KOMPONEN GENOTIPE PADI SAWAH
6 PEMBAHASAN UMUM
Dalam lingkungan tumbuh yang beragam, salah satu pendekatan yang berkelanjutan dalam pengelolaan varietas padi adalah percampuran varietas sebagai pilihan yang lebih baik dari penanaman varietas tunggal untuk mempertahankan hasil gabah dan mengurangi resiko bagi petani. Percampuran varietas adalah strategi yang baik untuk menstabilkan hasil gabah, keragaan karakter agronomi, dan hasil akhir yang berkualitas. Manfaat yang paling penting dari penanaman varietas campuran adalah diperkenalkannya keanekaragaman hayati karena adanya fitur yang menonjol/khas dari tanaman yang terlibat dalam percampuran, sehingga menjadikan pemakaian yang lebih baik terhadap sumber daya lingkungan tanpa menganggu keseimbangan biologis (Szemplinski & Budzynski 2011).
Dengan mengeksplorasi tingkat keragaman genetik dalam plasma nutfah tanaman padi, ada peluang untuk meningkatkan produktivitas padi nasional melalui percampuran genotipe padi. Varietas padi unggul yang ada belum dimanfaatkan secara optimal oleh petani, hanya satu atau dua varietas padi yang dominan dibudidayakan oleh petani hingga sekarang. Varietas IR64, IPB 4S, Inpari 11 dan Inpari 13 merupakan varietas unggul nasional yang umumnya memiliki potensi hasil baik dan tingkat ketahanan yang bervariasi terhadap hama dan penyakit.
Penelitian ini telah melakukan pendekatan pemuliaan untuk melihat pengaruh percampuran genotipe padi sawah terhadap hasil, komponen hasil dan keberadaan hama utama dan musuh alami, dengan cara melakukan analisis interaksi genotipe x lingkungan dan stabilitas hasil dari beberapa genotipe harapan padi tipe baru, melakukan percampuran genotipe padi dengan dua tipe campuran yang berbeda yaitu campuran benih (seed mix) dan campuran baris (row mix) untuk melihat pengaruhnya terhadap hasil, komponen hasil, keberadaan hama dan kelimpahan musuh alami, serta analisis daya campur umum dan spesifik terhadap kelima genotipe padi yang digunakan dalam percampuran genotipe.
Pada analisis interaksi genotipe x lingkungan, pengujian genotipe atas lingkungan yang berbeda-beda dalam variasi lingkungan terduga adalah pendekatan yang cocok untuk memilih genotipe yang stabil (Eberhart & Russel 1966). Hasil analisis stabilitas yang dilakukan pada galur-galur padi tipe baru diharapkan dapat memilih satu genotipe padi tipe baru yang secara pengamatan visual di lapangan memiliki arsitektur tanaman yang kokoh, sehingga diharapkan memberikan kontribusi positif terutama terhadap hasil dan kejadian hama dalam suatu percampuran genotipe. Pengaruh yang disebabkan oleh faktor genotipe, lingkungan dan interaksi genotipe dengan lingkungan semuanya memberikan kontribusi yang signifikan untuk hasil gabah. Beberapa metode yang digunakan untuk analisis stabilitas dan disertai dengan analisis rata-rata, memberikan pemahaman yang lebih baik mengenai tingkat adaptasi genotipe padi di beragam lingkungan (Blanche et al.2009).
Berdasarkan hasil analisis stabilitas hasil dengan menggunakan beberapa parameter stabilitas dan keragaan karakter agronomi pada beberapa lingkungan uji, telah dipilih genotipe padi IPB 117-F-4-1-1 untuk diikutkan dalam penelitian percampuran genotipe padi. Pengamatan secara visual dilapangan menunjukkan bahwa genotipe padi ini memiliki arsitektur tanaman yang lebih kokoh dan vigor
dibandingkan dengan genotipe padi lainnya sehingga diharapkan mempunyai kemampuan kompetitif dan keragaan agronomi yang lebih baik dalam percampuran genotipe padi.
Percampuran genotipe padi dapat memberikan informasi interaksi antara genotipe dalam campuran seperti daya saing dan saling melengkapi dalam mencapai tingkat yang diinginkan dari ekspresi sifat. Percampuran genotipe dapat memberikan penyangga terhadap variasi lingkungan sehingga hasil panen lebih stabil. Oleh karena itu, percampuran genotipe memberikan keuntungan dari berbagai komponen yang saling melengkapi satu sama lain dalam adaptasi mereka terhadap faktor-faktor pembatas hasil dan variasi lingkungan untuk peningkatan hasil (Wolfe 2000; Biabani et al.2008).
Berdasarkan hasil penelitian percampuran lima genotipe padi yaitu IPB 117-F-4-1-1, IPB 4S, IR64, Inpari 11 dan Inpari 13 dalam dua tipe campuran yaitu campuran benih (seed mix) dan campuran baris (row mix) pada dua musim tanam, telah diketahui bahwa peningkatan hasil gabah dari kedua tipe campuran baik seed mix dan row mix hanya terdapat pada musim tanam kedua. Sejalan dengan hasil tersebut, kedua tipe percampuran yaitu seed mix dan row mix memiliki hasil gabah relatif lebih tinggi dibandingkan dengan rerata hasil dari komponen genotipe penyusun campuran dalam bentuk tegakan tunggal (monokultur). Selain itu, diketahui bahwa campuran seed mix menunjukkan rerata hasil lebih tinggi dibandingkan row mix pada musim tanam kedua yang ditunjukkan dengan laju peningkatan hasil relatif sebesar 7,26% dan 4,63% pada row mix. Diketahui bahwa karakter panjang malai dan bobot seribu butir adalah karakter komponen hasil yang konsisten menunjukkan efek positif pada campuran seed mix dan row mix pada kedua musim tanam.
Peningkatan yang signifikan terhadap hasil dari percampuran genotipe dibandingkan genotipe tunggalnya telah dilaporkan juga pada varietas gandum (Cowger & Weisz 2008; Smithson & Lenné 1996), oat (Helland & Holland 2001), dan barley (Østergard et al. 2005). Stabilitas hasil biasanya juga dianggap sebagai salah satu keuntungan utama dari percampuran varietas. Prinsip yang mendasari peningkatan stabilitas ini adalah bahwa latar belakang genetik yang heterogen di dalam percampuran varietas sehingga memberikan adaptasi yang lebih baik diberbagai lingkungan daripada varietas murni yang homogen
Pada umumnya, percampuran genotipe tidak pernah memperoleh hasil tinggi melebihi hasil dari genotipe yang memiliki potensi hasil tertinggi dalam suatu campuran, tetapi dapat memberikan sedikit peningkatan hasil melebihi rerata hasil dari semua komponen penyusun campuran dalam bentuk tegakan tunggal (Juskiw et al. 2000, Zhou et al. 2014). Hal tersebut juga sesuai dengan hasil penelitian ini, dimana IPB 4S adalah varietas yang memiliki potensi hasil yang paling tinggi, dan rerata hasil dari kedua tipe campuran konsisten lebih rendah dari rata-rata hasil IPB 4S di kedua musim tanam.
Meningkatkan keragaman genetik tanaman melalui percampuran genotipe adalah salah satu pendekatan untuk meningkatkan pengelolaan serangga hama, dan sekaligus hasil serta stabilitas hasil yang lebih ekonomis, ramah lingkungan dan berkelanjutan (Kaut et al. 2008). Haddad et al. (2001) mengungkapkan bahwa, keragaman genetik tanaman dapat memiliki efek yang kuat pada kelimpahan dan distribusi organisme lain, dengan peningkatan jumlah spesies tanaman meningkatkan keragaman yang lebih tinggi dari spesies predator
arthropoda dan individu herbivora. Selain itu, berbeda dengan budidaya monokultur, berbagai mekanisme penurunan hama adalah aktif di dalam percampuran varietas yang beragam genetiknya.
Penerapan metode percampuran varietas memberikan peluang yang menjanjikan bagi pemulia tanaman dalam usaha menurunkan kejadian hama di lapangan, dengan tetap mempertahankan kestabilan hasil, dan bahkan berpotensi untuk meningkatkan hasil. Keragaman spesies tanaman melalui percampuran seed mix pada musim tanam 2012 dengan kejadian hama sedang telah dapat menurunkan kejadian hama dengan persentase penurunan relatif untuk penggerek batang dan wereng coklat masing-masing adalah 46, 55% dan 29,83%, sedangkan pada campuran row mix menunjukkan persentase penurunan kedua hama lebih tinggi dibanding seed mix yaitu 100% untuk penggerek batang dan 47,37% untuk wereng coklat. Seed mix konsisten terhadap penurunan hama wereng coklat didalam campuran yang ditunjukkan dengan penurunan relative sebesar 6,61% pada musim tanam 2013, sedangkan tipe row mix konsisten terhadap penurunan penggerek batang dengan persentase penurunan relatif dalam campuran adalah 1,4%. Peningkatan keragaman genotipe tanaman padi dilapangan dengan cara percampuran seed mix lebih meningkatkan kelimpahan musuh alami yang ditunjukkan dengan persentase peningkatan populasinya dalam campuran tersebut selama dua musim tanam.
Dari hasil penelitian ini menunjukkan bahwa level resistensi dan arsitektur tanaman dari setiap genotipe tunggal dapat mempengaruhi kejadian hama dalam percampuran genotipe padi akibat adanya perbedaan interaksi diantara komponen penyusun campuran. Menurut sejumlah peneliti terdapat beberapa mekanisme bagaimana percampuran genotipe dapat menurunkan laju pertumbuhan populasi dari organisme (hama) yang menyerang tanaman (Trenbath 1993, Kaut et al. 2008). Pertama, adanya keterkaitan genotipe dalam suatu campuran menyebabkan komponen tanaman yang terserang menjadi inang yang tidak lagi cocok untuk digunakan. Kedua, genotipe campuran langsung menyerang aktivitas hama penyerangnya dan akhirnya mereka merubah lingkungan dalam campuran tersebut sehingga disukai oleh musuh alami dari hama tersebut.
Menurut Ratnadas et al. (2011) berdasarkan hasil penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa percampuran genotipe dapat mengurangi dampak dari hama dan penyakit dengan mekanisme diantaranya ketahanan fisiologis tanaman, efek langsung dan tidak langsung dari arsitektur tanaman dan konservasi musuh alami yang memfasilitasi aksinya terhadap hama. Sejumlah hipotesa menyatakan bahwa meningkatkan keragaman genetik tanaman di lapangan dapat mengurangi kelimpahan dan kerusakan yang disebabkan oleh serangga hama. Keragaman genetik tanaman dapat memberikan perlindungan yang signifikan terhadap keberadaan hama dan penyakit baik di ekosistem alami dan pertanian, dan juga berkontribusi terhadap peningkatan hasil dan stabilitas hasil tanpa kehadiran penyakit (Mundt 1994). Beberapa penelitian yang mendukung hipotesis tersebut menunjukkan bahwa peningkatan keragaman spesies tanaman dapat memperbaiki pengelolaan serangga hama melalui mekanisme baik bottom–up dan top–down (Landis et al. 2000).
Dari studi yang telah dilakukan sebelumnya menunjukkan bahwa percampuran varietas dapat dilakukan lebih dari dua komponen penyusunnya, dan bahkan tiga sampai lima komponen genotipe penyusun campuran menunjukkan
hasil lebih efisien dalam penurunan penyakit dan meningkatkan hasil gabah (Gacek et al. 1997). Sepuluh kombinasi percampuran dua komponen genotipe padi dan lima genotipe tunggalnya yaitu IPB 117-F-4-1-1, IPB 4S, IR64, Inpari 11 dan Inpari 13 telah memberikan informasi keragaan karakter agronomi campuran di tiga lingkungan uji. Genotipe padi tunggal dengan hasil tertinggi dalam suatu percampuran genotipe padi berpeluang untuk memberikan hasil gabah yang tinggi juga dalam campuran tersebut. Dalam hal ini Inpari 11 sebagai genotipe padi dengan hasil tertinggi, dalam percampurannya dengan genotipe padi tipe baru yaitu IPB 117-F-4-1-1 dan IPB 4S memberikan hasil gabah lebih tinggi dibandingkan dengan rerata hasil komponen penyusunnya dan percampuran lainnya.
Salah satu metode untuk memperkirakan daya campur dari dari suatu percampuran genotipe adalah menggunakan analisis daya gabung. Daya gabung adalah memperkirakan seberapa bagus suatu genotipe dalam kombinasi campuran. Springger & Gillen (2007) juga menyatakan bahwa analisis persilangan diallel diadaptasi untuk menilai kemampuan penggabungan genotipe dalam satu set campuran dua komponen genotipe (two-way mixtures) pada spesies tanaman.
Hasil analisis diallel untuk daya campur telah menunjukkan bahwa genotipe tunggal berbeda kemampuannya untuk menentukan hasil gabah dalam campuran. Berdasarkan analisis daya campur umum ada beberapa genotipe tunggal cenderung untuk meningkatkan hasil gabah dalam campuran dibandingkan dengan genotipe tunggal lainnya. Berdasarkan pengaruh interaksi lingkungan dengan daya campur umum menunjukkan bahwa peningkatan hasil gabah dalam campuran berbeda diberbagai lingkungan. Rata-rata di semua lingkungan, campuran memiliki hasil lebih tinggi yaitu 10,98% dibandingkan rerata hasil komponen genotipe tunggalnya.
Budidaya percampuran varietas untuk meningkatkan stabilitas hasil dan mengurangi risiko kegagalan akibat serangan hama penyakit dianggap sebagai salah satu pilihan didalam lingkungan tumbuh yang beragam seperti di Indonesia. Kemampuan percampuran genotipe tanaman dapat diprediksi dari fenotipe mereka yang diekspresikan diberbagai lingkungan yang relevan, dan menyiratkan bahwa tampilan fenotipik dari genotipe dapat meningkatkan pemilihan komponen yang sesuai dari campuran genotipe dalam bidang pertanian agar lebih tahan terhadap cekaman lingkungan. Perbedaan jumlah genotipe penyusun campuran membuka peluang untuk mempelajari stabilitas hasil sebagai salah satu faktor yang mengguntungkan dalam percampuran varietas.