PENELITIAN DO�E� MUDA - - -•- �--
LAPORANPENELITIAN
PENINGKATAN VARIABILITAS GENETIK TANAMAN HE�IA.DA MELALUI TEKNIK POLIPLOIDISASI MENGGUNAK.Ai� ALKALOID KOLKHISIN
OLER: DA l) ANG SUMARDI LIA AMALIA.
Nln''UNG SONDARI
Dibiayai oleh Diri.ktorat Jenderal Pendidikan Tinggi, Departemen Pendidikan Nasional �:.1ai dengan Surat Perjanjian Pelaksanaan Hibab Penelittan Nohdm 003/SP2HIPP!l>P2M/lll/2007 Taoggal 29 Maret 2007
lll
PAKULTASPERTANIAN UNIVERSITAS WINA YA 'MUKtl TANJUNGSARl- SUMEDANG 2007
•
tViJ
t
1. 80 Ii\
l_
:iooa
P�NELITIAN DOSEN MUDA
LAPORAN PENELITIAN
PENINGKATAN V ARIABILIT AS GENETIK TAN AMAN HERMADA MELALUI TEKNIK POLIPLOIDISASI MENGGUNAKAN ALKALOID KOLKHISIN
OLEH: DADANG SUMARDI LIA AMALIA
NUNUNG SONDARX
Dibiayai oleh Direktorat Jenderal Peodidikao Tioggi, Departemeo Peodidikao Nasional Sesuai dengan Surat Perjanjian Pelaksanaan Hibah Penelitian Nomor: 003/SP2H/PP/DP2M/lll/2007 Taoggal 29 Maret 2007
FAKULTASPERTANIAN UNIVERSITAS WINAYA MUKTI TANJUNGSARI - SUMEDANG
2007
J
1.
a. Judul Penelitian
Peningkatan Variabilitas Genetik Tanaman Hermada Melalui Teknik Poliploidisasi Menggunakan Alkaloid Kolkhisin
Genetic Variability Increasing of Hermada Plant Used Polyploidy Technique with Alcaloid of Co/chicine b. Bidang Ilmu c. Kategori Penelitian
Pertanian Untuk Mengembangkan Ilmu Pengetahuan, Teknologi dan Seni (IPTEKS)
2.
Ketua Peneliti a. Nama b. Jenis Kelamin c. Gol/Pangkat /NIPY d. Jabatan Fungsional e. Fakultas I Jurusan f. Universitas g. Pusat Penelitian
Dadang Sumardi, Ir., MP. Laki-laki III b I Penata Tingkat I/ 1650078 Asisten Ahli Pertanian I Budidaya Pertanian Universitas Winaya Mukti LPPM UNWlM
3.
Susunan Tim Peneliti Anggota
3 (tiga) orang
4.
Lokasi Penelitian
Laboratorium Bioteknologi Tanaman Fakultas Pertanian UNWIM
5.
Lama Penelitian
8 (delapan) Bulan R 10.000.000,00 se uluhjuta ru iah)
Sumedang, 30 Nopember 2007
L baga Penelitian Ketua �
Mengetahui, Pengabdian kepada
asyarakat UNWIM
ABSTRAK
Dadang Sumardi, Lia Amalia dan Nunung Sondari. 2007. Peningkaran Variabilitas Genetik Tanaman Hermada Melalui Teknik Poliploidisasi Menggunakan Alkaloid Kolkhisin Percobaan untuk mempelajari pengaruh tingkat konsentrasi alkaloid kolkhisin terhadap perubahan karakter dua varietas tanaman hermada telah dilaksanakan pada bulan Juli sampai bulan Desember
2007.
Percobaan dilaksanakan di kebun
Percobaan Fakultas Pertanian Universitas Winaya Mukti Tanjungsari, Sumedang. Rancangan percobaan yang digunak.an adalah Rancangan Acak Kelompok pola factorial dengan tiga ulangan. Faktor pertama adalah varietas tanaman Hermada yang terdiri dari dua varietas yaitu v,
= varietas
Amerika dan vz
= varietas Jepang.
Faktor kedua adalah konsentrasi kolkhisin (C) yang terdiri dari 7 taraf yaitu c1 = 0 %, C2
= 0,02 %, C3 = 0,04 %, C4 = 0,06 %, Cs= 0,08 %, C6 = 0,10 % dan C7 = 0,12 %. Hasil penelitian rnenunjukkan terdapat variasi tinggi tanaman, jumlah panicle,
jurnlah biji per tanaman, bobot biji per tanaman dan bobot 100 butir biji diantara tanaman hennada varietas Arnerika dan varietas Jepang. Konsentrasi kolkhisin yang berbeda mempengaruhi variasi tinggi tanaman, jumlah panicle, jumlah biji per tanaman, bobot biji per tanaman dan bobot 100 butir biji pada tanaman hermada varietas Amerika dan varietas Jepang.
111
ABSTRACT
Dadang Sumardi, Lia Amalia dan Nunung Sondari. 2007. Genetic Variability Increasing of Hermada Crop by Poliploidy Technique Used Alkaloid of Colchicine The research purposed to study the effect of concentration level of colchicine on character changes of two variety of hermada crop have conducted from July up
{O
December 2007. The research was carried at the Agriculture Faculty of Winaya Mukti University research station in Tanjungsari Sumedang Methodology of research used Randomized Block Design (RBD) with factorial pattern which consisted of two factors and three replications. The first factor was hermada variety ( v), consisted of two variety, namely : c2
American Variety and,
= Japan variety. Second factor was colchicine concentration
seven level, namely: c, C6
vt =
=
= 0 %,
c2
= 0,02 %,
c3
(C) consisted of
= 0,04 %, c, = 0,06 %,
cs= 0,08 %,
0,10 % and C7 = 0,12 %. The experimental result showed there was variation in plant height, number of
panicle, number of grain, grain weight per plant, and weight of JOO grain between
hermada crop ofAmerican and Japan variety. Different concentration of colchicines affected variation in plant height. number ofpanicle. number of grain, grain weight per plant, and weight of 100 grain.
IV
ABSTRAK
Dadaog Sumardi, Lia Amalia dan Nunuog Sondari. 2007. Peningkatan Variabilitas Genetik Tanaman Hermada Melalui Teknik Poliploidisasi Menggunakan Alkaloid Kolkhisin Percobaan untuk mempelajari pengaruh tingkat konsentrasi alkaloid kolkhisin terhadap perubahan karakter dua varietas tanaman hermada telah dilaksanakan pada bulan Juli sampai bulan Desember
2007.
Percobaan dilaksanakan di kebun
Percobaan Fakultas Pertanian Universitas Winaya Mukti Tanjungsari, Sumedang. Rancangan percobaan yang digunakan adalah Rancangan Acak Kelompok pola factorial dengan tiga ulangan. Faktor pertama adalah varietas tanaman Hermada yang terdiri dari dua varietas yaitu v1
= varietas
Amerika dan v:
= varietas Jepang.
Faktor kedua adalah konsentrasi kolkhisin (C) yang terdiri dari 7 taraf yaitu ci C2
= 0 %,
= 0,02 %, C3 = 0,04 %. C4 = 0,06 %, Cs= 0,08 %, C6 = 0,10 % dan C7 = 0,12 o/o. Hasil penelitian menunjukkan terdapat variasi tinggi tanaman, jumlah panicle,
jumlah biji per tanaman, bobot biji per tanaman dan bobot 100 butir biji diantara tanaman hermada varietas Amerika dan varietas Jepang. Konsentrasi kolkhisin yang berbeda mempengaruhi variasi tinggi tanaman, jumlah panicle, jumlah biji per tanaman, bobot biji per tanaman dan bobot 100 butir biji pada tanaman hermada varietas Amerika dan varietas Jepang.
Ill
ABSTRACT
Dadang Sumardi, Lia Amalia dan Nunung Sondari. 2007. Genetic Variability Increasing of Hermada Crop Used Poliploidy Technique Used Alkaloid of Colchicine The research purposed to study the effect of concentration level of colchicine on character changes of two variety of hermada crop have conducted from July up to December 2007. The research was carried at the Agriculture Faculty of Winaya Mukti University research station in Tanjungsari Sumedang Methodology of research used Randomized Block Design (RBD) with factorial pattern which consisted of two factors and three replications. The first factor was hermada variety ( V), consisted of two variety, namely : v 1 c2
=
American Variety and,
Japan variety. Second factor was colchicine concentration (CJ consisted of
seven level, namely: ci = 0 %, c2 = 0,02 %, cs c6
=
=
0,04 %, c,
=
0,06 %, cs
= 0.08
%,
= O,JO%andc7 = 0,12 %. The experimental result showed there was variation in plant height, number of
panicle, number of grain, grain weight per plant, and weight of 100 grain between hermada crop ofAmerican and Japan variety. Different concentration of colchicines affected variation in plant height, number ofpanicle, number of grain, grain weight per plant, and weight of 100 grain.
IV
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya, sehingga penyusunan laporan akhir penelitian dapat diselesaikan.
Laporan ini disusun berdasarkan penelitian dengan jud�
"Peningkatan Variabilitas Genetik Taoaman
Hermada
Melalui Teknik
Poliploidisasi Menggunakan Alkaloid Kolkhisin" yang dilaksanakan dari bulan Juli sampai Desember 2007. Laporan penelitian ini merupakan bagian dari program Penelitian Dosen Muda dari Proyek Peningkatan Penelitian Pendidikan Tinggi (P4T), Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi, Departemen Pendidikan Nasional. Dalam kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada :
1. Direktorat Pembinaan Penelitian dan Pengabdian Masyarakat, Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi, Departemen Pendidikan Nasional, yang telah memberikan bantuan biaya dalam penelitian ini. 2. Rektor Universitas Winaya mukti 3. Ketua lembaga Penelitian dan Pengabdian Masyarakat Universitas Winaya
Mukti. 4. Dekan fakultas Pertanian Universitas Winaya Mukti.
5. Semua fihak yang telah memberikan dukungan terhadap proses penelitian ini.
iv
Semoga laporan penelitian ini dapat memberikan sumbangan yang bennanfaat bagi khasanah keilmuan khususnya bidang pertanian.
Sumedang. Nopember 2007
Penulis
iv
DAFfARISI
Halaman
ABSTRAK
111
ABSTRACT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..
lV
KA TA PEN GANT AR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . ..
v
I
PENDAfllJLUAN
.
II
PERUMUSAN MASALAH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . .
6
III
TINJAUAN PUSTAKA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . .. .. . .. .. . . . . .
10
IV
TUJUAN PENELITIAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..
17
V
METODE PENELITIAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
18
VI
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ...
25
VII
K.ESIMPULAN DAN SARAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . .
32
D:\.FT AR PUSTAKA............................................................
33
LAMP IRAN .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . .. .. . .. . . . . .
35
I\"
BABI
PENDAHULUAN Pemenuhan kebutuhan pangan merupakan kebutuhan yang mendesak pada saat ini sejalan dengan peningkatan jum lah penduduk. Upaya pemenuhan kebutuhan pangan saat ini lebih difokuskan pada peningkatan produksi tanaman pangan utama seperti padi. Peningkatan produksi padi dihadapkan pada berbagai kendala diantaranya adalah penyempitan lahan sawah akibat alih fungsi menjadi kawasan industri dan pemukiman. Budidaya padi pada lahan kering menghadapi kendala kepekaan tanaman padi terhadap cekarnan lahan kering yaitu cekaman air dan unsur hara. Akibat kondisi tersebut maka ketergantungan terhadap beras impor tidak dapat dihindari. Selain beras, Indonesia masih memiliki ketergantungan terhadap pasokan impor bahan pangan penghasil tepung yaitu gandum. Hal ini disebabkan areal tanaman gandum di Indonesia masih terbatas pada daerah-daerah dengan agroklimat tertentu. Kondisi tersebut menjadi kendala dalarn penyediaan bahan baku tepung terigu sehingga diperlukan tanarnan pangan altematif penghasil tepung. Pengembangan bahan pangan altematif penghasil tepung merupakan upaya yang perlu dilakukan mengingat adanya keterbatasan dalam produksi bahan pangan utama yaitu beras. Tanaman hermada merupakan tanaman penghasil tepung yang dapat digunakan sebagai bahan pangan altematif. Tepung hermada mernenuhi syarat digunakan sebagai bahan pangan alternatif karena memiliki kandungan karbohidrat yang tinggi. Selengkapnya kandungan gizi hermada ditampilkan pada Tabet 1.
2
Tabel 1. Persentase Kaoduogao Gizi Biji Hermada dao Beras Putih dalam 100 2 B a h an. Kandunzan Zat Gizi (%) Jenis Zat Gizi
Karbohidrat Protein kasar Serat kasar Lemak Abu Sumber : Saiful Bachri, 2002
I
I I
I
Hennada 72,00 11,27 8,53 5,19 3.35
Beras 70- 80 4-5 8 - 15 I -2 2-5
Pada Tabet I. dapat diketahui bahwa persentase kandungan karbohidrat biji hennada sarna baiknya dengan beras. bahkan kelebihan biji hermada adalah kandungan protein kasar dan lemak yang lebih tinggi dibandingkan beras. Berdasarkan kandungan protein tinggi, biji hermada memiliki potensi untuk digunakan sebagai tepung untuk bahan makanan sereal, dan tepung untuk bubur bayi serta memiliki potensi sebagai bahan baku pembuatan kue dan roti, Dengan potensi demikian maka budidaya tanaman hermada perlu dikembangkan. Pengembangan tanaman hermada terutama ditujukan pada lahan-lahan kering karena tanaman hermada memiliki adaptasi pada kondisi kurang air dan kesuburan tanah yang rendah. Kelebihan-kelebihan yang dimiliki tanaman hennada diantaranya dapat ditanam pada semua jenis tanah, memiliki toleransi yang tinggi terhadap ketersediaan air sehingga dapat ditanam pada tanah marginal, mudah tumbuh, berumur pendek dan pengelolaan sederhana serta resiko kegagalan relatifkecil (Khaerudin Duljafar, 2000). Tanaman hermada merupakan tenaman introduksi dari Jepang dan Amerika yang merniliki agroklimat berbeda dengan Indonesia Kultivar yang tersedia pada saat ini terbatas pada kedua kultivar hasil introduksi tersebut. Hal ini
a1can memperlambat proses pengembangan tanaman hennada di Indonesia
3 Dengan keterbatasan kultivar maka pengembangan menjadi terbatas pada agroklimat tertentu. Keterbatasan kultivar lebih memungkinkan terjadinya fuso akibat serangan hama atau penyakit karena tidak ada kultivar altematif yang tahan. Keragaman
genetik
yang
sempit
merupakan
kondisi
yang
tidak
menguntungkan bagi proses pemuliaan tanaman. Dengan keragaman genetik yang sermpit maka seleksi untuk menghasilkan kultivar terbaik menjadi tidak efektif Terbatasnya keragaman genetik akan menyebabkan terbatasnya rekombinasi genetik pada program persilangan akibat kemiripan genetik antar tetua. Hal ini akan menyebabkan tekanan terhadap vigor dari generasi ke generasi yang ditunjukkan oleh penurunan daya basil dan ketahanan terhadap cekaman lingkungan. Berdasar hal tersebut, upaya memperluas variabilitas genetik pada tanaman herrnada menjadi suatu keharusan dalam rangka pengembangan tanaman hennada di Indonesia. Adanya keragaman genetik yang luas akan meningkatkan efektifitas seleksi. Pemulian akan memiliki kemungkinan yang luas dalam memilih genotipe dengan karakter yang dikehendaki dan kemudian melakukan rekombinasi sifat-sifat diantara genotipe-genotipe tersebut. Perluasan keragaman genetik dapat dilakukan melalui teknik-teknik pemuliaan tanaman, diantaranya domestikasi, introduksi, hibridisasi. mutasi, poliploidisasi dan teknik-teknikm pemuliaan in vitro. Pemuliaan poliploidi merupakan salahsatu teknik perluasan keragaman genetik dan dapat digunakan secara langsung untuk memperbaiki karakter tanaman.
4 Menurut Hermsen (1979), teknik pemuliaan poliploidi telah berhasil mendapatkan tanaman yang mempunyai -sifat-sifat unggul yang dikehendaki. Teknik pemuliaan poliploidi menghasilkan tanaman poliploid. Tanaman poliploid adalah tanaman yang tiap set kromosomnya mengandung lebih dari dua set kromosom homolog, bisa triploid (3n), tetraploid (4n), pentaploid (Sn), heksaploid (6n) dan seterusnya. Teknile pemuliaan poliploidi telah berhasil mengembangkan karakter berbagai jenis tanaman.
Menurut Crowder (1986), tanaman tetraploid buatan
telah mendapatkan perhatian dalam perdagangan, misalnya tanaman hias (terutama yang bertipe ganda), rye, barley, bit gula dan red clover. Jagung tetraploid lebih kekar dibandingkan dengan diploid, yang menghasilkan tepung (meal) dengan kandungan vitamin A yang lebih tinggi. Teknik poliploidi buatan dapat dilakukan dengan menggunakan kolkhisin. Kolkhisin telah cukup lama digunakan sebagai senyawa kimia alami untuk mengembangkan tanaman poliploid. Menurut Harmsen ( 1979), semua bentuk poliploid dapat dibuat dengan menggunakan kolkhisin. Beberapa penelitian perlakuan kolkhisin yang telah dilakukan antara lain menyebabkan tanaman yang lebih vigor, misalnya triploid pada kentang dan clover. Percobaan pada tanaman gandum mengakibatkan terjadinya suatu bentuk tetraploid yang mempunyai lembaga dengan ukuran lebih besar, kandungan proteinnya lebih tinggi dibandingkan dengan tanaman diploidnya. Disamping itu tanaman tetraploid mempunyai daya tumbuh yang lebih baik walaupun dalam kondisi yang buruk (Allard, 1960).
5 Pada tanaman yang mendapat perlakuan kolkhisin atau generasi C1 hanya tampak perubahan akibat kerusakan fisiologis, seperti menurunnya daya kecambah benih, laju pertumbuhan yang lambat, salah bentuk pada daun dan peningkatan sterilitas. Pada generasi C2 dan seterusnya kondisi tersebut akan kembali normal, Pengaruh poliploidi akan muncul pada generasi C2, C3, dan seterusnya dimana kondisi kromosomnya telah stabil. Adanya perubahan pada C1 dapat digunakan sebagai petunjuk tentang efektifitas suatu konsentrasi kolkhisin dalam menyebabkan poliploid. Penggunaan konsentrasi yang tepat dalam menggunakan kolkhisin merupakan faktor yang menentukan keberhasilan induksi poliploidi pada tanaman dan menentukan tingkat kerusakan fisiologis yang akan terjadi pada generasi C1• Setiap jenis tanaman memiliki respon yang berbeda terhadap perlakuan kolkhisin. Menurut Soemardjo Poespodarsono (1988), kepekaan terhadap kolkhisin pada setiap spesies berbeda-beda baik konsentrasi maupun waktu perlakuannya. Penggunaan
kolkhisin
dapat
digunakan
untuk
mengubah jumlah
kromosom tanaman hermada dalam rangka memperluas variabilitas genetik. Penelitian mengenai hal tersebut belum banyak dilakukan. Penelitian mengenai efek konsentrasi dan waktu perlakuan kolkhisin terhadap tanaman hennada kultivar
introduksi
Arnerika
dan
Jepang
merupakan
suatu
tahap
awal
pengembangan variabilitas genetik tanaman hermada dalam program pemuliaan tanaman hermada.
5
6
BABU PERUMUSAN MASALAH Gen sebagai bahan keturunan dapat mengatur berbagai karakter dalam tubuh tanaman. Setiap individu tanaman dengan gen yang berbeda mempunyai sifat yang berbeda pula. Gen terletak pada kromosom secara tinier, tepatnya pada kromomer-kromomer (Widan Yatim, 1980). Karena itu menurut bums (1976), setiap individu tanaman yang sifat-sifatnya dicirikan oleh kromosom tertentu, dan bila kromosom berubah maka sifat-sifat individu akan mengalami perubahan. Setiap sel somatik pada tanaman tingkat tinggi mempunyai jumlah kromosom dasar (2n). Sel-sel somatik tersebut merupakan basil perkembangan zigot yang juga memiliki jumlah kromosom dasar (2nJ, satu set diwariskan oleh induk betina yang terdapat dalam garnet betina dan satu set diwariskan oleh induk jantan yang terdapat dalam gametjantan (crowder, 1986). Tetapi kadang-kadang jumlah kromosom dasar tersebut dapat mengalami perubahan. Perubahan yang terjadi dapat berupa penggandaan kromosom, sehingga jumlah kromosom sel somatik individu melebihi jumlah kromosom dasamya.
Keadaan demikian
disebut poliploidi. Poliploid menimbulkan sifat-sifat yang berubah yang berbeda dengan individu asalnya yang diploid. Hal ini disebabkan karena jumlah kromosomnya berubah yang berarti jumlah gennya berubah pula. Perubahan jumlah kromosom sering menyebabkan perubahan sifat yang menguntungkan seperti bungan dan buah yang lebih besar, kandungan vitamin clan protein yang lebih tinggi serta vigor yang lebih baik dari asalnya. Pada beberapa kasus poliploidi seperti tetraploid, menyebabkan tanaman mempunyai daya adaptasi yang lebih luas
7
terhadap berbagai lingkungan tumbuh tennasuk lahan-lahan kritis. Berarti areal penanaman tersebut dapat diperluas sehingga produksi meningkat. Poliploidi dapat terjadi secara buatan dengan menggunakan kolkhisin yang merupakan alkaloid dari tanaman Co/chicum autumna/e, poliploid seperti ini disebut autopoliploidi. Menurut Bums (1976), kolkhisin tidak menghambat replika kromosom tetapi mencegah terbentuknya benang-benang gelendong, sehingga tidak terjadi pemisahan kromosom ke masing-rnasing kutub dan tidak terjadi pembelahan sel pada saat itu. Akibatn.ya di dalam sel terdapat sel-sel yang mengganda. Beberapa ahli membuktikan keberhasilan kolkhisin sebagai penyebab poliploidi secara buatan. Blakeslee (1939), dikutip Hayes, Immer, dan Smith ( 1995) mengandakan 65 jenis dan varietas yang berbeda diantaranya famili Caryophilaceae, Chenopodiaceoe, Compositeae, Cucurbitaceae, Euphorbiaceae, Malvaceae, Moraceae, Cruciferae.Oxalidaceae, Plantaginaceae, Polemoniaceae, Pottulacaceae, Solanacea dan Violaceae. Biji Datura sp., Cosmos dan Portulaca yang direndam dalam larutan kolkhisin 0,2% dan 1,5% berkecambah lebih cepat dan mengalami poliploidi. Tanaman Lilium formosanum yang diberi perlakuan kolkhisin selama 2 jam menghasilkan bunga, serbuk sari, dan stomata ·yang lebih besar dibandingkan dengan yang tidak diberi kolkhisin. Pada tanaman-tanaman monokotil, poliploidi dihasilkan dengan mencelupkan bibit yang telah dibuka kelopak batangnya ke dalam laruan kolkhisin 0,25% selama 30 menit. Hasilnya adalah tanaman yang mengalai poliploidi dan dapat tumbuh dengan memuaskan (Hayes, 1995).
8
Selain menyebabkan poliploidi, perlakuan kolkhisin dapat menyebabkan gangguan fisiologis tanaman. Gangguan fisiologis dapat berupa terhambatnya pembelahan sel sehingga laju pertumbuhan menjadi lambat. Efek kimiawi kolkhisin dapat merusak struktur sel seperti rusaknya "microfibril" penyusun dinding sel sehingga struktur dinding sel menjadi abnormal (Goodwin dan Mercer, 1983). Kondisi tersebut terjadi pada tanaman atau bagian tanaman yang mendapat perlakuan kolkhisin secara langsung (generasi C1). Hal ini dapat digunakan sebagai petunjuk efektifitas perlakuan kolkhisin. Tiap jenis tanaman mempunyai tingkat ploidi tertentu yang berpengaruh baik terhadap penampilan tanaman tersebut (Allard, 1960) yang disebut tingkat ploidi optimal. Penggandaan kromosom melebihi tingkat ploidi optimalnya akan rnenyebabkan perubahan karakter ke arah yang tidak diharapkan. Tingkat ploidi dan tingkat kerusakan fisiologis tanaman basil perlakuan kolkhisin berhubungan dengan tingkat konsentrasi kolkhisin yang diberikan dan tingkat kepekaan bahan tanaman dan genotipe tanaman. Konsentrasi yang tinggi yang diberikan pada bagian tanaman atau genotipe yang peka akan meningkatkan kerusakan fisiologis dan kematian jaringan, sehingga efek ploidi tidak dapat diamati. Sebaliknya konsentrasi yang terlalu rendah tidak dapat menginduksi penggandaan jumlah kromosom. Konsentrasi yang optimal untuk setiap jenis tanaman atau setiap genotipe tanaman dari jenis yang sama akan berbeda-beda tergantung kepekaan tanaman tersebut yang ditentukan oleh kondisi morfologis dan anatomisnya yang merupakan basil ekspresi gen-gennya. Tanaman hennada kultivar introduksi Amerika memiliki perbedaan karakter dengan kultivar introduksi Jepang. Hal ini tampak dari warna bulir, tinggi
9 tanaman dan umur panen. Perbedaan tersebut disebabkan oleh perbedaan susunan genetik sebagai hasil proses pemuliaan yang berbeda. Perbedaan susunan genetik tersebut akan menyebabkan perbedaan respons terhadap perlakuan kolkhisin. Kedua kultivar tersebut akan menunjukan respons yang berbeda terhadap suatu konsentrasi dan waktu perlakuan kolkhisin, sehingga akan menghasilkan tingkat ploidi yang berbeda. Perbedaan tingkat ploidi tersebut merupakan keragaman genetik baru bagi tanaman hermada. Berdasarkan uraian perumusan masalah ini perlu diketahui dan dipelajari : I. Bagaimana penampilan karakter tanaman hermada kultivar introduksi Amerika dan introduksi Jepang akibat perlakuan konsentrasi kolkhisin yang berbeda. 2. Konsentrasi kolkhisin berapa yang menyebabkan perubahan karakter ke arah yang lebih baik pada tanaman hermada kultivar introduksi Arnerika dan introduksiJepang. 3. Apakah terjadi peningkatan variabilitas genotipe tanaman hermada dengan menggunakan indikator perubahan karakter pada tanaman hermada kultivar introduksi Amerika dan introduksi Jepang.
10 BAB ID TINJAUAN PUSTAKA
Hermada adalah tanaman sejenis rumput laut berbentuk perdu. Pada saat masih muda, tanaman ini mirip dengan tanaman jagung.
Namun, ketika
memasuki fase generatif, yaitu pada saat pembungaan, kedua tanaman tersebut tampak sekali perbedaannya.
Pada tanaman jagung akan tumbuh bunga dari
ketiak daun, sedangkan pada hennada bunga muncul di pucuk batang (Duljapar, 2000) .. Menurut Moench dikutip Daru Maheldaswara (2003) secara sistematika
herrnada termasuk ke dalam genus Sorghum. Secara lengkapnya, taksonomi hennada adalah sebagai berikut : Kingdom
Plantae
Divisi
Spermatophyta
Sub-divisio:
Angiospermae
Ke las
Monocotyledoneae
Ordo
Poales
Famili
Graminae
Genus
Sorghum
Spesies
Sorghum bicolor (L) Moench
Morfologi tanaman adalah penampakan luar dari suatu jenis tanaman. Berikut ini adalah penampakan luar tanaman hermada yang terbagi menjadi bagian akar, batang, daun, dan biji.
10
11 a. Akar Seperti akar tanaman jagung, tanaman hermada memiliki jenis akar serabut. Pada ruas batang terendah di atas permukaan tanah biasanya tumbuh akar. Akar tersebut dinamakan akar adventif (Duljapar Kifli, 2000). Menurut Santi Susilawati, dkk. (2002), radius akar untuk jenis hermada Jepang 5-10 cm dan jenis hermada Amerika 10-20
cm, akamya bersifat
menyuburkan tanah. b. Batang Batang hermada lurus, berwama hijau, dan beruas-ruas, panjang ruas antara 15-20 cm, diameter batang hennada antara 0,8-l cm, bila batang dipotong melintang akan tarnpak bahwa batang tidak berlubang, wama batang bagian dalam putih seperti gabus. Panjang batang masing-masing jenis hermada berbeda, hennada Jepang memiliki panjang batang kira-kira 1,5 m, sedangkan hermada Amerika memiliki panjang batang sampai 2 m. Ruas batang memiliki panjang ruas ukuran normal sekitar 10-15 cmjenis hennada Jepang dan sekitar 15-20 cm jenis hermada Amerika sedangkan diameter batang, jenis hermada Jepang sekitar 0,5-l cm danjenis hermada Amerika sekitar 1-2 cm (Peni Susanti, dkk., 2002). c. Daun Bentuk daun hermada menyerupai pita, memanjang dan makin mengecil di bagian-ujungnya. Pada daun terdapat lidah-lidah daun dan pada pangkalnya mempunyai pelepah yang menyelubungi batang-batang muda. Daun yang tua berwama hijau, sedangkan daun yang muda berwama hijau muda. Jumlah daun hermada Jepang dari kecil sampai dewasa antara 11-15 helai. Hermada Amerika jumlah daunnya dari kecil sampai dewasa antara 15-20 daun.
12
Menurut Peni Susanti, dkk. (2002), daun hennada lebih lembut daripada daun jagung. Pada usia dewasa, jumlah lembar daun jenis hermada Jepang, sekitar 10 lembar dan jenis hermada Amerika sekitar 14 lembar. d. Malai Dibandingkan dengan jenis sorgum lainnya, ukuran malai hermada relatif panjang. Malai tersebut tidak. lain sebagai tempat menempelnya bulir atau biji-biji hennada. Pada awal munculnya, malai menghadap ke atas, tetapi seiring dengan berisinya bulir mak.a malai secara perlahan merunduk ke bawah. Panjang malai untuk jenis hermada Jepang 10-40 cm, dengan panjang serabut 30-60 cm; dan jenis hermada Amerika 20--50 cm, dengan panjang serabut 40--70 cm (Peni Susanti, dkk., 2002). e. Biji (Bulir) Bila dilihat dari ukuran dan bentuknya, sepintas hennada mirip dengan juwawut mak.anan burung. Ukuran biji hennada Jepang hampir sama dengan ukuran hermada Amerika, yaitu berdiameter 2 mm. Biji hennada Jepang berwama hitam mengkilat, sedangkan biji hennada Amerika berwama kecokelatan. Menurut Peni Susanti dkk. (2002), jumlah biji per malai hennada Jepang sekitar 350-600 butir, sedangkan jenis hennada Amerika 300-600 butir. Menurut Duljapar (2000), sebelum menanam hermada terlebih dahulu hams mengetahui syarat pertumbuhannya. Dengan jalan demikian mak.a resiko kegagalan dapat diperkecil. Sedikitnya ada dua komponen yang hams diketahui, yaitu iklim dan tanah. Unsur iklim yang berperan penting dalam pertumbuhan tanaman di antaranya suhu, sinar matahari, curah hujan, angin, dan ketinggian tempat. Suhu
13 atau temperatur udara sangat berkaitan erat dengan proses fotosintesis (pembuatan makanan) dan proses pemapasan atau respirasi (pembongkaran makanan). Suhu optimum untuk pertumbuhan hermada berkisar antara 24°-29°C (Peni Susanti 2002) Sepanjang hidupnya, tanaman hermada memerlukan sinar matahari penuh. Oleh karena itu, saat tanam yang cocok adalah waktu musim kemarau. Kecual i itu, lahan yang hendak ditanami harus lahan terbuka tanpa naungan. Ketersediaan sinar yang penuh berpengaruh langsung terhadap proses fotosintesis. Sinar matahari juga berpengaruh tidak langsung yaitu terhadap temperatur dan kelembapan udara. Hennada yang ditanam di bawah naungan, misalnya pohon besar, daunnya akan berwama hijau pucat, tipis, dan lemas. Pada kondisi demikian, produksi tanaman menjadi berkurang (Duljapar, 2000). Besar kecilnya curah hujan akan berpengaruh
langsung · terhadap
ketersediaan air dalam tanah dan kelembapan di sekitar pertanaman. Curah hujan bulanan yang dikehendaki hermada berkisar antara 20-30 mm. Bila curah hujannya terlalu kecil maka tanaman perlu disiram pada pagi dan sore hari. Penyiraman dilakukan pada tanaman yang berumur di bawah 3 minggu. Kualitas air penyiraman yang diberikan harus baik, yaitu air yang bersih bukan berasal dari limbah pabrik. Pemberian air yang terlambat akan mengakibatkan tanaman lemas dan pertumbuhannya terganggu (Duljapar, 2000). Bagi hermada angin membantu dalam proses penyerbukan. Namun, angin yang bertiup terlalu kencang akan merugikan hermada karena akan merusak daun dan mematahkan batang
pokok. Selain itu, basil penelitian juga menyatakan
bahwa angin dapat membantu penyebaran penyakit.
14 Ketinggian tempat berpengaruh langsung terhadap umur panen. Hennada yang ditanam di dataran rendah panennya lebih cepat bila dibandingkan hennada yang ditanam di dataran menengah atau dataran tinggi. Ketinggian tempat yang ideal bagi pertumbuhan hennada adalah 0-450 m dpl (Peni Susanti 2002) Hermada dapat tumbuh pada berbagai jenis tanah. Namun, secara umum hermada menghendaki tanah yang gembur sedikit berpasir dan mengandung bahan organik yang cukup tinggi. Oleh karena sistem perakaran hennada yang cukup dalam ( Jebih dari 20 cm) maka kedalaman solum tanah juga harus sedang. Untuk mendukung pertumbuhan hermada maka sebaiknya sebelum penanaman dilakukan pengolahan tanah _terlebih dulu (Duljapar, 2000). Keasaman (pH) tanah yang optimal bagi hennada berkisar antara 6,5 -7,2. Pada tanah yang bersifat asam perlu dilakukan pengapuran agar pH-nya meningkat. Kapur yang dapat digunakan adalah jenis kalsit atau dolomit dengan takaran 4 ton/ha. Pada tanah yang ber-pH kurang dari 6 maka akan mempersulit penyerapan unsur hara seperti fosfor (P) karena unsur ini terikat oleh unsur besi (Fe), aluminium (Al), dan mangan (Mn). Kecuali itu, tanah yang asam akan memacu perkembangan penyakit seperti fusarium (Peni Susanti, dkk., 2002). Kolkhisin merupakan suatu alkaloid yang dihasilkan ekstrak umbi, akar dan biji dari tanaman Colchicum cutumnale dari famili Liliceae,pertarna kali diisolasi oleh Zeise! pada tahun 1883 (Shanna dan Shanna, 1972). Rumus kimia senyawa ini adalah C22H2506N, wamanya kuning pucat dan biasanya akan berubah bila terkena cahaya (Windholz, 1976). Menurut Eigisti dan Dustin (1957), tahap pembelahan sel yang paling efektif untuk diberikan perlakuan kolkhisin konsentrasi rendah yaitu pada tahap
15 akhir profase. Benang gelondong yang biasanya muncultidak lama setelah lenyapnya dinding inti, tetapi dengan kehadiran kolkhisin benang gelondong tidak terbentuk. Benang-benang gelondong terdiri dari serabut protein yang halus yang terbuat dari mikrotubula. Mikrotubula tersusun dari molekul-molekul tubula yang mengandung dua sub unit dengan ukuran yang sama tetapi berbeda struktur. Setia molekul tubula mengikat satu molekul guanosine 5-triphosphate (GTP) dan orthophosphate
ketika
molekul-molekultubula
bergabung
membentuk
mikrotubula. Molekul-molekul tubula tersusun dalam bentuk rantai terpilin membentuk dinding mikrotubula.
Mikrotubula
sebagai
penyusun benang
gelondong merupakan jenis yang tidak stabil dan bisa terpisah menjadi molekulmolekul tubuka yang bebas. Kolkhisin terikat pada salah satu sub unit molekul tubula bebas dengan menggantikan GTP, akibatnya molekul tubula tidak dapat bergabung satu sama lain sehingga mikrotubula tidak terbentuk. Hal ini berarti benang-benang gelondong tidak terbentuk (Goodwin dan Mercer, 1983). Bahan tanaman yang dapat diberi perlakuan kolkhisin meliputi biji, bibit, ujung tanaman yang sedang tumbuh, tunas (kuncup muda). Media-media yang dapat digunakan adalah larutan dalam air, emulsi, pasta, lanolin, larutan agar-agar, sir dengan glycerin dan alkohol. Konsentrasi perlakuan kolkhisin berkisar 0,0006 persen sampai I persen dengan lama perlakuan kolkhisin dari sekedar basah sampai 24 jam (Hayes dick, 1995). Teknik perlakuan kolkhisin menurut Hayes dkk. (1995) adalah : I. Perlakuan terhadap biji. Biji direndam dalam larutan kolkhisin dengan kadar dan lama perendaman yang berbeda untuk biji yang berbeda pula.
16
2. Perlakuan terhadap bibit. Bibit yang sedang tumbuh direndam dalam larutan kolkhisin atau ditempatkan pada kertas serap yang dibasahi kolkhisin 3-4 jam. 3. Perlakuan terhadap tunas (kuncup muda). Kapas yang telah dibasahi dengan larutan kolkhisin ditempelkan pada tunas selama waktu tertentu tergantung padajenis tanaman. Ditujukan untuk tanaman herba dan berkayu. Dalam penggunaan kolkhisin perlu diperhatikan hal-hal berik.ut (Elliot,
1958): 1. Kolkhisin hanya mempengaruhi jaringan yang aktif. Perlakuan dapat diberikan pada jaringan yang akan atau sedang aktif melakukan pembelahan atau pada keduanya, misalnya biji, tunas atau ujung batang yang sedang mengalami pertumbhuhan. 2. Keadaan media diusahakan harus baik sehingga pembelahan berlangsung secara normal. 3. Lamanya perlakuan harus diperhatikan untuk setiap bahan. 4. Konsentrasi yang optimal untuk setiap bahan harus diperhatikan. Konsentrasi tidak boleh kurang dari konsentrasi aktifnya juga tidak boleh lebih karena bisa berakibat buruk nantinya. Allard (1960), menyatakan bahwa konsentrasi kolkhisin yang digunakan bersifat sangat kritis, konsentrasi yang beragam menyebabkan efek poliploidi yang beragam pula, baik terrhadap sifat anatomi, morfologi, fisiologi, agronomi dan sifat sitogenetiknya maupun respon terhadap lingkungan. Dengan demikian poliploid merupakan salah satu upaya untuk membuat variasi tanaman .
BAB IV
TUJUAN PENELITIAN •
«)
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui : 1. Pengaruh konsentrasi kolkhisin terhadap perubahan karakter tanaman hermada kultivar introduksi Amerika dan lntroduksi Jepang. 2. Konsentrasi kolkhisin yang dapat rnenyebabkan perubahan karakter ke arah yang lebih baik pada tanaman hennada kultivar introduksi Amerika dan introduksi Jepang. 3. Peningkatan variabilitas karakter pada tanaman hennada kultivar introduksi Amerika dan introduksi Jepang sebagai hasil perlakuan kolkhisin. Secara praktis, penelitian ini memberikan kontribusi berupa : 1. Genotipe-genotipe hasil perlakuan kolkhisin yang dapat dijadikan sumberdaya genetik untuk pengembangan tanaman hermada di Indonesia. 2. Konsentrasi kolkhisin terbaik yang menyebabkan perubahan ke arah yang lebih baik.
17
18
BABY
METODE PENELITIAN
5.1
Metode Penelitian Percobaan dilaksanakan dengan metode eksperimen pada bulan Juli
sampai dengan bulan Desember tahun 2007. Percobaan dilaksanakan di rumah kaca Fakultas Pertanian Universitas Winaya Mukti. Tanjungsari, Sumedang yang berada pada ketinggian 800 meter di atas permukaan laut. Bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah Benih tanaman hermada (Sorghum bicolor L Moench) kultivar introduksi Jepang dan introduksi Amerika serta alkaloid kolkhisin. Pupuk dasar yang digunakan adalah Urea ( 45% N), SP-36 (36% P20s), dan KCl (46% K). Pestisida yang digunakan adalah Decis 2,5 EC, Dithane M-45 80WP, dan Furadan 3G. Media tanam tanah Order Latosol yang berasal dari lahan sawah Fakultas Pertanian Universitas Winaya Mukti. Peralatan yang digunakan meliputi polibag kapasitas IO kg, pipa PVC diameter 3 cm dengan panjang 20 cm, meteran, timbangan, gelas ukur, sprayer gendong, oven dan peralatan penanaman serta alat tulis. Rancangan lingkungan yang digunakan dalam percobaan ini adalah Rancangan Acak Kelompok {RAK) pola faktorial yang terdiri dari dua faktor perlakuan, faktor pertama yaitu faktor kultivar (V) dan faktor kedua adalah konsentrasi kolkhisin (C). Jumlah kombinasi perlakuan sebanyak 12 dan masingmasing diulang tiga kali. Setiap satuan percobaan terdiri dari 6 pot percobaan dan jumlah keseluruhan adalah 216 pot percobaan. Semua pot pada setiap satuan percobaan digunakan sebagai sampel penelitian.
18
19
Percobaan ini terdiri dari dua faktor, faktor pertama adalah kultivar (V) yang terdiri dari 2 taraf dan faktor kedua adalah konsentrasi kolkhisin (C) yang terdiri dari 6 taraf. Taraf masing-masing perlakuan yaitu : 1) Faktor kultivar (V) terdiri dari :
v1
= kultivar introduksi Amerika
v2
= kultivar introduksi Jepang
2) Konsentrasi kolkhisin (C) terdiri dari : c1
=
0,00 % kolkhisin
c2 = 0,02 % kolkhisin c3 = 0,04 % kolkhisin C4
=
0,06 % kolkhisin
cs = 0,08 % kolkhisin C6 = 0, 10 % kolkhisin Pelaksanaan percobaan meliputi beberapa tahap, yaitu :
1) Persiapan Media Persiapan media dilakukan satu minggu sebelum penanaman. Tanah sebagai media tanam digemburkan dan dikering anginkan selama 4 hari, kemudian diayak agar struktumya seragam. Setiap pot diisi sebanyak 10 kg tanah. Kemudian disiram sampai kapasitas lapang. 2) Penanaman Lubang tanam dibuat dengan tugal sedalam 4 cm. Tiap lubang ditanami 3 butir biji, sebelumnya lubang diberi furadan 3G dengan dosis 0,2 g/pot untuk mencegah serangan lalat bibit.
20 3) Penyiraman Pada saat tanam, semua pot diberi air sampai keadaan kapasitas lapang dan dipertahankan sampai tanaman berumur I minggu. Penyiraman selanjutnya dilakukan 3 hari sekali. 4) Pemupukan Pupuk yang digunakan adalah Urea, SP-36 dan KCl. Kebutuhan pupuk untuk tiap polibagnya adalah sebanyak 3,90 gram urea, 2,34 gram TSP dan 2,34 gram KCL Pupuk diberikan pada saat tanam. 5) Penyulaman Penyulaman dilakukan untuk mengganti tanaman yang pertumbuhannya terhambat atau mati. Penyulaman dilakukan 76 hari setelah tanam dengan menggunakan benih dari kultivar yang sama, sehingga diperoleh tanaman yang seragam. 6) Penyiangan Penyiangan dilakukan secara mekanis yang dilaksanakan dua kali yaitu pada umur 21 hari seteh tanam dan 42 hari setelah tanam. 7) Pengandalian Hama dan Penyakit Pengendalian hama dan penyakit dilakukan secara mekanik dan kimiawi. Pengendalian
secara
kimiawi
menggunakan
insektisida
dan
fungisida.
Penyemprotan dilakukan seminggu sekali secara bergantian antara'insektisida dan fungisida. 8) Pemungutan Hasil Panen dilakukan apabila kulit bulir sudah berwama coklat, bila ditekan dengan jari tidak pecah, warna malai hijau cerah dan terlihat kokoh serta batang
21 membengkak. Cara panen dilakukan dengan memotong tangkal malai dfari pangkalnya selanjutnya dijemur di bawah terik maahari selama 3 hari. Bagian atas tanaman dan akar diangkat untuk dicuci dan dikeringkan kemudian dilakukan pengamatan.
5.2
Sampel Penelitian I
Jumlah kombinasi taraf faktor sebanyak 12 dan masing-masing diulang tiga kali.
Setiap satuan percobaan terdiri dari 6 pot percobaan dan jumlah
keseluruhan adalah 2 I 6 pot percobaan. Semua pot pada setiap satuan percobaan digunakan sebagai sampel penelitian.
5.3
Cara Pengumpulan Data Pengamatan untuk pengambilan data dilakukan terhadap semua tanaman
pada setiap satuan percobaan yaitu 6 pot. Pengamatan dibedakan atas dua kelompok pengamatan, yaitu pengamatan utama dan pengamatan penunjang. Pengamatan penunjang adalah pengamatan yang datanya tidak diuji secara statistik, yaitu meliputi suhu dan kelembaban udara harian, hama dan penyakit yang menyerang, adanya kelainan pada bentuk dan wama daun, waktu berbunga 50 persen dan waktu panen. Pengamatan suhu dan kelembaban udara harian dilakukan dengan menggunakan thermometer bola basah dan bola kering yang diletakan di tempat yang tidak terkena sinar matahari langsung. Pengamatan dilakukan pada pukul 07.30, 13.30 dan 17.30. Pengamatan utama adalah pengamatan yang datanya diuji secara statistik, meliputi:
22 I. Tinggi Tanaman (cm), diukur dari pangkal batang sampai ke ujung batang utama. Pengamatan dilakukan dengan menggunakan meteran pada umur 2, 4, 6 dan 8 minggu setelah tanam. 2. Bobot kering pupus (g), penimbangan dilakukan terhadap bagian atas tanaman setelah dikeringkan di dalam oven sampai bobot konstan, yaitu di oven selama 2 x 24 jam pada temperatur 80° C. Pengamatan dilakukan pada umur 8 minggu setelah tanam dan setelah tanaman dipanen. 3. Bobot kering akar (g), penimbangan dilakukan terhadap bagian atas tanaman setelah dikeringkan di dalam oven sampai bobot konstan, yaitu di oven selama 2 x 24 jam pada temperatur 80° C. 4. Jumlah spikelet per malai (buah), yaitu banyaknya spikelet dari tiap tanaman sampel. Pengamatan dilakukan setelah panen.
5. Jumlah biji per malai (buah), yaitu banyaknya biji yang terdapat pada malai tanaman contoh. Pengamatan dilakukan setelah panen. 6. Bobot biji per tanaman (g), yaitu rata-rata bobot biji dari malai pada setiap tanaman. Pengamatan dilakukan setelah panen dengan cara memotong malai menggunakan pisau cutter. Setelah itu dilakukan penimbangan. 7. Bobot I 00 butir biji (g), pengamatan dilakukan setelah biji dijemur sampai bobot konstan. Penimbangan dilakukan terhadap tiga kelompok sampel biji yang masing-masing berjumlah I 00 butir yang diambil secara acak untuk setiap satuan percobaan.
23
5.4
Teknik Analisis Data Analisis
hasil
pengamatan
diuji
metode
menggunakan
statistik
berdasarkan model linier RAK pola faktorial sebagai berikut :
Keterangan :
Xuh
: Hasil pengamatan ulangan ke-i dalam perlakuan ke-jh
µ
: Rata-rata umum
ri
: Pengaruh ulangan ke-I
Vj
: Pengaruh perlakuan faktor v ke-j
ch
: Pengaruh perlakuan faktor c ke-h
( vc);h
: Interaksi dari faktor v ke-j dan c ke-h
eijh
: Pengaruh random dari ulangan ke-i dan perlakuan ke-jh Hasil pengamatan diolah dengan menggunakan Daftar Sidik Ragam
Rancangan Acak Kelompok Pola Faktorial seperti pada Tabet 2.
TabeJ 2. Daftar Sidik Ragam Raocangan Acak Kelompok Pola Faktorial Sumber Ragam Ulaogan (r) Perlakuan (t) Kultivar(V) Konseotrasi (C) VxC Galat Total
DB (r-1) (t-I) (V-1) (C-1) (V-l)(C-1) (r•l)(t·l) (rFP-1)
JK I:X; .. 2/t-X 2/rt 2 r.x.ftt2/r-X /rt2/rt I:X./'Nr-X I:X ..1,2/Cr-X 2/rt JK1-JKv-1Kc JK.ow·JK,·JK1 I:X;h2 - X ... 2/rt
Keterangan : DB : Derajat Bebas
KT : Kuadrat Tengah
Sumber: Toto Warsa clan Cucu (1982)
JK
Fo,os
KT JKr/DB JKt/DB JKV/DB JK.C/DB JKVC/DB JKglDB
Fhit KTr/KTG KTt/KTG KTV/KTG KTC/KTG KTVC/KTG
Fo,es
: Jumlah Kuadrat
: F Tabel Taraf5%
Analisis lanjutan digunakan untuk mengetahui perbedaan dua rata-rata pada masing-masing perlakuan dengan menggunakan Uji Jarak Berganda Duncan
(Duncan's New Multiple Ranges Test) pada taraf nyata 5% (0,05) dengan rumussebagaiberikut:
24 LS�a.
dbg. p)
=
SS�a. dbg. p). s;
Keterangan : LSR = Least Significant Ranges a = Taraf nyata dbg = Derajat Bebas Galat = Jarak antar perlakuan p SSR = Studentized Significant Ranges Nilai s-x dihitung berdasarkan rumus sebagai berikut : 1. Menguji efek sederhana apabila terjadi interaksi antara V dengan C, maka untuk membedakan antara V pada setiap taraf C atau sebaliknya digunakan rumus: S_
= / KTGalat
" V
r
2. Menguji efek mandiri apabila tidak terjadi interaksi antara V dengan C yaitu : a. Membedakan taraffaktor V seperti Vo, v., v2, v3, ... digunakan rumus: Sx
=
KTGalat
r.c
b. Membedakan taraf faktor C seperti co, ci. c2 ,c3, ... digunakan rumus:
S-lC =
KTgalat
r.v
BAB VI HASIL DAN PEMBAHASAN
6.1. Pengamatan Penunjang 6.1.1. Keadaan Umum Tanaman Seem-a umum tanaman pada awal pertumbuhan mengalami kelambatan. Kelambatan pertumbuhan disebabkan oleh suhu lingkungan yang tinggi dan kelembaban yang rendah karena masih dalam kondisi musim kemarau. Hal ini menyebabkan masa berbunga dan pembentukan malai terhambat sehingga sampai akhir bulan Nopember belum seluruh perlakuan belum dapat dipanen.
6.1.2. Keadaan Lingkungan Percobaan . Analisis tanah sebelum percobaan menunjukkan bahwa tanah yang digunakan dalam percobaan (order lnceptisol) memiliki tekstur liat dengan pH 5,5 (asam). Kondisi pH rendah menyebabkan kandungan unsur hara rendah seperti C dan N rendah, rasio C/N sedang, P205 sangat rendah dan ion K+ rendah . Hal ini menyebabkan pertumbuhan tanaman kedelai mengalami hambatan pada awal perumbuhan dengan ditunjukkan oleh jumlah daun pada umur 21 hari setelah, semua tanaman baru memiliki satu daun.
Tabel 3. Suhu Rata-rata dan Kelembaban Relatif Selama Percobaan Bulan
Suhu Rata-rata (°C)
Juli
29,33
Agustus, Septembar Oktober
30,03 30,03 27.97
25
Kelembaban Relatif (%) 41,67 39,93 48,40 78,67
26 Pada awal penelitian suhu harian siang cukup tinggi dengan kelembaban rendah. Hal ini disebabkan karena pada bulan Juli belum turun hujan sedangkan pada bulan Oktober telah turun hujan dengan curah hujan yang rendah.
Kondisi
suhu merupakan kondisi yang tidak optimal untuk pertumbuhan kedelai. Untuk mengimbangi tingkat penguapan yang tinggi dilakukan penyiraman rata-rata 600 ml per hari per polibag dengan dua kali pemberian pagi dan sore hari. Data suhu dan kelembaban tempat percobaan dapat dilihat pada Tabel 3. Sampai bulan Nopember tidak semua data pengamatan utama dapat dianalisis. Data yang dapat ditampilkan adalah data tinggi tanaman yang telah dianalisis analisis varian dan Uji Jarak Berganda Duncan seperti disajikan pada Tabel 4. Tabel 4. Rata-rata Tinggi Dua Varietas Taoaman Hermada Sebagai Hasil Perlakuan Kolkhisin (cm)
4 mst
2 mst
V1C1 V1C2 V1C3 V1C4 V1Cs V1C, V1C, V2C1 V2C2 V2C3 V2C4 V1Cs V2� V2C1
19.9 11.5 8.75 29.65 14.2� 18.3 13.5 23.6 19.15 8 8.15 19.85 25.8 12.8
b a a c ab b ab c b a
a
b
c ab
39.8 23 17.5 59.3 28.5 36.6 27 47.2 38.3 16 16.3 39.7 51.6 25.6
8 mst
6 mst b a a c ab b ab c b a a b c ab
47.76 27.6 21 71.16 34.2 43.92 32.4 56.64 45.96 19.2 19.56 47.64 61.92 30.72
b a a c ab b ab c b a
a
b c ab
71.64 41.4 31.S 106.74 51.3 65.88 48.6 84.96 68.94 28.8 29.34 71.46 92.88 46.08
b a a d ab b ab
c
b a
a
b c ab
Tinggi tanaman pada kedua kultivar untuk semua perlakuankonsentrasi kokhisin menunjukan perkembangan sejak 2 minggu setelah tanam sampai 8 minggu setelah tanam. Pada varietas Amerika dan varietas Jepang nampak terjadi variasi tinggi tanaman diantara semua perlakuankonsentrasi kolkhisin.
27 Berdasarkan hasil- pengamatan tinggi tanaman terdapat variasi tinggi tanaman diantara takaran yang berbeda pada setiap varietas.
Pada varietas
Amerika (v1) tinggi tanaman terendah ditunjukkan oleh perlakuan konsentrasi 0,04 % (cj),
Sedangkan tinggi tanaman tertinggi ditunjukkan oleh perlakuan
konsentrasi 0,06 % (ca). tersebut.
Perlakuan lain berkisar diantara kedua perlakuan
Pada varietas Jepang (v2) tinggi tanaman terendah ditunjukkan
perlakuan konsentrasi 0,04 % (c3) yang lebih rendah dari perlakuan tanpa kolkhisin. Sedangkan yang tertinggi ditunjukkan oleh perlakuao konsentrasi 0, 10 % (C6).
Antara varietas Amerika dan varietas Jepang terdapat perbedaan tinggi tanaman tetapi bervariasi pada setiap konsentrasi kolkhisin. Pada perlakuan tanpa kolkhisin (Co), varietas Jepang (v2) menunjukkan tinggi tanaman yang lebih tinggi dibandingkan varietas Amerika (v1). Kondisi yang berbeda terjadi pada konsentrasi 0,06 % (ca), varietas Amerika menunjukkan tinggi tanaman yang lebih tinggi dibandingkan varietas Jepang. '
Berdasarkan uraian tersebut nampak bahwa konsentrasi yang berbeda menunjukkan pengaruh yang berbeda terhadap tinggi tanaman. Demikian pula varietas yang berbeda menunjukkan respon yang berbeda terhadap konsentrasi yang sama pada tinggi tanaman. Kolkhisin merupakan alkaloid yang menyebabkan poliploidi kromosom tanaman.
pada
Efek poliploidi diantaranya nampak pada pertumbuhan
tanaman seperti tinggi tanaman. Hal ini terjadi karena poliploidi menyebabkan pembesaran
pada
sel
sebagai
akibat
pertambahan jumlah
kromosom.
Pertambahan jumlah kromosom berkaitan dengan pertambahan ukuran tanaman.
28 Konsentrasi kolkhisin yang berbeda akan menyebabkan tingkat poliploidi yang berbeda yang ditunjukkan oleh perbedaan jumlah kromosom. Perbedaan jumlah kromosom berkaitan dengan perubahan karakter. Allard (1960), menyatakan bahwa konsentrasi kolkhisin yang digunakan bersifat sangat kritis, konsentrasi yang beragam menyebabkan efek poliploidi yang beragam pula, baik terhadap sifat anatomi, morfologi, fisiologi, agronomi dan sifat sitogenetiknya maupun respon terhadap lingkungan. Dengan demikian poliploid merupakan salah satu upaya untuk membuat variasi tanaman.
Tabel 5. Data Rata-rata Jumlab Panicle, Jumlab Biji Per Tanaman, Bobot Hermada . .. D U;t Varietas . B"IJI ... Per Taaaman d an B0 be,t 100 B utir B ljl
<,
Bobot 100 butir biii
•
*
Bobot bij i per tanaman *
50
271.43
5.32
1.96
24
304.73
4.51
1.48
•
•
•
*
28
281.41
4.39
1.56
50
271.43
6.84
2.52
V1C1 V2C1 V2C2 V2C> ·V2C4
38
122.40
2.35
1.92
39
149.47
2.81
1.88
30
201.65
3.67
1.82
33
203.85
2.12
1.04
24
116.15
2.23
1.92
V2Cs V2C,
SI
164.06
3.15
1.92
24
244.64
5.48
2.24
V2C1
94
442.55
8.32
1.88
V1C1 V1C2 V1C3 V1C4 V1Cs V1C,
Jumlah panicle
Jumlah biji
•
Keterangan : v1 = varietas Amerika, v2 = varietas Jepang, c, = 0 % kolkhisin, c2 = 0,02 % kolkhisin, c3 = 0,04 % kolkhisin, C4 = 0,06 % kolkhisin, cs = 0,08 % kolkhisin, C6= 0,10 % kolkhisin, er= 0,12 % kolkhisin, • = belum dipanen.
29 Pengamatan terhadap basil belum dapat dilakukan terhadap semua perlakuan karena diantara kedua kultivar dan diantara perlakuan konsentrasi kolkhisin pada setiap kultivar terdapat variasi umur berbunga. Pada saat laporan ini dibuat masih banyak tanaman pada plot perlakuan yang belum menunjukkan waktu panen.
Kondisi tersebut menyebabkan belum dapat dilakukan analisis
terhadap data hasil. Data rata-rata variabel basil disajikan pada Tabet 5. Berdasarkan data pada Tabel 5 tampak bahwa terdapat variasi jumlah panicle, jumlah biji per tanaman, bobot biji per tanaman dan bobot I 00 butir biji diantara varietas Amerika dan varietas Jepang. V arietas Amerika menunjukkan kecenderungan jumlah panicle, jumlah biji per tanaman dan bobot biji per tanaman lebih tinggi dari varietas Jepang kecuali pada perlakuan kolkhisin 0, 12 %, varietas Jepang menunjukkan jumlah panicle, jumlah biji per tanaman dan bobot biji per tanaman lebih tinggi dari varietas Amerika. Diantara perlakuan konsentrasi kolkhisin pada kedua varietas terdapat variasi jumlah panicle, jumlah biji per tanaman, bobot biji per tanaman dan bobot 100 butir biji. Pada varietas A.merika konsentrasi c2 (0,02 % kolkhisin) dan C6 (O, l O % kolkhisin) menunjukkan variabel komponen has ii dan has ii yang lebih tinggi dibandingkan perlakuan lain. Pada varietas A.merika konsentrasi c5 = 0,08
% kolkhisin dan c, = 0, 12 % kolkhisin menunjukkan variabel komponen hasil dan hasil yang lebih tinggi dibandingkan perlakuan lain. Berdasarkan hasil pengamatan variabel jumlah panicle, jumlah biji per tanaman, bobot biji per tanaman dan bobot 100 butir biji dipengaruhi baik oleb perbedaan varietas maupun oleh perbedaan konsentrasi kolkhisin.
Perbedaan
varietas menyebabkan perbedaan penampilan karakter tanaman karena varietas
30 yang berbeda memiliki susunan gen yang berbeda karena gen berfungsi mengendalikan karakter tanaman. Konsentrasi kolkhisin yang berbeda akan menyebakan perubahan jumlah kromosom yang berbeda.
Perubahan jumlah kromosom akan mempengaruhi
tingkat fertilitas bunga sehingga berpengaruh terhadap hasil. Perbedaan variasi jumlah panicle, jumlah biji per tanaman, bobot biji per tanaman dan bobot 100 butir biji merupakan hasil pengaruh perbedaan tingkat fertilitas bunga.
Gambar 1.
Pertumbuhan tanaman hermada Varietas Amerika (v1) pada konsentrasi konsentrasi kolkhisin O % dan 0, 12 % dan Varietas Jepang (v2) pada konsentrasi kolkhisin O % dan 0,10 % pada umur 3 minggu setelah tanam.
Gambar l. Penampilan malai tanaman hermada Varietas Amerika (v1) pada konsentrasi konsentrasi kolkhisin 0, 10 % dan Varietas Jepang (v2) pada konsentrasi kolkhisin O % dan 0, 12 %.
31 Penampilan tanaman hermada pada percobaan ini disajikan pada gambargambar berikut ini. Berdasarkan gambar-gambar tersebut nampak adanya perbedaan penampilan antara kedua varietas tanaman hermada sebagai pengaruh dari perlakuan konsentrasi kolkhisin.
Hal tersebut terjadi karena kolkhisin
menyebabkan penggandaan kromosom yang berarti menggandakan jumlah gen. Perubahan jumlah gen akanmempengaruhi karakter yang diatumya.
Varietas
tanaman yang berbeda menujukkan respon yang berbeda terhadap perbedaan konsentrasi kolkhisin. Demikian pula konsentrasi kolkhisin yang berbeda akan menyebakan perbedaan tingkat poliploidi yang akan berpengaruh terhadap penampilan tanamannya. Selain menyebabkan poliploidi, perlakuan kolkhisin dapat menyebabkan gangguan fisiologis tanaman. Gangguan fisiologis dapat berupa terhambatnya pembelahan sel sehingga laju pertumbuhan menjadi lambat. Efek kimiawi kolkhisin dapat merusak struktur sel seperti rusaknya "microflbril" penyusun dinding sel sehingga struktur dinding sel menjadi abnormal (Goodwin· dan Mercer, 1983). Kondisi tersebut terjadi pada tanaman atau bagian tanaman yang mendapat perlakuan kolkhisin secara langsung (generasi C1). Hal ini dapat digunakan sebagai petunjuk efektifitas perlakuan kolkhisin. Tiap jenis tanaman mempunyai tingkat ploidi tertentu yang berpengaruh baik terhadap penampilan tanaman tersebut (Allard, 1960) yang disebut tingkat ploidi optimal. Penggandaan kromosom melebihi tingkat ploidi optimalnya akan
-
menyebabkan perubahan karakter ke arah yang tidak diharapkan.
32 BAB VII KESIMPULAN DAN SARAN 7.1. Kesimpulan Berdasarkan basil penelitian dapat diambil kesimpulan sebagai berikut : 1. Terdapat variasi tinggi tanaman, jumlah panicle, jumlah biji per tanaman, bobot biji per tanaman dan bobot 100 butir biji diantara tanaman hermada varietas Amerika dan varietas Jepang. 2. Konsentrasi kolkhisin yang berbeda mempengaruhi variasi tinggi tanaman, jumlah panicle,jumlah biji per tanaman, bobot biji per tanaman dan bobot 100 butir biji pada tanaman hermada varietas Amerika dan varietas Jepang.
7.2. Saran Berdasarkan basil penelitian dapat disarankan bahwa perlu dilakukan penelitian lanjutan untuk mempelajari perubahan karakter pada tanaman hermada varietas Amerika dan varietas Jepang pada tanaman keturunan penelitian ini karena efek positifpoliploidi akan terlihat pada generasi lanjut
32
33 DAFTAR PUSTAKA Aan Andang Darajat. 1987. Variabilitas dan Adaptasi Genotipe Terigu (Triticum aestivum L.) Pada beberapa Lingkungan Tumbuh di Indonesia. Disertasi Universitas Padjadjaran, Bandung. 97h. Allard, R. W. 1960. Principles of Plant Breeding. John Willey and sons, Inc., New York. Briggs, F.N and P.E. Knowles. 1967. Introduction to Plant Breeding, john Willey and Sons, Inc., New York Bums, G.W 1976. Fundamentals of Genetics :An lntroduktion to Heredity. Collier Macmillan Company, New York. Crowder,· L.V. 1993. Genetika Tumbuhan. Gajah Mada University Press,
Yogyakarta
Elliot, F.C. 1958. Plant Breeding and Cytogenetics. Mc.Graw-hill book, Inc., New York, Toronto, London. Fehr, W.R. 1987. Principles of Cultivar Development. Collier Macmillan Publisher, London. Goodwin, T.W. and E.I. Mercer. 1983. Introduction to Plant Biochemistry. Ed. Pergamon Press. Oxford, New York.
2nd.
Hagberg, A. And E. Akerberg. 1961. Mutation and Polyploidi in Plant Breeding. Scandinavian University Book, Svenska Bokforlaget, Bonniers, Stockholm. Hayes, H.K., F.R. Immer, and D.C. Smith. 1995. Methods of Plant Breeding. Mc.Graw-hill book, Inc., New York, Toronto, London. Hanafi. 1980. Testing Sorghum and Sudangrass for Drought Tolerance. Thesss University, Wiscnsin, Madison. 68p. Khaerudin Duljapar. 2000. Hennada, Budidaya dan Prospek Bisnis. Penebar Swadaya, Cetakan I Jakarta. Knight, R. 1979. Plant breeding. Australian Vice Concellor Committee, Brisbane. Poehlman, J.M. and Borthakur. 1972. Breeding Asian Field Crop. Oxford IBH Publishing Co. Calcutta.
34 Saiful Bachri, 2002. Bekas Hutan Dijarah Hasilkan Komoditi Ekspor Hennada. Merdeka. Suara Umum Harian (http//:www.SuaraMerdeka.com/harian/0205/27/dar 13.htn) Simmond, N.W. 1979. Principles of Crops Improvement. Longman Inc., London. Sinnot, E.W., L.C. Dunn and Theodosius Dobzhanski. 1958. Principles of Genetics. Mc. Graw-Hilt book Co., Inc., New York. Sionit, E.W., and P.J. Kramer. 1977. Effect of Water Stress During Different Stages of Growth of Soybean. Agron J. 69: 274-278. Soemartono. 1995. Cekaman Lingkungan, Tantangan Pemuliaan Tanaman Masa Depan. Dalam Prosiding Simposium Pemuliaan Tanaman Ill, Jember, 6-7
Desemberl994. PERIPI Komda Jawa Timur, 1995.
Spamaaij, 1.0. 1979. Polyploidi in Flower Breeding. Hort. Sci. Stepkonkus,- P.L., J.M. Culter and J.C.0 Toole. 1980. Adaption of Water and High TemperatureStress. John Willey and Sons, New York. Toto Warsa dan Cucu S.A. 1982. Teknik Perancangan dan Analisis. Serial Pengenalan Dasar-dasar Statistik Terapan No. STK 13. Kelompok Statistik Pertanian Padjadjaran, Bandung.
LAMPIRAN. RIWAYAT lllDUP PENELITI Ketua Peneliti Nama Len ka dan Gelar Dadang Sumardi, Ir., MP. Pendidikao
Tingkat
Nama Universitas
Sarjana Magister
Fak. Pertanian UNWIM Pasca Sariana UNP AD
Bidang Studi Agronomi Pemuliaan Tanaman
Tahun Lulus 1991 2002
Pengalaman Kerja Sejak Tahun 1993 sampai sekarang tenaga pengajar dan peneliti di Fakultas
Pertenian Universitas Winaya Mukti. p enza amao pene l"f 1 tan
No. 1.
2. \ 3.
4.
5. 6. 7.
Judul
Uji Daya Hasil dan Penyaringan Ketahanan Genotip Tomat terhadap Penyakit Bercak Coklat Jumlah dan Alesi Gen Pengendali Ketahanan Tanaman Tomat terhadap Penvakit Bercak Coklat Daya Gabung Hasil dan Beberapa Komponennya dari Lima Genotipe Kacang Jogo dengan Metode Persilangan Dialel Sempurna Variabilitas, Heritabilitas dan Korelasi Beberapa Karakter Penting Tanarnan Padi Gogo terhadap Ketahanan Kekeringan dan Efisiensi Rancangan RAK "Augrttettted" dalam Pengujiatt Daya Hasil dan Hasil Genotipe Kedelai Hubungan Aktivitas Nitrat Reduktase dan Alkohol Dehidrogenase dengan Karakter Ketahanan Genangan pada Kedelai Penampilan Fenotipik Genotipe Tanaman Hermada pada Llngkungan Laban Kering Order Tanah Andisol, Inceptisol dan Ultisol
Sumber Dana
LPPMUNWIM
Waktu 1995
Dirjen DIKTI
1996
Dirjen DIKTI
1997
Dirjen DIKTI
1999
Dirjen DIKTl
2002
Dirjen DIKTI
2005
Dirjen DIKTI
2006
36 An
ota Peneliti Nama Len ka dan Gelar
Or. Lia Amalia, tr., MP.
Pendidikan
Tinzkat
Nama Universitas
Bidans Studi
Tahun Lulus
Sarjana Magister Doktor
Fak. Pertanian UNPAD Pasca Sarjana UNPAD Pasea Sariana UNPAD
Agronomi Pemuliaan Tanaman Ilmu Pertanian
1987 1992 2004
Pengalaman Kerja Sejak Tahun 1987-1994 tenaga pengajar Kopertis Wil. IV Jawa Barat DPK di STIPER Bale Bandung. Sejak Tahun 1994 sampai sekarang tenaga pengajar dan peneliti di Fakultas Pertanian Universitas Winaya Mukti.
pengaiamaa peneIiti I an
No.
Judul
Sumber Dana
1.
Uji Daya Hasil dan Penyaringan Ketahanan Genotip Tomat terhadap Penyakit Bereak Coklat Jumlah dan Alesi Gen Pengendali Ketahanan Tanaman Tomat terhadap Penyakit Bercak Coklat Pengaruh Dosis Radiasi Sinar Neutron Cepat terhadap Pertumbuhan Kacang
Pribadi
2. 3.
Wakru
LPMUNWIM
1996
Dirjen DIKTI
1997
Dirjen DIKTI
1999
Dirjen DlKTI
2004
Jogo
4.
5.
Triakontanol Konsentrasi Pengaruh Hasil pertumbuhan dan terhadap Tanaman Cabai Merah Ketahanan terhadap Antraknose pada Populasi Hasil Persilangan Cabai Merah defigtttt C!bai ungu, Ptwtu'lMtt d!n Korelasinya dengan Kadar Antosianin
37 An
ota Peneliti
Pendidikan
Tingkat
Sarjana Magister Doktor
Nama Universitas Fak. Pertanian UNP AD Pasca Sarjana UNP AD Pasca Sariana UNP AD
Bidang Studi Ilmu Tanah Ilmu Tanah Ilmu Pertanian
Tahun Lulus 1987 1992 2004
Pengalaman Kerja Sejak Tahun 1987-1994 tenaga pengajar Kopertis Wil. IV Jawa Barat DPK di STIPER_ Bale Bandung. Sejak Tahun 1994 sampai sekarang tenaga pengajar dan peneliti di Fakultas
Pertanian Universitas Winaya Mukti.
penga aman P. ene liti itian
No. 1.
2.
3. 4.
5.
6.
Judul
Penggunaan Zeolit Bayah dan Kalsit terhadap Sifat-sifat Kimia Tanah, Pertumbuhan dan Hasil Kedelai pada Ultisol Asal Kentrong Hasil Kacang Tanah di Lahan Ultisol Prospek Pemanfaatan Lim bah Abu Terbang PLTU Suralaya terhadap Serapan Hara N dan P Pertumbuhan dan Hasil Kacang Tanah di Lahan Andisol Taniungsari Kajian Reklamasi Lahan Bekas Tambang Posfat sebagai Laban Pertanian untuk Penghijauan di Desa Cikupa Kee. Banjarsari Kab. Ciarnis Kajian Reklamasi Lahan Bekas Tambang Pasir Trass Dijadikan Lahan Pertanian Terpadu di Kelurahan Cibeber Kee. Cimahi Selatan Kah. Bandung Beberapa Sifat Fisika dan Kimia Tanah, Konsentrasi Hara serta Hasil Hermada Akibat Pemberian Abu Sisa Bakaran Batubara dan Pupuk Hijau pada Typic Kanhpludults
Sumber Dana Pribadi
Waktu 1986
LPMUNWIM
1996
Dirjen mxrt
1997
Dirjen Pertambangan
2003 .
Dirjen Pertambangan
2004
Dirjen DIK.TI
2005
