BAHAN DAN METODE Waktu dan Tempat Penelitian ini dilaksanakan pada tanggal 30 Maret sampai 21 Juli 2007 di Kebun Induk Jarak Pagar (KIJP), Balai Penelitian Tanaman Rempah dan Aneka Tanaman Industri, Pakuwon, Sukabumi, Jawa Barat.
Bahan dan Alat Bahan tanaman yang digunakan adalah 200 tanaman induk berumur ±1 tahun yang terbagi dalam empat aksesi yaitu Lampung, Banten, Jawa Barat (Jabar), dan Jawa Tengah (Jateng). Bahan-bahan lain yang digunakan adalah benang dan plastik berwarna untuk pelabelan, kantung plastik transparan, polybag ukuran 5x20 cm, tanah dan pupuk kandang, serta alkohol 70%. Sedangkan alatalat yang digunakan antara lain pinset, gunting, pisau, kaca pembesar, nampan bambu dan rak pengeringan.
Metode Percobaan Penelitian ini terdiri atas dua percobaan yaitu pengamatan tingkat keberhasilan reproduksi dan sistem perkawinan.
1. Keberhasilan Reproduksi Percobaan ini menggunakan metode sampling yaitu dengan melakukan pengamatan terhadap 80 tanaman contoh. Rancangan percobaan yang digunakan adalah rancangan acak lengkap satu faktor yaitu aksesi yang terdiri atas empat taraf perlakuan yaitu Lampung, Banten, Jabar, dan Jateng. Setiap perlakuan diulang sebanyak 20 kali sehingga percobaan ini terdiri atas 80 satuan percobaan. Menurut Mattjik (2002) model linier dari rancangan acak lengkap adalah: Υij = μ + τi + εij dimana, i Υij μ τi εij
= 1, 2, …, t dan j = 1, 2, …, r = Pengamatan pada perlakuan ke-i dan ulangan ke-j = Rataan umum = Pengaruh perlakuan ke-i = Pengaruh acak pada perlakuan ke-i dan ulangan ke-j
12 Apabila perlakuan menunjukkan pengaruh yang nyata terhadap hasil pengamatan, maka dilakukan perbandingan antara rataan perlakuan dengan uji jarak ganda Duncan pada α = 0.05 (Gomez dan Gomez, 1995).
2. Sistem Perkawinan Percobaan dilaksanakan dengan melakukan penyerbukan buatan pada 140 bunga betina yang terbagi dalam empat aksesi. Persentase buah hasil penyerbukan buatan digunakan untuk menentukan indeks inkompatibilitas sendiri (IIS). Rancangan percobaan yang digunakan adalah rancangan kelompok lengkap teracak satu faktor yaitu tipe penyerbukan yang terdiri atas empat taraf perlakuan yaitu penyerbukan antar bunga dalam satu malai, penyerbukan antar bunga dari malai yang berbeda dalam satu tanaman, penyerbukan antar bunga dari tanaman yang berbeda dalam satu aksesi, dan penyerbukan antar bunga dari aksesi yang berbeda. Setiap perlakuan diulang sebanyak empat kali sehingga percobaan ini terdiri atas 16 satuan percobaan. Menurut Mattjik (2002) model linier dari rancangan kelompok lengkap teracak adalah: Υij = μ + βi + τj + εij dimana, i Υij μ βj τi εij
= 1, 2, …, r dan j = 1, 2, …, t = Pengamatan pada perlakuan ke-i dan kelompok ke-j = Rataan umum = Pengaruh kelompok ke-i = Pengaruh perlakuan ke-j = Pengaruh acak pada perlakuan ke-i dan kelompok ke-j
Benih hasil penyerbukan buatan dikecambahkan untuk menentukan viabilitas dan vigor benih. Rancangan percobaan yang digunakan adalah rancangan petak terbagi (split-plot design) dua faktor yaitu aksesi sebagai petak utama dan tipe penyerbukan sebagai anak petak. Faktor aksesi terdiri atas empat taraf perlakuan yaitu Lampung, Banten, Jabar, dan Jateng. Faktor tipe penyerbukan juga terdiri atas empat taraf perlakuan yaitu penyerbukan antar bunga dalam satu malai, Penyerbukan antar bunga dari malai yang berbeda dalam satu tanaman, penyerbukan antar bunga dari tanaman yang berbeda dalam satu aksesi, dan penyerbukan antar bunga dari aksesi yang berbeda. Setiap perlakuan diulang sebanyak tiga kali sehingga terdiri atas 48 satuan percobaan. 12
13 Menurut Mattjik (2002) model linier dari rancangan petak terbagi adalah: Υijk = μ + αi + δik + βj + (αβ)ij + εijk dimana, i = 1, 2, …, t dan j = 1, 2, …, r Υijk = Nilai pengamatan pada faktor aksesi taraf ke-i, faktor tipe penyerbukan taraf ke-j, dan ulangan ke-k μ = Rataan umum αi = Pengaruh utama faktor aksesi βj = Pengaruh utama faktor tipe penyerbukan δik = Komponen acak dari petak utama yang menyebar normal (αβ)ij = Komponen interaksi dari faktor aksesi dan faktor tipe penyerbukan εijk = Pengaruh acak dari anak petak yang menyebar normal. Apabila perlakuan menunjukkan pengaruh yang nyata terhadap hasil pengamatan, maka dilakukan perbandingan antara rataan perlakuan dengan uji jarak ganda Duncan pada α = 0.05 (Gomez dan Gomez, 1995).
Pelaksanaan Percobaan
1. Keberhasilan Reproduksi Percobaan dimulai dengan melakukan pemilihan secara acak 80 tanaman contoh yang terbagi dalam empat aksesi. Pelabelan pada masing-masing tanaman contoh terpilih dilakukan menggunakan benang rajut dan plastik mika dengan menuliskan beberapa keterangan yaitu jenis percobaan (keberhasilan reproduksi), aksesi, dan nomor tanaman contoh. Selanjutnya dilakukan pemilihan malai pada masing-masing tanaman contoh dan ditandai dengan benang berwarna. Untuk memudahkan pengamatan selanjutnya, masing-masing malai terpilih dalam satu tanaman contoh diberi tanda dengan warna benang yang berbeda. Pengamatan dilakukan pada masing-masing tanaman contoh meliputi pengamatan jumlah bunga betina per malai (Bg/M), ovul per bunga betina (O/Bg), buah per malai (Bh/M), dan benih per buah (B/Bh). Pengamatan Bg/M dilakukan dengan menghitung jumlah bunga betina tiap malai terpilih pada masing-masing tanaman contoh. Bunga betina dihitung sebelum mekar karena bunga betina dapat dikenali berdasarkan ukuran bunga lebih besar dan kelopak bunga lebih panjang daripada bunga jantan.
13
14 Pengamatan O/Bg dilakukan dengan mengambil 3 bunga betina per malai pada masing-masing tanaman contoh, kemudian dipotong melintang pada bagian tengah dengan pisau dan dihitung jumlah ovulnya menggunakan kaca pembesar. Pengamatan O/Bg dilakukan pada malai yang berbeda dari pengamatan Bg/M karena malai pada pengamatan Bg/M akan digunakan untuk pengamatan Bh/M dan B/Bh, dengan catatan jumlah malai yang diamati harus sama dengan jumlah malai terpilih pada masing-masing tanaman contoh. Pengamatan Bh/M dilakukan dengan menghitung seluruh buah siap panen yang terbentuk dalam tiap malai terpilih. Buah siap panen setelah buah berwarna kuning dan kulit buah mulai keriput. Pengamatan B/Bh dilakukan dengan menghitung jumlah benih dari tiap buah hasil pengamatan Bh/M.
2. Sistem Perkawinan Tahap awal percobaan ini adalah pemilihan malai bunga dengan kriteria pertumbuhan baik, bebas dari hama dan penyakit, mudah dijangkau, serta memiliki sedikitnya dua bunga betina menjelang mekar. Emaskulasi dilakukan pada malai terpilih dengan menggunting semua bunga jantan belum mekar kemudian dibungkus dengan kantong plastik transparan dan diikat dengan karet gelang (Gambar 1A). Emaskulasi dan pembungkusan malai diharapkan dapat mencegah terjadinya penyerbukan diluar perlakuan yang diterapkan. Penyerbukan buatan dilakukan pukul 08:00 – 10:00 pada hari bunga betina mekar dengan cara mengusapkan antera yang sudah pecah ke kepala putik secara perlahan dengan bantuan pinset (Gambar 1B). Penyerbukan dilakukan pada 35 bunga betina tiap kombinasi perlakuan aksesi dengan tipe penyerbukan sehingga total adalah 560 penyerbukan. Polen berasal dari malai yang berbeda-beda sesuai dengan perlakuan sehingga dapat berasal dari malai yang sama dengan bunga betina (P1), dari malai yang berbeda namun pada tanaman yang sama (P2), dari tanaman yang berbeda namun pada aksesi yang sama (P3), dan dari aksesi yang berbeda (P4). Untuk perlakuan P4, polen diambil dari aksesi selain aksesi Lampung, Banten, Jabar, dan Jateng yaitu aksesi Sulawesi Selatan. Aksesi ini merupakan tanaman koleksi KIJP dan dipilih karena memiliki jumlah malai baru lebih banyak dari tanaman koleksi lain sehingga diharapkan dapat mencukupi
14
15 kebutuhan polen untuk perlakuan P4. Bunga yang telah diserbuk kemudian diberi label (Gambar 1C) dan dibungkus lagi dengan kertas sampai 1 hari setelah penyerbukan kemudian dibuka untuk menghindari pembusukan.
Gambar 1. Tahap-tahap penyerbukan buatan jarak pagar. Emaskulasi dan pembungkusan malai (A), mengoleskan antera yang sudah pecah ke kepala putik dengan bantuan pinset (B), pelabelan (C). Pemanenan buah dilakukan serentak pada tiap perlakuan tipe penyerbukan buatan setelah buah berwarna kuning. Benih hasil ekstraksi buah diletakkan pada nampan bambu dan disusun pada rak pengeringan untuk dikeringanginkan selama 4-5 hari atau setelah KA benih mencapai 7-8%, benih siap untuk dikecambahkan. Pengecambahan benih dilakukan pada polibag ukuran 5x20 cm selama 14 hari dengan melakukan penyiraman setiap harinya. Media perkecambahan adalah tanah dan pupuk kandang dengan perbandingan 1:1.
Pengamatan 1.
Tingkat Keberhasilan Reproduksi Tingkat keberhasilan reproduksi dihitung setelah diperoleh data akhir dari
percobaan keberhasilan reproduksi. Wiens et. al. (1987) menjelaskan persamaan untuk menentukan tingkat keberhasilan reproduksi tanaman yaitu: KR = rasio buah/bunga x rasio biji/ovul dimana, rasio buah/bunga dan biji/ovul diperoleh dari: rasio buah/bunga =
jumlah buah/malai , dan jumlah bunga betina/malai
rasio biji/ovul
jumlah biji/buah jumlah ovul/bunga betina
=
15
16 2.
Indeks Inkompatibilitas Sendiri Penghitungan indeks inkompatibilitas-sendiri (IIS) dilakukan setelah
diperoleh data persentase buah dari perlakuan penyerbukan buatan pada percobaan sistem perkawinan. Menurut Zapata dan Arroyo (1978) persamaan untuk menentukan IIS adalah: IIS =
persentasebuah dari penyerbukan sendiri persentasebuah dari penyerbukan silang
IIS =
persentasebuah dari perlakuanP1dan P2 persentasebuah dari perlakuanP3dan P4
3. Daya Berkecambah Daya berkecambah (DB) merupakan tolok ukur parameter viabilitas potensial benih dan dilakukan dengan menghitung persentase kecambah normal (KN) yang tumbuh setelah pengecambahan selama 14 hari terhadap seluruh benih yang dikecambahkan. Evaluasi kecambah normal dilakukan pada 7 dan 14 hari setelah pengecambahan (HSP). Persamaan yang digunakan untuk menghitung DB adalah: DB (%) =
KN hari ke - 7 KN hari ke -14 x 100 % benih yang dikecambahkan
Kriteria kecambah normal adalah: Hipokotil berkembang dengan baik (lurus), berwarna hijau, atau dengan kerusakan terbatas seperti agak berubah warna dan atau terpilin ringan. Kotiledon berkembang dengan baik, berjumlah dua atau minimal satu kotiledon tanpa kerusakan pada titik tumbuh atau jaringan di sekitarnya, dan berwarna hijau atau terdapat sedikit bercak nekrotik. Terdapat satu daun primer berwarna hijau dengan panjang minimal 1 cm Sedangkan kriteria kecambah abnormal adalah: Hipokotil pendek, mengkerut, atau melengkung Kotiledon keriting, berubah warna, atau rusak akibat infeksi primer Pertumbuhan daun lambat (<1 cm), berubah warna, cacat, atau rusak akibat infeksi primer
16
17 4. Potensi Tumbuh Maksimum Potensi tumbuh maksimum (PTM) merupakan tolok ukur dari parameter viabilitas total benih dan dilakukan dengan menghitung persentase total benih yang berkecambah, baik kecambah normal ataupun abnormal, dari 0-14 HSP terhadap jumlah benih yang dikecambahkan. PTM dihitung dengan menggunakan persamaan sebagai berikut:
benih yang berkecambah sampaihari ke -14 x 100 % benih yang dikecambahkan
PTM =
5. Kecepatan Tumbuh Kecepatan tumbuh (KCT) merupakan tolok ukur dari parameter vigor kekuatan tumbuh dengan menghitung persentase kecambah normal per hari (etmal). Evaluasi kecambah normal dilakukan setiap hari mulai 0-14 HSP. KCT dihitung dengan menggunakan persamaan sebagai berikut: tn
KCT
N/t
= i 0
Keterangan: KCT = persentase kecambah normal/etmal tn = waktu akhir pengamatan N = persentase kecambah normal tiap waktu pengamatan t = waktu pengamatan etmal = waktu pengamatan (jam)/24 jam
17
