UJI STABILITAS VARIETAS PADI

UJI STABILITAS VARIETAS PADI (Oryza sativa L.) PADA LAHAN SALIN DAN SULFAT MASAM MENGGUNAKAN ANALISIS AMMI DAN SIDIK LINTAS KOMPONEN PRODUKSI DENGAN PRODUKSI

TESIS

Oleh:

MUHAMMAD SYAHRIL LUBIS 097001014/AGROEKOTEKNOLOGI

PROGRAM MAGISTER SEKOLAH PASCA SARJANA

FAKULAS PERTANIAN UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2012

UJI STABILITAS VARIETAS PADI (Oryza sativa L.) PADA LAHAN SALIN DAN SULFAT MASAM MENGGUNAKAN ANALISIS AMMI DAN SIDIK LINTAS KOMPONEN PRODUKSI DENGAN PRODUKSI

TESIS

Untuk Memperoleh Gelar Magister Pertanian Dalam Program Studi Agroekoteknologi pada Fakultas Pertanian

Universitas Sumatera Utara

Oleh:

MUHAMMAD SYAHRIL LUBIS 097001014/AGROEKOTEKNOLOGI

PROGRAM MAGISTER SEKOLAH PASCA SARJANA

FAKULAS PERTANIAN UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2012

LEMBAR PENGESAHAN

Judul Penelitian : UJI STABILITAS VARIETAS PADI (Oryza sativa L.) PADA LAHAN SALIN DAN SULFAT MASAM MENGGUNAKAN ANALISIS AMMI DAN SIDIK

LINTAS KOMPONEN PRODUKSI DENGAN

PRODUKSI

Nama : Muhammad Syahril Lubis

NIM :097001014

Program Study : Agroekoteknologi

Menyetujui Komisi Pembimbing

Prof. Dr. Ir. Rosmayati, MS. Dr. Ir. Lollie Agustina P. Putri, MSi Ketua Anggota

.

Ketua Program Studi Dekan Fakultas Pertanian

Prof. Dr. Ir. Abdul Rauf, MP. Prof. Dr. Ir. Darma Bakti, MS

Tanggal lulus: 16 April 2012

Telah diuji pada:

Tanggal : 16 April 2012

PANITIA PENGUJI TESIS

Ketua : Prof. Dr. Ir. Rosmayati, MS.

Anggota : Dr. Ir. Lollie Agustina P. Putri, MSi.

Dr. Ir. Hamidah Hanum, MP.

Dr. Deni Elfiati, SP. MP.

ABSTRAK

Muhammad Syahril Lubis, Uji Stabilitas Beberapa Varietas Padi (Oryza sativa L.) menggunakan analisis AMMI dan sidik lintas komponen produksi dengan produksi gabah (dibimbing oleh Rosmayati dan Lollie Agustina. P. Putri).

Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan varietas spesifik lokasi dan varietas yang stabil disemua lokasi yang diuji dan untuk mendapatkan parameter untuk seleksi secara tidak langsung pada lingkungan spesifik berdasarkan nilai pengaruh langsung dan tidak langsung komponen hasil terhadap daya hasil.

Pelaksanaan dilakukan di tiga lokasi dengan kondisi tanah yaitu optimal, sulfat masam dan salin. Pada penelitian ini digunakan 18 varietas untuk masing-masing lokasi, pada lahan optimal 18 varietas dapat bertahan hidup, pada lahan sulfat masam 12 varetas dapat bertahan hidup dan pada lahan salin 5 varietas dapat bertahan hidup.

Hasil penelitian menunjukkan varietas Hipa 8 Pioner, Bernas Hipa 7dan Margasari sesuai untuk di kembangkan pada kondisi optimal, varietas Punggur, Lambur sesuai untuk di kembangkan pada kondisi pada lokasi sulfat masam, Martapura spesifik untuk lokasi optimal dan salin sedangkan varietas Siak Raya spesifik untuk lokasi optimal dan sulfat masam, varietas Banyuasin dan Dendang dapat direkomendasikan untuk ketiga jenis lokasi yang diuji.

Sidik lintas menunjukkan parameter seleksi tidak langsung pada kondisi optimal yaitu jumlah anakan produktif dan jumlah gabah per malai, jumlah anakan dan panjang malai. Parameter untuk seleksi tidak langsung pada lahan sulfat masam yaitu empat karakter yaitu tinggi tanaman,jumlah anakan produktif, jumlah gabah permalai dan % gabah berisi. Parameter untuk seleksi tidak langsung pada lahan yaitu karakter umur panen dan jumlah anakan produktif . Kata Kunci: Uji Stabilitas, Analisis AMMI, dan Analisis Lintas

i

ABSTRACT

Muhammad Syahril Lubis, Stability Test of Rice Varieties (Oryza sativa L.) using AMMI analysis and path analysis of yield component with yield (Supervised by Rosmayati and Lollie Agustina. P. Putri).

The aims of the research are to obtain specific location varieties and varieties are stability in all locations tested and to get the parameters for indirect selection in specific location based on the value of direct and indirect effeft from path anlysis. The reserch was conducted at three location with soil conditions are optimal, acid sulfate and saline. Used 18 varieties for each location, at optimal location 18 varieties can survive, at acid sulfat location 12 varieties can survive and saline location only 5 varieties can survive.

The results showed varieties Hipa 8 Pioner, Bernas, Hipa 7 and Margasari rekommended at location with optimal conditions, varieties Punggur and Lambur recommended at acid sulfate location, Martapura specific for the optimal location and salin while Siak Raya specific for optimal location and acid sulfate soil, and Banyuasin and Dendang can be recommended for all three types of locations that were tested.

Path analysis showed an indirect selection parameters on optimal conditions among others are number of productive tillers and grain number per panicle, number of tillers and panicle length. Parameters for indirect selection on acid sulfate soil that is four characters namely plant height, number of productive tillers, grain number per panicle and % of the grains per panicle. Parameters for indirect selection on saline land are character age and number of tillers productive

.

Keywords: Stability Test, AMMI Analysis, and Path Analysis

ii

UCAPAN TERIMA KASIH

Alhamdulilah, Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat-Nya dan kesempatan kepada penulis dalam menyelesaikan tesis dan program studi Agroekoteknologi, Program Pascasarjana Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara.

Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada Ibu Prof. Dr. Ir. Rosmayati, MS sebagai ketua komisi pembimbing dan Ibu Dr. Ir. Lollie Agustina P. Putri, MSi sebagai anggota komisi pembimbing. Dan

juga kepada ibu Prof. Dr. Ir. Hapsoh, MS Ibu Dr. Ir. Hamidah Hanum, MP dan Ibu Dr. Deni Elfiati, SP. MP sebagai komisi penguji yang telah banyak memberikan saran, masukan dan bimbingan yang sangat berguna bagi penulis dalam menyelesaikan tesis ini.

Terima kasih juga penulis sampaikan kepada Ayahanda dan Ibunda yang telah menanamkan semangat dan dukungan moril kepada penulis untuk menyelesaikan studi ini. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Ibu Prof. Dr. Ir. Jenimar, MS yang telah memberikan dukungan kepada penulis

untuk menyelesaikan studi ini serta kepada Bapak Luthfi A. Mahmud Siregar, SP. MSc. Ph.D yang telah memberikan banyak

dukungan kepada penulis.

Terima kasih penulis sampaikan kepada Rektor Universitas Sumatera Utara Bapak Prof. Dr. Ir. Syahril Pasaribu, DTM&H, MSc (CTM), Sp.A (K)., Direktur Pascasarjana USU Bapak Prof . Dr. Ir. A. Rahim Matondang, MSIE., Dekan Fakultas Pertanian USU Bapak Prof. Dr. Ir. Darma Bakti, MS dan kepada

iii

Ketua Program Studi Agroekoteknologi Bapak Prof. Dr. Ir. Abdul Rauf, MP serta segenap dosen Agroekoteknologi dan staf tata usaha.

Tidak lupa juga penulis ucapkan terima kasih kepada bapak Dr. Agus Purwoko, S.Hut, MSi karena telah banyak memberikan motivasi dan

semangat kepada penulis. Serta kepada kawan-kawan program studi Agroekoteknologi angkatan 2009 dan kawan-kawan di BKM al-Mukhlisin Fakultas Pertanian USU.

Medan , April 2012

Penulis

iv

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Allah SWT karena atas kehendakNYA penulis dapat menyelesaikan tesis ini yang berjudul “Uji Stabilitas Varietas Padi (Oryza sativa L.) Pada Lahan Salin dan Sulfat Masam Menggunakan Analisis AMMI dan Sidik Lintas Komponen Produksi Dengan Produksi Gabah” yang merupakan salah satu syarat untuk dapat memperoleh gelar magister pada Sekolah Pasca Sarjana Universitas Sumatera Utara, Medan.

Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada dosen pembimbing yang telah banyak membantu penulis untuk menyelesaikan Tesis ini yaitu kepada Ibu. Prof. Dr. Ir. Rosmayati, MS. sebagai ketua komisi pembimbing dan kepada Ibu Dr. Ir. Lollie Agustina. P. Putri, MSi. sebagai anggota komisi pembimbing.

Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih, dan semoga tulisan ini dapat bermanfaat.

Medan, April 2012

v

RIWAYAT HIDUP

Muhammad Syahril Lubis dilahirkan pada tanggal 01 November 1986 di Kotanopan Madina Sumatera Utara Bapak bernaman Murroh Lubis dan Ibu bernama Nur Jannah.Merupakan anak kelima dari 6 bersaudara.

Tamat SD 142649 Desa Lumban Pasir pada tahun 1999, tamat SMP N6 Kotanopan pada tahun 2002, dan tamat SMA N1. Kotanopan pada tahun 2005.

Tamat dari Program Studi Pemuliaan Tanaman Fakultas Pertanian USU pada tahun 2009. Pada bulan September 2009 tercatat sebagai mahasiswa S2 pada Sekolah Pascasarjan Fakultas Pertanian USU.

vi

DAFTAR ISI

ABSTRAK ... i

ABSTRACT ... ii

UCAPAN TERIMA KASIH ... iii

KATA PENGANTAR ... v

RIWAYAT HIDUP ... vi

DAFTAR ISI ... vii

DAFTAR TABEL ... ix

DAFTAR GAMBAR ... x

DAFTAR LAMPIRAN ... xi

PENDAHULUAN ... 1

Latar Belakang ... 1

Perumusan Masalah ... 4

Tujuan Penelitian ... 6

Hipotesis Penelitian ... 6

Kegunaan Penelitian ... 6

TINJAUAN PUSTAKA ... 8

Tanaman Padi ... 8

Pemuliaan Tanaman Padi di Indonesia ... 9

Stabilitas Genotipe ... 14

Analisis AMMI ... 15

Analisis Lintas ... 18

BAHAN DAN METODE ... 20

Tempat dan Waktu Penelitian ... 20

Bahan dan Alat ... 21

Metode Penelitian ... 22

Tahapan Penelitian ... 22

Pelaksanaan Penelitian ... 23

Persiapan Lahan ... 23

Persemaian ... 23

Pengelolaan Tanaman ... 23

Pemupukan ... 24

Pemanenan ... 24

Pengamatan Parameter ... 24

Tinggi Tanaman (cm) ... 24

Jumlah Anakan (batang) ... 25

Umur Keluar Malai (hari) ... 25

Jumlah Anakan Produkif (batang) ... 25

Panjang Malai (cm) ... 25

vii

Umur Panen (hari) ... 25

Jumlah Gabah (butir.malai^-1) ... 25

Persentase Gabah Berisi dan Hampa (%)... 25

Bobot 1000 Butir Gabah (g) ... 26

Produksi Gabah (g) ... 26

Jumlah stomata ... 26

Kadar klorofil a, b dan total ... 26

Analisi Data ... 27

HASIL DAN PEMBAHASAN ... 31

Interaksi Genetik dan Lingkungan ... 31

Analisis AMMI ... 40

Analisis Lintas ... 43

Lahan optimal ... 43

Lahan Sulfat Masam ... 45

Lahan Salin ... 47

KESIMPULAN DAN SARAN ... 51

Kesimpulan ... 51

Saran ... 52

DAFTAR PUSTAKA ... 53

viii

DAFTAR TABEL

No Hal

1. Karakteristik Lahan Penelitian ... .... 21

2. Nilai heritabilitas pada setiap lokasi ... .... 31

2. Penampilan karakter setiap varietas pada lokasi optimal, sulfat masam dan salin ... .... 32

3. Jumlah stomata, klorofil a, b dn total pada 3 lokasi yang diuji ... .... 36

4. Nilai koefisien, simpangan regresi dan rataan 5 varietas padi ... .... 38

5. Hasil analisis ragam model AMMI ... .... 41

6. Pengaruh total, pengaruh langsung dan pengaruh tidak langsung dari karakter yang diamati pada lahan optimal... .... 44

7. Pengaruh total, pengaruh langsung dan pengaruh tidak langsung dari karakter yang diamati pada lahan sulfat masam... .... 46

8. Pengaruh total, pengaruh langsung dan pengaruh tidak langsung dari karakter yang diamati pada lahan salin ... .... 48

ix

DAFTAR GAMBAR

No Hal.

1. Peta lokasi penelitian ... 20 2. Hubungan kausal diagram lintas antara peubah bebas dan peubah tak bebas

untuk komponen hasil ... 29 3. Interpretasi produksi dengan koefisien regresi ... 39 4. Biplot pengaruh interaksi Model AMMI 2 untuk data produksi (kesesuaian

model 89,5%) ... 42

x

DAFTAR LAMPIRAN

No. Lampiran Hal

1. Deskripsi Varietas Banyuasin ... 56

2. Deskripsi Varietas Batanghari ... 57

3. Deskripsi Varietas Dendang ... 58

4. Deskripsi Varietas Indragiri ... 59

5. Deskripsi Varietas Punggur ... 60

6. Deskripsi Varietas Martapura ... 61

7. Deskripsi Varietas Margasari ... 62

8. Deskripsi Varietas Siak Raya ... 63

9. Deskripsi Varietas Air Tenggulang ... 64

10. Deskripsi Varietas Lambur ... 65

11. Deskripsi Varietas Mendawak ... 66

12. Deskripsi Varietas IR64 ... 67

13. Deskripsi Varietas Ciherang ... 68

14. Deskripsi Varietas Hipa 7 ... 69

15. Deskripsi Varietas Hipa 8 Pioneer ... 70

16. Data pengamatan tinggi tanaman (cm) lokasi optimal ... 71

17. Data pengamatan jumlah anakan lokasi optimal ... 72

18. Data pengamatan jumlah anakan produktif ... 73

19. Data pengamatan umur keluar malai... 74

20. Data pengamatan umur panen ... 75

21. Data pengamatan panjang malai (cm) ... 76 xi

22. Data pengamatan jumlah gabah per malai (butir) ... 77

23. Data pengamatan % gabah hampa pada lokasi optimal ... 78

24. Data pengamatan % berisi hampa pada lokasi optimal ... 79

25. Data pengamatan bobot 1000 butir (g) ... 80

26. Data pengamatan produksi (kg) ... 81

27. Data pengamatan tinggi tanaman (cm) pada lokasi sulfat masam ... 82

28. Data pengamatan jumlah anakan pada lokasi sulfat masam ... 83

29. Data pengamatan jumlah anakan produktif pada lokasi sulfat masam ... 84

30. Data pengamatan umur keluar malai (hari) pad lokasi sulfat masam ... 85

31. Data pengamatan umur panen (hari) pada lokasi sulfat masam ... 86

32. Data Pengamatan panjang malai (cm) pada lokasi sulfat masam ... 87

33. Data pengamatan jumlah gabah per malai (butir) pada lokasi sulfat masam .. 88

34. Data pengamatan % gabah hampa per malai pada lokasi sulfat masam ... 89

35. Data pengamatan % gabah berisi per malai pada lokasi sulfat masam ... 90

36. Data pengamatan bobot 1000 butir (g) pada lokasi sulfat masam ... 91

37. Data pengamatan produsi (kg) pada lokasi sulfat masam ... 92

38. Data pengamatan tinggi tanaman (cm) pada lokasi salin ... 93

39. Data pengamatan jumlah anakan pada lokasi salin ... 93

40. Data pengamatan jumlah anakan produktif ... 94

41. Data pengamatan umur keluar malai (hari) pada lokasi salin ... 94

42. Data pengamatan umur panen (hari) pada lokasi salin ... 95

43. Data pengamatan panjang malai (cm) pada lokasi salin ... 95

44. Data pengamatan jumlah gabah per malai (butir) pada lokasi salin ... 96

45. Data pengamatan % gabah hampa pada lokasi salin ... 96

xii

46. Data pengamatan % gabah berisi pada lokasi salin ... 97

47. Data pengamatan bobot 1000 butir (g) pada lokasi salin ... 97

48. Data pengamatan produksi (kg) pada lokasi salin... 98

49. Data pengamatan kerapatan stomata pada lokasi salin ... 99

50. Data pengamatan kerapatan stomata pada lokasi sulfat masam ... 99

51. Data pengamatan kerapatan stomata pada lokasi optimal ... 100

52. Data pengamatan klorofil a pada lokasi salin ... 100

53. Data pengamatan klorofil b pada lokasi salin ... 101

54. Program untuk analisis ragam ... 102

55. Program untuk penguraian pengaruh interaksi dengan analisis AMMI... 102

xiii

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Salah satu upaya yang dapat ditempuh untuk meningkatkan produktivitas padi adalah melalui program pemuliaan tanaman. Program yang dilakukan bertujuan untuk mendapatkan varietas unggul berdaya hasil tinggi dan dapat diterima masyarakat serta tidak hanya berproduksi tinggi pada lokasi tertentu tetapi diharapkan dapat juga berproduksi dengan baik pada berbagai lokasi dengan kondisi lingkungan yang beragam. Salah satu tahapan sebelum suatu varietas dilepas adalah uji multilokasi. Dari hasil uji multilokasi diharapkan diperoleh varietas-varietas yang beradaptasi baik pada lingkungan tertentu dan memiliki stabilitas yang baik pada lingkungan tertentu atau pada berbagai lingkungan, sehingga genotipe tersebut dapat dilepas sebagai varietas baru atau varietas dengan adaptabilitas yang baik.

Rekomendasi terhadap genotipe sebagai jenis/varietas/klon tanaman baru untuk tujuan komersial memerlukan prediksi yang reliabel dan akurat terhadap rataan produksi dari setiap jenis/varietas/klon pada berbagai lingkungan serta pengetahuan yang memadai tentang interaksi genotipe dan lingkungan. Informasi ini dapat diperoleh dari beberapa percobaan atau sering disebut Multi Environment Trial (MET). Percobaan lingkungan ganda merupakan percobaan yang sering digunakan dalam penelitian pemuliaan tanaman yaitu untuk mengkaji interaksi genotipe-lingkungan (genotype environmental interaction). Salah satu cara untuk mengkaji interaksi genotipe-lingkungan adalah dengan melakukan percobaan uji daya hasil. Kajian ini penting dalam pemuliaan

tanaman karena hasilnya dapat digunakan untuk menduga dan menyeleksi genotipe-genotipe yang berpenampilan stabil (stability of genotypes) pada berbagai lingkungan berbeda atau beradaptasi pada suatu lingkungan spesifik (adaptation of genotypes to specific environment).

Khusus pada tanaman padi, sebagai bahan makanan pokok untuk Indonesia, maka areal penanaman padi akan selalu ditemui baik pada daerah- daerah pantai yang umumnya didominasi oleh tanah-tanah salin atau rawa yang sering dijadikan tambak yang berpotensi untuk dikembangkan menjadi lahan pertanian yang subur tetapi butuh usaha dalam pengelolaannya. Beberapa masalah diantaranya berupa tanah yang terlalu masam atau keracunan Na pada tanah salin.

Khairullah dkk., (2003) menyatakan bahwa tanaman bisa menunjukkan berbagai model toleransi terhadap kondisi lingkungan yang kurang menguntungkan tersebut. Sehingga, tanaman-tanaman dengan sifat tersebut dapat dimanfaatkan di daerah/lahan dengan kondisi yang mirip dan dapat dimanfaatkan sebagai sumber plasma nutfah untuk program pemuliaan tanaman.

Analisis statistika yang biasa diterapkan pada percobaan uji daya hasil adalah analisis ragam (ANOVA) dan analisis komponen utama (AKU). Analisis ini kurang memadai dalam menganalisis keefektifan struktur data yang kompleks.

Analisis ragam merupakan suatu model aditif yang hanya menerangkan keefektifan pengaruh utama. Anova mampu menguji interaksi tetapi tidak mampu menentukan pola genotipe atau lingkungan untuk meningkatkan interaksi.

Sedangkan pada analisis komponen utama hanya efektif menjelaskan pengaruh interaksi tanpa menerangkan pengaruh utamanya (Mattjik, 1998).

Finlay dan Wilkinson (1963) berdasarkan analisis regresi mendefinisikan varietas yang beradaptasi umum adalah varietas yang memiliki rata-rata hasil yang tinggi pada lintas lingkungan, varietas dengan stabilitas diatas rata-rata beradaptasi pada lingkungan suboptimal dan varietas dengan stabilitas dibawah rata-rata beradaptasi pada lingkungan yang optimal.Eberhart dan Russel (1966) mengemukakan bahwa varietas yang stabil adalah yang memiliki koefisian regresi sama dengan satu dan simpangan regresinya tidak berbeda dengan nol. Varietas

yang stabil kira-kira sama dengan yang beradaptasi umum menurut Finlay dan Wilkinson (1963). Kelemahan metode Eberhart dan Russel adalah

kemungkinan tereliminasinya varietas-varietas yang responsif terhadap lingkungan produktif (koefisien regresinya >1) sedangkan produksinya di atas rata-rata.

Untuk memperoleh gambaran secara luas dari struktur data faktorial atau pola hubungan antara lingkungan dan genotipe dengan mengeliminasi kelemahan- kelemahan yang terdapat pada sidik ragam (ANOVA) dan analisis komponen utama (AKU) maka diperlukan pendekatan lain. Pendekatan tersebut dikenal dengan nama Pengaruh Utama Aditif dan Interaksi Ganda atau AMMI (Additive Main Effects and Multiplicative Interaction) (Mattjik, 1998).

Pendekatan AMMI masih diterapkan pada respon tunggal yaitu pada tingkat produksi. Padahal daya hasil merupakan karakter kuantitatif yang sangat dipengaruhi oleh karakter komponen hasil maupun karakter agronomi lain yang terkait dengan daya hasil. Keeratan hubungan antara karakter daya hasil dengan karakter lain yang mempengaruhi daya hasil dapat diduga dengan menghitung nilai koefisien korelasi antara kedua karakter. Kelemahan

analisis korelasi adalah sering menimbulkan salah penafsiran karena adanya efek multikolinearitas antar karakter. Hal ini disebabkan karena antar komponen- komponen hasil saling berkorelasi dan pengaruh tidak langsung melalui komponen hasil dapat lebih berperan dari pada pengaruh langsung. Dengan analisis lintas (path analisys) masalah ini dapat diatasi, karena masing-masing sifat yang dikorelasikan dengan hasil dapat diurai menjadi pengaruh langsung dan tidak langsung.

Analisis sidik lintas merupakan salah satu metode yang dapat digunakan untuk mengembangkan kriteria seleksi. Guna melakukan seleksi secara tidak langsung maka karakter yang digunakan sebagai kriteria seleksi harus diwariskan dan berkorelasi positif dengan karakter yang akan diseleksi.

Berdasarkan penjelasan, penulis ingin menerapkan suatu metode yang relatif lebih singkat dalam program pemuliaan tanaman khususnya tanaman padi yaitu dengan melakukan penelitian dengan penerapan metode AMMI. Varietas yang dianggap stabil dari analisis AMMI kemudian diamati seluruh karakter yang mempengaruhi komponen hasil dan kemudian dianalisis pengaruhnya secara langsung maupun tidak langsung terhadap produksi, sehingga didapat karakter yang bisa dijadikan parameter untuk seleksi.

Perumusan masalah

Genotipe baik berupa jenis/varietas/klon yang berproduksi baik pada suatu lokasi ternyata belum tentu berproduksi dengan baik pada lokasi yang berbeda. Hal ini terjadi karena adanya interaksi antara genotipe dan lingkungan.

Adanya interaksi antara genetik dan lingkungan ini memungkinkan timbulnya kerugian di tingkat petani karena potensi hasil mungkin tidak sesuai dengan yang

diharapkan. Oleh karena itu perlu didapatkan rekomendasi varietas yang bersifat spesifik lokasi, dan untuk mendapatkan ini perlu dilakukan uji multilokasi pada lokasi-lokasi yang menjadi tujuan pengembangan varietas tersebut.

Pada penelitian multilokasi digunakan anova yang hanya mampu menguji interaksi tetapi tidak mampu menentukan pola genotipe atau lingkungan untuk meningkatkan interaksi. Sedangkan pada analisis komponen utama hanya efektif menjelaskan pengaruh interaksi tanpa menerangkan pengaruh utamanya. Untuk mengetahui stabilitas suatu galur atau varietas digunakan nilai koefisien regresi.

Dengan metode ini terdapat kelemahan yaitu ketika suatu galur atau varietas dengan produksi diatas rata-rata tetapi dengan koefisien regresi lebih besar dari satu, kemungkinan galur atau varietas ini akan tereliminasi. Untuk mengatasi masalah ini penulis menerapkan metode AMMI yang dengan metode ini akan didapatkan di daerah mana galur atau varietas tersebut dapat berproduksi secara optimal.

Galur atau varietas hasil persilangan yang memiliki daya hasil yang baik tidak bisa secara langsung diseleksi dari karakter tersebut, karena daya hasil merupakan karakter kuantitatif yang sangat dipengaruhi oleh karakter komponen hasil maupun karakter agronomi lain yang terkait dengan daya hasil. Sementara itu komponen hasil bisa berpengaruh secara langsung dan tidak langsung terhadap daya hasil dan tidak menutup kemungkinan bahwa pengaruh tidak langsung bisa lebih berpengaruh terhadap daya hasil. Oleh sebab itu penulis, ingin menerapkan metode analisis lintas untuk melihat pengaruh langsung dan tidak langsung dari berbagai karakter yang paling berpengaruh dalam menentukan produksi gabah pada tanaman padi.

Tujuan Penelitian

1. Untuk menguji stabilitas produksi beberapa varietas padi yang berpotensi untuk ditanam pada lahan salin dan sulfat masam.

2. Untuk melihat keefektifan analisis AMMI dibandingkan dengan penggunaan koefisien regresi dalam penelitian uji miltilokasi.

3. Untuk mendapatkan komponen-komponen yang berpengaruh secara positif baik secara langsung maupun tidak langsung terhadap hasil gabah yang akan dijadikan sebagai parameter untuk seleksi pada lahan optimal, salin dan sulfat masam.

Hipotesis Penelitian

1. Terdapat interaksi antara genotipe dan lingkungan, sehingga setiap genotipe memiliki lingkungan yang sesuai untuk berproduksi secara optimal.

2. Analisis AMMI lebih efektif digunakan dalam uji multilokasi dibandingkan dengan penggunaan koefisien regresi.

3. Adanya hubungan yang dapat dijadikan parameter seleksi antara komponen hasil dengan hasil gabah pada lahan optimal, salin dan sulfat masam.

Kegunaan Penelitian

Berdasarkan kondisi dari lahan/daerah yang diuji, diharapkan dapat ditarik kesimpulan pada kondisi lahan yang bagaimana suatu varietas/galur dapat tumbuh dengan optimal. Sehingga dapat dijadikan rekomendasi awal sebelum pengujian lebih lanjut kepada petani yang berada pada daerah tersebut varietas mana yang sesuai untuk ditanam pada lahan salin dan sulfat masam. Selain itu, dengan didapatkannya komponen hasil yang mempengaruhi daya hasil pada tanaman

padi, dimungkinkan dapat dijadikan sebagai parameter seleksi oleh pemulia tanaman padi untuk daerah-daerah dengan kondisi lahan yang sama.

TINJAUAN PUSTAKA

Tanaman Padi

Tanaman padi menurut Steenis (1978) termasuk dalam suku padi-padian atau Poaceae (sinonim: Graminae atau Glumiflorae), merupakan terna semusim, berakar serabut; batang sangat pendek, struktur serupa batang terbentuk dari rangkaian pelepah daun yang saling menopang; daun sempurna dengan pelepah tegak, daun berbentuk lanset, warna hijau muda hingga hijau tua, berurat daun sejajar, tertutupi oleh rambut yang pendek dan jarang; bunga tersusun majemuk, tipe malai bercabang, satuan bunga disebut floret, yang terletak pada satu spikelet yang duduk pada panikula. Satu set genom padi terdiri dari 12 kromosom. Padi adalah tanaman diploid, setiap sel padi memiliki 12 pasang kromosom (kecuali sel seksual).

Hingga sekarang ada dua spesies padi yang dibudidayakan manusia secara massal: Oryza sativa yang berasal dari Asia dan O. glaberrima yang berasal dari Afrika Barat. Pada awal mulanya O. sativa dianggap terdiri dari dua subspesies, indica dan japonica (sinonim sinica). Padi japonica umumnya berumur panjang,

postur tinggi namun mudah rebah, lemmanya memiliki "ekor" atau "bulu" (Ing.

awn), bijinya cenderung membulat, dan nasinya lengket. Padi indica, sebaliknya, berumur lebih pendek, postur lebih kecil, lemmanya tidak ber-"bulu" atau hanya pendek saja, dan bulir cenderung oval sampai lonjong. Walaupun kedua anggota subspesies ini dapat saling membuahi, persentase keberhasilannya tidak tinggi.

Setiap bunga padi memiliki enam kepala sari (anther) dan kepala putik (stigma) bercabang dua berbentuk sikat botol. Kedua organ seksual ini umumnya siap

reproduksi dalam waktu yang bersamaan. Kepala sari kadang-kadang keluar dari palea dan lemma jika telah masak. Dari segi reproduksi, padi merupakan tanaman berpenyerbukan sendiri, karena 95% atau lebih serbuk sari membuahi sel telur tanaman yang sama (Daradjat dkk., (2001).

Pemuliaan Tanaman Padi di Indonesia

Usaha peningkatan produksi tanaman padi sering mengalami kendala baik yang bersifat biotik maupun yang bersifat abiotik. Kendala biotik dapat berupa serangan hama penyakit seperti misalnya serangan hama wereng. Sedangkan kendala abiotik dapat berupa tekanan dari lingkungan seperi misalnya cekaman air, kekurangan unsur hara atau tekan lingkungan lainnya. Jonharnas (2009) menyatakan bahwa salah satu upaya untuk meningkatkan hasil per satuan luas dapat ditempuh dengan menanam varietas unggul padi sawah dengan potensi hasil tinggi dan didukung oleh karakteristik low input, tahan terhadap cekaman biotik dan abiotik dan berkualitas baik.

Upaya perakitan varietas padi di Indonesia ditujukan untuk menciptakan varietas yang berdaya hasil tinggi dan sesuai dengan kondisi ekosistem, sosial, budaya, serta minat masyarakat. Sejalan dengan berkembangnya kondisi sosial ekonomi masyarakat, permintaan akan tipe varietas yang dihasilkan juga berbeda- beda. Daradjat dkk., (2001) menggolongkan varietas padi sawah ke dalam empat tipe, yaitu tipe Bengawan (1943-1967), tipe PB5 (1967-1985), tipe IRxx (Multiple Resistance, 1977 – ...), serta tipe IR64 (1986-...) yang tahan hama dan penyakit utama serta bermutu baik.

Menurut Harahap dkk., (1972), dalam Susanto dkk., (2003) persilangan padi di Indonesia dimulai pada tahun 1920-an dengan memanfaatkan gene pool yang dibangun melalui introduksi tanaman. Sampai dengan tahun 1960-an, pemuliaan padi diarahkan pada lahan dengan pemupukan yang rendah, atau tanaman kurang responsif terhadap pemupukan. Telah dilaporkan bahwa pelepasan varietas padi pertama kali dilakukan pada tahun 1943, yaitu varietas Bengawan. Varietas tipe Bengawan memiliki latar belakang genetik yang merupakan perbaikan dari varietas Cina yang berasal dari Cina, Latisail dari India, dan Benong dari Indonesia (Hargrove dkk., (1979) dalam Susanto dkk., (2003)).

Karakteristik padi sawah tipe Bengawan menurut Daradjat dkk., (2001) adalah umur 140−155 hari setelah sebar (HSS), tinggi tanaman 145−165 cm, tidak responsif terhadap pemupukan, rasa nasi pada umumnya enak, dan daya hasil sekitar 3,50−4 t/ha. Contoh varietas tipe Bengawan antar lain adalah Bengawan (1943), Jelita (1955), Dara (1960), Sinta (1963), Bathara (1965), dan Dewi Ratih (1969).

Pada tahun 1967 dilepas dua varietas introduksi, yaitu PB8 (1967) dan B5 (1968) dengan potensi hasil 4,50−5,50 t/ha. Selain dilepas langsung sebagai varietas unggul baru, varietas-varietas introduksi juga merupakan sumber gen untuk memperbaiki sifat-sifat varietas yang sudah ada. Persilangan varietas PB5 dengan Sinta menghasilkan Pelita I-1 dan Pelita I-2. Dari dua varietas yang disebut terakhir selanjutnya berkembang lagi sejumlah varietas baru seperti Cisadane dan Sintanur (Susanto dkk., 2003).

Menurut Daradjat dkk., (2001), varietas tipe PB5 memiliki karakteristik umur sedang (135−145 HSS), postur tanaman pendek -sedang (100−130 cm), bentuk tanaman tegak, posisi daun tegak, jumlah anakan sedang (15−20), panjang malai sedang (75−125 butir/malai), responsif terhadap pemupukan , tahan rebah, daya hasil rata-rata sedang (4-5 t/ ha), serta rasa nasi antara pera sampai pulen.

Contoh varietas tipe PB5 adalah Pelita I-1 (1971), Pelita I-2 (1971), Cisadane (1980), Cimandiri (1980), Ayung (1980), dan Krueng Aceh (1981).

Pemuliaan Padi Sawah Tipe IRxx (Multiple Resistance) (1977 – ...) mengarah pada peningkatan ketahanan tanaman padi terhadap cekaman biotik dan abiotik. Varietas tipe IRxx menurut Daradjat dkk., (2001) memiliki karakteristik umur sedang (115−125 HSS), postur tanaman pendek sampai sedang (95-115 cm), bentuk tanaman tegak, posisi daun tegak, jumlah anakan sedang (15-20), panjang malai sedang (75-125 butir/malai), responsif terhadap pemupukan, daya hasil sedang (4-5 t/ha), tahan hama dan penyakit utama serta cekaman abiotik, serta rasa nasi antara pera sampai pulen. Contoh varietas/galur tipe IRxx untuk tahan wereng coklat biotipe 1 adalah IR26, IR28, IR29, IR30, IR34; tahan wereng coklat biotipe 2 adalah IR32, IR36, IR42, Kencana Bali, Kelara, Babawee, PTb 33; dan tahan wereng coklat biotipe 3 yaitu IR70, IR68, Bahbutong, Barumun, dan Memberamo (Baehaki dan Rifki 1998; Soewito dkk., 2000).

Varietas IR64 diintroduksi dan dilepas sebagai varietas unggul di Indonesia pada tahun 1986. Varietas ini sangat digemari oleh petani dan konsumen, terutama karena rasa nasi yang enak, umur genjah, dan hasil relatif tinggi. Karakteristik varietas tipe IR64 menurut Daradjat dkk., (2001) antara lain adalah umur sedang (100−125 HSS), postur tanaman pendek sampai sedang

(95−115 cm), bentuk tanaman tegak, posisi daun tegak, jumlah anakan sedang (20−25 anakan/rumpun, dengan anakan produktif 15−16 anakan/rumpun), panjang malai sedang, responsif terhadap pemupukan, tahan rebah, daya hasil agak tinggi (5−6 t/ha), tahan hama dan penyakit utama, mutu giling baik, dan rasa nasi enak.

Contoh varietas tipe IR64 adalah Way Apo Buru (1988), Widas (1999), Ciherang (2000), Tukad Unda (2000), dan Konawe (2001).

Nugraha dkk., (2005) menyatakan bahwa saat ini di Indonesia mulai menerapkan teknologi padi hibrida secara komersial. Padi hibrida yang berkembang di Indonesia berasal dari galur-galur tetua hasil introduksi. Dengan demikian perlu dirakit varietas padi hibrida dengan menggunakan galur padi hasil pemuliaan Balai Penelitian Tanaman Padi (Balitpa) yang telah beradaptasi baik di Indonesia. Galur-galur tersebut perlu diidentifikasi sebelum digunakan sebagai tetua padi hibrida dengan cara diuji silang.

Di Indonesia padi hibrida yang berkembang berasal dari galur-galur tetua introduksi baik yang dihasilkan oleh institusi pemerintah maupun swasta. Secara umum varietas atau galur introduksi lebih peka terhadap perubahan kondisi lingkungan terutama hama penyakit sehingga hasilnya lebih berfluktuasi dan tidak stabil. Dengan demikian perlu dirakit varietas padi hibrida yang lebih sesuai dengan kondisi lingkungan di Indonesia. Hal dapat dilakukan dengan menggunakan varietas atau galur yang telah beradapsi di Indonesia sebagai bahan genetik. Bahan genetik tersebut berupa varietas unggul dan galur-galur yang dihasilkan dalam program pemuliaan padi konvensional (inbrida). Contoh padi hibrida antara lain Maro, Rokan, Hipa 3, Hipa 4, hipa7 dan Hipa 8 Pioner Daradjat dkk., (2001).

Selain padi hibrida saat ini dikembangkan padi tipe baru (PTB) yang dihasilkan melalui persilangan antara padi jenis indica dengan japonica. Potensi hasil PTB 10-25% tebih tinggi dibandingkan dengan varietas unggul yang ada saat ini (Las dkk., 2003). Karakteristik padi tipe baru menurut Peng dkk., (1994) dalam Khush (1996) adalah potensi hasil tinggi, malai lebat (± 250 butir gabah/malai), jumlah anakan produktif lebih dari 10 dengan pertumbuhan yang serempak, tanaman pendek (± 90 cm), bentuk daun lebih efisien, hijau tua, senescence lambat, tahan rebah, perakaran kuat, batang lurus, tegak, besar, dan

berwarna hijau gelap, sterilitas gabah rendah, berumur genjah (100−130 hari), beradaptasi tinggi pada kondisi musim yang berbeda, IP mencapai 0,60, efektif dalam translokasi fotosintat dari source ke sink (biji), responsif terhadap pemupukan berat, dan tahan terhadap hama dan penyakit. Contoh padi tipe baru adalah Cimilati, Gilirang dan Fatmawati.

Subandi dkk., (1979) dalam Aryana (2009) menegaskan bahwa dalam pembentukan varietas unggul perlu diperhatikan stabilitas hasil secara sistematis dan kontinyu mulai dari pembentukan populasi dasar sampai pengujian varietas.

Dalam hal ini hasil merupakan kriteria penting dalam mengevaluasi daya adaptasi dan stabilitas hasil suatu genotipe. Pengukuran stabilitas relatif dari suatu genotipe pada rentang wilayah yang luas penting untuk menentukan efisiensi pemuliaan Pengujian pada berbagai lingkungan perlu dilakukan karena di Indonesia lingkungan tumbuh padi sangat beragam baik dari tipe lahan yang digunakan, jenis tanah, cara budidaya, pola tanam maupun musim tanam. Sutami (2004) mengemukakan bahwa keragaman lingkungan tumbuh tersebut akan berpengaruh terhadap hasil gabah persatuan luas. Dengan adanya fenomena interaksi genotipe

dengan lingkungan, dengan hasil suatu genotipe sering tidak konsisten dari satu lingkungan ke lingkungan yang lain. Hal ini menyulitkan pemulia dalam memilih genotipe terbaik. Besarnya interaksi genotipe dengan lingkungan perlu diperhatikan untuk menghindari kehilangan genotipe unggul.

Suatu genotipe yang stabil dan berdaya hasil tinggi sangat diperlukan oleh para petani yang berlahan sempit untuk mengurangi resiko kegagalan panen akibat perubahan faktor lingkungan yang tidak dapat diperkirakan.

Stabilitas Genotipe

Pengujian varietas/galur pada berbagai lingkungan sering menjumpai fenomena interaksi galur/varietas dengan lingkungan, sebagai akibat dari kompleksnya kondisi lingkungan. Secara sederhana interaksi genotipe x lingkungan dapat dibedakan ke dalam: (a) perbedaan respon antara dua atau lebih genotipe (galur/varietas) berubah/berbeda dari suatu lingkungan ke lingkungan yang lain, dan fenomena ini tidak mengubah urutan (ranking) genotipe-genotipe dari suatu lingkungan ke lingkungan lainnya, dan (b) perbedaan respon dua/lebih genotipe dari suatu lingkungan ke lingkungan yang lain diikuti oleh perubahan urutan genotipe-genotipe tersebut. Pada kondisi pertama, hal ini tidak begitu berpengaruh terhadap program pemuliaan, tetapi pada kondisi kedua sangat berpengaruh karena fenomena ini akan mengeliminasi peluang untuk mendapatkan suatu genotipe yang unggul pada semua lingkungan (Miller, 1989).

Becker (1981) dalam Kang (2002) mengemukakan bahwa kestabilan dapat dibedakan menjadi dua, yaitu kestabilan statis dan kestabilan dinamis. Suatu

genotipe dikatakan stabil statis jika respon genotipe tersebut stabil antar lingkungan dan tidak ada keragaman respon antar lingkungan. Konsep kestabilan ini sering disebut konsep kestabilan biologi. Sedangkan genotipe yang dikatakan stabil dinamis adalah genotipe yang merespon kondisi lingkungan paralel dengan rata-rata respon seluruh genotipe yang diuji. Konsep kestabilan ini sering disebut konsep kestabilan agronomis.

Lin dkk., (1986) dalam Sumertajaya (2005) mengklasifikasikan kestabilan menjadi tiga tipe, yaitu:

1. Tipe pertama

Suatu genotipe dianggap stabil apabila keragaman respon antara lingkungan yang satu dengan lingkungan yang lain kecil.

2. Tipe kedua

Suatu genotipe dianggap stabil apabila responnya terhadap lingkungan sama dengan rata-rata respon semua genotipe.

3. Tipe ketiga

Suatu genotipe dianggap stabil apabila kuadrat tengah sisaan dari model regresi terhadap indeks lingkungan kecil.

Dari ketiga tipe kestabilan di atas, konsep kestabilan statis sama dengan kestabilan tipe pertama, sedangkan konsep kestabilan dinamis sama dengan kestabilan tipe kedua.

Analisis AMMI

Pada percobaan lokasi ganda, rancangan perlakuan yang biasa digunakan adalah rancangan faktorial dua faktor, dengan faktor pertama adalah genotipe dan

faktor kedua adalah lingkungan. Uji ini dilakukan seperti halnya rancangan percobaan biasa, perbedaannya yaitu blok disarangkan ke dalam lingkungan.

Analisis ini sering disebut analisis ragam gabungan dengan model linier sebagai berikut:

Y_bgi=µ+β_b+G_g+L_i+GL_gi+εbgi………..………..1 Analisis AMMI adalah suatu teknik analisis data dengan dua faktor perlakuan dengan pengaruh utama perlakuan bersifat aditif sedangkan pengaruh interaksi dimodelkan dengan model bilinier ganda. Analisis ini menggabungkan analisis ragam aditif bagi pengaruh utama perlakuan dengan analisis komponen utama ganda dengan pemodelan linier pada pengaruh interaksi (Zobel dkk., 1988).

Zobel and Gauch (1988) mengemukakan bahwa dalam model AMMI pengaruh interaksi genotipe x lingkungan diuraikan dengan model bilinier, sehingga kesesuaian lingkungan bagi genotipe dipetakan secara simultan dengan menggunakan biplot. Metode ini merupakan gabungan dari pengaruh aditif pada analisis ragam dan pengaruh multiplikasi pada analisis komponen utama. Tujuan terpenting dari penggunaan analisis AMMI adalah: (a) menjelaskan interaksi genotipe x lingkungan, di mana AMMI dengan biplot meringkas pola hubungan antar genotipe, antar lingkungan, dan interaksi genotipe x lingkungan; dan (b) meningkatkan keakuratan dugaan respon interaksi genotipe x lingkungan.

Gauch (1992) mengemukakan tiga tujuan penggunaan analisis AMMI.

Pertama analisis AMMI dapat digunakan sebagai analisis pendahuluan untuk mencari model yang lebih tepat. Jika tidak ada satupun komponen yang nyata maka pemodelan cukup dengan model aditif saja. Sebaliknya jika hanya pengaruh ganda saja yang yang nyata maka pemodelan sepenuhnya ganda berarti analisis

yang tepat hanyalah analisis komponen utama saja. Sedangkan jika semua komponen interaksi nyata berarti pengaruh interaksi benar-benar sangat kompleks, tidak memungkinkan dilakukannya tanpa kehilangan informasi penting. Kegunaan kedua dari analisis AMMI adalah untuk menjelaskan interaksi galur x lokasi.

AMMI dengan biplotnya meringkas pola hubungan antar galur, antar lokasi dan antara galur dan lokasi. Kegunaan ketiga adalah meningkatkan keakuratan dengan respon interaksi galur X lokasi. Hal ini terlaksana jika hanya sedikit komponen AMMI saja yang nyata dan tidak mencakup seluruh jumlah kuadrat interaksi.

Dengan sedikitnya komponen yang nyata sama artinya dengan menyatakan bahwa jumlah kuadrat sisanya hanya galat saja. Dengan menghilangkan galat ini berarti lebih memperakurat dugaan respon per galur x lokasi.

Perkembangan metode AMMI sampai saat ini sudah dapat diterapkan untuk model tetap yaitu jika genotipe dan lingkungan ditentukan secara subjektif oleh peneliti dan kesimpulan yang diharapkan hanya terbatas pada genotipe dan lingkungan yang dicobakan saja (Sumertajaya, 2007).

Pada dasarnya analisis AMMI menggabungkan analisis ragam aditif bagi pengaruh utama perlakuan dengan analisis komponen utama ganda dengan pemodelan bilinier bagi pengaruh interaksi. Pemodelan linier bagi pengaruh interaksi genotipe dengan lokasi ( GLgi) pada analisis ini adalah sebagai berikut:

GL_gi=Σ√λ1φg1ρi1+ Σ√λ2φg2ρi2+ Σ√λ2φg2ρi2+_…………+ Σ√λnφgnρin

(Gauch, 1988).

Sehingga model (1) dapat ditulis menjadi model AMMI sebagai berikut:

Y_bgi=µ+βb+G_g+L_i+ Σ√λnφgnρin +δge+ε^bgi

Ybgi=µ+βb+Gg+Li+Σ√λ1φg1ρi1+Σ√λ2φg2ρi2+Σ√λ2φg2ρi2+…+Σ√λnφgnρin +δge+ε^bgi.…2

Tahapan analisis AMMI yang dilakukan adalah :

1. Menyusun matriks pengaruh interaksi dalam bentuk matriks Ig x l

2. Melakukan penguraian bilinear terhadap matriks Ig x l melalui SVD (singular value decomposition)

3. Menentukan banyaknya Komponen Utama I (KUI) nyata melalui postdictive success

4. Membuat biplot AMMI (Mattjik, 1998)

Suatu galur dianggap stabil jika posisinya berada dekat dengan sumbu utama. Galur dianggap spesifik pada lokasi tertentu dapat dilihat melalui posisi masing-masing galur terhadap garis lokasi.

Analisis Lintas

Daya hasil merupakan karakter kuantitatif yang sangat dipengaruhi oleh karakter komponen hasil maupun karakter agronomi lain yang terkait dengan daya hasil. Keeratan hubungan antara karakter daya hasil dengan karakter lain yang mempengaruhi daya hasil dapat diduga dengan menghitung nilai koefisien korelasi antara kedua karakter. Kelemahan analisis korelasi adalah sering menimbulkan salah penafsiran karena adanya efek multikolinearitas antar karakter. Di samping itu, nilai koefisien korelasi merupakan pengaruh langsung masing-masing karakter dan pengaruh tidak langsung suatu karakter melalui karakter lain terhadap karakter tidak bebas yang telah dipilih sebelumnya (Dewey dan Lu, 1959 dalam Bizeti dkk., 2004).

Korelasi antar sifat merupakan fenomena umum yang terjadi pada tanaman. Pengetahuan tentang adanya korelasi antar sifat-sifat tanaman merupakan hal yang sangat berharga dan dapat digunakan sebagai dasar program seleksi agar lebih efisien. Tetapi dengan hanya menggunakan analisis korelasi tidak cukup menggambarkan hubungan tersebut. Hal ini disebabkan karena antar komponen-komponen hasil saling berkorelasi dan pengaruh tidak langsung melalui komponen hasil dapat lebih berperan dari pada pengaruh langsung.

Dengan analisis lintas (sidik lintas) masalah ini dapat diatasi, karena masing- masing sifat yang dikorelasikan dengan hasil dapat diurai menjadi pengaruh langsung dan tidak langsung (Li, 1956 dalam Gaspersz, 1992).

Analisis lintas merupakan pengembangan metode analisis korelasi.

Analisis lintas dapat menjelaskan keeratan hubungan antar karakter dengan cara menguraikan koefisien korelasi menjadi pengaruh langsung dan pengaruh tidak langsung. Jika dibandingkan dengan analisis korelasi, maka analisis lintas tidak hanya memberikan informasi tentang keeratan hubungan antar karakter, tetapi juga menjelaskan mekanisme hubungan kausal antar karakter. Mekanisme hubungan kausal diperoleh dari penguraian koefisien korelasi menjadi pengaruh langsung masing-masing karakter dan pengaruh tidak langsung masing-masing karakter melalui karakter lain (Singh dan Chaudhary. 1977).

Analisis lintas merupakan salah satu metode yang dapat digunakan untuk mengembangkan kriteria seleksi, terutama untuk plasma nutfah yang berumur panjang. Guna melakukan seleksi secara tidak langsung maka karakter yang digunakan sebagai kriteria seleksi harus diwariskan dan berkorelasi positif dengan karakter yang akan diseleksi.

BAHAN DAN METODE

Tempat dan Waktu Peneltian

Penelitian di laksanakan di tiga lokasi yaitu lokasi yang bersifat salin, sulfat masam (bekas tambak) dan optimal. Lokasi untuk tanah salin dan sulfat masam (bekas tambak) berada di Percut Sei Tuan, lokasi untuk tanah sulfat masam merupakan tanah rawa bekas tambak dan untuk lokasi ketiga yang mewakili lokasi optimal dilaksanakan di lahan petani di Desa Tumpatan Nibung Kecamatan Batang Kuis. Penelitian dilakukan mulai bulan Maret 2011 sampai dengan September 2011.

Gambar 1. Peta lokasi penelitian

Tabel 1. Karakteristik lahan penelitian

Lokasi Karakteristik

pH DHL (mmos/cm)

Optimal 6,5-6,7 -

Sulfat Masam 4,1-4,6 6,5-6,8

Salin 7,1-7,8 6,7-8,4

Bahan dan Alat

Adapun bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah varietas padi yang terdiri dari 18 varietas yaitu Banyuasin, Batang hari, Dendang, Indragiri, Punggur, Martapura, Margasari, Siak Raya, Air Tenggulang, Lambur, Mendawak, IR 64, IR 42, Ciherang, Nona Bokra, Hipa 7, Hipa 8 Pioner dan Bernas. Bahan lain yang digunakan dalam penelitian ini berupa pupuk N, P dan K, Insektisida, bahan-bahan kimia untuk ekstraksi klorofil dan bahan pencuci daun pada saat pengamatan stomata dan bahan lain yang digunakan dalam penelitian ini.

Adapun alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah alat untuk mengolah tanah, pH meter untuk mengukur pH tanah, alat pengukur daya hantar listrik, meteran untuk mengukur tinggi tanaman, timbangan analitik untuk mengukur produksi dan sfektrofotometer untuk mengukur kadar klorofil a, b dan total klorofil, mikroskop untuk mengamati kerapatan stomata serta peralatan lain yang mendukung dalam penelitian ini.

Metode Penelitian

Penelitian disusun berdasarkan rancangan acak kelompok dengan tiga ulangan, faktor berupa varietas padi sebanyak 18 varietas yaitu Banyuasin, Batang hari, Dendang, Indragiri, Punggur, Martapura, Margasari, Siak Raya, Air Tenggulang, Lambur, Mendawak, IR 64, IR 42, Ciherang, Nona Bokra, Hipa 7, Hipa 8 Pioner dan Bernas. Jumlah plot seluruhnya 54 plot, luas plot 3m x 2m, jarak tanam 20cm x 15 cm, jumlah tanaman per plot 156 tanaman dengan jumlah sampel per plot sebanyak 15 tanaman.

Tahapan Penelitian

Penelitian dilakukan di setiap lokasi yang diuji dengan mengukur parameter: tinggi tanaman, jumlah anakan, jumlah anakan produktif, panjang malai, jumlah gabah/malai, jumlah gabah hampa/malai dan produksi gabah.

Selanjutnya dilakukan pengujian pada data produksi apakah memenuhi asumsi aditif, homogen, normal dan keacakan. Jika tidak memenuhi dilakukan transformasi data dan jika telah memenuhi dilanjutkan dengan analisis AMMI.

Hasil dari analisis AMMI akan didapatkan lokasi yang paling sesuai bagi suatu varietas untuk dapat berproduksi secara optimal. Selanjutnya dilakukan analisis lintas dari komponen produksi dengan produksi gabah sehingga didapatkan karakter yang paling mempengaruhi pada suatu varietas dapat berproduksi optimal pada lingkungan yang spesifik.

Pelaksanaan Penelitian

Persiapan lahan

Lahan dengan luas sekitar 500 m² dari setiap lahan penelitian diolah dengan menggunakan alat bajak sebanyak 2 kali, pengolahan pertama dilakukan untuk membalik tanah. Tanah penelitian dibiarkan selama lebih kurang 10 hari, dan setelah itu dilakukan penyemprotan gulma dan dilakukan kembali pengolahan kedua untuk menghaluskan tanah. Lahan penelitian dibagi menjadi 3 ulangan dan setiap ulangan diplot menjadi 18 plot sehingga seluruh lahan terdapat 54 plot, dengan ukuran plot 2m x 3m. Setiap plot dibatasi oleh pematang selebar 50 cm dan antar plot dibatasi oleh pematang dengan lebar 100 cm dan di pinggir pematang dibuat saluran air. Khusus untuk lahan bekas tambak, pengolahan tidak dilakukan untuk menghindari terangkatnya lapisan pirit ke permukaan.

Persemaian

Masing-masing benih direndam selama 24 jam dan diinkubasikan selama 12 jam sebelum ditabur di persemaian. Persemaian di persiapkan dalam bentuk bedengan dengan luas masing-masing 50 cm x 50 cm dan dibuat drainase disekeliling bedengan. Benih yang sudah berkecambah ditabur secara merata diatas permukaan tanah. Dilakukan pengairan secara teratur sesuai dengan kebutuhan tanaman dan gulma dikendalikan secara manual.

Pengelolaan Tanaman

Bibit tanaman dengan umur 21 hari setelah semai ditanam dengan jumlah tanaman 1 tanaman per lubang tanam dengan jarak tanam 20 cm x 15 cm.

Penyulaman dilakukan sampai sebelum pengambilan data pertama. Pengelolaan hama dan gulma secara terpadu dilakukan sesuai dengan kondisi dilapangan.

Pengairan dilakukan secara macak-macak pada saat fase vegetatif dan memasuki fase generatif sampai dua minggu sebelum panen dilakukan pengairan secara optimal. Dilakukan penutupan dengan jaring pada saat tanaman telah berbulir jika terdapat serangan hama burung.

Pemupukan

Pemupukan dilakukan dua kali yaitu sebagai pupuk dasar dan pupuk susulan. Pupuk dasar dilakukan tiga hari setelah tanam dan pemupukan susulan dilakukan tiga puluh lima (35) hari setelah tanam. Jenis dan dosis pupuk yang diaplikasikan sesuai dengan Kepmentan No. 1/2006 yaitu 235 kg urea/ha+ 120 kg SP-36/ha+ 120 kg KCl/ha sebagai pupuk dasar, dan 235 kg urea/ha pada saat pemupukan susulan kedua.

Pemanenan

Pemanenan dilakukan setelah tanaman memenuhi kriteria panen, adapun kriteria panen untuk tanaman padi adalah lebih kurang 95% gabah pada malai telah menguning. Pemanenan dilakukan dengan cara perontokan.

Pengamatan Parameter

Tinggi tanaman (cm)

Tinggi tanaman diukur mulai dari permukaan tanah hingga ujung daun tertinggi pada tanaman sampel. Pengukuran dilakukan mulai dari tanaman berumur dua minggu setelah tanam (MST) dengan interval 2 minggu hingga masa reproduktif.

Jumlah anakan (batang)

Jumlah anakan diukur dengan menghitung jumlah anakan yang muncul dengan waktu dan interval yang sama dengan pengukuran tinggi tanaman pada tanaman sampel.

Umur keluar malai (Hari)

Umur keluar malai diamati pada tanaman sampel dengan menghitung mulai dari saat tanam sampai dengan keluar malai

Jumlah anakan produktif (batang)

Jumlah anakan produktif ditentukan dari rumpun sampel pada masa panen.

Panjang malai (cm)

Panjang malai diukur dari pangkal malai sampai ujung malai pada tanaman sampel.

Umur panen (Hari)

Umur panen diamati pada tanaman sampel dengan menghitung jumlah hari mulai dari saat tanam sampai dengan waktu panen.

Jumlah gabah (butir.malai^-1)

Jumlah gabah permalai ditentukan dengan menghitung total jumlah gabah dari masing-masing tanaman sampel.

Persentase gabah berisi dan hampa (%)

Persentase gabah berisi dihitung dengan membagikan jumlah gabah berisi dengan jumlah total gabah ( berisi+hampa) dikali 100% dengan menggunakan sampel yang sama untuk pertitungan jumlah gabah permalai. Sedangkan persentase gabah hampa adalah 100% dikurang persentase gabah berisi.

Bobot 1000 butir gabah

Bobot 1000 butir gabah dihitung dengan menimbang 1000 butir gabah tanaman sampel yang sama.

Produksi gabah (kg)

Produksi gabah dihitung dengan memanen tanaman dalam satu plot kemudian ditambah dengan produksi per sampel.

Jumlah stomata/mm

Metode yang digunakan mengacu pada Taulu dkk. (1991). Daun padi dipotong-potong menjadi berukuran lebih kurang 0,5 x 0,5 cm lalu potongan daun dimasukkan ke dalam tabung reaksi. Ke dalam tabung reaksi ditambahkan 3- 4 ml HNO3 30% lalu dipanaskan di atas lampu bunsen hingga mendidih.

Selanjutnya ditambahkan KClO₃ 10 mg dan dipanaskan lagi sampai potongan daun berwarna coklat muda atau sampai terbentuk selaput putih bening. Daun lalu dibilas dengan air mengalir sampai larutan HNO3 tercuci dan dibilas beberapa kali dengan air suling. Potongan-potongan daun yang telah dicuci lalu diletakkan dalam cawan petri dan dibersihkan dengan kuas hingga daun berwarna putih bening. Potongan-potongan daun yang sudah dibersihkan lalu dibilas dengan air suling sampai bersih, kemudian dimasukkan ke dalam tabung yang sudah diberi air suling, diletakkan pada gelas objek lalu ditutup dengan penutupnya.

Selanjutnya diamati di bawah mikroskop dengan pembesaran l0 x 40.

Kadar klorofil a, b dan total(mg/ml)

Kandungan klorofil dan karotenoid daun dihitung dengan pektrotofometer UV-Vis mengikuti metode yang dikemukakan oleh Hendry dan Grime (1993).

Ekstraksi klorofil diakukan dengan aceton 80%, ditimbang 0,1g daun, digerus

dalam mortar, kemudian ditambah aceton sebanyak 10 ml. Selanjutnya disaring dengan kertas filter Whatman. Filtrat kemudian diukur absorbansinya pada 645 dan 663 nm. Penghitungan kadar klorofilnya sebagai berikut:

Klorofil a mg/ml berat daun

=(12,7 x A663 -2,69 x A645 ) x10^-1 Klorofil b mg / g berat daun

= (22,9 x A645 – 4,68 x A663) x 10^-1 Klorofil total mg / g berat daun

= (8,02 x A663 + 20,2 x A645) x 10^-1

Analisis Data

Data hasil produksi dari setiap genotipe diuji apakah memenuhi asumsi aditif, homogen, normal dan keacakan. Jika tidak memenuhi dilakukan transformasi data dan jika telah memenuhi dilanjutkan dengan analisis AMMI.

Model linier untuk analisis AMMI adalah sebagai berikut:

Ybgi=µ+βb+Gg+Li+Σ√λ1φg1ρi1+Σ√λ2φg2ρi2+Σ√λ2φg2ρi2+…+Σ√λnφgnρin +δge+ε^bgi (Mattjik, 1998).

Tahapan analisis AMMI yang dilakukan adalah :

1. Menyusun matriks pengaruh interaksi dalam bentuk matriks Ig x l

2. Melakukan penguraian bilinear terhadap matriks Ig x l melalui SVD (singular value decomposition)

3. Menentukan banyaknya Komponen Utama I (KUI) nyata melalui postdictive success

4. Membuat biplot AMMI

Suatu galur dianggap stabil jika posisinya berada dekat dengan sumbu utama. Galur dianggap spesifik pada lokasi tertentu dapat dilihat melalui posisi masing-masing galur terhadap garis lokasi.

Hasil dari analisis AMMI akan didapatkan lokasi yang paling sesuai bagi suatu varietas untuk dapat berproduksi secara optimal. Selanjutnya dilakukan analisis lintas lintas dari komponen produksi dengan produksi gabah sehingga didapatkan karakter yang paling berpengaruh pada suatu varietas bisa berproduksi optimal pada lingkungan yang spesifik.

Sebagai pembanding dihitung juga stabilitas genetik seperti yang dikemukakan oleh Eberhart dan Russell (1966) dengan model linear sebagai berikut:

Y_ij = µ_i + βi I_j +δij

di mana Yij adalah rataan hasil galur ke-i pada lingkungan ke-j; µi adalah rataan genotip I pada semua lingkungan; βi adalah koefisien regresi genotip pada indeks lingkungan; I_j adalah indeks lingkungan yang diperoleh dari rata-rata varietas pada lingkungan j dikurangi rata-rata seluruh populasi; δij deviasi regresi varietas I pada lingkungan j.

Perhitungan analisis regresi berganda juga digunakan untuk mengetahui besarnya pengaruh X terhadap Y. Karakter yang diamati meliputi:

Y : Potensi produksi X1 : Tinggi tanaman X2 : Jumlah anakan

X3 :Jumlah anakan produktif X4 :Umur keluar malai

X5 : Panjang malai X6 : Umur panen

X7 : Jumlah gabah per malai X8 : Persentase gabah berisi X9 : Persentase gabah hampa X10 : Bobot 1000 butir gabah

Persamaan regresi berganda antar variabel Y dengan variabel Xi yaitu sebagai berikut:

Y = b0+b1X1+b2X2+...+bnXn

Keterangan: Y = Produksi gabah

X = peubah bebas ke-i untuk i= 1,2,...n b0,b1,....bn = koefisien regresi

(Gomez dan Gomez, 1995).

Hubungan kausal diagram lintas antara peubah bebas dan peubah tak bebas untuk komponen hasil adalah sebagai berikut:

Gambar 2. Hubungan kausal diagram lintas antara peubah bebas dan peubah tak bebas untuk komponen hasil

X1

X2

X3

X4

X5

Xn Y

r1.1 r1.2 r1.3 ….. r1.6

r2.1 r2.2 r2.3 …… r2.6

r_3.1 r_3.2 r_3.3 …… r_3.6 .. …. … …. ….

… …. …. ….. …..

r_6.1 r_6.2 r_6.3 …… r_6.6 r_1y

r2y

r3y

…

… r_6y

p1y

p2y

p_3y

…

…

=

Untuk menghitung koefisien lintas digunakan metode matrik seperti yang dikemukakan oleh Singh dan Chaudary (1977) yang disajikan sebagai berikut:

A B C

Keterangan: A= Vektor koefisien korelasi antara peubah bebas Xi (1=1,2,...,n) dan peubah tak bebas Y.

B= matriks korelasi antara peubah bebas dalam regresi berganda yang memiliki n buah peubah tak bebas.

C= vektor koefisien lintas yang menunjukkan pengaruh langsung dari setiap peubah bebas terhadap peubah tak bebas.

Analisis data pada dilakukan dengan menggunakan software statistik SAS untuk analisis AMMI dan SPPS AMOS 16 untuk perhitungan analisis lintas.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Interaksi Genetik dan Lingkungan

Hasil analisis ragam untuk semua karakter pada setiap lokasi menunjukkan bahwa semua karakter morfologi dan agronomi yang diamati menunjukkan perbedaan yang nyata. Ini menunjukkan bahwa terdapat perbedaan respon dari setiap varietas yang diamati. Perbedaan respon ini terjadi karena adanya pengaruh genetik dan lingkungan serta interaksi antara genetik dan lingkungan. Besarnya kontribusi antara genetik dan lingkungan dalam penelitian ini dapat dilihat pada Table 2 yang dinyatakan dengan nilai heritabilitas (h²) dalam arti luas.

Tabel 2. Nilai heritabilitas pada setiap lokasi

Lokasi

Karakter

Optimal (18 varietas)

Salin (5 varietas)

Sulfat Masam (12 varietas)

Tinggi tanaman (cm) 0.995 0.730 0.985

Jumlah Anakan 0.925 0.778 0.880

Jumlah Anakan Produktif 0.890 0.766 0.922 Umur Keluar Malai (hari) 0.980 0.973 0.997

Umur Panen (hari) 0.966 0.980 0.966

Panjang Malai (cm) 0.863 0.809 0.915

Jumlah Gabah/malai (butir) 0.779 0.603 0.981

% Gabah Hampa 0.851 0.887 0.643

% Gabah berisi 0.851 0.887 0.643

Bobot 1000 Butir (g) 0.963 0.950 0.915

Produksi 0.949 0.632 0.952

Tabel 2 menunjukkan bahwa nilai heritabilitas dari semua karakter pada setiap lokasi yang diuji menunjukkan nilai yang tinggi (>0,5). Nilai ini menunjukkan bahwa ada keragaman genetik yang tinggi pada populasi akibatnya setiap varietas menunjukkan perbedaan respon terutama dalam hal respon tingkat adaptasi tanaman. Penampilan karakter yang diamati dari varietas yang diuji dapat dilihat pada Tabel 3.

Varietas Parameter

Optimal

Tinggi tanaman (cm)

Jumlah Anakan

Jumlah Anakan Produktif

Umur Keluar Malai (hari)

Umur Panen (hari)

Panjang Malai (cm)

Jumlah Gabah/mal ai (butir)

% Gabah Hampa

% Gabah berisi

Bobot 1000

Butir (g) Produksi

Heritabilitas (h²)

Banyuasin 151,30b 43a 37a 90,83bc 121,00bc 26,23ab 289,67a 11,13cd 88,87bc 26,53a 5,80ab 0,87t Batang Hari 134,42c 30b 24c 85,77de 118,00cd 20,50de 203,00e 11,20cd 88,80bc 24,07bc 4,47ef 0,64t Dendang 128,95d 31b 26bc 88,55cd 119,00cd 21,50cd 220,67d 13,90abc 86,10cde 23,43cd 4,47ef 0,77t Indragiri 123,46e 26c 20cd 86,40de 118,67cd 21,70cd 212,00e 14,43ab 85,57de 25,03b 4,27ef 0,64t Punggur 119,83f 23d 21c 84,97e 118,33cd 23,40ab 244,67bc 14,10ab 85,90de 24,40bc 4,33ef 0,64t Martapura 153,97b 30bc 24c 92,86ab 124,67a 26,13ab 256,67abc 14,87ab 85,13de 20,30g 4,87de 0,92t Margasari 160,32a 31b 25c 93,31ab 126,00a 26,17ab 266,33ab 14,83ab 85,17de 20,57g 5,50bc 0,76t Siak Raya 153,20b 45a 32ab 90,54bc 123,67ab 26,97a 218,33d 13,57bc 86,43cd 27,10a 5,03c 0,89t Air Tenggulang 130,56d 32b 26c 95,56a 124,67a 18,70e 227,33d 14,07ab 85,93de 24,43bc 3,80g 0,44s

Lambur 119,85f 31b 24c 81,31f 116,00d 16,40f 209,00e 14,57ab 85,43de 22,93e 4,10fg 0,44s

Mendawak 121,43e 26c 18d 80,39f 116,00d 18,13ef 224,67d 16,57a 83,43e 22,07f 3,90fg 0,44s

IR 64 127,72d 23d 17d 76,86g 112,33e 21,40cd 232,33c 15,40ab 84,60de 23,23d 4,10fg 0,44s

IR 42 120,82ef 21d 15d 75,84gh 111,33e 21,53cd 237,33c 13,40bc 86,60cd 23,50cd 3,97fg 0,64t Ciherang 118,59f 24cd 18d 76,87g 112,00e 22,77bc 235,00c 13,83abc 86,17cde 23,57cd 5,30bcd 0,44s Nona Bokra 118,21f 20d 16d 76,29gh 110,67e 20,57d 207,67e 16,27ab 83,73de 22,53ef 4,70e 0,44s Hipa 7 106,54g 33b 27c 72,28h 111,67e 25,40ab 285,00ab 11,70cd 88,30bc 24,07b 6,13a 0,64t Hipa 8 Pioner 104,12g 34b 28c 73,35h 111,00e 24,53ab 273,33ab 7,97e 92,03a 24,87b 6,33a 0,90t

Bernas 104,21g 34b 28c 71,14h 110,00e 23,17bc 247,00bc 8,55de 91,45ab 26,63a 6,40a 0,70t

Ket: angka yang diikuti oleh huruf yang sama pada kolom yang sama tidak berbeda nyata menurut uji beda nyata jujur (BNJ) pada taraf 5%

r:rendah (0 ≤ h² ≤ 0,2 s:sedang (0,2 > h² ≥0,5) t:tinggi (h² > 0,5)

Tabel 3. Penampilan karakter setiap varietas pada lokasi optimal, sulfat masam dan salin