EVALUASI PENAMPILAN PLASMA NUTFAH JAGUNG DAN GALUR KEDELAI HASIL MUTASI UNTUK TUMPANGSARI MENGGUNAKAN AUGMENTED DESIGN (EVALUATION OF CORN GERMPLASM AND MUTATED SOYBEAN LINES PERFORMANCE FOR INTERCROPPING USING AUGMENTED DESIGN) Anna Satyana Karyawati1, Budi Waluyo2 & Nur Basuki3 Fakultas Pertanian Universitas Brawijaya, Jln. Veteran, Malang 65145. 1 Laboratorium. Fisiologi Tumbuhan, email :
[email protected]; 2,3 Laboratorium Pemuliaan Tanaman, email :
[email protected] dan
[email protected]
Abstrak Jagung dan kedelai merupakan komoditi pertanian yang strategis. Kendala peningkatan produksi kedua komoditi ini adalah penggunaan lahan yang saling kompetitif. Usaha tani kedelai dan jagung juga mempunyai resiko gagal panen akibat adanya perubahan iklim dan cuaca yang sulit diduga. Tumpangsari jagung dan kedelai adalah salah satu teknik budidaya tanaman untuk mengoptimalkan penggunaan lahan dan dapat mengurangi resiko kegagalan panen. Laboratorium Pemuliaan Tanaman Faperta UB mempunyai koleksi jagung lokal dan kedelai hasil pemuliaan tanaman mutasi. Banyaknya jumlah genotip yang diuji dengan lahan yang terbatas menuntut penggunaan tata ruang rancangan percobaan yang efisien untuk dua komoditi secara sinergis. Tujuan penelitian ialah untuk mengevaluasi penampilan plasma nutfah jagung dan galur-galur kedelai hasil mutasi untuk pertanaman tumpangsari. Percobaan dilakukan dengan metode eksperimen menggunakan rancangan acak kelompok perluasan (augmented design). Perlakuan terdiri dari 31 galur kedelai hasil mutasi dengan 9 kultivar unggul dan 3 kultivar cek dan 48 aksesi plasma nutfah jagung beserta 3 kultivar cek. Penelitian dilakukan pada musim hujan 2009/2010 (Desember 2009 - Maret 2010) di Kecamatan Junrejo Kota Batu. Hasil penelitian menunjukkan terdapat keragaman penampilan dan hasil plasma nutfah jagung pada pertanaman tumpangsari jagung-kedelai. Plasma nutfah jagung terbagi menjadi 4 kelompok dengan rentang hasil 0.6 – 2.7 t/ha. Penampilan galur-galur kedelai hasil mutasi beragam dan terbagi menjadi 3 kelompok dengan rentang hasil panen 1.4-4.1 t/ha Kata kunci: jagung, kedelai, tumpangsari, augmented design
Abstract Corn and soybeans is a strategic agricultural commodities. Constraints increases the productions of these commodities are competitive with each other land uses. Soybean and corn farm also has a risk of crop failure due to climate change and unpredictable weather. Intercropping corn and soybean is one of the cultivation techniques to optimize land use and can reduce the risk of crop harvest failure. Laboratory of Plant Breeding Faculty of Agriculture UB has a collection of local corn and mutated soybean. A large number of genotypes were tested and a limited land demands an efficient experimental design for the two commodities. The research objective was to evaluate the performance of corn germplasm and mutated soybean lines in intercropping. The research were performed with an experimental method using a randomized block design in extension (augmented design). The treatment consisted of 31 mutated soybean lines, nine high yield soybean cultivars, three soybean cultivars as check and 48 germplasm accessions of corn with three check cultivars. The study was conducted during the rainy season 2009/2010 (December 2009 - March 2010) in Junrejo, Batu, East Java. The results suggest there were phenotypic variability of corn germplasm in corn-soybean intercropping. Corn germplasm were divided into 4 groups with the yield range 0.6 - 2.7 t / ha. There were phenotypic variability in mutated soybean lines and divided into 3 groups with yields range 1.44.1 t / ha Key words: corn, soybean, intercropping, augmented design
pangan dan bahan baku industri. Peningkatan produksi kedua komoditi ini adalah ketersediaan lahan sehingga penggunaan lahan untuk jagung dan kedelai saling kompetitif. Usaha tani kedelai dan
Pendahuluan Jagung dan kedelai merupakan komoditi pertanian yang strategis karena merupakan sumber
Dipresentasikan pada Seminar Nasional “Pemanfaatan Sumber Daya Genetik (SDG) Lokal Mendukung Industri Perbenihan Nasional” dalam Rangka Purna Bakti Staf Pengajar Pemuliaan Tanaman UNPAD dan Kongres Perhimpunan Ilmu Pemuliaan Indonesia (PERIPI) Komda Jabar 2011. Diselenggarakan oleh Fakultas Pertanian dan Peripi Komda Jawa Barat. Bandung, 10 Desember 2011.
1
Tujuan penelitian ialah untuk mengevaluasi penampilan plasma nutfah jagung dan galur-galur kedelai hasil mutasi untuk pertanaman tumpangsari.
jagung juga mempunyai resiko gagal panen akibat adanya perubahan iklim dan cuaca yang sulit diduga terutama kekurangan air atau kelebihan air. Tumpangsari jagung dan kedelai adalah salah satu teknik budidaya tanaman untuk mengoptimalkan penggunaan lahan dan dapat mengurangi resiko kegagalan panen. Tumpangsari adalah penanaman dua atau lebih jenis tanaman secara berdekatan pada lahan yang sama dan terdapat interaksi diantara tanaman tersebut (Whigham dan Bharati, 1985; Vandermeer, 1989; Sullivan, 2003). Sistem ini dilakukan untuk meningkatkan potensi lahan dan produksi hasil tanaman dan lebih produktif dibandingkan dengan sistem monokultur, terutama pada kondisi yang kurang baik serta menekan aktivitas hama dengan meningkatnya diversitas tanaman pada pola pertanaman ini. Penanaman pola tumpangsari Jagung-kedelai sudah dilakukan di Indonesia. Jagung yang digunakan untuk tumpangsari biasanya berasal dari populasi jagung lokal, kultivar bersari bebas hasil pemuliaan, atau hibrida. Kedelai yang digunakan biasanya kultivar unggul yang khusus beradaptasi pada naungan. Varietas Argopuro dan Wilis merupakan contoh varietas kedelai yang mampu beradaptasi terhadap cahaya rendah (naungan) dengan nilai indeks toleran cekaman naungan (ITC) masing-masing sebesar 1,11 dan 0,99 (Balitkabi, 2009). Upaya untuk memperoleh genotip-genotip dengan karakter-karakter yang sesuai untuk pertanaman tumpangsari dapat dilakukan melalui suatu rangkaian seleksi dan pengujian dalam program pemuliaan (Rachmadi et al., 1996). Tahap awal pada program pemuliaan adalah membuat keragaman genetik yang besar kemudian diseleksi secara khusus varietas yang mampu beradaptasi terhadap sistem pertanaman yang ada (Davis, 1989). Tumpangsari kedelai pada pertanaman jagung tidak menunjukkan adanya pengaruh yang kurang baik terhadap tinggi tanaman, jumlah daun, bobot 1000 butir maupun hasil biji pada tanaman jagung (Panhwar et al., 2004; Hayder et al., 2003) Seleksi dilakukan terhadap kedua komoditi agar sinergis dalam menentukan pasangan varietas tumpangsari. Rancangan acak kelompok dengan perluasan (augmented design) merupakan rancangan alternatif untuk sejumlah besar galur-galur dengan benih yang terbatas. Hasil penelitian Spehar (1994), menunjukkan bahwa augmented design efisien digunakan untuk mengidentifikasi genotip kedelai toleran aluminium menandakan bahwa rancangan augmented adalah alat yang bermanfaat dalam kegiatan seleksi kedelai terhadap cekaman. Analisis statistik terhadap varietas standar dengan beragamnya kondisi tanah dapat dikoreksi dengan blok untuk menyesuaikan faktor ini dan membuat perbandingan yang valid (Petersen, 1994).
Bahan dan Metode Penelitian dilakukan pada lahan sawah di Kecamatan Junrejo, Kota Batu, dengan ketinggian tempat ± 616 m dpl, jenis tanah Inceptisol dan suhu rata-rata 24oC. Percobaan dilakukan pada bulan Desember 2009 hingga bulan Maret 2010. Tabel 1. Galur hasil mutasi, kultivar unggul, dan kultivar cek kedelai Table 1. Mutated soybean lines, high yield cultivars, and check cultivars of soybean Kode Genotip
Kode Genotip
GK1 GK2 GK3 GK4 GK5 GK6 GK7 GK8 GK9 GK10 GK11 GK12 GK13 GK14 GK15 GK16 GK17 GK18 GK19 GK20 GK21 GK22
GK23 GK24 GK25 GK26 GK27 GK28 GK29 GK30 GK31 GK32 GK33 GK34 GK35 GK36 GK37 GK38 GK39 GK40 CK1 CK2 CK3
NB#W98370S NB#W98371002/10S NB#W983710002/23S NB#W983710002/22S NB#ANJ1002/3S NB#ANJ10001/7S NB#ANJ10001/10S NB#ANJ1001/14S NB#ANJ1001/10S NB#KB5002/20S NB#KB5002/22S NB#ANJ10001/9S NB#ANJ5001/13S NB#ANJ5002/2S NB#ANJ5002/17S NB#ANJ5002/16S NB#ANJ10001/5S NB#ANJ1001/11S NB#KB5002/23S NB#ANJ1001/9S Grobogan (kuliv.) NB#ANJ5002/11S
NB#ANJ1002/14S NB#ANJ1001/8S NB#ANJ10003/9S NB#ANJ5001/11S NB#ANJ1001/6S Lokon (kultiv.) Kaba (kultiv.) NB#ANJ1001/2S NB#LKN1001/7S NB#ANJ5002/14S NB#ANJ5002/3S NB#ANJ5001/4S Gepak Ijo (kultiv.) Burangrang (kultiv.) Anjasmoro (kultiv.) Argomulyo (kultiv.) Cikuray (kultiv.) Detam (kultiv.) Argopuro (Cek 1) Wilis (Cek 2) Gepak Kuning(Cek 3)
Bahan yang digunakan ialah kedelai dan jagung. Kedelai yang digunakan ialah 30 genotip generasi lanjut hasil mutasi dengan kolkhisin, 1 galur, dan 12 kultivar yang dikoleksi Prof. Nur Basuki (Tabel 1). Tiga kultivar, yaitu Agropuro, Wilis dan Gepak Kuning digunakan sebagai pembanding. Jagung yang digunakan ialah 35 genotip jagung lokal, 13 genotip jagung hasil seleksi UB, 2 kultivar bersari bebas, dan 1 kultivar hibrida yang dikoleksi Budi Waluyo, SP., MP. (Tabel 2). Kultivar Bisma, Arjuna, dan Pioneer 4 digunakan sebagai pembanding. Semua genotip dikelola di Laboratorium Pemuliaan Tanaman Universitas Brawijaya. Pupuk Urea 390kg/ha, SP36 320kg/ha, KCl 174kg/ha, dan pestisida dengan bahan aktif deltamethrin 25g/l dan karbofuran 3%. Percobaan dilakukan menggunakan metode eksperimen. Perlakuan disusun dengan rancangan perluasan berdasarkan rancangan acak kelompok (augmented design) (Petersen, 1994). Pada rancangan ini lahan dibagi menjadi beberapa blok. Genotip-genotip yang diuji ditempatkan pada setiap blok tanpa ulangan, dan setiap genotip hanya muncul satu kali dalam setiap blok. Hanya kultivar
2
pembanding yang diulang dalam tiap-tiap blok. Penempatan genotip kedelai dan jagung pada setiap blok dilakukan secara acak. Satu plot genotip kedelai terdiri dari dua baris yang ditanam diantara dua plot genotip jagung. Satu plot jagung terdiri dari satu baris. Jarak tanam kedelai 30 x 30 cm dan jagung yaitu 110 x 30 cm. Panjang plot 3.6m sehingga dalam satu plot kedelai terdiri dari 24 lubang tanam dan jagung terdiri dari 12 lubang tanam (Gambar 1). Tabel 2. Genotip plasma nutfah lokal, galur UB, dan kultivar cek jagung Table 2. Local germplasm, UB lines, and check cultivars of corn Kode Genotip
Kode Genotip
GJ1 GJ2 GJ3 GJ4 GJ5 GJ6 GJ7 GJ8 GJ9 GJ10 GJ11 GJ12 GJ13 GJ14 GJ15 GJ16 GJ17 GJ18 GJ19 GJ20 GJ21 GJ22 GJ23 GJ24 GJ25 GJ26
GJ27 GJ28 GJ29 GJ30 GJ31 GJ32 GJ33 GJ34 GJ35 GJ36 GJ37 GJ38 GJ39 GJ40 GJ41 GJ42 GJ43 GJ44 GJ45 GJ46 GJ47 GJ48 CJ1 CJ2 CJ3
UB3101 UB4301 UB4101 UB4201 UB3301 UB3302 MTask(K)(4) Jomb(K)(1) Jomb(K)(6) UB4202-E2 Jomb(K)(7) UB4202-E3 MTask(3) MTask(K)(9) MTask(K)(2) Jomb(K)(2) MTask(K)(6) UB4202(E) Mad(K)(1) Mad(K)(3) MTask(K)(7) Mad(K)(2) Mad(K)(4) MTask(K)(8) MTask(K)(1) Jomb(K)(3)
MTask(K)(5) MTask(M)(3) UB7201(D) UB7201-D4-2 Jomb(M)(2) Jomb(M)(1) Treng2 Mad(M)(2) Treng3 Jomb(K)(4) MTask(M)(2) Treng1 Jomb(K)(5) UB7301 UB7201-D4-1 GarP(1) Mad(M)(1) Mad(M)(4) Lum(M)(2) Mad(M)(3) MTask(M)(1) Lum(M)(1) Arjuna (cek 1) Bisma (cek 2) Pioneer 4 (cek 3)
Gambar 1. Susunan satu plot kedelai diantara dua plot jagung di dalam satu blok. Figure 1. The layout of the soybean plot between the two plots of corn in one block. Tabel 3. Tabel dua arah data karakter kultivar cek Table 3. Two-way data table check cultivars traits. Kultivar Cek 1 2 3 Jumlah Rata-rata Penyesuaian
1 X11 X21 X31 R1
Blok 2 ... X12 X22 X32 ... R2 Rr
1
a1
.2
a2
.r
ar
8 X18 X28 X38 R8
Jumlah Ratarata C1 1. C2 2. C3 3.
.8
a8
Keterangan: Ci = ∑jXij = Jumlah hasil ke-i pada kultivar pembanding; Ri = ∑jXij = Jumlah hasil pembanding ke-j pada blok; G = ∑jCi = ∑jRj = Total keseluruhan kultivar pembanding; i = C/r = Rata-rata ke-i kultivar pembanding; j = R/c = Ratarata dari seluruh kultivar pembanding ke-j pada blok; = G/rc = = Rata-rata keseluruhan kultivar pembanding; aj = i Adjusment (penyesuaian)
Jumlah blok dengan tiga kultivar cek ditentukan berdasarkan perhitungan : (blok-1)(cek-1) ≥ 10 (Petersen, 1994). Dengan demikian jumlah blok ≥ 6. Pada percobaan perlakuan disebar pada 8 blok, setiap blok terdiri dari 5 genotip kedelai dengan 3 kultivar cek, dan 6 genotip jagung dengan 3 kultivar cek. Pada kedelai pengamatan dilakukan terhadap 9 karakter sesuai dengan deskriptor kedelai dan pada jagung dilakukan terhadap 12 karakter sesuai dengan deskriptor jagung. Pada augmented design, data karakter kultivar cek disusun pada tabel dua arah untuk menghitung nilai penyesuaian pada setiap blok (Tabel 3) dan analisis varians berdasarkan rancangan acak kelompok (Tabel 4). Penyesuaian data pengamatan setiap genotip pada setiap blok ditampilkan pada Tabel 5. Penyusunan dan prosedur analisis data untuk rancangan ini mengikuti Petersen (1994).
Tabel 4. Analisis varians kultivar cek Table 4. Variance analysis of check cultivars Sumber Keragaman Blok Kultivar Cek Galat Total
3
db
Jumlah Kuadrat r–1 JK Blok c–1 JK Genotip (r - 1)(c - 1) JK Galat cr – 1 JK Total
Kuadrat Tengah KT Blok KT Genotip KT Galat
Tabel
185.0 dengan penampilan rata-rata 134.2 cm. Tinggi letak tongkol berkisar antara 29.9 - 110.5 dengan penampilan rata-rata 63.1 cm. Bobot biji per tanaman berkisar antara 4.2 - 312.1 dengan penampilan rata-rata 106.4 g. Bobot 100 biji berkisar antara 6.8 - 53.4 dengan penampilan ratarata 21.7 g. Panjang tongkol berkisar antara 10.6 19.0 dengan penampilan rata-rata 14.3 cm. Diameter tongkol berkisar antara 2.3 - 4.9 dengan penampilan rata-rata 3.4 cm. Jumlah baris biji tongkol berkisar antara 8.5 - 18.5 dengan penampilan rata-rata 12.9. Jumlah tongkol pertanaman berkisar antara 0.0 - 8.0 dengan penampilan rata-rata 1.7. Potensi hasil berkisar antara 0.6 - 2.7 dengan penampilan rata-rata 1.5 t/ha.
5.
Tampilan data pengamatan dan penyesuaian Table 5. Observations dan adjusted data display Genotip 1 2. … v
Hasil Pengamatan Y1j Y2j. … v
Penyesuaian 1j 2j.
…
vj
Keterangan: Y1j = Hasil pada genotip ke-i dalam blok ke-j; ij = Yij - aj = adjusted hasil ke-i pada genotip (adjusted untuk efek blok).
Parameter genetik untuk setiap karakter dihitung dari komponen varians, yaitu varians fenotip = varians data penyesuaian dan kultivar cek, varians lingkungan = KTGalat kultivar cek, dan varians genetik . Nilai koefisien keragaman
Tabel 6. Umur panen dan potensi hasil 5 genotip jagung terbaik untuk tumpangsari Table 6. Harvest time and the yield potential of best five genotypes of maize for intercropping
X 100%, dan nilai koefisien
genetik (KKG)
Genotip UB4202(E) UB4202E2 UB4101 UB7201(D) UB3101
keragaman fenotip (KKF) X 100%. Penentuan luas dan sempitnya keragaman didasarkan pada nilai terbesar masing-masing koefisien. Heritabilitas (H) = . Umur panen yang menujukkan kegenjahan dan potensi hasil dibedakan terhadap kultivar cek menggunakan metode least significant increase (LSI) = t(5% satu arah).SEvc.
SE
KT
Umur panen (hst) 87.0 92.0 87.0 85.0 87.0
Potensi hasil (t/ha) 3.0 2.5 2.5 2.4 2.4
Tabel 7. Nilai Eigen dan tiga nilai komponen utama pertama jagung Table 7. Eigen values and three-first principal component 12 corn traits
,
dimana r = jumlah blok, c= jumlah cek. Jika nilai adjusted > kultivar cek + LSI, maka penampilan genotip yang diuji lebih tinggi dari kultivar cek. Jika nilai adjusted < kultivar cek – LSI, maka penampilan genotip lebih rendah dari kultivar cek. Analisis prinsipal komponen utama dilakukan terhadap semua data penyesuaian karakter untuk menentukan nilai varians maksimum karakter pada genotip yang diuji. Penentuan komponen didasarkan pada nilai eigen di atas satu. Analisis klaster agglomerative hierarchical clustering (AHC) dilakukan berdasarkan ketidaksamaan jarak Euclidean dan metode agglomerative UPGMA (unweighted pair group method with arithmetic mean) untuk mengelompokan genotip yang diuji. Pengelompokan berguna untuk menentukan jarak genetik pada genotip-genotip yang diuji.
Penampilan dan Diversitas Jagung
Karakter Umur keluar malai (hst) Umur keluar tongkol (hst) Umur panen (hst) Tinggi tanaman (cm) Tinggi letak tongkol (cm) Bobot biji per tanaman (g) Bobot 100 biji (g) Panjang tongkol (cm) Diameter tongkol (cm) Jumlah baris biji tongkol Jumlah tongkol pertanaman Potensi hasil (t/ha) Nilai Eigen Keragaman (%) Kumulatif %
Hasil penelitian menunjukkan data penyesuaian umur keluar malai berkisar antara 34.5 - 51.9 dengan penampilan rata-rata 43.5 hst. Umur keluar rambut tongkol berkisar antara 39.4 - 54.0 dengan penampilan rata-rata 45.9 hst. Umur panen berkisar antara 74.0 - 103.0 dengan penampilan rata-rata 80.1 hst. Tinggi tanaman berkisar antara 91.5 -
Berdasarkan umur panen dan potensi hasil terpilih 5 genotip jagung terbaik untuk tumpang sari, yaitu UB4202(E), UB4202E2, UB4101, UB7201(D), UB3101 (Tabel 7). Potensi hasil dikonversi bobot biji pipilan kering konstan pada luas petak 2.7m2, atau setara dengan populasi per hektar 30,303 tanaman.
Hasil dan Pembahasan
4
PCA1 0.80 0.80 0.84 0.84 0.50 0.88 0.68 0.83 0.87 0.77 0.07 0.85 6.94 57.86 57.86
PCA2 -0.40 -0.40 -0.02 -0.05 0.41 0.25 -0.03 0.10 0.03 0.03 0.84 0.13 1.28 10.71 68.56
PCA3 0.11 0.07 -0.13 0.22 0.67 -0.22 0.48 -0.31 -0.23 0.01 -0.06 -0.27 1.04 8.70 77.26
Umur berbunga mempunyai rentang 40.1 - 50.1 hari dengan rata-rata 43.0 hari. Nilai koefisien keragaman genetik dan fenotip termasuk sempit dan heritabilitas tinggi. Karakter umur panen mempunyai rentang 92.2 - 110.8 hari dengan ratarata 102.5 hari, mempunyai nilai koefisien keragaman genetik dan fenotip termasuk sempit dan heritabilitas tinggi.
Hasil analisis prinsipal komponen utama menunjukkan tiga PCA pertama mempunyai nilai Eigen di atas satu dan menjelaskan 77.26% keragaman (Tabel 6). PCA1 adalah umur keluar malai, umur keluar tongkol, umur panen, tinggi tanaman, bobot biji per tanaman , bobot 100 biji, panjang tongkol, diameter tongkol, jumlah baris biji tongkol, dan potensi hasil mampu menjelaskan 57.86% keragaman. Pada PCA2 karakter jumlah tongkol per tanaman mampu menjelaskan keragaman sebesar 10.17%. PCA3 terdiri dari karakter tinggi letak tongkol mampu menjelaskan keragaman sebesar 8.7%.
150
Karakter
Umur berbunga (hst)
Umur panen (hst)
Tinggi tanaman (cm)
Jumlah cabang
Jumlah polong
250
100
Min
40.1
92.2
49.8
2.9
43.2
Mak Ratarata
50.1 110.8 110.9 11.3 43.0 102.5
Dissimilarity
200
50
Arjuna Bisma Pioneer Treng3 MTask(3) Mad(M)(2) UB7201(D) UB7201D4‐2 GarutP(1) Lum(M)(1) Treng2 UB4202E2 UB4202E3 UB7301 UB3101 UB4202(E) Lum(M)(2) UB7201D4‐1 UB3301 UB4301 UB4201 UB4101 UB3302 Jomb(K)(4) Jomb(M)(2) MTask(M)(2) Mad(M)(4) MTask(M)(1) MTask(M)(3) Treng1 MTask(K)(2) MTask(K)(1) Jomb(K)(5) Jomb(K)(7) MTask(K)(8) MTask(K)(4) Jomb(K)(2) Mad(M)(3) Jomb(K)(1) Jomb(K)(6) Mad(K)(1) Jomb(K)(3) Jomb(M)(1) Mad(K)(3) Mad(M)(1) MTask(K)(6) MTask(K)(7) MTask(K)(9) MTask(K)(5) Mad(K)(2) Mad(K)(4)
0
Gambar 2. Dendrogram genotip jagung berdasarkan 12 karakter kuantitatif Figure 2. Corn genotypes dendrogram based on 12 quantitative traits
79.7
5.0
Jumlah biji/tanaman Bobot biji/tanaman (g) Bobot 100 biji (g) Potensi hasil (ton/ha)
Tabel 8. Rentang, rata-rata dan parameter genetik 9 karakter kedelai pada pertanaman tumpangsari kedelai - jagung. Table 8. Range, means, dan genetic parameters 9 traits of soybean in intercropping soybean – corn.
121.5 21.8
9.3
1.3
251.5
566.9 66.1 20.8
4.2
112.0
237.0 38.4 16.9
2.2
var p
3.6
11.7 186.3
1.9 1438.5 6900.8 88.3
var g
2.8
11.2
83.7
1.4
914.6 4370.3 48.3
var e KKF (%) KKG (%) H
0.8
0.4 102.6
0.5
523.9 2530.5
4.4
3.3
17.1 28.9
35.3
36.7
3.9
3.3
11.5 24.5
28.2
29.2 18.5 13.3 16.9
0.7
0.9
0.4
0.7
0.6
0.6
40
6.7
0.3
5
0.1
1.6
0.2
25 15.3 24.9
0.5
0.7
Keterangan : KKG sempit (0.0 - 9.2%), agak sempit (9.2 - 18.3%), cukup luas (18.3 - 27.5%), luas (27.5 36.7%); KKF sempit (0.0 - 7.3%), agak sempit (7.3 14.6%), cukup luas (14.6 - 21.9%), luas (21.9 - 29.2%); H > 0.5 tinggi, 0.2 < H ≤ 0.5 sedang, dan H ≤ 0.2 rendah (Stansfield, 1982)
Analisis kluster berhasil mengelompokkan genotip jagung ke dalam 4 kelompok (Gambar 2). Kelompok pertama terdiri dari 20 genotip, yaitu UB3101, UB4301, UB4101, UB4201, UB3301, UB3302, UB4202E2, UB4202E3, MTask(3), UB4202(E), UB7201(D), UB7201D4-2, Treng2, Mad(M)(2), Treng3, UB7301, UB7201D4-1, GarutP(1), Lum(M)(2), dan Lum(M)(1). Kelompok kedua terdiri dari 3 genotip, yaitu Arjuna, Bisma, dan Pioneer 4. Kelompok 3 terdiri dari 27 genotip, yaitu MTask(K)(4), Jomb(K)(1), Jomb(K)(6), Jomb(K)(7), MTask(K)(9), MTask(K)(2), Jomb(K)(2), MTask(K)(6), Mad(K)(1), Mad(K)(3), MTask(K)(7), Mad(K)(2), Mad(K)(4), MTask(K)(8), MTask(K)(1), Jomb(K)(3), MTask(K)(5), MTask(M)(3), Jomb(M)(2), Jomb(M)(1), MTask(M)(2), Treng1, Jomb(K)(5), Mad(M)(1), Mad(M)(4), Mad(M)(3), dan MTask(M)(1). Kelompok 4 hanya terdiri dari 1 genotip, yaitu Jomb(K)(4).
Keragaman fenotip dan genetik yang agak sempit terdapat pada karakter tinggi tanaman dan bobot 100 biji. Karakter tinggi tanaman mempunyai rentang 49.8 - 110.9 cm dengan rata-rata 79.7 cm dan heritabilitas sedang. Karakter bobot 100 biji mempunyai rentang 9.3 - 20.8 g dengan rata-rata 16.9 g mempunyai heritabilitas tinggi. Bobot biji per tanaman dan potensi hasil mempunyai keragaman fenotip dan genetik yang cukup luas dengan heritabilitas sedang. Bobot biji per tanaman (g) mempunyai rentang 21.8 - 66.1 g dengan rata-rata 38.4 g. Potensi hasil dikonversi dari bobot biji kering konstan pada luas panen 2.25 m2 atau setara dengan 44444 individu tanaman per hektar mempunyai rentang 1.3 - 4.2 t/ha dengan rata-rata 2.2 t/ha.
Parameter Genetik Kedelai Terdapat keragaman pada karakter genotip kedelai yang ditanam secara tumpangsari (Tabel 8).
5
0.4
tanaman mempunyai rentang 121.5 - 566.9 biji dengan rata-rata 237.0 biji. Ketiga karakter ini mempunyai keragaman fenotip dan genetik yang luas dengan nilai heritabilitas yang tinggi. Penampilan umur panen dan potensi hasil kedelai dibandingkan dengan varietas cek dapat dijadikan sebagai dasar pemilihan genotip yang genjah dan berdaya hasil tinggi pada pertanaman tumpang sari (Tabel 9). Semua genotip yang diuji mempunyai umur panen lebih cepat dari Argopuro, 14 genotip lebih cepat dari Wilis, dan tidak ada yang lebih cepat dari Gepak Kuning. Pada potensi hasil, 14 genotip mempunyai penampilan yang lebih tinggi dari Argopuro, 2 genotip lebih tinggi dari Wilis, dan 3 lebih tinggi dari Gepak Kuning.
Tabel 9. Penampilan umur panen dan potensi hasil kedelai Table 9. Harvest time and yield potential of soybean Genotip
NB#W9837(0)S
Umur Panen (hst) Penga Penye matan suaian 98 97.2aw
Potensi hasil (t/ha) Penga Penye matan suaian 1.6 1.7
NB#W9837(100)(2)(10)S
105
105.5a
2.4
2
NB#W9837(1000)(2)(23)S
98
97.5aw
2.0
2.1
NB#W9837(1000)(2)(22)S
105
104.2a
1.9
2
NB#ANJ(100)(2)(3)S
105
105.9a
1.7
1.9
NB#ANJ(1000)(1)(7)S
105
104.9a
2.6
2.7a
NB#ANJ(1000)(1)(10)S
105
105.9a
2.4
2.6a
NB#ANJ(100)(1)(14)S
104
103.5a
2.1
2.4a
NB#ANJ(100)(1)(10)S
105
105.5a
2.4
2
Komponen Utama dan Analisis Kluster Kedelai
NB#KB(500)(2)(20)S
101
100.2aw 4.1
4.2awg
NB#KB(500)(2)(22)S
101
100.5aw 2.5
1.8
NB#ANJ(1000)(1)(9)S
105
104.9a
2.2
2.3
NB#ANJ(500)(1)(13)S
105
105.9a
1.8
2
NB#ANJ(500)(2)(2)S
105
104.9a
2.3
2.4a
NB#ANJ(500)(2)(17)S
104
104.9a
2.0
2.4a
NB#ANJ(500)(2)(16)S
105
104.9a
2.9
3a
NB#ANJ(1000)(1)(5)S
104
103.5a
1.9
2.2
NB#ANJ(100)(1)(11)S
104
103.5a
2.1
2.2
NB#KB(500)(2)(23)S
101
100.2aw 1.7
1.8
NB#ANJ(100)(1)(9)S
105
104.5a
2.7
2.8a
Grobogan
98
98.9aw
1.9
2.1
NB#ANJ(500)(2)(11)S
104
104.9a
1.5
1.9
Hasil analisis prinsipal komponen utama menunjukkan tiga PCA pertama mempunyai nilai Eigen di atas satu dan menjelaskan 78.25% keragaman (Tabel 10). PCA1 adalah umur berbunga, jumlah cabang pertanaman, jumlah polong pertanaman, jumlah biji pertanaman, bobot biji per tanaman, bobot 100 biji, dan potensi hasil mampu menjelaskan 46.87% keragaman. Pada PCA2 karakter umur panen, bobot biji per tanaman, dan bobot 100 biji berkontribusi terhadap keragaman sebesar 18.28%. PCA3 terdiri dari karakter tinggi tanaman dan potensi hasil mampu menjelaskan keragaman sebesar 13.10%.
NB#ANJ(100)(2)(14)S
105
105.5a
1.8
1.4
NB#ANJ(100)(1)(8)S
105
104.5a
2.0
2.1
NB#ANJ(1000)(3)(9)S
104
103.5a
2.0
1.3
NB#ANJ(500)(1)(11)S
105
104.5a
2.4
2.7a
NB#ANJ(100)(1)(6)S
104
103.5a
2.2
1.5
Lokon
98
97.5aw
2.3
2.6a
Kaba
101
100.5aw 3.2
2.5a
NB#ANJ(100)(1)(2)S
105
104.5a
3.3awg
NB#LKN(100)(1)(7)S
100
100.9aw 2.7
3.1ag
NB#ANJ(500)(2)(14)S
105
105.5a
2.4
2
NB#ANJ(500)(2)(3)S
100
99.5aw
2.0
2.1
NB#ANJ(500)(1)(4)S
103
102.5a
2.5
1.8
Gepak Ijo
99
99.5aw
2.5
2.1
Burangrang
98
97.9aw
1.7
1.8
Anjasmoro
105
105.9a
2.0
2.2
Argopuro
94
94.9aw
1.6
2
Cikurai
93
92.2aw
1.7
1.8
Detam
102
102.9a
2.6
3a
Argopuro
109.4
1.4
Wilis
103.7
2.4
Gepak kuning
93.5
2.2
LSI 5%
1.4
0.9
3.0
Tabel 10. Nilai Eigen serta tiga nilai komponen utama pertama kedelai Table 10. Eigen values and three-first principal component 9 soybean traits Karakter Umur berbunga (hst) Umur panen (hst) Tinggi tanaman (cm) Jumlah cabang Jumlah polong Jumlah biji per tanaman Bobot biji per tanaman (g) Bobot 100 biji Potensi hasil (t/ha) Nilai Eigen Keragaman (%) Kumulatif %
PCA1 0.61 -0.12 0.20 0.88 0.94
PCA2 -0.10 0.86 0.28 -0.30 0.12
PCA3 -0.06 -0.30 0.80 -0.16 -0.19
0.94
0.10
-0.17
0.80 -0.60 0.49 4.22 46.87 46.87
0.55 0.60 0.21 1.65 18.28 65.15
-0.05 -0.13 0.59 1.18 13.10 78.25
Analisis kluster menunjukkan genotip kedelai yang diuji terbagi menjadi lima kelompok (Gambar 3). Pengelompokan ini menunjukkan adanya kesamaan kedudukan kedelai berdasarkan 9 karakter kuantitatif. Kelompok pertama terdiri dari 29 genotip, yaitu NB#W98370, NB#W98371002/10, NB#W983710002/23, NB#W983710002/22, NB#ANJ1002/3, NB#ANJ10001/7,
Keterangan : angka yang diikuti huruf mempunyai umur panen lebih cepat, dan hasil lebih tinggi dari cek a=Argopuro, w = Wilis, dan g = Gepak Kuning pada LSI 5%.
Jumlah cabang mempunyai rentang 2.9 - 11.3 cabang dengan rata-rata 5.0 cabang. Jumlah polong mempunyai rentang 43.2 - 251.5 polong dengan rata-rata 112.0 polong. Karakter jumlah biji per
6
NB#ANJ1001/14, NB#ANJ1001/10, NB#ANJ10001/9, NB#ANJ5001/13, NB#ANJ5002/2, NB#ANJ5002/17, NB#ANJ5002/16, NB#ANJ10001/5, NB#ANJ1001/11, NB#ANJ5002/11, NB#ANJ1002/14, NB#ANJ10003/9, NB#ANJ5001/11, NB#ANJ1001/6, NB#ANJ1001/2, NB#LKN1001/7, NB#ANJ5002/14, NB#ANJ5001/4, Grobogan, Lokon, Burangrang, Argomulyo, dan Cikurai.
penelitian ini melalui dana Hibah Penelitian Strategis Nasional, Nomor : 0174.0/02304.2/XV/2009, tanggal 31 Desember 2008 dan Berdasarkan SK Rektor Nomor : 160/SK/2009, tanggal 7 Mei 2009
Daftar Pustaka Balitkabi. 2009. Galur Kedelai Toleran Naungan. Available at http://balitkabi.litbang.deptan.go.id//index2.php ?option=com_content&do_pdf=1&id=217 Davis, J. 1989. Breeding for intercrops: with special attention to beans for intercropping with maize. Proceedings of a Workshop on Research Methods for Cereal/Legume Intercropping in Eastern and Southern Africa. CIMMYT, CIAT and the Government of Malawi. Hayder, G., S. S. Mumtaz., A. Khan dan S. Khan. 2003. Maize and soybean intercropping under levels of soybean seed rates. Asian J. Plant Sci., 2 (3):339-341 Panhwar, M. A., F. H. Memon., M. A. Kalhoro, dan M. I. Soomro. 2004. Performance of maize in intercropping system with soybean under different planting pattern and nitrogen levels. J. Applied Sci., 4(2):201-204. Petersen, R. G. 1994. Agricultural Field Experiments Design and Analysis. Oregon State University. Corvalis Oregon. Rachmadi, M., A. Baihaki., R. Setiamihardja, dan S. Djakasutami. 1996. Seleksi beberapa genotip kedelai untuk lingkungan tercekam tumpangsari dengan singkong. Zuriat 7(2):68-76. Spehar, C. R. 1994. Field screening of soya bean (Glycine max (L.) Merrill) germplasm for aluminium tolerance by the use of augmented design. Euphytica 76:203-213. Sullivan, P. 2003. Intercropping Principles and Production Practices. Appropriate Technology Transfer for Rural Area. Available at http://attra.ncat.org/attra-pub/PDF/intercrop.pdf Vandermeer, J. 1989. The Ecology on Intercropping. Cambridge University Press. New York.
300
Dissimilarity
250 200 150 100 50
40DETAM NB#ANJ5002/3S NB#ANJ1001/9S NB#ANJ1001/8S NB#KB5002/23S 29KABA NB#ANJ10001/10S 37ANJASMORO NB#KB5002/22S C1ARGOPURO 39CIKURAY NB#ANJ1001/6S NB#ANJ5002/14S NB#ANJ5002/16S NB#W983710002/23S NB#ANJ10001/9S NB#W98371002/10S NB#W983710002/22S 38ARGOMULYO NB#W98370S 36BURANGRANG NB#ANJ1001/10S NB#ANJ5002/11S NB#ANJ1002/14S NB#ANJ1001/11S 28LOKON NB#LKN1001/7S NB#ANJ5002/17S 21GROBOGAN NB#ANJ5002/2S NB#ANJ5001/4S NB#ANJ1002/3S NB#ANJ5001/13S NB#ANJ5001/11S NB#ANJ1001/14S NB#ANJ10001/5S NB#ANJ1001/2S NB#ANJ10001/7S NB#ANJ10003/9S 35GEPAKIJO C3GEPAKKUNING NB#KB5002/20S C2WILIS
0
Gambar
3.
Dendrogram genotip kedelai berdasarkan 9 karakter kuantitatif Figure 3. Soybean genotypes dendrogram based on 9 quantitative traits Kelompok kedua terdiri dari 10 genotip kedelai, yaitu NB#ANJ10001/10S, NB#KB5002/22S, NB#KB5002/23S, NB#ANJ1001/9S, NB#ANJ1001/8S, NB#ANJ5002/3S, Kaba, Anjasmoro, Detam, dan Argopuro. Kelompok ketiga terdiri dari dua genotip, yaitu NB#KB5002/20S dan Wilis. Kelompk ke empat dan kelima masing-masing hanya satu genotip, yaitu Gepak Ijo dan Gepak Kuning.
Kesimpulan Plasma nutfah jagung mempunyai keragaman yang luas pada pertanaman tumpangsari jagungkedelai. Plasma nutfah jagung terbagi menjadi 4 kelompok dengan rentang hasil 0.6 – 2.7 t/ha. Penampilan galur-galur kedelai hasil mutasi beragam dan terbagi menjadi 5 kelompok dengan rentang hasil panen 1.4-4.1 t/ha Terdapat 5 genotip jagung terbaik untuk tumpangsari, yaitu UB4202(E), UB4202E2, UB4101, UB7201(D), UB3101, dan terdapat 14 genotip potensial kedelai untuk ditanam secara tumpangsari dengan jagung.
Ucapan Terimakasih Kami sampaikan terima kasih kepada Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi, Departemen Pendidikan Nasional yang telah membiayai
7
