PENELITIAN PERTANIAN TANAMAN PANGAN VOL. 26 NO. 3 2007
Interaksi Genotipe dengan Lingkungan dan Implikasinya dalam Pemilihan Galur Harapan Kacang Tanah Astanto Kasno, Trustinah, Joko Purnomo, dan B. Swasono Balai Penelitian Tanaman Kacang-kacangan dan Umbi-umbian Jl. Raya Kendalpayak, Kotak Pos 66 Malang, Jawa Timur
ABSTRACT. Genotypes and Environments Interaction, and Its Implication in Selecting Superior Groundnut Lines. Genotype x environment interaction analyses in groudnut was conducted from 16 experimental environments (8 locations during wet and dry seasons of 2004-2005) containing 20 genotypes (19 promissing lines and one check variety of Jerapah). The field experiment used a randomized block design with three repilications. Data of yield (dry pod) was analysed using a regression technique, following the method of Eberhart and Russell, and Additive Main effect and Multiplicative Interaction (AMMI). The objectives of the analyses were to select superior lines of groundnut, taking the advantage of G x E. The combined analyses of variance for yield showed that G x E interaction was significant, suggesting for further the analyses. The G x E analyses using the regression technique contributed of 3.5%, indicating that the data were not suitable for analysis using this methods. The G x E analyses with AMMI contributed up to 72.5% of the G x E effect. The AMMI analyses identified line J/91283-99-C-200-8 as a stable one, and the other lines were more of location specific. Line J/91283-99-C-90-8 was resistant to A. flavus and produced higher yield than check variety Jerapah. Lines of MHS/91278-99-C-180-6, J/911227-99-C-120-4, ICGV 91227, MHS/91278-99-C-174-6, MHS/91278-99-C-180-5, (J/ 91283-99-C-194-10), and J/91283-99-C-195-5 each was suitable for a subopbtimal environment. The analyses suggested that lines of J/91283-99-C-90-8 could be released as new superior variety of groundnut. Keywords: Groundnut, G x E analyses, regression, AMMI ABSTRAK. Analisis interaksi genotipe dan lingkungan dilakukan terhadap data hasil percobaan kacang tanah dari 16 lingkungan (8 lokasi, pada MH dan MK) pada tahun 2004-05. Perlakuan percobaan terdiri dari 20 genotipe (19 galur harapan dan satu varietas pembanding Jerapah), menggunakan rancangan acak kelompok dengan tiga ulangan. Penelitian bertujuan untuk menganalisis interaksi genotipe dan lingkungan menggunakan teknik regresi dari Eberhart dan Russell dan analisis pengaruh utama adititif dan interaksi multiplikatif (Additive Main effect and Multiplicative Interaction/ AMMI), untuk mengidentifikasi secara akurat 1-2 galur kacang tanah yang dapat diusulkan untuk dilepas sebagai varietas unggul. Analisis gabungan menunjukkan bahwa interaksi genotipe dan lingkungan nyata untuk hasil, sehingga perlu analisis lebih lanjut. Analisis interaksi G x E dengan menggunakan teknik regresi Eberhart dan Russell hanya menerangkan efek interaksi 3,5% yang mengindikasikan bahwa data dari uji multilokasi tidak sesuai dianalisis dengan teknik regresi. Analisis interaksi G x E menggunakan metode AMMI dapat menerangkan efek interaksi sebesar 72,5%, jauh lebih baik dari teknik regresi. Dengan menggunakan teknik AMMI, galur J/9128399-C-200-8 teridentifikasi sebagai galur yang stabil dan galur lainnya tergolong beradaptasi spesifik lokasi. Galur J/91283-99-C-90-8 memiliki ketahanan terhadap A. flavus isolat Pasuruan, sama dengan varietas pembanding Jerapah. Di samping itu galur J/91283-99-C90-8 hasilnya lebih tinggi dari hasil varietas pembanding Jerapah pada lingkungan yang relatif produktif. Terdapat indikasi bahwa
galur MHS/91278-99-C-180-6, J/911227-99-C-120-4, ICGV 91227, MHS/91278-99-C-174-6, MHS/91278-99-C-180-5, J/91283-99-C194-10, dan J/91283-99-C-195-5 beradaptasi terhadap lingkungan yang kurang produktif. Hasil penelitian menyarankan galur J/9128399-C-200-8 dan galur J/91283-99-C-90-8 layak diusulkan sebagai varietas unggul berdaya hasil tinggi dan tahan A. flavus.
L
Kata kunci: Kacang tanah, interaksi G x L, regresi, AMMI
ingkungan dapat didefinisikan sebagai gabungan semua peubah (termasuk pengelolaan tanaman) bukan genetik yang mempengaruhi ekspresi fenotipik. Hasil polong yang tidak konsisten terhadap perubahan lingkungan merupakan indikasi adanya interaksi genotipe dan lingkungan. Hal tersebut dapat menimbulkan masalah, terutama pada saat memilih galur yang akan diusulkan untuk dilepas sebagai varietas baru, dan galur yang perlu diteruskan pengujiannya. Oleh karenanya, kekurangcermatan dalam analisis interaksi genotipe dan lingkungan dapat menimbulkan tersingkirnya galur-galur unggul dalam proses seleksi dan mengusulkan galur yang belum tentu unggul sebagai varietas baru. Permasalahan tersebut secara umum dapat dipecahkan melalui dua pendekatan, yakni: (1) memperkecil pengaruh interaksi genotipe dan lingkungan, dan (2) memanfaatkan interaksi genotipe dan lingkungan. Cara pertama dilakukan dengan melakukan stratifikasi lingkungan sehingga menjadi kelompok lingkungan yang lebih homogen dan menanam varietas yang sesuai untuk kelompok lingkungan yang bersangkutan (varietas spesifik lokasi). cara kedua dilakukan dengan menanam varietas yang hasilnya stabil pada berbagai lingkungan. Masalahnya adalah metode mana yang akurat untuk membedakan varietas stabil, varietas spesifik lokasi, dan pengelompokan lingkungan. Evenson et al. (1978) mendefinisikan tingkat stabilitas varietas sebagai ragam hasil di satu lokasi dan adaptasi varietas adalah ragam hasil lintas lokasi sepanjang waktu. Stabilitas dan adaptabilitas mempunyai hubungan yang erat jika pengaruh interaksi genotipe dan lingkungan terhadap hasil lebih disebabkan oleh peubah-peubah lingkungan yang tidak dapat diramalkan seperti curah hujan, intensitas radiasi surya, dan suhu (Byth 1981). Allard dan Bradshaw (1964) me167
KASNO ET AL.: PEMILIHAN GALUR HARAPAN KACANG TANAH
ngemukakan bahwa penyebab stabilitas hasil belum diketahui dengan jelas, tetapi diduga oleh adanya mekanisme penyangga individu dan populasi. Mekanisme stabilitas secara umum dapat dikelompokkan ke dalam empat hal, yaitu heterogenitas genetik, kompensasi komponen hasil, toleransi terhadap cekaman (stress tolerance), dan daya pemulihan yang cepat terhadap cekaman. Dalam hubungan ini stabilitas didefinisikan sebagai kemampuan dari suatu genotipe untuk menghindari perubahan hasil yang besar di berbagai lingkungan (Heinrich et al. 1983). Grafius dalam Heinrich et al.(1983) mendefinisikan hasil sebagai produk dari beberapa komponen hasil, pengurangan di satu komponen akan digantikan oleh komponen hasil yang lain, bergantung kepada perkembangan temporal komponen-komponen tersebut. Mekanisme stabilitas lebih dikendalikan oleh kompensasi dari komponen hasil jika genotipe-genotipe mampu mempertahankan hasil dan komponen hasil yang tinggi di lingkungan yang optimal. Sebaliknya, genotipe yang tenggang terhadap keadaan lingkungan yang tidak optimal maka stabilitas hasilnya bukan dikendalikan oleh kompensasi dari komponen hasil (Heinrich et al. (1983). Berbagai cara telah digunakan untuk analisis genotipe dan lingkungan dan menilai stabilitas hasil suatu genotipe pada rentang lingkungan yang luas. Teknik yang umum dipakai adalah teknik regresi yang dikemukakan oleh Yates dan Cochran (1941) dalam Ntare dan Aken’ova (1985) dan digunakan oleh Finlay dan Wilkinson (1963), kemudian disempurnakan dan diterapkan. (Eberhart and Russell 1966, Langer et al. 1979, Perkins and Jinks 1968, Hardwick et al. 1972, Subandi et al. 1978, Kasno et al. 1988). Teknik regresi, salah satu asumsinya adalah regresi hasil terhadap lingkungan bersifat linier, model regresi bersifat deskriptif, dan indeks lingkungan diperoleh setelah percobaan selesai. Untuk keperluan prediksi seharusnya peubah bebas dapat diukur sebelum percobaan. Menurut Subandi et al. (1978) model regresi masih merupakan teknik yang baik. Di antara parameter stabilitas yang digunakan, simpangan egresi merupakan parameter yang paling kritis. Karena pendekatan tersebut hanya menjelaskan komponen linier dari pengaruh interaksi sehingga apabila pola interaksi genotipe terhadap lingkungan tidak linier akan menyisakan keragaman yang cukup besar. Kelemahan tersebut memicu berkembangnya analisis AMMI (Additive Main Effect and Multiplicative Interaction) atau pengaruh utama aditif dengan interaksi multiplikatif, dan AMMI sangat efektif menjelaskan interaksi genotipe dan lingkungan (Gauch 1992). Penguraian pengaruh interaksi dilakukan dengan model bilinier, sehingga kesesuaian tempat tumbuh bagi 168
genotipe akan dapat dipetakan dengan jelas menggunakan biplot (Sumertajaya 2005). Analisis AMMI merupakan gabungan analisis ragam aditif bagi pengaruh utama dengan analisis peubah ganda model biliner bagi pengaruh interaksi. Model AMMI tidak menggunakan asumsi seperti pada model regresi. Menurut Gauch (1992), jika tidak ada satu pun komponen utama yang nyata, maka analisis dapat dilakukan dengan model aditif saja. Sebaliknya, bila hanya pengaruh ganda saja yang nyata, maka pemodelan sepenuhnya ganda, dan analisis yang tepat adalah analisis komponen utama. Tingkat akurasi pendekatan model regresi untuk menerangkan pengaruh interaksi sangat lemah ditinjau dari besarnya simpangan/residu. Dengan analisis AMMI, untuk data yang sama, diperoleh simpangan 5,7%. Manfaat lain dari analisis AMMI adalah dapat membedakan varietas stabil dan varietas spesifik. Untuk varietas spesifik langsung ditunjukan pada lokasi penanaman. varietas stabil dapat ditanam di sembarang lingkungan, termasuk cara budidayanya. Dalam tulisan ini, analisis regresi dan AMMI digunakan untuk mengkaji data hasil uji multilokasi kacang tanah pada tahun 2005 dan implikasinya dalam pemilihan galur spesifik lokasi dan galur kacang tanah yang stabil.
BAHAN DAN METODE
Uji multilokasi 19 galur kacang tanah dan satu varietas pembanding (Jerapah) dilaksanakan di depalan lokasi dalam dua musim tanam (MH dan MK) pada tahun 200405. Deskripsi lokasi dan musim tertera pada Tabel 1. Percobaan lapang menggunakan rancangan acak kelompok dengan tiga ulangan. Setiap genotipe (galur/ varietas) kacang tanah ditanam enam baris sepanjang 5 m dengan jarak tanam 40 cm x 10 cm, dan satu biji/ lubang. Sebagai pupuk dasar diberikan 50 kg urea, 100 kg SP36, dan 100 kg KCl/ha pada saat tanam. Hasil genotipe tersebut dan ketahanan terhadap A. flavus diamati dan dianalisis. Analisis Ragam
Analisis ragam dilakukan secara parsial untuk setiap lingkungan (lokasi) dan analisis gabungan dilakukan setelah uji homogenitas galat, dengan asumsi varietas dan lingkungan merupakan peubah acak. Bila uji F menunjukkan interaksi genotipe dan lingkungan (G x E) nyata, maka diteruskan dengan analisis interaksi G x E. Analisis interaksi G x E menggunakan teknik regresi Eberhart dan Russell (1966) dan analisis AMMI (Gauch 1992). Analisis AMMI merupakan gabungan analisis
PENELITIAN PERTANIAN TANAMAN PANGAN VOL. 26 NO. 3 2007
Tabel 1. Karakteristik lingkungan percobaan, produktivitas, dan gangguan percobaan. Indeks No lingkungan (Ij)
Nama lokasi
1 2 3 4 5 6
0.59 -0.42 0.21 0.51 0.40 -0.42
Pasirian, Lumajang Lamongan, Jatim Tuban, Jatim Tayu, Pati, Jateng Pasirian, Lumajang Tayu, Pati, Jateng
7 8 9 10 11 12 13 14 15
-0.25 -0.36 0.19 -0.11 0.90 -0.19 -0.41 -0.19 -0.34
16
-0.11
Elevasi
Jenis tanah/ iklim
Produktivitas lingkungan
Musim tanam
Gangguan percobaan
Dtr Dtr Dtr Dtr Dtr Dtr
Alfisol/D3 Alfisol/D3 Alfisol/D3 Alfisol/D3 Alfisol/D3 Alfisol/D3
Produktif Suboptimal Suboptimal Produktif Suboptimal Suboptimal
MK, 04 MK, 04 MK, 04 MK, 04 MH, 04/05 MH, 04/05
Blora, Jateng Wonogiri, Jateng Ploso Klaten, Blitar Punggur, Lamteng Nglegok, Blitar Sleman, DIY Tegineneng, Lamsel Bantul, DIY Tuban, Jatim
Dtr Dtr Dtr Dtr Dtr Dtr Dtr Dtr Dtr
Alfisol/D3 Entisol/D3 Alfisol/D2 Entisol/B1 Entisol/D2 Alfisol/C3 Entisol/B1 Alfisol/C3 Alfisol/D3
Suboptimal Suboptimal Suboptimal Suboptimal Produktif Suboptimal Suboptimal Suboptimal Suboptimal
MH, 04/05 MK I, 05 MK I ,05 MK II, 05 MK I, 05 MK I, 05 MK II, 05 MK II, 05 MK II, 05
Lamongan, Jatim
Dtr
Alfisol/D3
Suboptimal
MK II, 05
Virus PsTV Kekeringan dan P. daun Klorosis daun Layu dan kekeringan Kelebebihan air, rebah pada R6 Penyakit layu dan kelebihan air pada R6 Kekeringan pada V3 Tergenang pada R7-R8 Kekeringan, karat pH masam* Tidak ada Gulma dan karat Tikus dan pH masam Tergenang fase R6-R8 Kekeringan selama fase vegetatif, R2-R3 disiang Kekeringan selama R2-R5
Dtr = dataran rendah
ragam aditif bagi pengaruh utama dengan analisis peubah ganda model biliner bagi pengaruh interaksi. Analisis AMMI
Analisis AMMI G x E mengikuti metode AMMI (Gauch 1992) sebagai berikut: Yij = µ + Gi + Ej + IPCA + e
di mana: µ = hasil rata-rata umum Gi = deviasi galur ke-i dari rata-rata Ej + deviasi lingkungan ke-j dari rata-rata IPCA = interaksi analisis komponen utama e = residu Klasifikasi Stabilitas Genotipe dan Genotipe Spesifik
Genotipe stabil adalah genotipe yang memiliki peringkat sama pada berbagai kondisi lingkungan dan tidak memberikan respon terhadap perlakuan (stabil statis atau stabililitas biologis). Varietas stabil dinamis atau stabil agronomis adalah varietas yang memberikan respon terhadap kondisi lingkungan dan paralel dengan ratarata respon seluruh genotipe yang diuji (Kang 2002 dalam Sumertajaya 2005). Genotipe spesifik adalah genotipe yang hanya memberikan renspon yang baik terhadap kondisi lingkungan tertentu yang dalam interaksi biplot AMMI model 2 adalah genotipe yang berada paling dekat dengan tengah kurva (Sumertajaya 2005). Data dianalisis dengan program IRRISTAT.
Tabel 2. Analisis ragam tergabung 16 lingkungan untuk 20 genotipe kacang tanah, MT 2004-05. Sumber keragaman
db
Kuadrat tengah
Kontribusi keragaman (%)
Uji F
Lingkungan (L) Genotipe (G) Interasi G x L Galat
15 19 285 608
10.2520 6.54327 0.11559 0.0554
64.12 2.72 13.73
184.74 ** 6,21** 2.08**
KK = 19,26%
HASIL DAN PEMBAHASAN
Analisis Ragam Gabungan untuk Hasil
Hasil analisis gabungan data 16 lingkungan (lokasi) pengujian dari 20 genotipe kacang tanah memperlihatkan seluruh pengaruh utama (genotipe dan lingkungan) dan interaksi genotipe dan lingkungan terhadap hasil sangat nyata. Dari hasil analisis ragam gabungan tersebut terbukti adanya perbedaan hasil galur kacang tanah yang diuji dengan varietas Jerapah. Lokasi memberikan sumbangan keragaman terbesar, disusul oleh interaksi genotipe dan lingkungan. Genotipe memberikan sumbangan terkecil terhadap keragaman hasil (Tabel 2). Dengan demikian potensi hasil galur kacang tanah akan sangat bergantung pada kondisi lingkungan tumbuhnya. Dengan kata lain, galur kacang tanah yang tumbuh baik pada suatu lokasi belum tentu baik bila ditanam pada lokasi lain, atau peringkat keunggulan varietas berubah dari lokasi ke lokasi. Adanya interaksi genotipe 169
KASNO ET AL.: PEMILIHAN GALUR HARAPAN KACANG TANAH
Analisis Interaksi Genotipe dan Lingkungan
Model regresi Eberhart dan Russell (1966) hanya menerangkan 3,5% pengaruh interaksi genotipe dan lingkungan (jumlah kuadrat regresi/jumlah kuadrat interaksi G x E). Oleh karena itu, data uji multilokasi tidak sesuai dianalisis dengan teknik regresi. Selanjutnya data multilokasi dianalisis dengan metode AMMI (Gauch 1992). Interaksi antara genotipe dan lingkungan (lokasi + musim tanam) nyata untuk hasil. Berarti genotipe tertentu akan tumbuh baik pada lingkungan tertentu, tetapi belum tentu baik bila ditanam pada lingkungan yang lain. Kontribusi keragaman pengaruh interaksi yang mampu diterangkan oleh masing-masing komponen IPCA I hingga IPCA 4 berturut-turut adalah 35,2%, 16,2%, 12,4, dan 11,7%. Berdasarkan nilai keragaman tersebut tampak bahwa dua komponen pertama memberikan peranan dominan dalam menerangkan keragaman pengaruh interaksi sebesar 51,4%. Jadi model AMMI 2 mampu menerangkan pengaruh interaksi genotipe dan lingkungan. Angka tersebut bertambah besar bila menggunakan model AMMI 4, yakni 75,5%, atau nilai keragaman yang tidak diterangkan oleh model adalah 24,5%, jauh lebih kecil dari keragaman yang tidak diterangkan oleh model regresi yang mencapai 96,5%. Untuk tanaman kedelai, Gauch (1992) melaporkan bahwa analisis regresi hanya mampu menerangkan keragaman pengaruh interaksi sebesar 12,9%. Model AMMI 2 dapat menerangkan pengaruh interaksi sebesar 94,5%. Ia menyimpulkan bahwa pendekatan regresi tidak begitu baik dalam menilai pengaruh interaksi karena masih meninggalkan keragaman yang cukup besar (87,1%) sehingga hasil yang akan diperoleh belum meyakinkan. Gambar 1 menunjukkan biplot antara IPCA 1 dan IPCA 2, atau komponen utama 1 dan komponen utama 2. Dari gambar tersebut terlihat bahwa genotipe kacang tanah yang diuji terdiferensiasi ke dalam varietas stabil dan spesifik lokasi, namun galur J/91283-99-C-200-8 berada paling dekat dengan titik pusat, dibanding galur lainnya. Galur kacang tanah yang stabil berada dalam selang kepercayaan ganda 95% pada titik pusat biplot. Bila peringkat hasil sama di semua lokasi, maka genotipe memiliki stabilitas statis. Sebaliknya, jika hasil meningkat sejalan dengan produktivitas lingkungan maka genotipe memiliki stabilitas dinamis atau stabilitas agronomis (Sumertajaya 2005). Galur J/91283-99-C-200-8 memberikan hasil yang sama dengan rata-rata umum, dan 170
lebih rendah dari varietas Jerapah. Galur yang stabil menurut definisi Gauch (1992) mungkin sama dengan pengertian adaptabilitas umum kriteria Eberhart dan Russell (1966). Varietas yang memiliki adaptasi umum adalah yang stabil (b=1 dan S2di = 0) dan diikuti dengan nilai tengah hasil yang lebih tinggi dari rata-rata umum semua varietas. Varietas demikian akan memberikan hasil yang baik bila ditanam pada berbagai lingkungan. Hasil tertinggi diberikan oleh galur J/91283-99-C-90-8 yang tampaknya beradaptasi khusus pada lingkungan 10 (Gambar 1), namun hasilnya sama dengan hasil varietas Jerapah. Galur J/91283-99-C-90-8 juga beradaptasi khusus pada lingkungan 10, yaitu lingkungan lahan kering masam. Produktivitas Lingkungan
Penilaian produktivitas lingkungan mengikuti Eberhart dan Russel (1966), yakni hasil rata-rata semua varietas di suatu lingkungan dikurangi dengan hasil rata-rata varietas di semua lingkungan (grand mean). Indeks positif dinilai sebagai lingkungan produktif dan indeks negatif sebagai lingkungan marginal. Produktivitas lingkungan optimal ditandai oleh nilai indeks lingkungan sebesar 1,0. Marginalitas lingkungan merupakan gabungan pengaruh dari cekaman kesuburan tanah, iklim, dan gangguan organisme pengganggu tanaman (Tabel 1). Pengaruh tanah dan iklim relatif sukar diramalkan dan berkaitan dengan stabilitas hasil (Byth 1982). Lingkungan 2, 5, 6, 8, dan 13 merupakan lingkungan yang sangat tidak produktif dengan indeks -0,41 hingga –0,42. Angka ini sangat dipengaruhi oleh intensitas cekaman kekeringan atau kelebihan air pada stadia INTERACTION BIPLOT FOR THE AMMI2 MODEL 0.6
16 10 4
0.36
7
11
17
1
5 0.12
19 15
6
IPCA2
dan lingkungan tumbuh kacang tanah juga telah ditemukan oleh penelitian lain (Shorter and Hammons 1982, Kasno et al. 1988, Kasno et al. 1989, Kasno 1992)
2 4
-0.12 14 18 -0.36 3
5
12 7 20
14 11 8 15 10 13
9 8 9
12 16
131 6
3 2
-0.6 -0.9
-0.58
-0.26 0.06 IPCA1
0.38
0.7
Gambar 1. Biplot antara IPCA 1 dan IPCA 2, 20 genotipe (angka dengan bulatan di bawahnya) dan 16 lingkungan (angka tanpa bulatan).
PENELITIAN PERTANIAN TANAMAN PANGAN VOL. 26 NO. 3 2007
kritis, penyakit layu, penyakit daun, virus PStV, dan hama tikus. Produktivitas lingkungan rendah yang disebabkan oleh pH masam (tanah Ultisol di Punggur) tidak seburuk pengaruh kombinasi dengan faktor lingkungan lainnya (tanah Ultisol Tegineneng). Di kedua lokasi tersebut, pH tanah berkisar antara 4,4-4,8. Pada tanah tersebut galur yang diuji masih memberikan hasil, terutama di lingkungan Punggur. Galur MHS/91315-99-C-140-1 berinteraksi positif di lingkungan masam dengan pH tanah 4,4-4,8. Varietas Jerapah dan galur J/ ICGV 9128399-C192-17 berinteraksi positif di lingkungan 12 (sawah) (Gambar 1).
Dari semua lingkungan percobaan, hanya lingkungan Nglegok, Blitar, yang tergolong paling produktif dengan indeks 0,9. Pada lingkungan produktif tersebut, hasil kacang tanah rata-rata 2,1 t/ha polong kering, dan galur J/91283-99-C-90-8 memberikan hasil tertinggi sebesar 2,5 t/ha yang dicapai pada populasi 76%. Populasi tanaman yang dipanen dari semua percobaan berkisar antara 70-82% dengan rata-rata 75%. Populasi tanaman tidak optimal karena penularan kompleks penyakit layu (bakteri dan cendawan). Sebaliknya, lingkungan di Lamongan memberikan hasil paling rendah karena tanaman tercekam kekeringan pada fase R6-R7. Varietas Jerapah dan galur No, 2, 8, dan 14 berinteraksi positif pada lingkungan dengan cekaman kelebihan air pada fase reproduktif R7-R8. Galur tersebut perlu diteliti lebih lanjut untuk mengetahui toleransinya terhadap cekaman kelebihan air pada stadia pengisian biji (R7-R8).
Tabel 3. Analisis ragam model AMMI untuk hasil 20 genotipe kacang tanah dan 16 lingkungan. MT 2004-05. Sumber keragaman
Db
Lingkungan 19 Interaksi G x L 285 IPCA 1 33 IPCA 2 31 IPCA 3 29 IPCA 4 27 Simpangan 285 Total terkoreksi 319
JK
KT
F
1.74246 13.4807 4.00470 2.54713 1.67116 1.57260 3.68513 77.9961
0.917083E-01 0.473008E-0 0.121354 0.821656E-01 0.576262E-01 0.582444E-01
P
Implikasi dalam seleksi
3.227 2.621 2.104 2.608
Adanya interaksi genotipe dan lingkungan memiliki implikasi pada peringkat galur yang berubah dari lokasi ke lokasi, sehingga menimbulkan kesulitan dalam pemilihan galur terbaik. Berbagai cara dilakukan sebagaimana yang telah diterangkan (analisis regresi dan model AMMI).
0.000 0.000 0.002 0.000
Tabel 4. Peringkat untuk 20 galur varietas kacang tanah di 16 lingkungan, MT 2004-2005a). Lokasi/ musim tahun
Pasirian Lmg MK MK 2004 2004
Tuban Tayu Pasirian Blora MK MK MH MH 2004 2004 2004 2004
Tayu WonogiriBlitar1 Lamteng Blitar2 Sleman Lamsel Bantul Tuban Bantul MH MH MK 1 MK 1 MK 2 MK 1 MK 1 MK 2 MK 2 MK 2 2004 2004 2005 2005 2005 2005 2005 2005 2005 2005
Peringkat
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
9 10 13 11 6 20 3 4 2 17 7 15 16 8 1 18 12 14 19 5
13 4 16 1 17 11 10 14 6 5 9 7 15 3 2 20 8 19 12 18
2 4 3 13 15 20 17 14 16 5 9 1 6 18 8 11 7 10 12 19
17 16 5 3 6 1 15 4 14 11 20 19 18 13 7 9 8 10 2 12
3 5 18 2 6 17 11 4 8 16 7 14 13 1 20 9 10 15 12 19
3 2 11 6 15 17 16 10 12 7 4 20 19 9 8 13 18 14 1 5
17 5 6 16 3 13 1 4 7 20 10 15 14 8 2 11 9 18 19 12
20 2 17 15 6 7 11 13 4 1 16 10 12 14 9 3 8 18 19 5
8 20 12 17 15 16 11 2 6 14 7 9 4 10 1 18 13 19 5 3
16 1 20 17 12 4 5 15 6 8 11 9 10 2 3 7 13 14 19 18
7 16 9 20 12 1 8 17 2 13 11 5 6 4 15 18 14 19 10 3
16 8 20 9 17 7 13 19 11 10 6 1 12 4 2 5 15 3 14 18
8 14 15 20 1 9 13 12 3 18 6 4 2 16 7 11 5 17 19 10
19 4 11 6 20 12 5 15 9 8 18 17 1 16 10 3 7 14 2 13
16 17 19 13 12 2 7 11 3 8 20 5 10 4 9 15 18 6 14 1
20 12 11 9 8 13 10 7 6 2 19 16 15 1 5 17 3 4 18 14
1,77
0,77
1,39
1,70
1,59
0,77
0,94
0,82
1,37
1,07
2,08
1,00
0,78
1,00
0,85
1,07
Rata-rata a)
No 1-20 adalah nomor urut galur dan sama dengan pada Tabel 6.
171
KASNO ET AL.: PEMILIHAN GALUR HARAPAN KACANG TANAH
Tabel 5. Rata-rata hasil kacang tanah untuk 20 genotipe di 16 lokasib). Genotipe
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
1,76 1,80 1,82 1,81 1,45 1,84 1,80 1,77 1,95 1,91 1,85 1,67 1,88 1,66 1,79 1,78 1,80 1,69 1,61 1,82
0,89 0,67 0,68 0,98 0,78 0,81 0,71 0,64 0,78 0,83 0,86 0,54 1,24 0,82 0,69 0,92 0,88 0,47 0,56 0,65
1,28 1,92 1,75 1,76 1,41 1,25 1,15 1,21 1,30 1,13 1,18 1,11 1,58 1,50 1,54 1,47 1,53 1,22 1,00 1,54
1,90 1,20 2,04 1,79 2,11 1,94 1,43 1,37 1,37 1,29 1,69 1,06 1,65 1,77 1,85 2,18 2,29 1,66 1,66 1,69
1,43 1,84 2,15 1,64 1,95 1,70 1,50 1,59 1,43 1,40 1,65 1,36 1,49 1,50 1,37 1,53 1,69 1,85 1,24 1,43
0,56 1,00 1,08 0,75 0,54 0,86 0,80 0,67 0,70 0,81 0,86 0,80 0,66 0,62 0,85 0,83 0,84 0,64 0,72 0,74
1,03 0,73 1,14 0,98 1,38 1,21 0,97 0,75 0,71 0,90 0,72 0,60 1,03 0,75 0,82 1,21 1,52 0,71 0,61 0,97
0,90 1,02 0,63 0,92 0,45 0,93 0,93 0,58 0,75 0,86 0,92 0,80 0,92 0,79 0,95 0,89 0,96 0,47 0,46 1,37
1,28 1,39 1,11 1,29 1,15 1,37 1,35 1,60 1,31 1,28 1,45 1,59 1,27 1,37 1,52 1,47 1,55 1,27 1,22 1,59
1,35 0,96 0,96 1,27 1,16 1,09 0,89 1,06 1,02 0,98 1,04 1,29 0,80 0,78 1,10 1,59 1,32 0,67 0,75 1,33
2,27 2,09 1,70 2,00 2,03 2,02 2,49 2,23 2,36 1,73 2,05 2,27 2,05 1,82 1,97 2,49 2,14 1,85 1,74 2,30
0,97 0,94 0,81 0,94 0,92 1,01 1,08 1,23 1,10 1,02 1,02 0,95 1,06 0,78 0,83 1,24 1,09 0,76 1,04 1,14
0,89 0,70 0,83 0,72 0,68 0,80 0,69 0,96 0,88 0,53 0,68 0,84 0,86 0,96 0,95 0,69 0,65 0,81 0,57 0,91
0,97 0,83 0,93 1,12 1,04 1,08 0,86 0,99 1,01 0,95 1,10 1,07 0,81 0,84 1,04 0,97 0,98 0,99 1,32 1,08
0,30 0,93 0,87 0,74 0,82 0,61 0,92 0,86 0,72 0,81 0,88 0,96 0,99 0,56 0,70 1,33 1,25 0,68 1,15 0,86
0,96 1,04 0,87 0,82 0,92 1,08 1,09 1,29 1,31 1,18 1,33 1,45 1,25 0,69 0,99 0,99 0,89 0,74 1,00 1,53
Rata-rata Genotipe Indeks L KK (%) BNT
1,77 ns 0,59 10,5 -
0,77 @ -0,42 29,9 0,51
1,39 ** 0,21 16,9 0,52
1,70 @ 0,51 26,2 0,61
1,59 ** 0,40 12,6 0,49
0,77 ** -0,42 21,4 0,27
0,94 ** -0,25 29,8 0,62
0,82 ** -0,36 26,7 0,49
1,37 ** 0,19 12,8 0,29
1,07 ** -0,11 20,3 0,48
2,08 * 0,90 13,5 0,46
1,00 * -0,19 16,9 0,29
0,78 @ -0,41 21,8 0,67
1,00 ns -0,19 21,6 -
0,85 ** -0,34 19,9 0,38
1,07 ** -0,11 21,1 0,50
b)
Nomor urut genotipe sama dengan nomor urut genotipe pada Tabel 6 dan nomor urut lokasi sama dengan nomor urut pada Tabel 4. Ketahahan terhadap jamur Aspergillus flavus
Tabel 6. Nama genotipe dan hasil polong rata-rata pada UML kacang tanah tahun 2004-05.
No. Galur
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
MHS/91315-99-C-140-1 J/911227-99-C-120-4 MHS/91278-99-C-174-6 ICGV 91227 MHS/91278-99-C-180-5 MHS/91278-99-C-180-13 J/ ICGV 9128399-C-192-17 J/91283-99-C-194-10 J/91283-99-C-195-2 J/91283-99-C-196-1 J/91283-99-C-196-7 J/91283-99-C-197-13 MHS/91278-99-C-180-6 J/91283-99-C-195-5 J/91283-99-C-200-8 J/91283-99-C-90-8 J/91283-99-C-87-5 J-11 ICGV 91315 Jerapah
Rata umum
172
Hasil polong rata-rata 16 lingkungan (t/ha) 1,17 ± 0,04 1,19 ± 0,05 1,21 ± 0,07 1,22 ± 0,02 1,18 ± 0,06 1,23 ± 0,01 1,17 ± 0,02 0,18 ± 0,03 1,17 ± 0,02 1,10 ± 0,02 1,21 ± 0,01 1,15 ± 0,06 1,22 ± 0,03 1,08 ± 0,03 1,18± 0,03 1,35 ± 0,03 1,34 ± 0,02 1,03 ± 0,05 1,04 ± 0,04 1,31 ± 0,03 1,18
Gambar 1 memperlihatkan galur stabil berada di sekitar titik pusat dan galur spesifik berada disekitar lengan yang beradaptasi baik pada lingkungan yang ditunjukkan oleh lengan tersebut, atau berinteraksi positif dengan lingkungan yang besangkutan. Interaksi negatif ditunjukkan oleh kebalikan lengan. Posisi galur J/91283-99-C-200-8 posisinya paling dekat ke titik pusat dan galur J/91283-99-C-90-8 menempati peringkat teratas (Tabel 5), berinteraksi positif pada lingkungan 10 (lahan kering masam) (Tabel 3). Artinya, galur tersebut sesuai dibudidayakan pada lingkungan 10. Sebaliknya, galur No 1 dan No. 16 berinteraksi negatif dengan lingkungan 6, karena itu akan memberikan hasil yang kurang baik bila ditanam di lingkungan dengan kondisi demikian (Gambar 1, Tabel 3). Galur No. 8, 12, dan 9 berinteraksi positif dengan lingkungan 9, 12, 14, dan 16, namun berinteraksi negatif dengan lingkungan 2 dan seterusnya. Lingkungan 6, 8, 10, 12, 13, 14, 15 tergolong marginal yang disebabkan oleh berbagai faktor (Tabel 3). Khusus untuk lingkungan 10 dan 13, marginalitas lingkungan disebabkan oleh tanah yang masam (Tabel 3). Tidak satu pun galur yang diuji memiliki stabilitas statis, terlihat dari peringkat hasil yang berubah dari lingkungan ke lingkungan (Tabel 4) dan galur No. 15
PENELITIAN PERTANIAN TANAMAN PANGAN VOL. 26 NO. 3 2007
diduga memiliki stabilitas dinamis atau stabilitas agronomis.
KESIMPULAN DAN SARAN
1. Untuk analisis interaksi genotipe dan lingkungan terhadap data uji multilokasi beberapa galur harapan kacang tanah pada MT 2004-05, penggunaan metode AMMI lebih baik daripada analisis regresi model Eberhart dan Russell (1966). Terdapat indikasi galur J/91283-99-C-200-8 memiliki stabilitas dinamis. 2. Galur J/91283-99-C-90-8 dapat beradaptasi pada lingkungan lahan kering masam, namun hasilnya sama dengan varietas pembanding Jerapah.
3. Terdapat indikasi bahwa galur MHS/91278-99-C180-6, J/911227-99-C-120-4, ICGV 91227, MHS/9127899-C-174-6, MHS/91278-99-C-180-5, J/91283-99-C194-10, dan J/91283-99-C-195-5 berinteraksi positif dengan lingkungan yang kurang produktif. 4. Galur J/91283-99-C-90-8 dan J/91283-99-C-200-8 dapat diusulkan untuk dilepas sebagai varietas unggul berdaya hasil tinggi tahan A. flavus.
5. Galur MHS/91278-99-C-180-6, J/911227-99-C-120-4, ICGV 91227, MHS/91278-99-C-174-6, MHS/91278-99C-180-5, J/91283-99-C-194-10, dan J/91283-99-C-195-5 disarankan untuk diuji pada lingkungan suboptimal.
DAFTAR PUSTAKA Allard, R.W., and A.D. Bradshaw. 1964. Implications of genotypeenvironmental interactions in applied plant breeding. Crop. Sci. 4:503-508.
Byth, D.E. 1981. A conceptual basis of genotypic x environment interaction for plant improvement, pp. 254-265. In D.E. Byth and E.E. Mungomery (Eds.) Interpretation of plant response and adaptation agriculture enviromnets. Aust. Inst. Agric. Scie. Brisbane, queensland. Eberhart, S. A., and W. A. Russell. 1966. Stability parameters for comparing varieties. Crop Sci. 6:36-40.
Evenson, R.E., J.C. O’Tole, R.W. Herdt, W.R. Coffman, and H.E. Kauffman. 1978. Risk and uncertainty as factors in crop improvement research. IRRI 15. Manila, Philippines.
Finlay, K. W., and G. N. Wilkinson. 1963. The analysis of adaptation in a plant breeding program. Aust. J. Agric. Res. 13:742-754.
Francis, T.R. dan L. W. Kanenberg. 1978. Yield stability studies in short seasons maize, I.A. descriptive method for grouping genotype. Canadian Jour. of plant scie. 58:1029-1034.
Gauch, H.G. 1992. Statistical Analysis of Regional Yield Trial. Elsevier Sci. Pub. Amsterdam, Netherlands. 278p. Hardwick, R. C., and J. T. Wood. 1972. Regression methods for studying genotype-environment interactions. Heredity 28:209222.
Heinrich, G. M., C. A. Francis, and J. D. Eastin. 1983. Stability of grain sorghum yield components across diverse environments. Crop Sci. 23:209-212. Kasno, A., Abdul Bari, Subandi, Sadikin Somaatmadja, A.A. Mattjik, dan Soleh Solahuddin. 1988. Analisis stabilitas hasil dan komponen hasil kacang tanah di beberapa lingkungan. Penelitian Palawija. 1:24-32. Kasno, A., R. Shorter, and Endang Syamsuddin. 1989. Telaah adaptasi dan interaksi genotipe dan lingkungan pada kacang tanah. Penelitian Palawija. 1:1-8. Kasno, A. 1992. Adaptasi dan stabilitas galur-galur harapan kacang tanah. Penelitian Palawija 7(1):9-21.
Kasno, A. Trustinah, Joko Purnomo dan Moedjiono. 2003. Seleksi galur kacang tanah toleran kekeringan, tahan penyakit daun dan Aspergillus flavus. Laporan Teknik BALITKABI tahun 2003. K asno, A ., Trustinah, J. Purnomo dan Moedjiono. 2003. Pembentukan varietas kacang tanah tanah A. flavus dan pencegahan kontaminasi aflatoksin melalui pengelolaan pra dan pascapanen. Laporan teknik tahun 2003.
Perkins, J.M. and J.L. Jink. 1968. Environmental and genotypeenvironmental components of variability III. Multiple line and crosses. Heredity 23:239-256. Langer, I., K. J. Frey, and T. B. Bailey. 1979. Assosiation among productivity, production response and stability indexes in oat varieties. Euphytica. 28:17-24.
Lin, C.S. , MR. Brinns, and L.P. Lefkovitch. 1986. Stabiliry; where we stand. Crop Sci.26:894-900. Nor, M. K., and F. B. Cady. 1979. Methodology for identifying wide adaptability in crop. Agron. J. 71:556-559. Ntare, B. R., and M. Aken’Ova. 1985. Yield stability in segregating population of cowpea. Crop Sci. 25:208-211.
Perkins, J. E., and J. L. Jinks. 1968. Environmental and genotype x environmental component of variability III. multiple line and crosses. Heredity 23:339-356. Shorter, R. and R.O. Hammons. 1985. Pattern analysis of genotype adaptation and genotype x enviroment interaction in the uniform peanut performance test. Peanut Sci. 12:34-41. Subandi, M.R. Hakim, and M.M. Dahlan. 1978. Yield performance of fifteen maize varieties in different environments. Contr. Centr. Res. Inst. Agric. Bogor, No. 39:1-12.
Sumertajaya, I.M. 2005. Kajian pengaruh inter blok dan interaksi pada uji multilokasi ganda dan respon ganda. (Disertasi S3, tidak dipublikasi). Program Doktor Statistika Sekolah Pasca Sarjana Institut Pertanian Bogor. 188 p.
173
