PENGUJIAN POTENSI HASIL BIJI DAN BIOMASA GALUR SORGUM MANIS (Sorghum bicolor (L.) Moench) HASIL IRRADIASI VARIETAS PAHAT
WILDA KURNIA PUTRI
DEPARTEMEN AGRONOMI DAN HORTIKULTURA FAKULTAS PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2014
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA* Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Pengujian Potensi Hasil Biji dan Biomasa Galur Sorgum Manis (Sorghum bicolor (L.) Moench) Hasil Irradiasi Varietas Pahat adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini. Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor. Bogor, September 2014 Wilda Kurnia Putri NIM A24100009
* Pelimpahan hak cipta atas karya tulis dari penelitian kerja sama dengan pihak luar IPB harus didasarkan pada kerja sama yang terkait.
ABSTRAK WILDA KURNIA PUTRI. Pengujian Potensi Hasil Biji dan Biomasa Galur Sorgum Manis (Sorghum bicolor (L.) Moench) Hasil Irradiasi Varietas Pahat. Dibimbing oleh DIDY SOPANDIE dan SOERANTO HUMAN. Sorgum manis merupakan tanaman serealia yang potensial untuk dikembangkan di Indonesia, karena mempunyai daya adaptasi lingkungan yang luas. Sorgum manis dapat dimanfaatkan sebagai bahan pangan, bahan baku bioetanol dan pakan. Penelitian ini bertujuan untuk mengidentifikasi keragaan karakter agronomis terutama produktivitas biji dan biomasa galur mutan sorgum manis (Sorghum bicolor (L.) Moench) G8, G9, G10 dengan tiga varietas kontrol yaitu Pahat, Kawali dan Mandau. Penelitian ini dilaksanakan di Kebun Percobaan Kaum Pandak, Balai Penelitian Ternak, Desa Pasir Jambu, Kecamatan Sukaraja Bogor, Jawa Barat pada bulan Desember 2013 sampai dengan Mei 2014. Penelitian menggunakan Rancangan Kelompok Lengkap Teracak (RKLT) dengan galur tanaman sebagai perlakuan utama. Galur G10 merupakan galur mutan harapan yang memiliki kadar gula tertinggi yaitu 13.05°Brix, dan memiliki produktivitas biji serta biomasa tertinggi sehingga dapat dimanfaatkan sebagai bahan pangan dan bahan baku bioetanol. Kata kunci: biomasa, galur mutasi, kadar nira, sorgum manis
ABSTRACT WILDA KURNIA PUTRI. Testing Potential Grain Yield and Biomass of Sweet Sorghum (Sorghum bicolor (L.) Moench) Lines of The Irradiasi Varieties Pahat. Supervised by DIDY SOPANDIE and SOERANTO HUMAN. Sweet shorgum is a cereal which has a potential to be developed in Indonesia because it has wide adaptation to suboptimal condition. Sweet sorghum can be used as food, raw material bioethanol and animal feed. The objective of this research was to identify the variability of agronomic characters especially grain and biomass productivity of G8, G9, G10 mutant lines of sweet sorghum (Sorghum bicolor (L.) Moench) with three varieties control named Pahat, Kawali and Mandau. This research was conducted at Kaum Pandak experimental field, Livestock Research Centers, Pasir Jambu - Bogor, West Java, in December 2013 to May 2014. The design used was a completely randomized design with three replications, in which the genotype was the main treatment. The results showed that G10 mutant lines gave the highest sugar content 13.05°Brix and this mutant line had a grain yield and biomass production higher than standard varieties of Pahat, Kawali and Mandau. Therefore, G10 mutant lines is promising to be used for food and biofuel. Keywords: biomass, juice content, lines mutation, sweet sorghum
PENGUJIAN POTENSI HASIL BIJI DAN BIOMASA GALUR SORGUM MANIS (Sorghum bicolor (L.) Moench) HASIL IRRADIASI VARIETAS PAHAT
WILDA KURNIA PUTRI
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Pertanian pada Departemen Agronomi dan Hortikultura
DEPARTEMEN AGRONOMI DAN HORTIKULTURA FAKULTAS PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2014
Judul Skripsi Nama NIM
: Pengujian Potensi Hasil Biji dan Biomasa Galur Sorgum Manis (Sorghum bicolor (L.) Moench) Hasil Irradiasi Varietas Pahat : Wilda Kurnia Putri : A24100009
Disetujui oleh
Prof Dr Ir Didy Sopandie, MAgr Pembimbing I
Prof Dr Ir Soeranto Human, MSi Pembimbing II
Diketahui oleh
Dr Ir Agus Purwito, MSc Agr Ketua Departemen
Tanggal Lulus :
PRAKATA Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan judul Pengujian Potensi Hasil Biji dan Biomasa Galur Sorgum Manis (Sorghum bicolor (L.) Moench) Hasil Irradiasi Varietas Pahat. Skripsi ini merupakan karya ilmiah yang dibuat penulis setelah menyelesaikan penelitian selama lima bulan. Hasil penelitian ini diajukan untuk memperoleh gelar sarjana dari Fakultas Pertanian. Terima kasih penulis ucapkan kepada seluruh pihak yang membantu dalam pelaksanaan penelitian, yaitu: 1 Prof Dr Ir Didy Sopandie MAgr dan Prof Dr Ir Soeranto Human MSi selaku dosen pembimbing skripsi yang telah memberikan bimbingan, pengarahan, dan dukungan selama penelitian dan penulisan skripsi. 2 Bapak Ridwan dan Ibu Nurmaidarlis SH, orang tua penulis yang selalu mendo’akan dan memberikan dukungan serta kasih sayang. 3 Abang M Arif Kurniawan dan adik-adik penulis Fadilla Kurnia Putri, Miftahul Jannah dan Fadli Kurniawan yang selalu memberikan semangat. 4 Staf pengajar dan staf Komisi Pendidikan Departemen Agronomi dan Hortikultura, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor. 5 Teman-teman satu tim penelitian sorgum manis, Iansyah Wibi Saksono dan Ujang Kurnia. 6 Teman-teman yang sudah membantu dalam pengamatan. Semoga hasil penelitian ini memberikan manfaat terhadap kemajuan pertanian Indonesia. .
Bogor, September 2014 Wilda Kurnia Putri
DAFTAR ISI DAFTAR TABEL DAFTAR GAMBAR DAFTAR LAMPIRAN PENDAHULUAN Latar Belakang Tujuan Hipotesis TINJAUAN PUSTAKA Karakter Sorgum Manis Pemanfaatan Sorgum Manis Pemuliaan Tanaman Sorgum Manis dengan Teknik Mutasi METODE PENELITIAN Lokasi Penelitian dan Waktu Penelitian Bahan Penelitian Peralatan Penelitian Prosedur Percobaan Analisis Data HASIL DAN PEMBAHASAN Kondisi Umum Penelitian Fase Pertumbuhan Vegetatif Tanaman Sorgum Manis Keragaan Karakter Agronomi pada Fase Pertumbuhan Generatif dan Komponen Hasil Galur-galur Mutan Sorgum Manis Korelasi Karakter Agronomi pada Fase Pertumbuhan Generatif dengan Komponen Hasil Galur-galur Mutan Sorgum Manis SIMPULAN DAN SARAN Simpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN RIWAYAT HIDUP
vi vi vi 1 1 2 2 2 2 2 3 3 3 4 4 4 5 6 6 7 11 16 18 18 18 18 21 25
DAFTAR TABEL 1 2 3
Pertumbuhan vegetatif galur-galur mutan sorgum manis Nilai tengah peubah pertumbuhan generatif dan komponen hasil galurgalur mutan sorgum manis Korelasi karakter agronomi dengan komponen hasil galur-galur mutan sorgum manis
8 12 17
DAFTAR GAMBAR 1 2 3 4
Pertumbuhan tanaman galur-galur sorgum manis Keragaan tinggi tanaman sorgum manis pada fase pertumbuhan vegetatif maksimum. Keragaman bentuk malai sorgum manis Warna biji sorgum manis
6 9 13 14
DAFTAR LAMPIRAN 1 2 3
Deskripsi varietas Kawali Deskripsi varietas Mandau Deskripsi varietas Pahat
22 23 24
PENDAHULUAN Latar Belakang
Sorgum manis merupakan salah satu komoditas tanaman pangan yang memiliki potensi besar untuk dikembangkan dan dibudidayakan di Indonesia. Sorgum manis dapat dimanfaatkan sebagai sumber karbohidrat bahan pangan, bahan baku bioetanol dan pakan ternak. Sorgum manis mampu beradaptasi pada kondisi lahan marginal serta lebih tahan terhadap kekeringan, serangan hama dan penyakit dibandingkan tanaman pangan lain (Human dan Sihono 2010). Biji sorgum mengandung karbohidrat yang relatif tinggi sekitar sebagai sumber bahan pangan utama, dan memiliki protein, kalsium dan vitamin yang lebih tinggi dibanding beras dan jagung (DEPKES RI 1992). Sorgum juga berpeluang untuk dikembangkan menjadi pangan premium dengan keunggulan kandungan gluten yang sangat rendah (gluten free food) dan indeks glikemik yang juga rendah (low glycemic index) sehingga sangat sesuai untuk konsumen dengan kebutuhan khusus (Sungkono et al. 2009). Ketersediaan lahan pertanian sebagai areal budidaya tanaman pangan cenderung mengalami penurunan akibat konversi lahan menjadi areal non pertanian, sehingga diperlukan komoditas tanaman pangan yang mampu berproduksi di lahan kering maupun lahan marginal. Menurut Abdurachman dan Sutono (2005), total luas lahan kering di Indonesia sebesar 148 juta ha dan yang sesuai untuk budidaya pertanian tanaman pangan mencapai 23.26 juta ha dengan kemiringan lahan kecil dari 15%. Menurut Reddy dan Dar (2007) sorgum dapat dijadikan sebagai bahan baku bioetanol. Produktivitas bioetanol dari sorgum lebih tinggi dibandingkan tanaman lain yang dapat mencapai 8 419 L ha-1tahun-1 diatas tebu (6 679 L ha-1tahun-1) atau ubi kayu yang hanya 3 835 l ha-1tahun-1 (Ditjen Tanaman Pangan 2007). Keragaman genetik sorgum manis yang sudah ada masih sangat terbatas, sehingga diperlukan usaha untuk memperbanyak genetik sorgum manis melalui pemuliaan tanaman. Teknik mutasi induksi merupakan salah satu upaya untuk memperoleh keragaman genetik yang ditimbulkan oleh radiasi atau bahan kimia. Pusat Aplikasi Teknologi Isotop dan Radiasi, Badan Tenaga Nuklir Nasional (PATIR, BATAN) telah melakukan irradiasi terhadap sorgum manis varietas Pahat dengan menggunakan sinar gamma cobalt-60 dosis 300 Gy. Varietas Pahat memiliki keunggulan produktivitas tinggi, nutrisi biji baik, batang besar dan kokoh serta tahan terhadap penyakit karat daun, namun memiliki batang pendek. Mutasi dilakukan untuk memperbaiki beberapa sifat tanaman menjadi lebih unggul, misalnya dapat meningkatkan produktivitas biji dan biomasa, berbatang lebih manis dan kualitas baik sesuai arah penggunaannya sebagai bahan baku bioetanol. Pada penelitian ini dilakukan uji adaptasi terhadap galur mutan sorgum manis generasi M11 hasil penelitian dari Pusat Aplikasi Teknologi Isotop dan Radiasi, Badan Tenaga Nuklir Nasional (PATIR, BATAN).
2 Tujuan Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengidentifikasi keragaan karakter agronomis terutama produktivitas biji dan biomasa beberapa galur mutan sorgum manis (Sorghum bicolor (L.) Moench). Hipotesis Hipotesis pada penelitian ini adalah terdapat minimal satu galur sorgum manis yang memiliki keragaan karakter agronomis terutama produktivitas biji dan biomasa lebih tinggi dari varietas pembanding.
TINJAUAN PUSTAKA
Karakter Sorgum Manis Sorgum adalah salah satu komoditas bernilai tinggi untuk makanan dan keamanan energi karena memiliki adaptasi luas (Sungkono et al. 2009). Sorgum efisien dalam penggunaan air karena didukung oleh sistem perakaran sorgum yang halus dan letaknya agak dalam sehingga mampu menyerap air dengan cukup intensif (Rismunandar 1989). Menurut Agustina et al. (2010), toleransi sorgum terhadap kekeringan disebabkan karena pada endodermis akar sorgum terdapat endapan silika yang berfungsi mencegah kerusakan akar pada kondisi kekeringan. Secara fisiologis, permukaan daun sorgum mengandung lapisan lilin dan sistem perakaran yang ekstensif, fibrous dan dalam, cenderung membuat tanaman sorgum efisien dalam absorpsi dan pemanfaatan air. Berdasarkan bentuk malai dan tipe spikelet, sorgum diklasifikasikan ke dalam 5 ras yaitu ras Bicolor, Guenia, Caudatum, Kafir, dan Durra. Ras Durra yang umumnya berbiji putih merupakan tipe paling banyak dibudidayakan sebagai sorgum biji (grain sorghum) dan digunakan sebagai sumber bahan pangan. Diantara ras Durra terdapat varietas yang memiliki kadar gula batang tinggi disebut sebagai sorgum manis. Sedangkan ras - ras lain pada umumnya digunakan sebagai biomasa dan pakan ternak (Human 2002). Keistimewaan dari tanaman sorgum memiliki kemampuan untuk tumbuh kembali setelah dipotong atau dipanen disebut ratoon, setelah panen akan tumbuh tunas - tunas baru yang tumbuh dari bagian batang di dalam tanah, oleh karena itu pangkasannya harus tepat di atas permukaan tanah. Ratoon sorgum dapat dilakukan 2 - 3 kali, apabila dipelihara dan dipupuk dengan baik, hasil ratoon dapat menyamai hasil panen pertama (Tati 2003). Pemanfaatan Sorgum Manis Sorgum manis sebagai tanaman serealia memiliki manfaat yang multiguna. Selain bijinya digunakan sebagai bahan pangan, batang dan daun untuk pakan
3 ternak, maka gula yang terkandung dalam biji (karbohidrat) atau cairan/jus/nira batang sorgum manis dapat diproses menjadi bioetanol (Human 2002). Industri bioetanol berbahan baku sorgum telah dikembangkan di banyak negara seperti Amerika Serikat, China, India dan Belgia. Produktivitas bioetanol sorgum di Amerika Serikat mencapai 10 000 liter ha-1, India 3 000 – 4 000 liter ha-1 dan China 7 000 liter ha-1 (Human 2007). Sorgum manis memiliki potensi hasil sama dengan sorgum biji yaitu 3-7 ton -1 ha , namun esensi dari sorgum manis bukan hanya dari biji melainkan batangnya yang mengandung kadar gula tinggi (Almodares et al. 2008). Kebutuhan bahan bakar minyak di Indonesia semakin meningkat hingga mencapai 215 juta liter/hari, tidak seimbang dengan produksi dalam negeri yang hanya 178 juta liter/hari. Perlu adanya pengembangan energi lain sebagai alternatif yang murah dan dapat diperbaharui guna mengurangi ketergantungan BBM di Indonesia. Bioetanol merupakan salah satu energi alternatif yang mempunyai nilai ekonomis lebih tinggi dibandingkan bensin (Ditjen Tanaman Pangan 2007). Pemuliaan Tanaman Sorgum Manis dengan Teknik Mutasi Peran utama iptek nuklir dalam pemuliaan tanaman terkait dengan kemampuannya dalam menginduksi mutasi pada materi genetik karena nuklir memiliki energi cukup tinggi untuk dapat menimbulkan perubahan pada struktur atau komposisi materi genetik tanaman. Mutasi merupakan perubahan yang terjadi secara tiba-tiba, acak dan diwariskan pada generasi berikutnya. Laju mutasi dapat ditingkatkan dengan induksi (induced mutation) menggunakan energi nuklir seperti radiasi sinar gamma. Pada level tertentu, mutasi pada tanaman dapat menimbulkan ragam genetik yang berguna sebagai bahan dasar proses produksi seleksi genotipe dalam program pemuliaan (IAEA 1977). Sinar gamma merupakan mutagen yang paling banyak digunakan dalam program pemuliaan tanaman karena memiliki energi dan daya tembus yang relatif tinggi dibanding lainnya (Maluszynski et al. 2000). Pusat Aplikasi Teknologi Isotop dan Radiasi, Badan Tenaga Nuklir Nasional (BATAN), aplikasi iptek nuklir dalam pemuliaan mutasi bertujuan memperbaiki beberapa sifat tanaman, khusus sorgum manis kegiatan pemuliaan mutasi menggunakan sinar gamma Cobalt-60 terhadap benih sorgum varietas Durra (ICRISAT-India) dan galur mutan harapan Zh-30. Sejumlah galur mutan telah dihasilkan di antaranya memiliki sifat produksi biomasa tinggi, batang manis dan kualitas baik dibandingkan dengan kontrol (Sihono et al. 2010).
METODE PENELITIAN
Lokasi Penelitian dan Waktu Penelitian Kegiatan penelitian ini dilakukan di Kebun Percobaan Kaum Pandak, Balai Penelitian Ternak, Desa Pasir Jambu, Kecamatan Sukaraja - Bogor, Jawa Barat pada bulan Desember 2013 sampai dengan Mei 2014.
4 Bahan Penelitian Bahan tanaman yang digunakan dalam penelitian ini adalah tiga galur sorgum manis mutan G8, G9 dan G10, serta tiga varietas sorgum sebagai pembanding yaitu varietas Pahat, Kawali dan Mandau. Galur G8, G9 dan G10 adalah galur sorgum manis generasi M11 hasil irradiasi sinar gamma cobalt-60 dosis 300 Gy terhadap varietas Pahat oleh Pusat Aplikasi Teknologi Isotop dan Radiasi, Badan Tenaga Nuklir Nasional (PATIR, BATAN). Bahan pupuk yang digunakan meliputi urea (45% N), SP-36 (36% P2O5) dan KCl (50% K2O), dengan dosis masing – masing 150 kg ha-1, 100 kg ha-1, dan 90 kg ha-1. Untuk pengendalian hama penyakit digunakan pestisida yang mengandung bahan aktif carbofuran. Peralatan Penelitian Alat – alat yang digunakan diantaranya adalah alat pertanian sederhana (cangkul, kored, tugal, arit, garu dan ajir), label, tali, jangka sorong, meteran, sungkup, kertas label, timbangan analitik, gunting pangkas dan refraktometer untuk mengukur brix batang sorgum. Prosedur Percobaan Galur – galur sorgum manis yang diuji ditanam dalam masing - masing plot berukuran 4 m x 5 m dengan jarak tanam 75 cm antar barisan dan 15 cm dalam baris. Persiapan lahan dan penanaman Pengolahan lahan dilakukan pada sebulan sebelum penanaman berupa pembersihan lahan, pengolahan tanah dan pembuatan petakan. Dua minggu sebelum penanaman dilakukan aplikasi pupuk kandang pada tanah dengan dosis 2 ton ha-1. Masing – masing plot berukuran 4 m x 5 m dengan jarak tanam 75 cm antar barisan dan 15 cm dalam baris, jarak antar blok masing – masing 1 meter. Penanaman dilakukan ± 4 biji/lubang dengan aplikasi carbofuran sebanyak ± 5 butir/lubang. Penjarangan dilakukan pada 4 minggu setelah tanam (MST) dengan menyisakan satu tanaman utama. Pemupukan dan pemeliharaan tanaman Pemupukan dilakukan dengan menggunakan pupuk Urea, SP36 dan KCl dengan dosis masing – masing 150 kg ha-1, 100 kg ha-1, dan 90 kg ha-1. Pada pupuk urea, aplikasi dilakukan sebanyak 1/3 bagian pada saat tanam dan 2/3 bagian pada saat setelah penjarangan atau saat tanaman berumur 30 hari setelah tanam. Penyiangan gulma dan pembumbunan dilakukan secara manual menggunakan alat pertanian sederhana. Aplikasi carbofuran di bagian pucuk daun diaplikasikan pada 8 MST untuk mengendalikan hama tanaman yang menyerang daun.
5 Panen dan pasca panen Pemanenan dilakukan sesuai dengan umur panen masing – masing galur sorgum manis, sehingga panen dilakukan tidak serempak. Pemanenan dilakukan jika 80% tanaman dalam plot sudah masak. Pemotongan batang sorgum tepat pada permukaan tanah dan ditimbang bobot biomasa masing – masing plot, setelah itu dilakukan pemisahan bagian malai dari batang. Untuk batang dilakukan pemerasan ruas batang dan diukur kadar nira batang sorgum manis masing – masing plot menggunakan refraktometer. Perlakuan pasca panen biji dilakukan dengan penjemuran biji di bawah sinar matahari. Pengamatan dilakukan terhadap setiap plot yang terdiri dari 10 tanaman contoh. Peubah yang diamati meliputi fase pertumbuhan vegetatif dan generatif tanaman sorgum serta pengamatan setelah pasca panen kering jemur dibawah sinar matahari selama 7 hari. Peubah yang diamati pada fase pertumbuhan vegetatif dan fase pertumbuhan generatif : 1. Tinggi tanaman, diukur dari permukaan tanah sampai ujung malai utama. 2. Diameter pangkal batang, diukur pada ruas kedua menggunakan jangka sorong mulai dari 3 MST hingga pertumbuhan vegetatif berakhir. 3. Jumlah daun, dihitung jumlah daun mulai dari 2 MST hingga pertumbuhan vegetatif berakhir. 4. Jumlah ruas batang/tanaman, dihitung dari ruas pertama di atas permukaan tanah hingga tempat muncul daun bendera pada saat pertumbuhan vegetatif berakhir. 5. Panjang ruas batang, dihitung dari jarak antara dua buku pada ruas batang kedua dan ketiga. 6. Umur saat berbunga dari masing – masing plot, dihitung pada saat bunga muncul 50%/plot. 7. Umur panen dari masing – masing plot, ditentukan pada saat 80% dari populasi tanaman dalam petak sudah masak. 8. Bobot biomasa/plot, dihitung dengan menimbang brangkasan 10 tanaman contoh pada masing – masing plot. 9. Kadar nira batang (°Brix), diambil dari perasan batang tanaman contoh dan diukur menggunakan refraktometer. Peubah yang diamati setelah pasca panen dikeringkan dibawah sinar matahari selama 7 hari : 1. Panjang malai, diukur dari leher sampai ke ujung malai. 2. Bobot biji/malai utama pipilan (g), ditimbang setelah malai kering dengan kadar air 10 – 13 %. 3. Bobot 1000 butir (g), diukur dengan penimbangan setelah biji dikeringkan dengan kadar air 10 – 13 %. 4. Produktivitas biji (ton ha-1). Analisis Data Rancangan percobaan yang digunakan adalah Rancangan Kelompok Lengkap Teracak (RKLT) satu faktor yaitu galur – galur sorgum manis dengan tiga ulangan (Lampiran 1). Model linear yang digunakan adalah: Yij = 𝜇𝜇 + 𝜏𝜏𝑖𝑖 + 𝛽𝛽𝑗𝑗 + 𝜀𝜀𝑖𝑖𝑖𝑖 ; (i=1,…t, j=1,…r)
6 Keterangan : Yij = pengamatan pada perlakuan ke-i dan ulangan ke-j 𝜇𝜇 = rataan umum 𝜏𝜏𝑖𝑖 = pengaruh perlakuan ke-i 𝛽𝛽𝑗𝑗 = pengaruh kelompok ke-j 𝜀𝜀𝑖𝑖𝑖𝑖 = pengaruh galat perlakuan terhadap perlakuan ke-i dan kelompok ke-j.
Pengolahan data pertumbuhan vegetatif generatif dan komponen hasil dianalisis menggunakan uji F dengan selang kepercayaan 95%. Jika terdapat pengaruh nyata maka dilakukan uji lanjut dengan uji DMRT pada taraf α = 5 %. Uji korelasi juga digunakan untuk mengetahui keeratan hubungan antar karakter yang diuji.
HASIL DAN PEMBAHASAN Kondisi Umum Penelitian Fase vegetatif tanaman sorgum manis dapat dilihat mulai dari biji berkecambah hingga fase vegetatif maksimum yang ditandai dengan munculnya daun bendera pada ujung batang tanaman. Pada fase vegetatif terjadi pertumbuhan akar, batang dan daun. Laju pertumbuhan tanaman sorgum manis pada fase ini dapat diukur dengan mengamati pertambahan tinggi tanaman, diameter batang tanaman dan jumlah daun tanaman setiap minggu, mulai dari 2 MST hingga fase vegetatif maksimum yaitu pada 9 MST untuk peubah tinggi tanaman dan jumlah daun sedangkan diameter batang tanaman diukur mulai 3 MST hingga 9 MST.
2 MST
3 MST
4 MST
6 MST 7 MST 8 MST Gambar 1 Pertumbuhan tanaman galur-galur sorgum manis
5 MST
9 MST
7 Pengukuran diameter batang tanaman dilakukan mulai 3 MST disebabkan oleh tanaman belum layak untuk dilakukan pengukuran diameter batang pada 2 MST karena batang tanaman terlalu kecil dan lemah. Kondisi tanaman pada awal pertumbuhan menunjukkan vegetatif yang lambat, namun setelah dilakukan pemupukan kedua pada 4 MST, tanaman mulai menunjukkan pertumbuhan yang baik (Gambar 1). Pertumbuhan yang baik juga dapat disebabkan oleh kegiatan pengendalian gulma dan penjarangan tanaman, sehingga tanaman sorgum manis tidak memiliki kompetisi dalam mendapatkan hara dengan tanaman yang tidak diharapkan dalam populasi. Perkembangan tanaman selama penelitian tidak mengalami gangguan yang disebabkan oleh penyakit, karena galur tanaman sorgum manis yang ditanam merupakan galur yang berasal dari tetua varietas Pahat yang memiliki keunggulan tahan terhadap hama dan penyakit. Pencegahan terjadinya serangan ulat daun dilakukan aplikasi carbofuran pada bagian pucuk daun pada 8 MST. Serangan burung terjadi pada saat tanaman memasuki masa pengisian biji, sehingga untuk mencegah serangan hama burung tersebut malai sorgum manis disungkup menggunakan sungkup jaring pada saat penyerbukan selesai. Pengamatan pertumbuhan awal yaitu daya tumbuh galur mutan sorgum manis. Rata – rata daya tumbuh galur mutan sorgum manis generasi M11 berkisar 91.6-100%. Pada penelitian ini curah hujan rata-rata pada saat fase vegetatif sekitar 559.5 mm sehingga tidak dilakukan penyiraman.
Fase Pertumbuhan Vegetatif Tanaman Sorgum Manis Hasil analisis ragam (Tabel 1) menunjukkan bahwa galur yang diuji memiliki tinggi tanaman, jumlah daun dan diameter batang yang berbeda nyata antar genotipe. Pertumbuhan vegetatif cenderung mengalami peningkatan setiap minggu pengamatan. Tinggi tanaman sorgum manis Pertumbuhan tinggi tanaman sorgum manis dapat dilihat pada Tabel 1. Berdasarkan data yang diperoleh pada penelitian ini, galur G10 menunjukkan pertumbuhan tinggi tanaman lebih baik mulai dari 2 MST hingga 9 MST dibandingkan dengan galur G8, G9 dan tiga varietas pembanding serta pada fase vegetatif maksimum tinggi tanaman sorgum manis galur G10 mencapai 171.30 cm. Pada awal masa pertumbuhan, varietas Kawali memiliki tinggi tanaman paling rendah dibandingkan galur-galur yang diuji yaitu 15.43 cm dan mengalami kenaikan tinggi tanaman yang signifikan pada 8 MST yaitu mencapai tinggi 146.27 cm. Pertumbuhan tinggi tanaman menunjukkan perbedaan yang nyata berdasarkan analisis ragam pada 4 MST dan 9 MST antar genotipe yang diuji. Galur G10 memiliki tinggi tanaman tertinggi pada 4 MST yaitu 58.57 cm dan 171.30 cm pada 9 MST. Varietas Pahat merupakan induk dari galur-galur hasil mutasi yang diuji pada penelitian ini, berdasarkan data pada Tabel 1 varietas Pahat memiliki tinggi tanaman pada awal masa pertumbuhan cukup baik yaitu 17.90 cm, namun pada minggu-minggu pengamatan selanjutnya laju pertambahan tinggi tanaman relatif lebih rendah, hingga pada masa pertumbuhan vegetatif maksimum
8 varietas Pahat memiliki tinggi tanaman paling rendah dibandingkan galur-galur yang diuji, varietas Kawali dan Mandau yaitu 118.85 cm. Hal yang sama terjadi pada varietas Mandau, laju pertumbuhan tinggi tanaman varietas Mandau cenderung lebih rendah dibandingkan galur-galur yang diuji. Tabel 1 Pertumbuhan vegetatif galur-galur mutan sorgum manis Umur (MST)
kk (%)
2 3 4 5 6 7 8 9
14.80 17.17 14.21 15.12 13.65 13.28 15.74 14.37
2 3 4 5 6 7 8 9
7.97 7.85 14.31 8.01 6.71 8.13 9.32 7.09
3 4 5 6 7 8 9
26.11 24.75 19.59 18.13 15.50 11.61 12.94
Genotipe G8 G9 G10 Pahat Kawali Mandau ---------------------------Tinggi Tanaman (cm)----------------------------16.56 17.13 19.12 17.90 15.43 20.29 30.72 29.31 39.23 35.06 29.62 37.60 44.95ab 48.56ab 58.57a 47.74ab 43.70b 57.21ab 70.21 73.94 90.44 75.50 70.31 85.43 92.19 95.43 116.24 103.11 100.52 112.14 108.27 113.69 132.11 114.31 117.47 121.12 132.79 131.97 141.67 118.66 146.27 131.67 161.17ab 152.42ab 171.3a 118.85b 163.58a 136.78ab ---------------------------Jumlah Daun (helai)------------------------------3.20 3.30 3.40 3.70 3.23 3.26 4.40 4.50 4.46 4.56 4.26 4.53 4.77 5.19 4.70 5.10 5.36 4.60 5.03 5.27 5.16 5.54 5.87 5.19 4.90c 5.98ab 5.10c 5.59abc 6.15a 5.29bc 5.01b 5.68ab 5.15b 5.90ab 6.24a 5.71ab 5.40c 6.05abc 5.80bc 6.76ab 6.96a 6.40abc b b b a a 6.36 6.16 6.27 7.43 7.43 7.23a --------------------------Diameter Batang (mm)----------------------------2.17 2.60 3.23 3.69 2.81 3.31 2.73 3.65 3.59 4.54 3.38 4.06 6.07b 7.88ab 8.21ab 9.52a 8.52ab 8.46ab 9.58 11.33 11.11 12.62 11.68 11.65 11.64 12.96 12.74 14.78 14.02 13.41 13.9b 14.60ab 13.86b 18.09a 16.66ab 15.68ab 15.23 15.01 14.27 18.20 17.59 16.90
a
Angka yang diikuti huruf berbeda pada baris yang sama menunjukkan hasil yang berbeda nyata menurut uji DMRT pada taraf α = 5 %
Berdasarkan peubah tinggi tanaman pada fase pertumbuhan vegetatif (Gambar 2), galur G8, G9 dan G10 memiliki tinggi tanaman yang lebih baik dibandingkan dua varietas pembanding yaitu varietas Pahat dan varietas Mandau, dan hanya galur G10 yang memiliki tinggi tanaman lebih baik dibandingkan semua varietas pembanding. Tinggi tanaman merupakan salah satu karakter agronomis yang dapat menunjukkan laju pertumbuhan tanaman, dalam pemuliaan tanaman sorgum manis peubah tinggi tanaman menjadi penting untuk diperbaiki karena salah satu pemanfaatan sorgum manis adalah sebagai penghasil bioetanol yang dapat dihasilkan dari nira yang terkandung di dalam batang sorgum manis sehingga selain diameter batang, tinggi tanaman menjadi faktor penentu dari produksi nira yang dihasilkan oleh tanaman sorgum manis. Tanaman sorgum manis yang akan terus dikembangkan adalah tanaman yang memiliki tinggi tanaman berkisar antara 150-160 cm hal ini bertujuan untuk memudahkan pemeliharaan dan pemanenan
9 oleh petani. Menurut Roesmarkam et al. (1985) ciri varietas unggul yang dikehendaki pada pemulian sorgum bukan tanaman yang tinggi melainkan tanaman dengan tinggi berkisar antara 100-140 cm. Tinggi tanaman yang sedang diharapkan dapat menghasilkan bobot biomasa tinggi yang berkorelasi positif terhadap produksi nira yang dihasilkan, selain itu tanaman tidak terlalu tinggi dapat meminimalisasi tingkat kerebahan karena angin.
G8
G9
G10
Pahat
Kawali
Mandau
Gambar 2 Keragaan tinggi tanaman sorgum manis pada fase pertumbuhan vegetatif maksimum.
Jumlah daun tanaman sorgum manis Pertumbuhan vegetatif jumlah daun dapat dilihat pada Tabel 1. Pada 2 MST galur G8 memiliki jumlah daun rata-rata terendah yaitu 3.20 helai dan varietas Pahat memiliki jumlah daun rata-rata tertinggi yaitu 3.70 helai. Berdasarkan analisis ragam pada Tabel 1, pertumbuhan jumlah daun tanaman sorgum manis menunjukan perbedaan yang nyata pada 6 MST hingga 9 MST, varietas Kawali memiliki jumlah daun terbanyak dibandingkan dengan genotipe lainnya pada 6 MST hingga 9 MST. Pertumbuhan jumlah daun tanaman sorgum manis galur G8 menunjukkan peningkatan mulai dari 2-5 MST, mengalami penurunan jumlah daun pada 6 MST dan kembali menunjukkan peningkatan jumlah daun pada 7-9 MST. Galur G9 menunjukkan peningkatan jumlah daun pada 2-6 MST, 8-9 MST, penurunan jumlah daun 7 MST, hal ini dapat disebabkan oleh laju penambahan daun baru yang membuka sempurna lebih rendah dibandingkan dengan laju pengeringan daun tua sehingga pada 7 MST terjadi penurunan jumlah daun tanaman. Galur G10 mengalami peningkatan jumlah daun tanaman pada 2-5 MST dan 7-9 MST,
10 sedangkan penurunan jumlah daun tanaman pada 6 MST. Hal yang berbeda terjadi pada varietas Pahat, Kawali dan Mandau yang mengalami peningkatan jumlah daun setiap minggunya, ini menunjukkan bahwa laju penambahan daun baru pada tanaman sorgum manis varietas ini lebih besar dibandingkan dengan laju pengeringan daun tua. Pertumbuhan vegetatif maksimum tanaman sorgum manis terjadi pada saat tanaman berumur 9 MST yang ditandai oleh munculnya daun bendera. Jumlah daun rata-rata galur G8, G9 dan G10 pada saat vegetatif maksimum secara berurutan adalah 6.36 helai, 6.16 helai dan 6.27 helai, jumlah ini menunjukkan bahwa jumlah daun galur-galur sorgum manis yang diuji tidak lebih baik dibandingkan varietas pembanding yaitu varietas Pahat, Kawali dan Mandau yang memiliki jumlah daun lebih banyak. Jumlah daun yang ideal untuk tanaman sorgum berkisar antara 10-13 helai (Balitsereal 2012). Keragaan jumlah daun varietas Kawali di lapang tersusun sangat rapat dan memiliki tinggi tanaman yang tergolong pendek, hal ini berbanding terbalik dengan galur G10 yang memiliki tinggi tanaman sedang namun daun tanaman tersusun renggang sehingga jumlah daun yang dimiliki sedikit. Jumlah daun merupakan bagian tanaman yang penting untuk diamati pada pertumbuhan vegetatif karena sebagian besar kegiatan fotosintesis terjadi di daun. Perhitungan jumlah daun dilakukan hanya pada daun yang masih berwarna hijau dan memiliki kemampuan untuk melakukan fotosintesis. Diameter batang tanaman sorgum manis Pertumbuhan diameter batang tanaman sorgum manis pada fase vegetatif cenderung mengalami peningkatan setiap minggunya mulai dari 3 MST hingga vegetatif maksimum pada 9 MST. Berdasarkan data pada Tabel 1, terjadi peningkatan ukuran diameter batang galur-galur sorgum setiap minggunya hingga pertumbuhan vegetatif maksimum. Varietas Pahat, Kawali dan Mandau memiliki ukuran diameter batang yang lebih baik dibandingkan dengan tiga galur yang diuji, yaitu G8, G9 dan G10. Pertumbuhan diameter batang tanaman galur sorgum manis G8, G9 dan G10 cenderung memiliki pola pertumbuhan yang sama dan ukuran diameter batang yang tidak jauh berbeda, galur G8 memiliki diameter tanaman terkecil diikuti oleh G9 dan G10 pada saat umur tanaman 3-7 MST, namun hal yang berbeda terjadi pada saat tanaman berumur 8 MST dan 9 MST, galur G9 memiliki diameter batang tanaman lebih besar dibandingkan G8 dan G10. Data pada Tabel 1 menunjukkan bahwa diameter batang tanaman antara genotipe yang diuji berbeda nyata pada 5 MST dan 8 MST. Varietas Pahat memiliki diameter batang tertinggi pada 5 MST yaitu 9.52 mm dan 8 MST sebesar 18.09 mm. Pada saat fase vegetatif maksimum galur G8, G9 dan G10 memiliki diameter batang secara berurut sebesar 15.23 mm, 15.01 mm, 14.27 mm. Penambahan diameter batang tanaman mengalami peningkatan yang signifikan terjadi pada 4-5 MST, hal ini dapat disebabkan oleh beberapa faktor diantaranya adalah kegiatan penjarangan tanaman, pengendalian gulma, pemupukan kedua dan pembumbunan yang dilakukan pada 4 MST atau saat tanaman berumur 28 hari. Penjarangan tanaman dilakukan dengan cara memangkas batang dan menyisakan satu tanaman per lubang tanam, hal ini bertujuan agar tanaman memperoleh hara yang cukup dari tanah dan tidak terjadi
11 kompetisi antar tanaman dalam petak. Pengendalian gulma dengan sistem babat merah yaitu gulma dibersihkan hingga perakaran diharapkan tidak terjadi persaingan antara tanaman dan gulma yang tumbuh di sekitar ruang tumbuh tanaman. Pada 4 MST, unsur hara pada tanah dan unsur hara yang ditambahkan melalui pemupukan kedua mampu diserap maksimal oleh tanaman tanpa ada persaingan dari gulma maupun tanaman yang tidak diharapkan dalam populasi sehingga mampu menunjang pertumbuhan vegetatif tanaman sorgum manis terutama pertambahan diameter batang tanaman. Berdasarkan keragaan tanaman di lapangan, galur G8, G9 dan G10 memiliki tinggi sedang dan ukuran diameter batang tanaman tidak lebih baik dari pembanding, namun perbedaan terlihat pada tinggi tanaman pembanding yang tergolong pendek tetapi memiliki diameter batang tanaman yang besar sehingga tidak ada tanaman pembanding yang mengalami kerobohan. Diameter batang tanaman sorgum manis merupakan salah satu peubah yang digunakan untuk mengamati laju pertumbuhan vegetatif galur-galur sorgum manis. Tanaman sorgum manis yang tinggi akan lebih tahan rebah apabila memiliki diameter batang tanaman yang besar karena diharapkan dapat menopang tanaman dengan baik sehingga tidak terjadi kekurangan potensi hasil akibat kerebahan tanaman. Peubah diameter batang menjadi salah satu parameter penting dalam penelitian ini karena diameter batang merupakan salah satu sifat tanaman yang diharapkan menjadi lebih baik melalui teknik mutasi yang dilakukan oleh PATIR, BATAN. Keragaan Karakter Agronomi pada Fase Pertumbuhan Generatif dan Komponen Hasil Galur-galur Mutan Sorgum Manis Hasil analisis ragam pada Tabel 2 menunjukkan perbedaan yang nyata untuk peubah tinggi tanaman, diameter batang, jumlah daun, panjang ruas, bobot biomasa, kadar nira, bobot kering malai, panjang malai, bobot biji, bobot seribu butir, pembungaan 50%, umur panen , produktivitas biji dan biomasa, namun tidak berbeda nyata pada peubah jumlah ruas tanaman. Tanaman yang memiliki tinggi tanaman tidak terlalu tinggi dan memiliki diameter batang besar merupakan salah satu kriteria yang diinginkan pada penelitian ini. Tinggi tanaman galur mutan sorgum manis yang diuji berkisar antara 172-176 cm. Varietas Pahat menghasilkan tinggi tanaman dengan rata-rata 133.01 cm, lebih rendah daripada deskripsinya (PATIR, BATAN) yaitu 142.71-151.58 cm. Varietas Kawali menghasilkan tanaman dengan tinggi rata-rata 155.73 cm, lebih tinggi daripada deskripsi varietas menurut Balitsereal (2012) yaitu ± 135 cm. Varietas Mandau menghasilkan tanaman dengan tinggi rata-rata 128.16 cm, lebih tinggi daripada deskripsi menurut Balitsereal (2011) yaitu ± 153 cm. Tinggi tanaman sedang dan memiliki diameter batang besar diharapkan mampu menghasilkan biomasa tinggi, memudahkan pada saat pemanenan serta dapat meminimalisasi tingkat kerebahan karena angin. Menurut Sungkono (2010), petani menempatkan tingkat kerebahan sebagai seleksi pertama, sehingga petani tidak akan menanam sorgum yang mudah rebah. Tanaman sorgum terutama sorgum manis apabila mudah rebah akan mengurangi potensi hasil yang akan diperoleh oleh petani. Berdasarkan pengamatan di lapang dari genotipe tanaman yang diuji, tidak terdapat tanaman yang mengalami kerobohan, hal ini dapat disebabkan oleh tinggi
12 tanaman yang tidak terlalu tinggi dan kegiatan pembumbunan yang dilakukan tidak hanya sekali sehingga akar tanaman yang muncul ke permukaan dapat tertutup oleh tanah lagi sehingga tidak mudah roboh oleh angin. Salah satu pemanfaatan sorgum manis yang telah dikembangkan adalah sebagai bahan baku bioetanol yang bersumber dari kandungan nira batang sorgum manis dan pati yang berasal dari biji. Kandungan nira diperoleh dari pemerasan ruas batang tanaman sorgum manis, sehingga jumlah ruas tanaman menjadi penting untuk diamati karena tiap ruas batang yang dimiliki oleh tanaman berpotensi untuk menghasilkan nira. Jumlah ruas batang yang banyak tidak selalu menunjukkan produtivitas nira tinggi. Panjang ruas juga menjadi salah satu faktor penting dalam menghasilkan nira. Rata-rata jumlah ruas batang yang dimiliki oleh galur G8, G9 dan G10 tidak lebih baik dibandingkan varietas Pahat, Kawali dan Mandau. Secara fenotipe varietas Pahat, Kawali dan Mandau tergolong tanaman sorgum yang memiliki tinggi tanaman pendek, susunan daun rapat dan jumlah ruas batang lebih banyak dari pada galur yang diuji, namun memiliki panjang ruas batang pendek. Galur G8 memiliki panjang ruas batang terbesar yaitu 15.66 cm, diikuti oleh G10 sebesar 14.40 cm dan G9 sebesar 11.48 cm. Tabel 2 Nilai tengah peubah pertumbuhan generatif dan komponen hasil galurgalur mutan sorgum manis Peubah Tinggi tanaman (cm) ** Diameter batang (mm)** Jumlah daun (helai)** Jumlah ruas (buah)tn Panjang ruas (cm)** Bobot biomassa (g)** Kadar nira batang (°Brix)* Bobot kering malai (g)** Panjang malai (cm)** Bobot biji (g/tanaman)** Bobot 1000 butir (g) ** Pembungaan 50% (HST)* Umur panen (HST)** Produktivitas biji (ton/ha)** Produktivitas biomasa (ton/ha)**
Kk Genotipe (%) G8 G9 G10 Pahat 9.36 172.31a 172.18a 176.3a 133.01b 8.57 16.07abc 13.91cd 12.83d 18.42a c bc c 10.06 5.06 6.11 5.24 6.67ab 10.50 6.61 6.99 6.85 8.06 a b a 13.54 15.66 11.48 14.40 6.35c a a a 11.30 298.35 270.9 304.84 181.37b b ab 15.17 8.99 11.02 13.05a 10.05ab ab b 9.42 57.96 47.96 64.73a 67.04a d bc d 6.96 23.37 27.36 21.10 35.96a bc cd a 6.92 47.92 42.03 56.67 52.99ab 7.38 24.15d 34.58a 30.14bc 34.34ab a 4.90 79.33 79.00a 74.00ab 69.00b a 2.37 117.3 115.00ab 110.00bc 103.67d 6.94 3.59bc 3.15cd 4.25a 3.97ab a a a 11.30 22.38 20.32 22.86 13.60b
Kawali 155.73ab 15.53bc 5.07c 7.16 11.19b 282.88a 9.07b 64.77a 30.83b 51.41ab 29.4c 74.67ab 112.67ab 3.85ab 21.22a
** = berbeda nyata pada taraf uji 1%, *=berbeda nyata pada taraf uji 5%, tn = tidak berbeda nyata; Angka yang diikuti huruf yang sama, tidak berbeda nyata menurut uji DMRT pada taraf α=5% dalam baris yang sama.
Kemampuan tanaman untuk mengakumulasi pertumbuhan tanaman dapat dicerminkan oleh karakter bobot biomasa tanaman (Atklistiyanti 2014). Menurut Human (2007), produksi biomasa yang tinggi dapat dimanfaatkan sebagai hijauan pakan ternak. Nilai tengah bobot biomasa segar galur G8 sebesar 298.35 g, G9 sebesar 270.90 g, G10 sebesar 304.84 g. Varietas Pahat memiliki nilai tengah bobot biomasa sebesar 181.37 g, Kawali sebesar 282.88 g dan varietas Mandau sebesar 212.44 g. Tabel 2 menunjukkan bahwa galur G8 dan G10 memiliki nilai tengah bobot biomasa yang lebih besar dari varietas Pahat, Kawali dan Mandau.
Mandau 128.16b 16.61ab 7.34a 7.83 6.40c 212.44b 11.18ab 48.5b 27.01c 40.57d 31.58abc 73.67ab 106.3cd 3.04d 15.94b
13 Pengujian kadar nira batang menggunakan refraktometer bertujuan untuk mengetahui kadar gula batang tanaman sorgum manis. Alasan mendasar dilakukan karakterisasi nira batang adalah genotipe tanaman yang diuji merupakan sorgum manis sehingga tingkat kemanisan dari sorgum ini dapat dinilai dari kadar gula batang, disamping itu dengan adanya penelitian ini diharapkan pada deskripsi varietas tanaman sorgum dapat mencantumkan karakteristik kadar gula batang. Hasil penelitian PATIR BATAN menunjukkan bahwa kadar gula batang tanaman sorgum varietas Mandau, Numbu, Kawali, Sangkur dan UPCA-S1 secara berurutan adalah 10.03°Brix, 5.94°Brix, 6.58°Brix, 6.62°Brix dan 9.81°Brix. Berdasarkan Tabel 2 galur G10 memiliki kadar gula batang sebesar 13.05°Brix, lebih tinggi dibandingkan varietas Mandau yang digunakan sebagai varietas pembanding sorgum manis. Varietas Mandau dan Kawali memiliki kadar gula yaitu 11.18°Brix dan 9.07°Brix, lebih tinggi dari hasil penelitian PATIR BATAN yaitu 10.03°Brix dan 6.58°Brix. Galur G9 memiliki kadar gula batang 11.02°Brix, lebih tinggi dibandingkan varietas Pahat dan Kawali. Galur G8 memiliki kadar gula batang paling rendah yaitu 8.99°Brix . Karakter komponen hasil berdasarkan analisis ragam pada Tabel 2 menunjukkan bahwa galur-galur yang diuji berbeda sangat nyata untuk peubah bobot kering malai, panjang malai, bobot biji, bobot seribu butir, umur panen, produktivitas biji dan biomasa serta berbeda nyata untuk peubah umur berbunga. Nilai tengah bobot kering malai galur G8 sebesar 57.96 g, galur G9 sebesar 47.96 g dan galur G10 memiliki nilai tengah bobot kering malai sebesar 64.73 g. Galur G8 dan galur G10 memiliki nilai tengah bobot kering malai yang lebih besar dari Mandau. Galur G9 memiliki nilai tengah bobot kering malai terkecil dibandingkan genotipe lainnya yaitu 47.96 g. Malai merupakan bagian utama dari tanaman sorgum manis yang menghasilkan biji. Secara fenotipe bentuk malai dari masing-masing galur yang diuji berbeda tergantung pada genotipe tanaman. Panjang malai dari galur-galur yang diuji pun memiliki variasi dari pendek, hingga panjang (Gambar 3). Galur G8 memiliki nilai tengah panjang malai sebesar 23.37 cm, G9 sebesar 27.36 cm dan G10 sebesar 21.10 cm. Panjang malai dari galur-galur yang diuji tidak lebih baik dibandingkan dengan varietas pembanding. Varietas Pahat memiliki nilai tengah panjang malai terpanjang yaitu 35.96 cm, sesuai dengan deskripsi PATIR, BATAN ± 30.41-34.32 cm. Varietas Kawali memiliki nilai tengah panjang malai sebesar 30.83 cm, sesuai dengan deskripsi Balitsereal (2012) yaitu ± 28-29 cm. Varietas Mandau menghasilkan tanaman dengan panjang malai 27.01 cm, lebih panjang daripada deskripsi Balitsereal (2011) yaitu ± 23 cm. Tanaman sorgum manis yang memiliki panjang malai terpanjang diharapkan mampu menghasilkan biji lebih banyak sehingga akan mempengaruhi potensi hasil tanaman.
Gambar 3 Keragaman bentuk malai sorgum manis
14 Bobot biji per malai merupakan peubah komponen hasil yang diamati karena dapat menentukan hasil produksi dan produktivitas tanaman sorgum manis. Galur G8, G9 dan G10 memiliki nilai tengah bobot biji per malai yang lebih tinggi dibandingkan varietas Mandau. Varietas Mandau merupakan genotipe tanaman yang memiliki nilai tengah bobot biji per malai terendah pada penelitian ini. Bobot biji per malai pada tanaman sorgum manis dapat dipengaruhi oleh bobot kering malai dan panjang malai. Bobot kering malai yang tinggi akan menghasilkan bobot biji per malai yang tinggi pula, dan sebaliknya galur yang memiliki bobot kering malai rendah akan menghasilkan bobt biji per malai yang rendah. Panjang malai berkaitan dengan banyaknya biji yang ada pada malai, semakin panjang malai yang dimiliki oleh tanaman akan semakin besar ruang pada malai untuk menghasilkan biji. Menurut Atklistiyanti (2014), tanaman yang memiliki panjang malai yang tinggi dapat membentuk jumlah spikelet yang besar sehingga dapat mempengaruhi potensi hasil tanaman. Bobot seribu butir merupakan peubah komponen hasil yang menunjukkan ukuran biji dari masing-masing galur yang diuji. Bobot seribu butir yang tinggi menunjukkan bahwa ukuran biji dari galur tersebut besar, sedangkan bobot seribu butir yang rendah menunjukkan bahwa ukuran biji dari galur tersebut kecil. Galur G8 memiliki nilai tengah bobot seribu butir terendah dibandingkan genotipe lainnya yaitu 24.15 g, hal ini menunjukkan bahwa ukuran biji dari galur G8 kecil. Galur G10 memiliki nilai tengah bobot seribu butir sebesar 30.14 g, lebih besar dibandingkan dari varietas Kawali. Varietas Pahat memiliki nilai tengah bobot seribu butir sebesar 34.34 g. Galur G9 memiliki ukuran biji paling besar diantara genotipe lainnya karena memiliki nilai tengah bobot seribu butir paling tinggi yaitu 34.58 g.
Gambar 4 Warna biji sorgum manis Pengamatan terhadap warna biji secara visual menunjukkan perbedaan antar genotipe yang diuji. Gambar 4 menunjukkan bahwa galur G8 dan G10 memiliki warna biji putih susu, yang membedakan antar galur ini adalah ukuran biji galur G10 lebih besar dibandingkan galur G8. Galur G9 memiliki warna biji abu-abu kemerahan dan memiliki ukuran biji yang besar. Varietas Pahat memiliki warna biji putih berkilau, ukuran biji besar dan bersih. Varietas Kawali memiliki warna biji kekuningan berkilau sedangkan varietas Mandau memiliki warna coklat kekuningan dan ukuran biji relatif kecil.
15 Warna biji sorgum dapat menentukan kualitas produk olahannya, baik digunakan sebagai bahan pangan maupun pakan ternak, biji sorgum yang dikonsumsi sebagai bahan pangan biasanya yang berwarna putih bersih lebih disukai oleh konsumen. Produk olahan biji sorgum yang berwarna putih bersih sering lebih menarik apabila disajikan dalam bentuk kemasan beras, tepung halus atau tepung kasar (Human et al. 2001). Kemajuan dalam bidang pemuliaan tanaman telah berhasil menciptakan varietas-varietas tanaman berumur genjah. Menurut Roesmarkam et al. (1985) ciri varietas unggul yang dikehendaki dalam pemuliaan tanaman adalah sorgum yang berumur 70-80 HST. Berdasarkan analisis ragam (Tabel 2) umur panen menunjukkan perbedaan yang sangat nyata antar genotipe yang diuji. Galur G8 memiliki umur panen paling lambat dengan nilai tengah 117.3 HST. Galur G9 memiliki umur panen dengan nilai tengah 115 HST. Galur G10 memiliki umur panen yang lebih cepat dibandingkan varietas Kawali dengan nilai tengah 110 HST. Varietas Pahat menunjukkan umur panen paling cepat dibandingkan dengan genotipe lainnya. Penentuan umur berbunga tanaman sorgum manis adalah saat 50% dari populasi tanaman telah memunculkan bunga dan kecepatan berbunga dipengaruhi oleh genotipe tanaman. Pada penelitian ini galur-galur yang diuji memiliki umur berbunga yang berbeda nyata, galur G8 dan G9 memiliki umur berbunga yaitu 79.3 HST dan 79 HST. Varietas Pahat merupakan genotipe tanaman sorgum manis yang memiliki umur berbunga paling cepat yaitu 69 HST. Hasil analisis ragam pada Tabel 2 menunjukkan peubah produktivitas biji dan produktivitas biomasa berbeda sangat nyata antara genotipe yang diuji. Menurut Sirappa (2003), biji sorgum mengandung 65-71% pati yang dapat dihidrolisis menjadi gula sederhana, gula sederhana yang diperoleh dari biji sorgum selanjutnya dapat difermentasi untuk menghasilkan alkohol. Pemanfaatan sorgum manis sebagai bahan baku industri maupun bioetanol perlu ditunjang dengan pengadaan genetik tanaman sorgum manis yang mampu menghasilkan biji dan biomasa tinggi. Pada penelitian ini, galur G10 memiliki produktivitas biji dan biomasa tertinggi yaitu 4.25 ton ha-1 dan 22.86 ton ha-1. Galur G8 memiliki produktivitas biji dan biomasa sebesar 3.59 ton ha-1 dan 22.38 ton ha-1. Galur G9 memiliki produktivitas biji dan biomasa sebesar 3.15 ton ha-1 dan 20.32 ton ha-1. Varietas Pahat sebagai induk dari mutan sorgum manis yang diuji memiliki produktivitas biji sebesar 3.97 ton ha-1, lebih rendah daripada deskripsi potensi hasil varietas Pahat (PATIR, BATAN) yaitu 5.03 ton ha-1. Varietas Kawali memiliki produktivitas biji sebesar 3.85 ton ha-1, lebih rendah daripada deskripsi potensi hasil varietas Kawali (Balitsereal 2012) yaitu 4.0-5.0 ton ha-1. Varietas Mandau memiliki produktivitas biji sebesar 3.04 ton ha-1. Menurut Atklistiyanti (2014), produktivitas rata-rata sorgum di Indonesia baru mencapai 1.14 ton ha-1, sehingga perbaikan varietas tanaman perlu dilakukan melalui pemuliaan tanaman. Berdasarkan data produktivitas biji pada Tabel 2, produktivitas biji genotipe tanaman sorgum yang diuji sudah lebih baik dibandingkan dengan produktivitas rata-rata sorgum di Indonesia.
16 Korelasi Karakter Agronomi pada Fase Pertumbuhan Generatif dengan Komponen Hasil Galur-galur Mutan Sorgum Manis Korelasi menunjukkan keeratan hubungan antara dua peubah. Tujuan dilakukannya analisis korelasi pada penelitian ini adalah untuk melihat adanya keeratan peubah tertentu yang mempengaruhi komponen hasil biji maupun biomasa tanaman sorgum manis. Karakter-karakter agronomi pada fase pertumbuhan generatif yang memiliki korelasi nyata dengan komponen hasil memberikan potensi untuk mendapatkan tanaman sorgum manis dengan produktivitas biji dan biomasa yang tinggi. Keeratan hubungan antar karakter ditunjukkan oleh nilai korelasi yang berada antara -1 hingga +1 dengan nilai yang ekstrim menunjukkan tidak ada hubungan antara kedua peubah (Gomez dan Gomez 1995). Analisis korelasi antar karakter dalam penelitian ini menunjukkan terdapat korelasi yang nyata antara karakter agronomi dan komponen hasil (Tabel 3). Karakter tinggi tanaman memiliki korelasi positif dan sangat nyata terhadap panjang ruas dan bobot biomasa, sehingga semakin besar tinggi tanaman maka semakin besar panjang ruas dan bobot biomasa. Karakter tinggi tanaman juga berkorelasi positif dan nyata dengan umur panen, namun berkorelasi negatif dan nyata terhadap jumlah daun. Karakter diameter batang berkorelasi positif dan sangat nyata dengan panjang malai, berkorelasi positif dan nyata dengan peubah jumlah daun dan jumlah ruas, namun berkorelasi negatif dan sangat nyata dengan kadar nira. Jumlah daun menunjukkan korelasi positif dan sangat nyata dengan jumlah ruas, semakin banyak jumlah daun maka ruas batang yang dimiliki oleh tanaman semakin banyak. Karakter bobot biomasa berkorelasi positif dan sangat nyata dengan umur panen. Karakter kadar nira tidak memiliki korelasi positif dan nyata dengan karakter lainnya, tingkat kadar nira tanaman sorgum manis tergantung pada genotipe yang dimiliki oleh tanaman. Bobot kering malai berkorelasi positif dan sangat nyata dengan bobot biji per malai, semakin besar bobot kering malai maka bobot biji per malai semakin tinggi. Umur panen tanaman sorgum manis memiliki korelasi positif dan sangat nyata dengan umur berbunga.
17 Tabel 3 Korelasi karakter agronomi dengan komponen hasil galur-galur mutan sorgum manis TT DB JD JR PR BBM KNB BKM tn DB -0.40 JD -0.49* 0.48* JR -0.43tn 0.47* 0.70** PR 0.84** 0.36tn -0.52* -0.53* BBM 0.79** 0.26tn -0.40tn -0.41tn 0.87** KNB -0.09tn -0.65** -0.16tn -0.28tn -0.08tn -0.11tn BKM 0.17tn 0.33tn -0.09tn 0.17tn 0.26tn 0.23tn -0.31tn PML -0.43tn 0.71** 0.43tn 0.56* -0.55* -0.45tn -0.45tn 0.39tn BBj 0.39tn 0.17tn -0.18tn 0.09tn 0.40tn 0.39tn -0.14tn 0.92** P50 0.37tn -0.40tn -0.21tn -0.37tn 0.48* 0.45tn -0.06tn -0.30tn UP 0.53* -0.40tn -0.57* -0.72** 0.66** 0.60** -0.09tn -0.24tn BS -0.19tn 0.12tn 0.50* 0.45tn -0.55* -0.43tn 0.07tn -0.02tn
PML
0.18tn -0.47tn -0.53* 0.54*
BBj
P50
UP
-0.33tn -0.22tn -0.03tn
0.80** -0.28tn
-0.54*
TT = tinggi tanaman, DB = diameter batang, JD = jumlah daun, JR = jumlah ruas, PR = panjang ruas, BBM = bobot biomasa, KNB = kadar nira batang, BKM = bobot kering malai, PML = panjang malai, BBj = bobot biji per malai, P50 = pembungaan 50%, UP = umur panen, BS = bobot seribu butir. ** = sangat nyata pada taraf uji P ≤ 0.01; * = nyata pada taraf uji P ≤ 0.05 dan P ≥ 0.01; tn = tidak nyata pada taraf P > 0.05.
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan Keragaan karakter agronomi dari galur-galur sorgum manis yang diuji memiliki perbedaan yang nyata dengan varietas pembanding Pahat, Kawali dan Mandau. Hasil penelitian menunjukkan galur G10 memiliki karakter tinggi tanaman, panjang ruas, bobot biomasa, kadar nira batang, bobot biji per malai yang lebih baik dari genotipe sorgum yang diuji lainnya. Galur G8 memiliki karakter tinggi tanaman, panjang ruas dan bobot biomasa lebih baik dibandingkan dengan G9 dan ketiga varietas pembanding. Galur G9 merupakan galur mutan yang memiliki ukuran biji yang besar dibandingkan genotipe lainnya. Komponen hasil produktivitas biji dan biomasa galur-galur mutan sorgum manis menunjukkan perbedaan yang sangat nyata antara genotipe yang diuji. Galur G10 memiliki produktivitas biji dan biomassa paling tinggi yaitu 4.25 ton ha-1 dan 22.87 ton ha-1. Saran Berdasarkan hasil penelitian ini, galur mutan G10 memiliki potensi untuk dikembangkan sebagai varietas sorgum manis karena memiliki kadar nira batang, produktivitas biji dan biomasa lebih baik jika dibandingkan dengan varietas sorgum yang sudah ada yaitu Pahat, Kawali dan Mandau.
DAFTAR PUSTAKA Abdurachman A, Sutono. 2005. Teknologi pengendalian erosi lahan berlereng. Hlm. 103-145 dalam Teknologi Pengelolaan Lahan Kering: Menuju Pertanian Produktif dan Ramah Lingkungan. Pusat Penelitian dan Pengembangan Tanah dan Agroklimat, Bogor. Agustina K, Sopandie D, Trikoesoemaningtyas, Wirnas D. 2010. Tanggap fisiologi akar sorgum (Sorghum bicolor L. Moench) terhadap cekaman aluminium dan defisiensi fosfor di dalam rhizotron. J Agron Indonesia. 38(2):88-94. Almodares AR, Taheri, S Adeli. 2008. Stalk yield and carbohydrate composition of sweet sorgum (Sorghum bicolor L. Moench) cultivars and lines at different growth stages. J Malesian Appl. Biol. 37: 31-36. Atklistiyanti C. 2014. Evaluasi karakter agronomi galur-galur generasi awal sorgum (Sorghum bicolor (L.) Moench) hasil persilangan B-69 x Numbu [skripsi]. Bogor (ID):Institut Pertanian Bogor. [Balitsereal] Balai Penelitian Tanaman Serealia. 2012. Varietas sorgum [Internet]. [diunduh 2014 Juli 8]. Tersedia pada: http://balitsereal.litbang.deptan.go.id/kawali-sorgum=database-varietas.
19 [Ditjen Tanaman Pangan] Direktorat Jenderal Tanaman Pangan. 2007. Sorgum Sebagai Bahan Baku Etanol. Jakarta: Direktorat Budidaya Serealia. [DEPKES RI] Departemen Kesehatan RI. 1992. Daftar Komposisi Bahan Makanan. Jakarta: Bhratara. Gomez KA, Gomez AA. 1995. Prosedur Statistik untuk Penelitian Pertanian. Jakarta (ID): UI Pr. House LR. 1985. A Guide to Sorghum Breeding. International Crops Research Institute for the Semi-Arid Tropics. Andhra Pradesh, India. 206p. Human S, Carkum, Sihono, Parno. 2001. Pengujian galur mutan sorgum generasi M4 terhadap kekeringan di Gunung Kidul. Risalah Pertemuan Ilmiah dan Pengembangan Aplikasi Isotop dan Radiasi. Jakarta. Human S. 2002. Prospek dan Potensi Sorgum Sebagai Bahan Baku Bioetanol. Jakarta Selatan: Badan Tenaga Nuklir Nasional (BATAN). Human S. 2007. Peluang dan potensi pengembangan sorgum manis. Makalah pada workshop “Peluang dan Tantangan Sorgum Manis sebagai Bahan Baku Bioetanol”. Dirjen Perkebunan, Departemen Pertanian. Jakarta. Human S, Sihono. 2010. Sorghum breeding improved drought tolerance using induced mutation with gamma irradiation. J Agron Indonesia. 38(2):95-99. IAEA. 1977. Manual on Mutation Breeding. Tech Rep Ser. No 119 Second Edition. Join FAO/IAEA Div. of Atomic Energy in Food and Agriculture. ISBN 92-0-115077-6. Maluszynski M, Nichterlein A, Van Zanten K. 2000. Officially released mutant varieties – The FAO/IAEA Database. Mutation Breeding Revien No 12, December 2000. ISSN 1011-2618. Martin JH. 1970. History and classification of sorghum In JS Wall and WM Ross (Eds). Sorghum production and utilization. The Avi Publishing Co. Inc. Westport Connecticut, 702p. Mattjik AA, Sumertajaya IM. 2011. Sidik Peubah Ganda dengan Menggunakan SAS. Bogor (ID):Departemen Statistika, Institut Pertanian Bogor. Puspitasari G. 2012. Pertumbuhan dan hasil sorgum manis (Sorghum bicolor (L.) Moench) tanam baru dan ratoon pada jarak tanam berbeda [skripsi]. Yogyakarta (ID):Universitas Gadjah Mada. Rahmi S. 2007. Teknologi Budidaya Gandum. Balai Penelitian Tanaman Serealia. Maros. Roesmarkam S, Subandi E, Muchlis. 1985. Hasil Penelitian Pemuliaan Sorgum. Bogor (ID): Pusat Penelitian dan Pengembangan Pertanian. Reddy BVS, WD Dar. 2007. Sweet sorghum for bioethanol. Makalah pada workshop “Peluang dan Tantangan Sorgum sebagai Bahan Baku Bioetanol”. Ditjen Perkebunan, Departemen Pertanian, Jakarta. Rismunandar. 1989. Sorgum Tanaman Serba Guna. Bandung (ID): Sinarbaru. Sihono, Wijaya MI, Human S. 2010. Perbaikan kualitas sorgum manis melalui teknik mutasi untuk bioetanol. Prosiding Pekan Serealia Nasional. ISBN : 978-979-8940-29-3. 438-445. Sirappa MP. 2003. Prospek pengembangan sorgum di Indonesia sebagai komoditas alternatif untuk pangan, pakan dan industri. J. Litbang Pertanian. 22(4):133-140.
20 Sungkono, Trikoesoemaningtyas, Wirnas D, Sopandie D, Human S, Yudiarto MA. 2009. Pendugaan parameter genetik dan seleksi galur mutan sorgum (Sorghum bicolor (L.) Moench) di tanah masam. J Agron Indonesia. 37(3):220-225. Sungkono. 2010. Seleksi galur mutan (Sorghum bicolor (L.) Moench) untuk produktivitas biji dan bioetanol tinggi di tanah masam melalui pendekatan participatory plant breeding [disertasi]. Bogor (ID):Institut Pertanian Bogor. Bogor. Supriyanto. 2010. Pengembangan Sorgum di Lahan Kering untuk Memenuhi Kebutuhan Pangan, Pakan, Energi dan Industri. Simposium Nasional. Bogor. Tati SW. 2003. Serealia Sumber Karbohidrat Utama. Jakarta: Rineka Cipta.
LAMPIRAN
22 Lampiran 1 Deskripsi varietas Kawali (Balai Penelitian Tanaman Serealia 2012) Karakteristik Kawali Tanggal dilepas 22 Oktober 2001 Asal India Umur berbunga 50% ± 70 hari Panen ± 100 - 110 hari Tinggi tanaman ± 135 cm Sifat tanaman Tidak beranak Kedudukan malai Di pucuk Bentuk daun Pita Jumlah daun 13 helai Sifat malai Kompak Bentuk malai Ellips Panjang malai 28-29 cm Sifat sekam Menutup sepertiga bagian biji Warna sekam Krem Bentuk/sifat biji Bulat, mudah dirontok Ukuran biji 3.2; 3.0; 3.4 mm Warna biji Krem Bobot 1000 biji 30 g Rata-rata hasil 2.96 t/ha Potensi hasil 4.0-5.0 t/ha Kerebahan Tahan rebah Ketahanan Agak tahan hama aphids, tahan penyakit karat dan bercak daun Kadar protein 8.81% Kadar lemak 1.97% Kadar karbohidrat 87.87% Daerah sebaran Dapat ditanam di lahan sawah dan tegalan Pemulia Sumarny Singgih, Muslimah Hamdani, Marsum Dahlan, Roslina Amir, Syahir Mas’ud
23 Lampiran 2 Deskripsi varietas Mandau (Balai Penelitian Tanaman Serealia 2011) Karakteristik Mandau Tanggal dilepas 9 Maret 1991 Asal Introduksi dari IRRI, Filipina Umur berbunga 50% 65 hari Panen 91 hari Tinggi tanaman 153 cm Sifat tanaman Kadang-kadang beranak dan bercabang Kedudukan malai Tegak pada pucuk batang Bentuk daun Pita Jumlah daun 10-12 helai Sifat malai Semi kompak Bentuk malai Piramida Panjang malai 23 cm Sifat sekam Menutup sepertiga bagian biji dan berbulu halus Warna sekam Coklat kehitaman Bentuk/sifat biji Bulat, memipih bagian lembaga Warna biji Coklat muda Bobot 1000 biji 25-30 g Kerebahan Tahan rebah Ketahanan Tahan terhadap penyakit karat, Anthracnose dan penggerek batang Kadar protein 12.0% Kadar lemak 3.0% Kadar karbohidrat 76.0% Kadar tanin 0.16% Daerah sebaran Dapat ditanam pada lahan sawah dan tegalan Pemulia Soegiatni Slamet, Yayuk Aneka Bety, Sukarno Rusmarkan dan Solihin
24 Lampiran 3 Deskripsi varietas Pahat (Pusat Aplikasi Teknologi Isotop dan Radiasi, Badan Tenaga Nuklir Nasional) Karakteristik Pahat Tahun dilepas 2013 Asal Varietas Zhengzu dari China, iradiasi 300 Gy Umur berbunga 50% ± 58-71 hari Panen ± 88 - 101 hari Tinggi tanaman ± 142.71-151.58 cm Sifat tanaman Tidak beranak, dapat diratoon Kedudukan malai Di pucuk Bentuk daun Agak lebar memanjang Jumlah daun 10 helai Sifat malai Setengah kompak Bentuk malai Ellips Panjang malai 30.41-34.32 cm Sifat sekam Menutup sepertiga bagian biji Warna sekam Putih Bentuk/sifat biji Mudah dirontok dan mudah disosoh Ukuran biji Relatif kecil Warna biji Putih Bobot 1000 biji 27.19-28.83 g Rata-rata hasil 4.71 t/ha (di musim kering) Potensi hasil 5.03 t/ha Kerebahan Tahan rebah Ketahanan Tahan penyakit karat daun, sangat disukai burung Kadar protein 12.80% Kadar lemak 2.42% Kadar karbohidrat 72.86% Kadar tanin 0.011% Daerah sebaran Dapat ditanam di lahan sawah dan tegalan Pemulia Prof Dr Soeranto Human MSi, Sihono SP, Tarmizi SP, Parno, Wijaya Murti Indriatama SP
25
RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Batusangkar pada tanggal 2 Januari 1992 dari pasangan Ridwan dan Nurmaidarlis, SH. Penulis adalah anak kedua dari lima bersaudara. Tahun 2010 penulis lulus dari SMA Negeri 3 Batusangkar Kabupaten Tanah Datar, Provinsi Sumatera Barat dan pada tahun yang sama penulis lulus seleksi masuk Institut Pertanian Bogor melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI) dan diterima di Departemen Agronomo dan Hortikultura, Fakultas Pertanian. Selama mengikuti perkuliahan, pada tahun ajaran 2013/2014 penulis menjadi asisten praktikum mata kuliah Dasar-dasar Hortikultura dan asisten praktikum mata kuliah Ilmu Tanaman Perkebunan. Penulis aktif dalam organisasi mahasiswa daerah Ikatan Mahasiswa Serambi Mekkah Pagaruyung, Ikatan Pelajar dan Mahasiswa Minang (IPMM) Bogor dan Badan Pengurus Anggota IPMM. Penulis juga aktif dalam bidang ektrakurikuler cabang olah raga basket di kampus dan pernah menjadi semifinalis Kompetisi Basket Pertanian Indonesia (KOBATANI) di Universitas Brawijaya pada tahun 2013.
