Abstrak
Informasi sistem penyerbukan sangat penting bagi penentuan metode dan arah pemuliaan suatu tanaman. Namun, informasi sistem penyerbukan pada cabai masih belum konsisten sehingga menyebabkan studi penyerbukan silang alami dan buatan pada tanaman cabai penting untuk dilakukan. Percobaan ini bertujuan untuk memperoleh informasi tentang penyerbukan silang alami beberapa genotipe cabai. Percobaan ini dilakukan pada bulan September 2011 sampai Maret 2012 di Labdik Pemuliaan Tanaman dan Kebun Percobaan, Leuwikopo, Departemen Agronomi dan Hortikulura, FAPERTA-IPB. Percobaan ini terdiri dari dua kegiatan, yaitu (1) studi penyerbukan silang alami pada beberapa genotipe cabai dan (2) studi penyerbukan silang buatan pada beberapa genotipe cabai. Hasil pengamatan menunjukkan bahwa terdapat perbedaan tingkat penyerbukan silang alami antar genotipe cabai yang berbeda. Kemampuan menyerbuk silang yang tinggi dan posisi stigma yang lebih tinggi dibandingkan anther diduga berperan besar dalam peningkatan kejadian penyerbukan silang alami pada tanaman cabai. Hasil pengamatan juga menunjukkan bahwa tidak terdapat perbedaan tingkat penyerbukan silang alami antar radius tanaman yang berbeda. Pola penyerbukan silang alami yang terbentuk bersifat acak, menyebar, dan tidak teratur. Hal ini mengindikasikan bahwa penyerbukan silang alami pada tanaman cabai tidak dibantu oleh angin, melainkan dibantu oleh serangga lebah.
PENDAHULUAN
Cabai dikenal sebagai tanaman menyerbuk sendiri. Tanaman menyerbuk sendiri adalah tanaman yang memiliki tingkat penyerbukan silang alami kurang dari 5%. Pemuliaan tanaman menyerbuk sendiri lebih sering diarahkan untuk menghasilkan varietas galur murni. Hal ini karena tingkat heterosis yang rendah dan tidak adanya inbreeding depression pada tanaman menyerbuk sendiri. Namun, tidak demikian dengan cabai. Walaupun dikenal sebagai tanaman menyerbuk sendiri, ternyata sebagian besar varietas cabai yang ada di Indonesia adalah varietas hibrida bukan varietas galur murni. Hal ini diduga karena terdapat genotipe-genotipe cabai yang memiliki perilaku seperti tanaman menyerbuk silang. Campodonico (1983), Corella et al. (1986), Csillery (1986) melaporkan bahwa tingkat penyerbukan silang alami pada cabai dapat mencapai diatas 50% di Italia dan Spanyol. Selain itu, tanaman cabai ternyata juga memiliki tingkat heterosis yang tinggi seperti pada tanaman menyerbuk silang lainnya. Nilai heterosis pada hasil persilangan dialel tanaman cabai dapat mencapai 63% dan nilai heterobeltiosisnya dapat mencapai 44% (Sujiprihati et al. 2007), bahkan Mantri (2006) melaporkan bahwa nilai heterosis pada cabai dapat mencapai lebih dari 100%. Informasi tentang sistem penyerbukan yang belum konsisten pada tanaman cabai, menjadikan percobaan ini penting untuk dilakukan.
Tujuan yang ingin dicapai dari percobaan ini, yaitu 1) membandingkan tingkat penyerbukan silang alami beberapa genotipe cabai. 2) membandingkan morfologi bunga dan tingkat crossability beberapa genotipe cabai, dan 3) mengetahui pengaruh morfologi bunga dan tingkat crossability terhadap tingkat penyerbukan silang alami beberapa genotipe cabai.
BAHAN DAN METODE
Studi Penyerbukan Silang Buatan Beberapa Genotipe Cabai
Waktu dan Tempat
Percobaan ini dilakukan pada bulan September 2011 sampai Maret 2012. Kegiatan persemaian dan penanaman dilakukan di tempat yang terpisah. Kegiatan persemaian dilakukan di Laboratorium Pendidikan (Labdik) Pemuliaan Tanaman, sedangkan kegiatan penanaman dilakukan di Kebun Percobaan Leuwikopo, Departemen Agronomi dan Hortikultura, FAPERTA – IPB.
Bahan Tanaman
Genotipe-genotipe cabai yang digunakan pada percobaan ini terdiri atas genotipe cabai IPB C20, IPB C2, IPB C5, dan IPB C120. Genotipe cabai IPB C20 yang memiliki hipokotil berwarna ungu digunakan sebagai tetua donor polen, sedangkan genotipe cabai IPB C2, IPB C5, dan IPB C120 yang memiliki hipokotil berwarna hijau digunakan sebagai tetua resipien polen dan merupakan genotipe- genotipe cabai yang diuji tingkat penyerbukan silang alaminya.
Pelaksanaan Percobaan
Percobaan ini terdiri dari tiga blok percobaan, dimana setiap blok percobaan dipisahkan dengan jarak tertentu. Blok 1 ditanami dengan genotipe cabai IPB C120 dan IPB C20. Penanaman pada blok 1 mengacu pada rancangan percobaan Aries dan Riesberg (1994) yang dimodifikasi. Genotipe cabai IPB C20 sebagai tetua donor polen ditanam pada bagian tengah blok dengan luasan 3 m x 3 m dan jarak tanam 0.5 m x 0.5 m dan genotipe cabai IPB C120 sebagai tetua resipien polen ditanam di empat arah mata angin dari petak cabai IPB C20 dengan jarak tanam dalam baris 0.5 m dan radius tanam 0.5 m, 1 m, 1.5 m, 2.5 m, dan 3.5 m. Terdapat total 36 tanaman cabai IPB C20 dan 120 tanaman cabai IPB C120. Blok 2 ditanami dengan genotipe cabai IPB C2 dan IPB C20, sedangkan blok 3 ditanami dengan genotipe cabai IPB C5 dan IPB C20. Rancangan penanaman pada blok 2 dan 3, sama dengan penanaman di blok 1 (Gambar 6).
Gambar 6 Layout percobaan penyerbukan silang alami beberapa genotipe cabai (Capsicum annuum L.). genotipe cabai IPB C20 (hipokotil, kotiledon, bunga, dan buah muda ungu, genotipe cabai IPB C120,
IPB C2, atau IPB C5 (hipokotil, kotiledon, bunga, dan buah muda daun)
Percobaan diawali dengan kegiatan penyemaian. Benih disemai sebanyak 2 benih per lubang tray. Penyiraman dilakukan setiap hari pada pagi dan sore hari. Pemupukan dilakukan satu minggu sekali setelah bibit berumur 2 minggu setelah semai (MSS). Pupuk yang digunakan adalah pupuk NPK Mutiara dengan konsentrasi 10 g L-1 dan Gandasil 2 g L-1. Penyemprotan pestisida dilakukan jika terlihat gejala serangan hama dan penyakit pada persemaian.
Kegiatan pengolahan lahan dan pembuatan bedengan dilakukan bersamaan pada saat melakukan kegiatan penyemaian. Setelah dilakukan pengolahan lahan dan pembuatan bedengan, maka dilakukan pemasangan mulsa. Penanaman dilakukan setelah bibit cabai berumur 35 hari setelah semai (HSS) atau minimal sudah memiliki empat helai daun dewasa. Lubang tanam dibuat dengan menggunakan tugal. Sebelum dilakukan penanam, terlebih dahulu dilakukan pemasangan ajir pada dekat lubang tanam. Penanaman (transplanting) dilakukan pada sore hari dengan jumlah tanaman satu tanaman per lubang tanam. Penyulaman bibit dilakukan 1-2 minggu setelah tanam.
Kegiatan pemeliharaan tanaman terdiri atas penyiraman, pemupukan, pemberian pestisida, pewiwilan tunas air, pembumbunan, dan penyiangan gulma. Penyiraman dilakukan pada pagi dan sore hari jika tidak terjadi hujan. Pemupukan dilakukan setiap satu minggu sekali setelah satu minggu setelah tanam (1 MST) dengan menggunakan pupuk NPK mutiara dengan konsentrasi 10 g L-1 sebanyak 250 ml per tanaman. Penyemprotan pestisida dilakukan satu minggu sekali dengan menggunakan fungisida Dithane M-45 atau Antracol 2 g L-1, insektisida Curacron 2 ml L-1 dan akarisida Kelthine 2 cc L-1. Pengendalian gulma dilakukan secara manual. Pewiwilan tunas air dan pembumbunan dilakukan agar tanaman dapat tumbuh optimal. Kegiatan pemanenan dilakukan pada saat cabai telah mencapai tingkat kematangan 75%. Pemanenan dilakukan setiap minggu selama 8 minggu.
Buah cabai hasil panen dari genotipe cabai IPB C2, IPB C5 dan IPB C120 dipisahkan berdasarkan tanamannya, lalu diambil bijinya untuk diekstraksi menjadi benih. Ekstraksi benih cabai dilakukan secara manual dengan menggunakan alat bantu pinset dan pisau cutter. Cabai dibelah dengan pisau cutter terlebih dahulu, kemudian biji cabai dipisahkan dari buahnya dengan
menggunakan pinset. Biji cabai yang sudah terpisah dari buahnya kemudian dikeringanginkan selama satu minggu.
Biji cabai yang sudah siap menjadi benih, selanjutnya disemai dan dievaluasi kejadian penyerbukan silang alaminya. Penyemaian dilakukan di dalam kotak plastik transparan dengan menggunakan media tisu basah. Kegiatan evaluasi dilakukan setelah kecambah memiliki kotiledon sempurna. Kejadian penyerbukan silang alami ditandai dengan munculnya hipokotil berwarna ungu pada benih yang dikecambahkan. Hal ini karena warna kecambah genotipe cabai IPB C2, IPB C5, dan IPB C120 yang sebenarnya adalah hijau, sehingga munculnya warna ungu pada hipokotil menandakan sudah tercemarnya genotipe- genotipe tersebut oleh polen cabai ungu (genotipe cabai IPB C20). Warna ungu bersifat dominan terhadap warna hijau pada hipokotil cabai (hasil percobaan 1).
Pengamatan
Pengamatan yang dilakukan pada percobaan ini terdiri atas pengamatan karakter kualitatif dan karakter kuantitatif. Pengamatan-pengamatan tersebut terdiri atas:
1. Pengamatan posisi stigma, diamati pada minggu ke enam setelah tanam (MST) di lapang
2. Umur berbunga (hari setelah semai), dihitung dari awal persemaian sampai tanaman memiliki satu bunga yang telah mekar sempurna
3. Panjang tangkai anther (mm), diamati pada minggu ke enam setelah tanam (MST) di lapang
4. Panjang anther (mm), diamati setelah tanaman berumur 6 MST. 5. Panjang putik (mm), diamati setelah tanaman berumur 6 MST 6. Tinggi tanaman (cm), diamati setelah mulai panen minggu ke-2 7. Warna mahkota, diamati setelah tanaman berumur 6 MST 8. Warna anther, diamati setelah tanaman berumur 6 MST 9. Warna putik, diamati setelah tanaman berumur 6 MST 10.Warn stigma, diamati setelah tanaman berumur 6 MST
11.Warna hipokotil, diamati pada saat kotiledon telah membuka sempurna 12.Pola kejadian penyerbukan silang, diamati dengan melihat pola penyerbukan
silang alami di lapangan.
Analisis Data
Analisis data dilakukan terhadap data kualitatif dan data kuantitatif. Data kualitatif disajikan secara deskriptif, sedangkan data kuantitatif dilakukan dengan melakukan uji-z.
Studi Penyerbukan Silang Buatan Beberapa Genotipe Cabai Waktu dan Tempat
Percobaan ini dilakukan pada bulan Januari sampai Juni 2012. Kegiatan persemaian dan penanaman dilakukan di Perumahan Griya Persada, Kecamatan Citeureup, Kabupaten Bogor.
Bahan Tanaman
Bahan tanaman yang digunakan pada percobaan ini merupakan cabai koleksi Lab. Pemuliaan Tanaman, Departemen Agronomi dan Hortikultura, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Terdapat empat genotipe cabai yang digunakan pada percobaan ini, yaitu genotipe cabai IPB C2 (cabai semi keriting), IPB C5 (cabai besar), IPB C120 (cabai keriting), dan IPB C20 (cabai rawit).
Rancangan Percobaan
Percobaan ini menggunakan Rancangan Kelompok Lengkap Teracak (RKLT) Split – plot. Terdapat dua faktor dalam percobaan ini, yaitu genotipe sebagai petak utama dan posisi bunga sebagai anak petak. Faktor genotipe terdiri dari 4 taraf percobaan, yaitu genotipe cabai IPB C2, IPB C5, IPB C120, dan IPB C20 (cabai ungu). Faktor posisi bunga terdiri dari tiga taraf, yaitu bunga dari cabang 1 – 7, cabang 8 – 12, dan cabang 13 – 17, sehingga akan dihasilkan 12 kombinasi percobaan. Setiap kombinasi percobaan akan diulang sebanyak 3 kali, sehingga akan dihasilkan 36 satuan percobaan. Model linier yang digunakan adalah:
Yijk = µ + αi + δik + βj + Wk+ (αβij) + £ijk
Dimana:
Yijk = Nilai pengamatan pada faktor ke A taraf ke – i faktor B taraf ke – j dan
ulangan ke – k
µ = Komponen aditif dari rataan
αi = Pengaruh faktor A ke-i (i = 1, 2, 3, 4)
βj = Pengaruh faktor B ke-j (j = 1, 2, 3)
Wk = Pengaruh ulangan ke-k (k = 1, 2, 3)
(αβij) = Komponen interaksi dari faktor A dan faktor B
δik = Komponen acak dari petak utama yang menyebar normal (0, σδ2)
£ijk = Pengaruh acak dari anak petak yang menyebar normal (0, σδ2)
Analisis data dilakukan menggunakan uji F pada taraf 5%. Apabila terdapat pengaruh yang nyata, maka dilanjutkan dengan Uji Jarak Berganda Duncan.
Pelaksanaan Percobaan
Pecobaan ini terdiri dari beberapa kegiatan, yaitu penyemaian, pemeliharaan, persilangan buatan, pengamatan, dan pemanenan. Kegiatan Penanaman pada percobaan ini dilakukan di dalam pot berdiameter 35 cm. Kegiatan penyemaian, pemeliharaan, dan pemanenan sama dengan studi penyerbukan silang alami beberapa genotipe cabai.
Penyerbukan silang buatan (persilangan) dilakukan setelah tanaman berbunga. Kegiatan persilangan buatan diawali dengan mempersiapkan peralatan persilangan, seperti pinset, spidol, label, gunting kecil, alkohol, dan benang. Setelah peralatan persilangan siap, maka dilanjutkan dengan menentukan bunga betina dan jantan yang siap disilangkan. Bunga betina dan jantan yang siap disilangkan adalah bunga-bunga yang sudah membuka mahkotanya tapi tidak sempurna dan anther nya masih belum pecah. Seluruh bunga betina yang disilangkan kemudian dikastrasi dan diemaskulasi dengan menggunakan teknik plintir yaitu dengan cara memutar bagian tengah mahkotanya sehingga hanya tersisa putiknya saja. Setelah tetua betina siap, kemudian dilanjutkan dengan mengambil polen dari tetua jantan dengan menggunakan pinset. Persilangan dilakukan dengan mengoleskan polen yang sudah terambil ke kepala putik bunga betina (polinasi). Setelah persilangan selesai, kemudian bunga betina diberi label persilangan. Data yang harus diisi pada label persilangan yaitu nama tetua betina, tetua jantan dan waktu persilangan. Penyerbukan dilakukan pada pagi hari, dari pukul 06.00 – 08.30. Setiap satu genotipe disilangkan dengan tiga genotipe lainnya, namun pada posisi cabang yang berbeda.
Pengamatan
Pengamatan yang dilakukan pada percobaan ini meliputi:
a. Persentase keberhasilan persilangan buatan (%), dihitung dengan dengan membandingkan persilangan yang berhasil menjadi buah dengan jumlah total persilangan dikalikan dengan 100%.
b. Panjang buah hasil persilangan (cm), diukur dari pangkal buah sampai ujung buah tanpat meluruskan buah cabai
c. Bobot buah hasil persilangan (g), diukur pada buah hasil persilangan yang sudah matang minimal 75%
d. Diameter buah hasil persilangan (mm), diukur pada bagian buah yang terlebar
e. Jumlah biji hasil persilangan, dihitung terhadap biji yang secara morfologi sempurna