak 36 kg P 2 O 5 ha -1 dan 60 kg KCl ha -1 digunakan pada percobaan ini. Setiap kombinasi persilangan ditanam sebanyak 3000 tanaman sehingga total yang ditanam ada 6000 tanaman. Tanaman diseleksi dengan intensitas 10 secara visual berdasarkan penampilannya, tegak, sehat, dan tidak berbulu. Data tinggi tanaman, jumlah anakan, dan bobot malai dari 10 tanaman terbaik diambil. Selanjutnya 150 tanaman dengan malai terberat diteruskan pada musim berikutnya. Tabel 5.1. Analisis tanah MT 4, KP Muara Bogor No Sifat tanah Nilai Kriteria 1 C-org 1.79 Rendah 2 N-total 0.17 Rendah 3 CN 11 Sedang 4 P 2 O 5 HCl 25 ppm 222 Sangat tinggi 5 P 2 O 5 Bray I ppm 8.8 Sangat rendah 6 K me100g 0.49 Sangat rendah 7 Mg me100g 2.02 Sedang 8 Ca me100g 11.11 Tinggi 9 KTK me100g 15.18 Rendah 10 pH 5.4 Masam Generasi F 4 diseleksi pada kondisi suboptimum dan optimum N, dengan dosis N masing-masing adalah 34.5 kg ha -1 dan 138 kg ha -1 kondisi N, ditanam satu malai satu baris sebanyak 20 tanaman per baris. Pada setiap plot 50 ditanam 6000 tanaman dari dua kombinasi pada satu lingkungan seleksi atau total sekitar 12000 tanaman pada dua kondisi lingkungan suboptimum dan optimum. Sebanyak 5 tanaman terbaik berdasarkan bobot malainya dipilih untuk ditanam pada musim berikutnya. Generasi F 5 menggunakan metode yang sama. Pada generasi F 6 , sebanyak 43 galur hasil seleksi F5 dari setiap kombinasi dan lingkungan seleksi, ditanam pada kondisi suboptimum dan optimum, sehingga total yang ditanam sebanyak 344 unit percobaan. Varietas cek yang digunakan adalah Ciherang, Inpari 6, Inpari 23, Inpari 33, IR77674 dan Asahan. Percobaan menggunakan rancangan augmented dengan tiga ulangan. Setiap galur ditanam dalam plot berukuran 5.5 m 2 , jarak tanam 20 cm x 20 cm, satu bibit berumur 21 hari per lubang tanam. Pupuk N, P 2 O 5 dan KCl yang digunakan sama dengan musim sebelumnya. Hama dan penyakit dikendalikan secara optimal sejak fase vegetatif sampai fase generatif. Variabel yang diukur diambil dari 15 sampel tanaman yaitu tinggi tanaman, jumlah anakan produktif, dan hasil. Sebanyak 5 malai dari 15 sampel tersebut diambil untuk mengukur jumlah gabah per malai dan bobot 100 butir gabah. Indeks toleransi dihitung dengan rumus Sundari et al. 2005, Hosseini et al. 2012, dan Khokhar et al. 2012.

5.3 Hasil dan Pembahasan

5.3.1 Analisis Ragam dari Galur-galur Generasi F6

Analisis ragam menunjukkan bahwa blok, dosis N, galur, dan interaksinya berpengaruh nyata terhadap hasil. Blok tidak berpengaruh terhadap bobot 100 butir Tabel 5.2. Interaksi antara dosis N dan galur tidak berpengaruh nyata terhadap semua karakter. Hal ini menunjukkan tidak adanya respon galur terhadap perubahan dosis N Fageria dan Santos 2014. Penampilan karakter galur tersebut konsisten pada dua N yang berbeda. Sebaliknya jika berpengaruh nyata maka keragaan karakter galur-galur tersebut berbeda antar kedua dosis N Hikmawati 2008. Penampilan tanaman pada Tabel 5.2. Kuadrat tengah karakter penting dan hasil galur dengan metode pedigri Sumber Keragaman db Umur Berbunga Tinggi Tanaman Jumlah Anakan Produktif Bobot malai Jumlah Gabah Isi per Malai Bobot 100 Butir Hasil Blok Urea Blokurea Galur vs cek Cek Galur Ureagalur vs cek Ureacek Ureagalur 2 1 2 1 5 171 1 5 164 45.3 612.3 134.9 1.7 12.8 15.3 54.5 0.2 21.3 362.1 5065.8 1118.1 3158.3 235.2 150.5 51.2 14.6 167.8 59.6 86.0 104.9 29.1 4.3 1.6 0.5 1.2 1.5 8.3 1.9 0.7 1.4 4.7 0.7 2.6 1.5 0.5 23.1 1.8 16.9 35.9 1.7 5.0 0.6 3.1 3.9 0.2 0.2 0.1 0.6 0.1 0.2 0.0 0.1 0.1 1.2.10 7 5.8.10 7 5.3.10 7 6.5.10 6 2.3.10 6 1.8.10 6 1.1.10 6 1.0.10 5 1.5.10 6 KK 0.7 4.2 18.2 38.9 11.3 10.7 16.9 berbeda nyata pada P ≤ 0.05 51 suatu lingkungan merupakan hasil interaksi antara faktor genetik dengan lingkungan. Oleh karena itu, penampilan suatu genotipe tanaman terhadap lingkungan dapat berbeda pada lingkungan yang berbeda atau berbeda terhadap kondisi lingkungan yang sama Ruchjaniningsih et al. 2000. Data korelasi antara hasil dan karakter penting lain pada kondisi N suboptimum ditunjukkan pada Tabel 5.3. Hasil berkorelasi nyata positif dengan panjang malai dan bobot malai sehingga memungkinkan menyeleksi menggunakan kedua karakter tersebut untuk hasil. Umur berbunga berkorelasi nyata positif dengan tinggi tanaman dan bobot malai Semakin panjang umur berbunga tanaman semakin tinggi. Bobot 100 butir gabah isi dan panjang malai berkorelasi nyata positif dengan bobot malai. Tabel 5.3. Korelasi antar karakter galur-galur padi hasil seleksi pedigri ditanam pada kondisi N suboptimum Hasil UB TT JAP B100 JGI PJM UB -0.116 TT 0.081 0.33 JAP -0.36 -0.064 -0.244 B100 -0.045 0.011 0.134 -0.181 JGI 0.036 0.158 0.079 0.107 -0.17 PJM 0.246 -0.044 0.264 -0.418 0.172 -0.229 BM 0.171 0.183 0.491 -0.422 0.176 -0.131 0.899 a berbeda nyata pada P ≤ 0.05, UB=umur berbunga, TT=tinggi tanaman, JAP=jumlah anakan produktif, B100=bobot 100 butir, JGI=jumlah gabah isi, PJM=panjang malai, BM=bobot malai Nandan et al. 2010 melakukan studi korelasi terhadap 30 genotipe padi bahwa terdapat hubungan positif yang nyata tinggi antara hasil gabah dengan jumlah gabah isi per malai. Menurut Huang et al. 2015 hasil gabah selain berkorelasi nyata positif dengan jumlah gabah per malai juga dengan akumulasi N pada biji baik dalam kondisi nitrogen rendah atau tinggi. Bobot 100 butir tidak berbeda nyata antar lingkungan seleksi dan lingkungan produksi. Hal yang sama dilaporkan oleh Singh et al. 2004. Surek and Beser 2003 dan Iftekharuddaula et al. 2002 menyatakan bahwa hasil gabah berkorelasi langsung selain dengan jumlah gabah sisi, juga dengan bobot 1000 butir gabah dan jumlah anakan produktif.

5.3.2 Pengaruh Lingkungan Seleksi terhadap Komponen Hasil

Umur berbunga galur yang ditanam pada kondisi suboptimum lebih cepat, baik dari galur yang diseleksi pada kondisi suboptimum maupun optimum Tabel 5.4. Rata-rata jumlah anakan produktif dari kedua populasi yang dipilih dalam suboptimum lebih tinggi pada lingkungan produksi optimum daripada suboptimum, masing-masing sebesar 10.1 dan 8.8 anakan. Hal yang sama terjadi pada galur yang dipilih pada kondisi optimum. Galur yang ditanam pada kondisi optimum nyata lebih tinggi dari galur yang ditanam pada kondisi suboptimum. Jumlah anakan produktif tidak berbeda nyata antara galur yang berasal dari lingkungan seleksi suboptimum dan optimum yang 52 Tabel 5.4. Keragaan galur-galur yang berasal dari lingkungan seleksi suboptimum dan optimum N menggunakan metode pedigri ditanam pada kondisi suboptimum dan optimum N. Lingk. Seleksi Lingk. Produksi Rata- rata Std Error Std Deviasi Ragam KK Nilai Min. Nilai Maks. Umur berbunga N- N- 79.2 0.5 4.7 22.0 5.93 70.2 91.0 N+ 82.2 0.4 4.1 16.5 4.94 75.7 92.9 N+ N- 79.6 0.3 3.1 9.4 3.85 70.2 88.0 N+ 83.6 0.5 4.4 19.6 5.29 74.7 92.9 Tinggi tanaman N- N- 101.6 1.5 13.9 195.9 13.78 66.8 145.4 N+ 107.9 2.1 19.8 392.9 18.36 80.6 145.2 N+ N- 102.4 1.2 11.5 131.4 11.19 77.6 126.0 N+ 110.2 1.3 12.2 148.1 11.04 88.2 142.7 Jumlah anakan produktif N- N- 8.8 0.3 2.7 7.4 31.16 2.8 16.2 N+ 10.0 0.3 2.4 5.9 24.31 4.4 15.2 N+ N- 7.7 0.3 2.9 8.6 38.00 1.0 14.3 N+ 9.9 0.3 2.4 5.9 24.53 2.0 15.4 Panjang malai N- N- 25.2 0.2 2.0 4.1 8.03 20.0 29.1 N+ 25.4 0.2 1.9 3.8 7.68 18.7 30.9 N+ N- 25.5 0.2 1.9 3.4 7.26 19.9 30.6 N+ 25.9 0.2 2.0 3.9 7.70 21.5 31.2 Bobot malai N- N- 3.5 0.11 0.9 0.7 24.43 1.0 5.40 N+ 3.7 0.10 0.8 0.7 22.12 1.9 6.00 N+ N- 3.8 0.07 0.7 0.5 18.26 2.4 5.77 N+ 4.0 0.11 0.9 0.8 22.09 1.9 6.26 Jumlah gabah isi N- N- 114.5 3.20 29.49 869.7 25.75 47.6 175.7 N+ 117.4 3.31 30.70 942.7 26.16 28.6 221.4 N+ N- 119.4 2.32 21.47 461.1 17.99 60.0 169.6 N+ 120.2 3.50 31.26 977.5 26.02 69.1 201.1 Bobot 100 butir N- N- 2.7 0.04 0.3770 0.14 13.76 1.09 4.82 N+ 2.7 0.03 0.2625 0.07 9.76 2.04 3.39 N+ N- 2.8 0.05 0.4392 0.19 15.64 1.90 5.41 N+ 2.8 0.04 0.3568 0.13 12.88 1.97 4.32 Hasil N- N- 3943 233 2151 4627680 54.55 269 8750 N+ 4159 132 1221 1490873 29.36 1902 8223 N+ N- 3642 142 1320 1741361 36.23 592 7825 N+ 4869 131 1190 1416585 24.45 2662 8458