Kebutuhan pangan di Indonesia semakin meningkat sebanding dengan peningkatan jumlah penduduk yang diperkirakan pada tahun 2020 akan mencapai 261 juta jiwa (BPS 2005). Saat ini beras sebagai makanan pokok dengan tingkat konsumsi mencapai 120.2 kg/kapita/tahun merupakan tingkat konsumsi beras tertinggi di dunia (Muttaqin 2008). Dengan pola konsumsi yang hanya mengandalkan beras sebagai makanan pokok, diperkirakan pada tahun 2020 akan terjadi defisit beras sebesar 45 juta ton (Effendi 2006).
Diversifikasi (penganekaragaman) pangan dengan mencari sumber makanan pokok yang memiliki kualitas setara dengan beras sudah lama digalakkan pemerintah. Beberapa komoditi serealia dan umbi-umbian dapat dijadikan alternatif dalam pemenuhan kebutuhan pokok tersebut, salah satunya adalah tanaman sorgum. Sorgum merupakan tanaman pangan utama ke-5 di dunia setelah padi, gandum, jagung dan barley (Reddy et al. 2007a).
Tanaman sorgum sangat potensial sebagai bahan pangan utama karena selain sebagai sumber karbohidrat, sorgum memiliki kandungan protein, kalsium dan vitamin B1 yang lebih tinggi dibanding beras dan jagung (DEPKES RI 1992). Di daerah Afrika, biji sorgum dikonsumsi dalam bentuk roti (unleavened breads), bubur (boiled porridge or gruel), minuman (malted beverages and beer), berondong (popped grain) dan keripik (Dicko et al. 2006a).
Sorgum juga potensial dikembangkan sebagai pangan fungsional karena beberapa komponen penyusunnya. Sorgum memiliki kandungan gluten dan indeks glikemik yang rendah sehingga sangat sesuai untuk diet gizi khusus (Schober et al. 2007, Siller 2006). Sebagian varietas sorgum mengandung tanin yang merupakan senyawa fenol. Kandungan senyawa fenolik pada sorgum mencapai 6% yang merupakan kandungan fenolik tertinggi di antara tanaman sereal lain. Beberapa senyawa fenolik sorgum diketahui memiliki aktivitas anti oksidan, anti tumor dan dapat menghambat perkembangan virus sehingga bermanfaat bagi penderita penyakit kanker, jantung dan HIV-1 (Human Immunodeficiency Virus-1) (Dicko et al. 2006b).
Selain dapat diolah sebagai pangan, tanaman sorgum dapat dikonversi menjadi bahan bakar karena batangnya mengandung gula yang dapat difermentasi menjadi bioetanol. Pengembangan sorgum sebagai sumber bahan bakar alternatif telah dilakukan di beberapa negara seperti Amerika Serikat, India dan Cina (BATAN 2011). Produktivitas sorgum sebagai penghasil bioetanol lebih tinggi dibandingkan tanaman lain yang umum digunakan, seperti tebu, jagung dan gula bit (Almodares dan Hadi 2009; Reddy et al. 2007b).
Keunggulan lain dari sorgum adalah daya adaptasi yang baik pada berbagai agroekologi. Tanaman sorgum memiliki toleransi yang tinggi terhadap kekeringan sehingga sesuai untuk dikembangkan pada lahan kering di Indonesia. Luas lahan kering di Indonesia mencapai 148 juta ha, dimana 69,46% dari lahan kering tersebut merupakan lahan kering masam (Mulyani et al. 2009). Lahan kering masam dicirikan dengan pH dan kesuburan tanah yang rendah. Derajat kemasaman lahan kering masam berada di bawah 5,5 sehingga dapat melarutkan beberapa logam toksik bagi tanaman, seperti Al dan Mn. Kelarutan Al di dalam tanah merupakan salah satu masalah utama dalam produksi tanaman. Cekaman Al menyebabkan pertumbuhan akar terhambat sehingga mengurangi efisiensi penyerapan air dan hara (Kochian et al. 2004). Tanaman yang tercekam Al biasanya diikuti juga dengan gejala defisiensi P, Ca, Mg, B, Zn, Mo, Cu, K dan Na (Samac dan Tesfaye 2003; Luchi et al. 2007).
Pendekatan yang dapat dilakukan untuk mengatasi lahan kering masam yaitu melalui pengapuran dan pemupukan, namun tidak efisien karena mahal dan tidak dapat mengatasi kemasaman pada lapisan tanah yang lebih dalam. Pendekatan melalui program pemuliaan tanaman untuk mendapatkan varietas unggul toleran lahan masam diperkirakan lebih efektif untuk memperbaiki produktivitas tanaman di lahan masam (Samac dan Tesfaye 2003).
Kegiatan pemuliaan tanaman untuk mengembangkan varietas toleran tanah masam dapat dimulai dengan hibridisasi untuk memperoleh populasi yang memiliki keragaman lalu dilanjutkan dengan seleksi untuk memperoleh genotipe sesuai dengan karakter yang diinginkan. Pada pemuliaan tanaman pendugaan parameter genetik (nilai heritabilitas dan komponen ragam) dari suatu populasi sangat penting dilakukan. Seleksi, sebagai kegiatan utama dalam pemuliaan
3
tanaman, akan memberikan kemajuan genetik yang tinggi jika karakter yang diseleksi mempunyai nilai heritabilitas tinggi. Seleksi pada toleransi terhadap lahan masam sangat mungkin dilakukan karena beberapa penelitian menunjukkan terdapat keragaman terhadap toleransi lahan masam pada beberapa spesies tanaman (Delhaize dan Ryan 1995). Seleksi untuk pengembangan varietas toleran terhadap suatu cekaman dilakukan di lingkungan bercekaman sehingga dapat memaksimalkan ekspresi gen yang mengendalikan toleransi terhadap cekaman tersebut (Dawson et al. 2008).
Pemuliaan tanaman sorgum saat ini mulai banyak dilakukan di Indonesia dengan tujuan memperoleh varietas berdaya hasil tinggi baik pada perolehan biji maupun kadar gula batang (BATAN 2011). Selain itu, pemuliaan sorgum juga diarahkan pada daya adaptasi terhadap cekaman kekeringan dan cekaman lahan masam (BATAN 2011, Trikoesoemaningtyas et al. 2007).
Kegiatan penelitian sorgum yang dilakukan di Departemen Agronomi dan Hortikultura Institut Pertanian Bogor sejauh ini meliputi pembentukan populasi sorgum, studi genetik untuk toleransi dan daya hasil terhadap cekaman lahan masam, serta seleksi genotipe untuk toleransi dan daya hasil di lahan masam (Sungkono 2010, Isnani 2010). Sampai saat ini telah diperoleh sejumlah galur dengan potensi berdaya hasil tinggi, namun demikian studi genetik yang berkaitan dengan karakter kualitas sorgum di lahan masam belum dilakukan sehingga perlu dilakukan penelitian lebih lanjut. Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui parameter genetik pada karakter agronomi dan kualitas sorgum di lahan masam. Hasil penelitian diharapkan akan dapat mengungkap informasi yang bermanfaat untuk pengembangan kualitas sorgum di lahan masam di masa yang akan datang.
Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk :
1. Mendapatkan informasi tentang parameter genetik karakter agronomi galur sorgum di lahan masam.
2. Mendapatkan informasi tentang parameter genetik karakter yang berkaitan dengan kualitas biji sorgum.
3. Memperoleh informasi hubungan antara karakter agronomi dengan karakter kualitas.
4. Memperoleh galur-galur sorgum toleran lahan masam berdaya hasil tinggi dengan kualitas biji baik.
Hipotesis
1. Karakter agronomi sorgum di lahan masam dikendalikan oleh aksi gen aditif. 2. Keragaman karakter yang berkaitan dengan kualitas biji sorgum dikendalikan
oleh faktor genetik.
3. Terdapat korelasi positif antara karakter agronomi dengan karakter kualitas sorgum.
4. Terdapat perbedaan daya hasil dan kualitas di antara genotipe sorgum yang diuji di lahan masam.
5
Gambar 1. Bagan alir penelitian Pendugaan Parameter Genetik Karakter Agronomi dan Kualitas Galur-Galur Sorgum di Lahan Masam
Materi Genetik Sorgum
Populasi F4 Galur mutan
Parameter genetik karakter agronomi
Karakter seleksi
Galur-galur berdaya hasil tinggi
Studi Genetik Karakter Agronomi Populasi F4 (Percobaan 1)
Parameter genetik karakter agronomi
dan kualitas
Karakter seleksi
Studi Genetik Karakter Agronomi dan Kualitas (Percobaan 2)
Seleksi Untuk Uji Daya Hasil dan Kualitas (Percobaan 3)
Galur-galur sorgum toleran lahan masam berdaya hasil tinggi dan berkualitas baik