PENDUGAAN PARAMETER GENETIK JAGUNG DAN PEMILIHAN
LINGKUNGAN SELEKSI UNTUK PEMUPUKAN RENDAH
SUTORO
SEKOLAH PASCA SARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
PERNYATAAN
MENGENAI DISERTASI DAN
SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa disertasi Pendugaan Parameter Genetik Jagung dan Pemilihan Lingkungan Seleksi untuk Pemupukan Rendah adalah karya saya sendiri dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir disertasi ini.
Bogor, Desember 2005
Sutoro
ABSTRAK
SUTORO. Pendugaan Parameter Genetik Jagung dan Pemilihan Lingkungan Seleksi untuk Pemupukan Rendah. Dibimbing ABDUL BARI, SUBANDI dan SUDIRMAN YAHYA.
Sebagian besar varietas jagung hasil pemulia tanaman yang sudah dilepas adalah varietas yang responsif terhadap pemupukan, sehingga apabila varietas tersebut ditanam pada lahan yang kurang subur maka hasilnya akan rendah. Untuk mendapatkan varietas yang toleran pada kondisi pemupukan rendah dapat dilakukan melalui perbaikan populasi tanaman. Lingkungan seleksi menentukan keberhasilan pemuliaan untuk mendapatkan varietas yang sesuai pada lingkungan yang menjadi target. Tujuan penelitian ini untuk mengetahui perbedaan besaran parameter genetik antar taraf pemupukan dan pada lingkungan pemupukan yang mana seleksi selayaknya dilakukan agar mendapatkan varietas yang toleran pada pemupukan rendah. Penelitian dilakukan dengan menyilangkan antar galur S1 yang berasal dari varietas Bisma dengan menggunakan rancangan persilangan North Carolina II. Hasil persilangan dievaluasi dan diseleksi pada 3 taraf pemupukan. Pendugaan kemajuan seleksi dilakukan untuk seleksi full-sib dan S1 berdasarkan penampilan half-sib.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa semakin rendah taraf pemupukan semakin kecil ragam genetiknya yaitu total ragam genetik untuk lingkungan pemupukan rendah dan sedang berturut-turut sebesar 28.8% dan 64.3% dari total ragam genetki pada lingkungan pemupukan normakl. Sebagian besar komponen ragam untuk bobot biji varietas Bisma merupakan ragam aditif, baik pada kondisi pemupukan rendah (78%), sedang (67%) maupun normal (81%). Perbaikan populasi Bisma yang toleran terhadap pemupukan rendah dapat dilakukan melalui seleksi berulang. Seleksi langsung cenderung memberikan kemajuan seleksi yang terbaik, sehingga seleksi untuk lingkungan pemupukan rendah perlu dilakukan pada lingkungan pemupukan rendah. Seleksi pada lingkungan pemupukan sedang untk lingkungan pemupukan rendah memperoleh kemajuan seleksi bobot biji 1.69%, lebih rendah daripada seleksi pada lingkungan pemupukan rendah yang memperoleh kemajuan seleksi 7.57%. Populasi hasil seleksi bobot biji pada kondisi pemupukan normal menghasilkan respon terkorelasi karakter sekunder yang kurang menguntungkan untuk menunjang bobot biji bila ditanam pada kondisi pemupukan rendah.
ABSTRACT
SUTORO. Estimation of Genetic Parameters and Choice of Selection Environment for Improvement of Corn (Zea mays L.) for Low Fertilization Environment. Under direction of ABDUL BARI, SUBANDI, and SUDIRMAN YAHYA.
Most of the improved corn varieties released in Indonesia are responsive to fertilizer application rate, and they will be low yielding when grown in marginal area. To obtain corn variety which is tolerant to low fertilizer input could be done by improving population through selection. Selection environment determines breeding progress to obtain suitable variety for target environment. The objectives of this study were to estimate genetic parameters and to select for environment in which selection should be conducted when the improved population is to be grown under low fertilization. The experiment was carried out by crossing among S1 lines of Bisma variety using North Carolina Design II. Progenies were evaluated and selected in three levels of fertilizer application. Gain of selection was estimated using full-sib and S1 based on half-sib performance methods.
Result of the study showed that as the fertilizer application rate was decreasing genetic parameter values tended to be declining, total genetic variance under low and medium fertilization resulted in 28.8% and 64.3% of total genetic variance under high fertilization. Major component of the total genetic variance for grain yield was contributed by additive variance component which is 78%, 67% and 81% in low, medium and high fertilization level, respectively. Population improvement for low level of fertilization could be done by recurrent selection program. Direct selection resulted in the highest gain of selection. Therefore, selection under low fertilization was most suitable when the target environment was low fertility. Selection under medium level of fertilization resulted in realized gain of 1.69%, lower than 7.57% under low level of fertilization. Improved population selected under high fertilization level resulted in correlated secondary character responses, which were disadvantage to supporting high grain yield, when grown under low fertilization level.
PENDUGAAN PARAMETER GENETIK JAGUNG DAN PEMILIHAN
LINGKUNGAN SELEKSI UNTUK PEMUPUKAN RENDAH
SUTORO
Disertasi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Doktor pada
Program Studi Agronomi
SEKOLAH PASCA SARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
Judul Disertasi : Pendugaan Parameter Genetik Jagung dan Pemilihan Lingkungan Seleksi untuk Pemupukan Rendah
Nama : Sutoro NRP : P03600004 Program studi : Agronomi
Disetujui
Komisi Pembimbing
Prof. Dr. Ir. Abdul Bari, MSc Ketua
Dr. Subandi, MSc Prof. Dr. Ir. Sudirman Yahya, MSc Anggota Anggota
Diketahui
Ketua Program Studi Agronomi Dekan Sekolah Pasca Sarjana
Dr. Ir. Satriyas Ilyas, MS Prof. Dr. Ir. Syafrida Manuwoto, MSc
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Solo pada tanggal 8 Desember 1953 dari pasangan Sutarman dan Sundari. Pendidikan sarjana ditempuh di Fakultas Pertanian IPB, lulus tahun 1977. Pada tahun 1985 penulis lulus dari Fakultas Pasca Sarjana IPB. Pada tahun 2000 melanjutkan ke program doktor pada program studi Agronomi. Beasiswa pendidkan pasca sarjana diperoleh dari Badan Litbang Departemen Pertanian Republik Indonesia.
Penulis bekerja pada Balai Penelitian di lingkungan Badan Litbang Pertanian sejak tahun 1977 sebagai peneliti sesuai dengan perkembangan mandat Balai Penelitian yaitu bidang agronomi (budidaya), ekofisiologi dan pengelolaan plasma nutfah tanaman pangan. Hasil penelitian yang telah dilakukan telah diterbitkan dalam jurnal ilmiah di antaranya dalam Penelitian Pertanian dan Plasma Nutfah. Penulis sekarang bekerja sebagai peneliti Pengelolaan Sumberdaya Genetik Pertanian di Balai Besar Penelitian Bioteknologi dan Sumberdaya Genetik Pertanian.
Pendidikan jangka pendek yang pernah diikuti di antaranya bidang analisis statistika dan simulasi produksi tanaman padi di IRRI, Filipina, bidang agronomi dan evaluasi plasma nutfah di Lembaga Penelitian dan University of Tokyo, Jepang dan bidang pengelolaan plasma nutfah di NBPGR, India.
PRAKATA
Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat-Nya kepada penulis, sehingga disertasi ini dapat terwujud.
Disertasi ini memberikan informasi mengenai nilai dugaan parameter genetik jagung dan pemilihan lingkungan seleksi untuk pemupukan rendah.
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada Prof. Dr. Ir. Abdul Bari,MSc sebagai ketua komisi pembimbing, Dr. Subandi, MSc, dan Prof. Dr. Ir. Sudirman Yahya, MSc sebagai anggota komisi pembimbing yang telah banyak memberikan pengarahan dan bimbingan kepada penulis sehingga desertasi ini dapat tersusun. Di samping itu, penghargaan penulis sampaikan kepada Kepala Balai Besar Penelitian Bioteknologi dan Sumberdaya Genetik Pertanian (BB Biogen), Badan Litbang Pertanian yang telah memberikan kesempatan kepada penulis untuk mengikuti pendidikan doktor di Institut Pertanian Bogor serta fasilitas lainnya sehingga penelitian ini dapat terlaksana dengan baik, dan Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian Departemen Pertanian atas fasilitas yang telah diberikan kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan pendidikannya. Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada semua teknisi Kebun Percobaan Cikeumeuh dan Laboratorium Bank Gen BB Biogen yang telah membantu penulis dalam pelaksanaan penelitian, serta isteri (Nita Riswari), putra-putri (Dian Ninditasari, Rianto Yuwono, Handaru Riswantoro, Reza Hanung Pradipta) dan seluruh keluarga penulis atas doa dan kasih sayang serta pengertiannya dalam banyak hal.
Akhirnya, penulis berharap semoga hasil peneltian ini bermanfaat bagi semua pihak yang memerlukannya.
Bogor, Desember 2005
DAFTAR ISI Validitas Asumsi dalam Pendugaan Parameter Genetik ... 33
DAFTAR TABEL
Halaman
1. Analisis ragam bagi rancangan persilangan NCD II untuk satu lingkungan... 18 2. Nilai kuadrat tengah bobot biji (kg/plot) pada lingkungan seleksi pemupukan
rendah, sedang dan normal ... 19 3. Nilai penduga ragam bobot biji tetua jantan, betina dan interaksinya serta
kovarian famili halfsib dan fullsib pada lingkungan seleksi pemupukan rendah, sedang dan normal………..…... 20 4. Nilai dugaan ragam genetik bobot biji (kg/plot) populasi varietas Bisma (Co)
pada lingkungan seleksi pemupukan rendah, sedang dan normal... ... 21 5. Nilai dugaan ragam galat percobaan, ragam antar plot, ragam dalam plot
dan ragam lingkungan mikro dalam plot dari bobot biji pada lingkungan seleksi ... 23 6. Nilai dugaan ragam fenotipik dan heritabilitas famili fullsib dan halfsib bobot
biji (kg/plot) populasi varietas Bisma (Co) pada lingkungan seleksi pemupukan rendah, sedang dan normal... 23 7. Rata-rata famili FS dan HS serta diferensial seleksi pada lingkungan seleksi
pemupukan rendah, sedang dan normal ... 24 8. Korelasi genetik bobot biji antar lingkungan pemupukan ... 24 9. Ragam aditif dan dominan karakter sekunder pada lingkungan seleksi
pemupukan rendah, sedang dan normal ... 25 10. Hertabilitas karakter sekunder pada lingkungan seleksi pemupukan rendah,
sedang dan normal ... 26 11. Korelasi genetik bobot biji dengan karakter sekunder pada lingkungan
pemupukan yang sama atau berbeda ... 28 12. Bobot biji hasil persilangan famili terpilih pada pemupukan
rendah, sedang dan normal ... 30 13. Rata-rata ASI, bobot 200 butir, klorofil, jumlah daun dan LAI saat
pembungaan pada lingkungan evaluasi pemupukan rendah, sedang dan normal...
31 14. Rata-rata jumlah daun,LAI , porsi daun menua saat panen dan jumlah biji
tiap tongkol pada lingkungan evaluasi pemupukan rendah, sedang dan
normal... ... 32 15. Nilai prediksi dan realisasi persentase kemajuan seleksi bobot biji ... 40 16. Respon terkorelasi karakter sekunder pada lingkungan pemupukan rendah
akibat seleksi bobot biji pada lingkungan pemupukan rendah, sedang dan normal ... 44 17. Respon terkorelasi jumlah daun dan LAI saat pembungaan pada
lingkungan pemupukan rendah akibat seleksi bobot biji pada lingkungan
pemupukan rendah, sedang dan normal ... 46 18. Respon terkorelasi jumlah daun dan LAI saat panen pada lingkungan
pemupukan rendah akibat seleksi bobot biji pada lingkungan pemupukan rendah, sedang dan normal ... 47 19. Respon terkorelasi porsi daun menua dan jumlah biji pada lingkungan
pemupukan rendah akibat seleksi bobot biji pada lingkungan pemupukan
