AGRONOMI BEBERAPA GENOTIPE GANDUM
3.3 Hasil dan Pembahasan .1 Kondisi Umum Percobaan .1 Kondisi Umum Percobaan
3.3.3 Karakter Agronomi
tinggi. Berdasarkan dendrogram tersebut, diketahui informasi bahwa terdapat keragaman yang tinggi pada koleksi genotipe gandum tropika Indonesia. Genotipe yang baru diintroduksi mempunyai jarak genetik yang jauh dengan genotipe yang lebih awal diintroduksi, sehingga dapat menjadi sumber materi genetik yang baik dalam persilangan pada pemuliaan tanaman. Penentuan tetua dapat dipilih dari klaster yang berbeda untuk mendapatkan keragaman yang tinggi pada generasi berikutnya. Genotipe pada klaster pertama (Nias, Dewata, dan Selayar) dapat disilangkan dengan genotipe pada klaster kedua (Guri 3 Agritan, Guri 4 Agritan, Guri 5 Agritan, Guri 6 Unand, dan SBD). Persilangan terhadap dua kelompok gandum yang berbeda juga telah dilaporkan oleh Mardiana (2015).
3.3.3 Karakter Agronomi
Rekapitulasi hasil analisis ragam beserta nilai tengah dan standar deviasi pengamatan karakter agronomi dapat dilihat pada Tabel 3.10. Karakter agronomi pada genotipe gandum diamati untuk mengetahui pertumbuhan dan potensi dari gandum tersebut di dataran menengah. Genotipe gandum yang diuji menunjukkan hasil analisis ragam yang berbeda sangat nyata untuk karakter tinggi tanaman, jumlah daun, jumlah anakan, panjang akar, jumlah spikelet, bobot biji, bobot kering, umur panen, serta bobot kering tajuk, akar, dan malai. Genotipe juga berpengaruh nyata terhadap karakter panjang malai. Karakter jumlah biji/tanaman, bobot 100 biji, tingkat kehijauan daun, kerapatan stomata, dan kerapatan trikoma tidak beragam antar genotipe gandum yang digunakan. Karakter yang tidak nyata dipengaruhi oleh genotipe gandum umumnya memiliki standar deviasi yang tinggi, diduga oleh keragaman yang tinggi akibat pengaruh lingkungan.
Tabel 3.10 Rekapitulasi hasil analisis ragam, nilai tengah, dan standar deviasi percobaan karakterisasi gandum
Karakter Nilai Tengah + St.
Deviasi Pr>F KK
Tinggi tanaman 59.08 + 7.37 0.003** 7.98
Jumlah daun 6.43 + 2.28 0.0002** 18.01
Jumlah anakan 1.42 + 0.45 0.0056** 21.87
Panjang akar 12.81 + 5.59 0.0005** 29.28
Tingkat kehijauan daun 35.33 + 4.99 0.71 tn 14.55
Kerapatan stomata 32.56 + 8.14 0.89 tn 29.85
Kerapatan trikoma 26.02 + 12.81 0.81 tn 30.33a
Panjang malai 9.29 + 1.73 0.019* 13.66
Jumlah spikelet/malai 11.03 + 2.23 0.0005** 11.43
Jumlah biji/tanaman 6.76 + 4.97 0.07 tn 26.05a
Bobot kering tajuk/tanaman 0.74 + 0.40 <.0001** 23.28 Bobot kering akar/tanaman 0.11 + 0.07 <.0001** 26.40 Bobot kering malai/tanaman 0.16 + 0.09 0.0004** 4.21 a
Bobot biji/tanaman 0.16 + 0.16 0.0015** 6.30 a
Bobot 100 biji 2.14 + 0.67 0.37 tn 26.24
Umur panen 16.38 + 2.46 0.0002** 8.09
Keterangan: tn: tidak berpengaruh nyata; *:berpengaruh nyata pada α 0.05; **: berpengaruh sangat nyata pada α 0.01; KK: Koefisien keragaman; ahasil transformasi √ . Tinggi tanaman dan jumlah daun menggunakan pengamatan pada stadia tumbuh gandum di akhir panen (Z92-94)
36
Karakter yang dipengaruhi secara nyata kemudian akan digunakan dalam penghitungan parameter genetik dalam percobaan sehingga dapat ditentukan karakter mana saja yang dapat dipilih sebagai kriteria seleksi.
3.3.3.1 Tinggi tanaman dan Jumlah Daun
Pengamatan terhadap tinggi tanaman dilakukan sejak tanaman berumur 2 MST hingga 12 MST. Hasil uji lanjut terhadap tinggi tanaman gandum tiap pengamatan dapat dilihat pada Tabel 3.11, sedangkan untuk jumlah daun gandum dapat dilihat pada Tabel 3.12.
Tabel 3.11 Tinggi tanaman beberapa genotipe gandum umur 2 hingga 12 MST
Genotipe Tinggi tanaman (cm)
2 MST 4 MST 6 MST 8 MST 10 MST 12 MST Nias 29.86a 37.42a 41.30ab 55.19a 54.05bc 52.31cd Selayar 20.16bc 22.40d 35.13d 40.56b 48.65cd 49.22d Dewata 21.46bc 27.02cd 36.38cd 40.95b 53.24cd 58.20abc Guri 3 Agritan 19.52c 28.69bc 39.51bc 44.57b 48.32cd 56.12bcd Guri 4 Agritan 16.31c 27.43cd 39.62bc 44.19b 47.25d 59.29abc Guri 5 Agritan 19.36c 25.33d 35.80cd 41.54b 54.16bc 64.48ab Guri 6 Unand 24.82b 34.78ab 43.99a 54.16a 63.75a 66.25a SBD 19.99bc 31.82abc 42.61ab 47.03b 59.59ab 66.79a Keterangan: angka-angka pada kolom yang sama diikuti huruf yang sama tidak berbeda nyata berdasarkan uji DMRT pada α 0.05, MST = Minggu Setelah Tanam
Pertumbuhan genotipe Nias terlihat sangat baik pada minggu-minggu pertama, ditunjukkan dengan tinggi tanaman yang paling tinggi sampai umur 8 MST. Genotipe yang baru diintroduksi mengalami peningkatan tinggi yang tajam pada umur 8-12 MST, sehingga melebihi genotipe Nias dan Selayar. Hal ini mengindikasikan perbedaan umur tanaman, dimana genotipe Nias dan Selayar sudah memasuki fase generatif dan pertambahan tingginya tidak signifikan lagi, sementara pada genotipe yang baru diintroduksi masih dalam masa vegetatif yang terus mengalami pertambahan tinggi. Guri 6 Unand dan SBD paling tinggi pengamatannya pada 4-12 MST.
Tabel 3.12 Jumlah daun beberapa genotipe gandum umur 4 hingga 12 MST
Genotipe Jumlah daun
4 MST 6 MST 8 MST 10 MST 12 MST
Nias 3.44a 5.55a 6.28a 8.44ab 7.33b
Selayar 2.33c 4.22b 5.00b 4.22c 3.78c
Dewata 3.00ab 4.22b 4.11b 4.77c 5.00bc
Guri 3 Agritan 2.33c 4.11b 4.67b 5.45c 6.11bc
Guri 4 Agritan 2.22c 4.00b 4.77b 6.00c 7.33b
Guri 5 Agritan 2.22c 3.11c 4.44b 6.11c 5.89bc
Guri 6 Unand 3.22ab 5.67a 6.55a 9.56a 10.44a
SBD 2.67bc 4.22b 5.11b 6.67bc 6.67b
Keterangan: angka-angka pada kolom yang sama diikuti huruf yang sama tidak berbeda nyata berdasarkan uji DMRT pada α 0.05, MST = Minggu Setelah Tanam
37 Selain itu, Genotipe SBD mempunyai tinggi tanaman paling tinggi dengan nilai akhir pengamatan 66.79 cm pada umur 12 MST. Penelitian Wardani (2014) tanaman gandum yang ditanam dengan elevasi tinggi memiliki kisaran tinggi tanaman yang lebih tinggi (48.7-83.8 cm) dibandingkan dengan tanaman gandum yang ditanam di elevasi menengah (33.5-72.4 cm). Percobaan ini memiliki rata-rata tinggi tanaman sebesar 59.08 cm dengan kisaran 46.33 cm hingga 72.87 cm.
Jumlah daun terbanyak terdapat pada genotipe Guri 6 Unand dengan nilai akhir pengamatan 10.44 helai pada umur 12 MST, sementara paling sedikit pada genotipe Selayar (3.78 helai). Hal ini disebabkan genotipe Guri 6 Unand memiliki jumlah anakan yang paling banyak dibandingkan genotipe lain.
3.3.3.2 Jumlah Anakan, Panjang Malai, Jumlah Spikelet, dan Umur Panen Genotipe gandum yang ditanam menunjukkan adanya keragaman pada karakter jumlah anakan, panjang malai, jumlah spikelet, dan umur panen (Tabel 3.13). Jumlah anakan tertinggi diperoleh genotipe Guri 6 Unand (2.02), diikuti oleh Guri 3 Agritan, Guri 4 Agritan, dan Nias. Tiap anakan gandum memiliki potensi untuk menghasilkan malai, sehingga semakin banyak jumlah anakannya semakin meningkat potensi jumlah malai yang dihasilkan. Jumlah anakan pada percobaan ini cenderung sedikit daripada yang sudah dilaporkan oleh Nur et al. (2010) dimana pada ketinggian <1000 m dpl jumlah anakan berkisar 1-4, sedangkan di dataran tinggi dengan jumlah anakan rata-rata 7.2 buah.
Peubah panjang malai paling tinggi nilainya terdapat pada Guri 3 Agritan (11.66 cm), sedangkan terendah pada Selayar (7.36 cm). Panjang malai gandum yang pernah dilaporkan (Komalasari dan Hamdani 2010) pada uji adaptasi di NTT memiliki kisaran 6.9-9.9 cm. Meskipun pada percobaan ini panjang malainya lebih baik, namun karakter jumlah spikeletnya cukup rendah, yakni 8.17-14.20 buah, berbeda dengan yang dilaporkan oleh Rahmah (2011) yaitu 19.83 buah. Malai yang semakin panjang berpotensi menghasilkan jumlah biji yang semakin banyak apabila diikuti dengan keberhasilan penyerbukan.
Tabel 3.13 Jumlah anakan, panjang malai, jumlah spikelet per malai, dan umur panen pada beberapa genotipe gandum
Genotipe Jumlah anakan Panjang malai (cm) Jumlah spikelet/ malai Umur panen (MST) Nias 1.61ab 7.77bc 8.58d 15.33cd Selayar 1.00c 7.36c 8.17d 13.33d Dewata 1.33bc 8.53bc 9.89cd 13.67cd Guri 3 Agritan 1.72ab 11.66a 12.29ab 19.33a Guri 4 Agritan 1.69ab 9.95ab 11.21bc 19.33a Guri 5 Agritan 1.00c 10.17ab 12.89ab 16.00bc Guri 6 Unand 2.02a 9.42ab 11.00bc 18.00ab SBD 1.00c 9.43ab 14.20a 16.00bc Keterangan: angka-angka pada kolom yang sama diikuti huruf yang sama tidak berbeda nyata berdasarkan uji DMRT pada α 0.05
Umur panen merupakan peubah yang dipengaruhi oleh lingkungan, terutama ketersediaan cahaya matahari, suhu, dan faktor abiotik lainnya. Umur panen genjah ditemui pada ketiga genotipe yang lebih awal diintroduksi (Nias,
38
Selayar, dan Dewata) yaitu sekitar 14 MST atau 3.5 bulan, sementara umur panen paling dalam terdapat pada dua genotipe yang baru diintroduksi yaitu Guri 3 Agritan dan Guri 4 Agritan, sebesar 19.33 MST atau hampir 5 bulan. Perbedaan lamanya umur panen pada genotipe yang baru diintroduksi disebabkan oleh lamanya masa vegetatif dibandingkan genotipe yang lebih awal diintroduksi, dimana genotipe yang lebih awal diintroduksi sudah muncul malai pada umur 6 MST, sementara pada genotipe yang baru diintroduksi belum muncul. Genotipe yang lebih awal diintroduksi yang berumur genjah diduga merupakan salah satu bentuk adaptasi terhadap suhu tinggi dengan cara escape (menghindar) karena melakukan pematangan biji lebih awal dengan mengalami kehilangan hasil (Adams et al. 2001), sementara genotipe yang baru diintroduksi yang memiliki umur panen dalam merupakan bentuk adaptasi tipe toleran karena keterlambatan pematangan embriogenesis akibat penumpukan protein pada masa vegetatif untuk pengisian biji (Wang et al. 2003). Menurut Wahyu et al. (2013), umur panen tanaman gandum yang ditanam pada ketinggian 300 m dpl berkisar antara 72-95 hari (10.28-13.57 MST), sedangkan penelitian Handoko (2007) penanaman gandum di ketinggian 1 650 m dpl mempunyai umur panen rata-rata mencapai 20.57 MST. Dengan demikian, semakin bertambahnya ketinggian tempat maka umur panen gandum juga semakin bertambah lama.
Nur (2013) menyebutkan bahwa bobot biji tanaman dipengaruhi langsung oleh lamanya masa vegetatif pada gandum, sehingga semakin lama masa vegetatif gandum semakin tinggi bobot biji yang dihasilkan. Altuhaish (2014) menambahkan lamanya periode pengisian biji juga memiliki korelasi positif terhadap bobot biji yang dihasilkan, sehingga semakin lama masa pengisian biji gandum maka semakin tinggi bobot bijinya. Hal tersebut mendasari pemikiran bahwa bobot biji pada genotipe yang lebih awal diintroduksi yang lebih rendah dibandingkan dengan genotipe yang baru diintroduksi diakibatkan oleh umur tanaman yang genjah.
Berdasarkan Tabel 3.13, genotipe yang lebih awal diintroduksi (Nias, Selayar, Dewata) cenderung memperlihatkan hasil uji lanjut dengan nilai pengamatan yang kecil dibandingkan dengan sebagian besar genotipe yang baru diintroduksi (Guri 3 Agritan, Guri 4 Agritan, Guri 5 Agritan, Guri 6 Unand, SBD), ditunjukkan pada karakter panjang malai dan jumlah spikelet. Hal ini menunjukkan bahwa terdapat perbaikan karakter agronomi yang lebih adaptif wilayah tropis dan menunjang karakter hasil pada genotipe yang baru diintroduksi di Indonesia tersebut, ditunjukkan dengan genotipe yang baru diintroduksi yang memiliki nilai pengamatan lebih tinggi dibandingkan genotipe yang lebih awal diintroduksi. Dengan demikian secara kuantitatif genotipe yang lebih awal diintroduksi cenderung mengelompok tersendiri dan berpisah dengan genotipe yang baru diintroduksi, dimana hal ini juga dapat dilihat pada hasil pengelompokan secara morfologi.
3.3.3.3 Panjang Akar dan Biomassa Tanaman
Genotipe yang memiliki nilai tertinggi pada peubah panjang akar dan biomassa tanaman terdapat pada Guri 3 Agritan. Tabel 3.14 mendeskripsikan nilai pengamatan terhadap panjang akar dan biomassa tanaman gandum. Panjang akar mengindikasikan adanya efisiensi penyerapan hara, sehingga diduga genotipe
39 Guri 3 Agritan yang memiliki akar terpanjang dapat menyerap hara lebih baik dibandingkan dengan tanaman gandum pada genotipe lain.
Biomassa tanaman terdiri dari bobot kering tajuk, bobot kering akar, dan bobot kering malai. Selain Guri 3 Agritan, genotipe Guri 6 Unand juga memiliki bobot kering tajuk yang tidak bebeda nyata (1.35 g) sama tingginya. Demikian juga dengan genotipe Guri 4 Agritan yang memiliki bobot kering akar tidak berbeda dengan Guri 3 Agritan. Blum et al. (2001) melaporkan bahwa pada kondisi suhu tinggi, terjadi penurunan biomassa pada gandum. Tanaman gandum yang memiliki biomassa tanaman yang tinggi diduga mempunyai adaptasi yang baik pada kondisi suhu tinggi di dataran menengah tersebut.
Tabel 3.14 Panjang akar dan biomassa tanaman pada beberapa genotipe gandum Genotipe Panjang akar
(cm) Biomassa tanaman (g) Bobot kering tajuk Bobot kering akar Bobot kering malai Nias 7.64c 0.44cd 0.04c 0.060d Selayar 7.32c 0.23d 0.04c 0.063cd Dewata 8.91c 0.45cd 0.05c 0.083cd Guri 3 Agritan 19.85a 1.25a 0.21a 0.300a Guri 4 Agritan 17.13ab 0.91b 0.20a 0.230ab Guri 5 Agritan 11.77bc 0.63bc 0.08c 0.153bc Guri 6 Unand 17.63ab 1.35a 0.14b 0.236ab SBD 12.24bc 0.61bc 0.06c 0.113cd Keterangan: angka-angka pada kolom yang sama diikuti huruf yang sama tidak berbeda nyata berdasarkan uji DMRT pada α 0.05
Sama seperti pada panjang malai dan jumlah spikelet, karakter panjang akar dan biomassa tanaman menunjukkan adanya pengelompokan yang cenderung memisahkan antara genotipe yang lebih awal diintroduksi dengan sebagian besar genotipe yang baru diintroduksi. Nilai pengamatan pada panjang akar, bobot kering tajuk, bobot kering akar, dan bobot kering malai menunjukkan bahwa genotipe yang lebih awal diintroduksi memiliki nilai yang kecil berdasarkan uji lanjut yang dilakukan dibandingkan genotipe yang baru diintroduksi. Pengamatan yang memiliki nilai tinggi pada semua karakter tersebut menunjukkan adanya upaya perbaikan karakter yang mendukung adaptasi wilayah tropis pada genotipe yang baru diintroduksi pada tahun 2014.
3.3.3.4 Jumlah Biji, Bobot Biji per Tanaman, dan Bobot 100 Biji
Biji merupakan komponen utama produksi pada tanaman serealia. Genotipe gandum berpengaruh nyata bobot biji per tanaman, sedangkan jumlah biji per tanaman dan bobot 100 biji tidak dipengaruhi genotipe (Tabel 3.15). Genotipe Guri 3 Agritan memiliki bobot biji paling tinggi yaitu 0.46 gram. Diduga Guri 3 Agritan memiliki adaptasi yang lebih baik di dataran menengah karena mampu menghasilkan bobot biji yang paling tinggi dibandingkan dengan genotipe lainnya. Meskipun demikian, penelitian Budiarti (2005) melaporkan bahwa bobot biji gandum pada umumnya adalah sekitar 12 g per tanaman. Rendahnya biji yang dihasilkan kemungkinan disebabkan oleh suhu tinggi dan
40
penutupan awan yang tinggi di lokasi penanaman sehingga fotosintesis tanaman tidak berlangsung dengan baik.
Tabel 3.15 Bobot biji per tanaman, jumlah biji per tanaman, dan bobot 100 biji pada beberapa genotipe gandum
Genotipe Bobot biji/ tanaman (g)
Jumlah biji/
tanaman Bobot 100 biji (g)
Nias 0.05c 5.00 1.33
Selayar 0.03c 2.33 2.33
Dewata 0.08c 3.16 2.00
Guri 3 Agritan 0.46a 12.73 2.21
Guri 4 Agritan 0.29ab 10.17 2.83
Guri 5 Agritan 0.15bc 7.67 2.05
Guri 6 Unand 0.09c 2.72 1.84
SBD 0.07c 7.20 1.79
Keterangan: angka-angka pada kolom yang sama diikuti huruf yang sama tidak berbeda nyata berdasarkan uji DMRT pada α 0.05
Bobot 100 biji pada percobaan ini tidak dipengaruhi secara nyata oleh genotipe. Rata-rata bobot 100 biji yang diperoleh adalah sekitar 2.14 g. Hal ini tidak jauh berbeda dengan penelitian Arfan et al. (2007) yang juga mengembangkan gandum di dalam net house, yang mempunyai rentang bobot 100 biji sekitar 1.5-3 g, tergantung kultivar.
3.3.3.5 Tingkat Kehijauan Daun, Kerapatan Stomata, dan Kerapatan Trikoma
Karakter tingkat kehijauan daun, kerapatan stomata, dan kerapatan trikoma tidak menunjukkan adanya keragaman pada genotipe gandum yang ditanam (Tabel 3.16). Tingkat kehijauan daun pada percobaan ini cenderung rendah, yaitu berkisar antara 18.71-35.71. Penelitian Nur et al. (2010) pada sejumlah genotipe gandum menunjukkan tingkat kehijauan daun rata-rata sebesar 43.82. menurut Kislyuk et al. (2004) suhu tinggi dapat merusak aparatus fotosintesis khususnya klorofil, dan mengakibatkan gangguan dalam pertumbuhan tanaman.
Tabel 3.16 Tingkat kehijauan daun, kerapatan stomata, dan kerapatan trikoma Genotipe Tingkat kehijauan
daun (unit klorofil)
Kerapatan stomata Kerapatan trikoma Nias 32.89 32.31 30.62 Selayar 35.69 37.41 18.71 Dewata 32.76 30.61 25.51 Guri 3 Agritan 36.29 35.71 25.51 Guri 4 Agritan 36.99 34.01 35.71 Guri 5 Agritan 32.41 28.91 23.81 Guri 6 Unand 36.58 27.21 30.61 SBD 39.03 35.71 18.71
41 Pengamatan terhadap jumlah stomata juga dapat membantu analisis peranannya dalam mengatur respirasi dan laju transpirasi pada tanaman. Penelitian Crawford et al. (2013) melaporkan bahwa daun tanaman Arabidopsis melakukan reduksi ukuran dan kerapatan terhadap stomata ketika diberikan perlakuan suhu tinggi. Namun kerapatan stomata yang diamati pada percobaan ini tidak menunjukkan adanya keragaman yang signifikan. Kenampakan stomata dan trikoma dapat dilihat pada Gambar 3.25.
Gambar 3.25 Pengamatan anatomi daun pada delapan genotipe gandum. (A) Nias, (B) Selayar, (C) Dewata, (D) Guri 5 Agritan, (E) Guri 3 Agritan, (F) SBD, (G) Guri 4 Agritan, dan (H) Guri 6 Unand; perbesaran 40x; lingkaran hijau = trikoma, lingkaran merah = stomata
Pengamatan terhadap kerapatan trikoma juga menunjukkan hasil yang seragam dengan uji lanjut yang digunakan. Trikoma merupakan suatu struktur rambut pada permukaan epidermis daun yang dibentuk tanaman sebagai pelindung diri dari gangguan luar dan mengurangi terjadinya penguapan. Semakin banyak trikoma, diduga tanaman dapat mengurangi transpirasi yang terjadi, sebagai bentuk adaptasi terhadap suhu tinggi.