KERAGAMAN FENOTIP GALUR-GALUR PADI
KETURUNAN IR64 X HAWARA BUNAR GENERASI F7
PADA KONDISI CEKAMAN ALUMINIUM
TURATI
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2011
2
PERNYATAAN MENGENAI TESIS
DAN SUMBER INFORMASI
Saya menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa tesis dengan judul Keragaman Fenotip Galur-galur Padi Keturunan IR64 X Hawara Bunar Generasi F7 pada Kondisi Cekaman Aluminiumadalah hasil karya saya sendiri dengan arahan komisi pembimbing, dan belum diajukan dalam bentuk apapun pada perguruan tinggi manapun. 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 dibagian akhir tesis ini.
Bogor, Juli 2011
Turati G353090131
TURATI.Phenotipic Variation of F7 Rice Lines Derived from a Cross between IR64 X Hawara Bunar Under Aluminum Stress. Under direction of Dr. Ir. MIFTAHUDIN, M.Si and Dr. Ir. IDA HANARIDA SOMANTRI, M.S.
Aluminum(Al) toxicity is onethe most important limiting factors for upland rice growth and production in acid soils. This study was aimedtoanalyze the diversity of phenotypes and to select an F7 rice Recombinant InbreedLines(RIL) population derived froma crossbetweenricevarietasIR64 and Hawara Bunar for Al resistance. The experiment used 300 rice lines fromthe F7 RILpopulationand 3 control varieties which were IR64 (Al-sensitive), Hawara Bunar (Al-tolerance), and Danau Gaung (Al-tolerance). The experiment was designed using Randomized Complete Block with single factor and 3 replication.The experiment carried out in 3 places; the laboratory, the greenhouse and the field. The results showed that based on Relative Root Legth (RRL) as a selection character, the 300 rice linescould be grouped into 130(43%)high Al-tolerant lines, 68(22.6%) moderate Al-Al-tolerant and 102(34%)Al-sensitivelines. The green house experiment using 50 selected rice lines that were grown in Yellow Red Podzolic acid soil could select 32 lines that were Al-tolerant with good agronomic characteristics. The field experiment using 32 selected rice lines that were grown in Yellow Red Podzolic acid soil in Taman Bogo, Lampungcould select 4 lines (161, 322, 531, 699) that were tolerant to Al stress and acid soilwith good agronomic characteristics.
RINGKASAN
TURATI. Keragaman Fenotip Galur-galur Padi Keturunan IR64 X Hawara Bunar Generasi F7 pada Kondisi Cekaman Aluminium. Dibimbing oleh Dr. Ir. MIFTAHUDIN, M.Si, dan Dr. Ir. IDA HANARIDA SOMANTRI, M.S.
Keracunan Aluminium mengakibatkan hasil padi gogo pada tanah masam menjadi rendah. Penanaman varietas padi gogo unggul toleran Al merupakan cara yang paling murah dan mudah dilaksanakan petani. Pemuliaan untuk mendapatkan varietas unggul toleran Al dan informasi ilmiah yang mendukung kegiatan pemuliaan merupakan masalah yang harus dipecahkan.
Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari keragaman fenotip dan mendapatkan galur-galur padi toleran Al melalui seleksi populasi Recombinant Inbreed Lines (RIL) hasil persilangan antara padi varietas IR64 dengan Hawara Bunar. Percobaan dilaksanan di tiga tempat yaitu laboratorium Fisiologi Tumbuhan, Departemen Biologi, FMIPA IPB Bogor, rumah kaca Balai Besar Biogen Cimanggu-Bogor dan Kebun Percobaan Taman Bogo-Lampung Timur. Penelitian dilaksanakan mulai bulan Juli 2010 sampai Mei 2011. Bahan tanaman yang digunakan adalah 300 galur padi dari populasi RIL generasi F7 hasil persilangan Varietas IR64 X Hawara Bunar. Tanaman kontrol yang digunakan: varietas IR64 sebagai kontrol tanaman peka Al, dan varietas Hawara Bunar danvarietas Danau Gaung sebagai kontrol tanaman toleran Al. Percobaan menggunakan Rancangan Acak Kelompok (RAK) dengan satu faktor tunggal yaitu 300 galur padi populasi RIL F7dengan 3 varietas kontrol. Masing-masing galur/varietas diulang 3 kali.
Penelitian dilaboratorium untuk menapis 300 nomor-galurmenggunakanmetode Panjang Akar Relatif (PAR). Hasil penelitian di laboratorium menunjukkan dari 300 galur yang diuji diperoleh sebanyak 130 galur (43%) bersifat toleran Al dengan nilai PAR > 0.7 dan 68 galur (22.6%) moderat toleran Al dengan nilai PAR 0.62–0.69 serta 102 galur (34%) sensitifAl dengan nilai PAR ≤ 0.61.
Penelitian di rumah kaca menggunakan tanah masam Gajrug-Banten untuk menyeleksi 50 galur toleran yang terseleksi dengan PAR. Kelima puluh galur tersebut diuji pada tanah masam Podzolik Merah Kuning yang ber-pH 4.3 dan kandungan Aldd 10.98 me/100 g. Hasil penelitian di rumah kaca menunjukan dari 50 galur yang diuji sebanyak 26 galur (52%) galur menunjukan sifat toleran Al, 16 galur (32%) galur memberikan reaksi agak toleran Al dan 8 galur lainya (16%) galur menunjukan reaksi agak sensitif. Keragaman fenotif galur yang diuji menunjukan ada 9 peubah bervariabilitas rendah dan 3 peubah bervariabilitas luas. Dari seleksi di rumah kaca terpilih 32 nomor tanaman yang mempunyai ketahanan Al dan berkarakter vegetatif dan agronomik yang baik untuk uji lanjut ke lapang.
Penelitian lapang di K.P Taman Bogo Lampung dilakukan untuk mendapatkan galur harapan toleran Aluminium. Sejumlah 32 galur ditanam dalam bentuk barisan dengan jarak tanam 15 cm x 30 cm dengan luas tiap petak 1,8 m x 1,5 m. Lahan percobaan KP. Taman Bogo mengandung Aldd5.31 me/100g dan N-total 0.013%, dengan pH <4.0 serta kejenuhan Al 80.51%. Hasil penelitian di lapang mendapatkan 4 galur harapan toleran Al yang mempunyai ketahanan Al
kontrol toleran Al (Hawara Bunar dan Danau Gaung) di lahan masam. Empat galur tersebut mempunyai potensi untuk dikembangkan lebih lanjut.
© Hak Cipta milik IPB, tahun 2011
Hak Cipta dilindungi Undang-undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik atau tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB
Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis dalam bentuk apapun tanpa izin IPB.
PADA KONDISI CEKAMAN ALUMINIUM
TURATI
TESIS
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada
Program Studi Biologi Tumbuhan
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2011
8
Judul : Keragaman Fenotip Galur-galur Padi Keturunan IR64 X Hawara Bunar Generasi F7 pada Kondisi Cekaman Aluminium
Nama : Turati NRP : G353090131
Disetujui Komisi Pembimbing
Dr.Ir. Miftahudin, M.Si. Dr.Ir. Ida Hanarida Somantri, M.S. Ketua Anggota
Diketahui
Ketua Program Studi Dekan Sekolah Pascasarjana
Biologi Tumbuhan
Dr. Ir Miftahudin, M. Si. Dr. Ir. Dahrul Syah, M.sc. Agr.
PRAKATA
Pujisyukur senantiasa penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala karunia-Nya sehingga penulisan tesis ini berhasil diselesaikan. Penelitian dengan judul KeragamanFenotip Galur-galur Padi Keturunan IR64 X Hawara BunarGenerasi F7 pada Kondisi Cekaman Aluminiumdilaksanakan di Laboratorium Fisiologi departemen Biologi, FMIPA Institut Pertanian Bogor, Rumah Kaca BB-Biogen Cimanggu-Bogor dan Kebun Percobaan Taman Bogo-Lampung Timur sejak bulan Juli 2010 sampai Mei 2011.
Dengan telah selesainya penelitian hingga tersusunnya tesis ini, penulis ingin menyampaikan penghargaan dan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:
1. Dr. Ir. Miftahudin, M.Si.dan Dr. Ir. Ida Hanarida Somantri, M.S. sebagai dosen pembimbing yang telah bersabar dalam memberikan bimbingan dan masukan yang sangat berharga bagi penulisan tesis ini.
2. Dr. Ir. Hajrial Aswidinnoor, M.Sc. sebagai dosen penguji yang telah memberikan masukan yang sangat berharga bagi penulisan tesis ini.
3. Kementrian Agama RI yang telah memberikan kesempatan dan beasiswa serta teman-teman guru di MAN Kota Tegal atas doa dan motivasi yang diberikan. 4. Program IMHERE B2C Institut Pertanian Bogor dengan dana penelitian atas
nama Dr. Ir. Miftahudin, M.Si Tahun 2010-2011.
5. Bapak, ibu, suami, anak, mertua dan seluruh keluarga atasdoa dan pengorbanan yang telah diberikan.
6. Teman-teman di laboratorium Fisiologi Tumbuhan Departemen Biologi IPB dan BUD DEPAG angkatan 2009, teknisi BB-Biogen dan KP. Taman Bogo-Lampung Timur atas dukungan dan tenaga yang dicurahkan bagi selesainya penelitian ini.
Penulis menyadari penulisan tesis ini jauh dari sempurna. Oleh karena itu saran dan kritik yang membangun sangat penulis harapkan. Akhirnya penulis berharap semoga tulisan ini bermanfaat dan memberikan kontribusi yang nyata terhadap perkembangan ilmu biologi dan teknologi pertanian.
Bogor, Juli 2011
Penulis dilahirkan di Kota Tegal pada tanggal 16 April 1977 sebagai putri kedua dari empat bersaudara pasangan H. Kasan dan Hj. Murtini. Penulis menikah dengan Mochamad Subkhan dan telah dikaruniai 3 orang anak yaitu Dhiva Ulhusna, Diena Aulia Rahmani dan Muhamad Dhiya Ulfikri.
Tahun 1995 penulis lulus dari SMA 2 Tegal dan pada tahun yang sama lulus seleksi UMPTN di Universitas Negeri Jakarta (UNJ). Penulis memilih program studi Pendidikan Biologi, Fakultas Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Pendidikan sarjanadiselesaikan pada tahun 2000.
Tahun 2005 Penulis diangkat menjadi Calon Pegawai Negeri Sipil tahun 2005 dan ditempatkan di Madrasah Aliyah Negeri Kota Tegal di Kota Tegal sebagai guru Biologi sampai sekarang. Tahun 2009penulis berkesempatan untuk melanjutkan pendidikan S2 pada program studi Biologi Tumbuhan di Institut Pertanian Bogor melalui jalur beasiswa DEPAG angkatan ke III tahun 2009.
xii
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL ... xiv
DAFTAR GAMBAR ... xv PENDAHULUAN ... 1 Latar Belakang ... 1 Tujuan Penelitian ... 2 TINJAUAN PUSTAKA ... 3 Botani Padi ... 3
Tanah Masam dan Permasalahananya ... 4
Pemanfaatan Tanah Masam untuk Padi Gogo ... 5
Daya Racun Aluminium pada Tanaman Padi ... 5
Mekanisme Toleransi Terhadap Keracunan Aluminium ... 6
Pemulian Tanaman Padi Toleran Aluminium ... 7
BAHAN DAN METODE ... 9
Diagram Alir Penelitian ... 9
Waktu dan Tempat Penelitian ... 10
Bahan Percobaan ... 10
Rancangan Percobaan ... 10
Metode Penelitian ... 10
a. Kultur Hara ... 10
b. Analisis Panjang Akar Relatif (PAR) ... 11
c. Percobaan Rumah Kaca ... 11
d. Percobaan Lapang ... 12
e. Analisis Data ... 13
HASIL ... 15
Penapisan Galur Padi RIL F7 Berdasarkan Panjang Akar Relatif (PAR) ... 15
Pengujian Galur Toleran Aluminium pada Tanah Masam Podzolik Merah Kuning di Rumah Kaca ... 16
a. Tingkat Toleransi Galur pada Tanah Masam Podzolik Merah Kuning (PMK) ... 16
b. Keragaan Galur pada Tanah Masam Podzolik Merah Kuning di Rumah Kaca 18 c. Keragaman Galur Populasi RIL di Rumah Kaca ... 23
d.Pengelompokan Galur di Rumah Kaca dengan Dendogram ... 25
Pengujian Galur Toleran Aluminium pada Tanah Masam Podzolik Merah Kuning di Lapang ... 27
a. Kondisi Umum Lokasi Penelitian di Taman Bogo Lampung Timur ... 27
b. Analisis Sifat Kimia dan Fisik Tanah Percobaan Taman Bogo- Lampung Timur ... 28
c. Respon Galur di Lapang terhadap Tanah Masam dengan Kandungan Al Sangat Tinggi ... 28
d. Keragaan Galur di Lapang pada Tanah Masam Podzolik Merah Kuning (PMK) ... 29
Korelasi antar Karaktervegetatif dan reproduktif di Rumah Kaca dan Lapang ... 44
Komparasi Penampilan Galur-Galur pada 3 Metode ... 45
PEMBAHASAN ... 49
SIMPULAN DAN SARAN ... 63
Simpulan ... 63
Saran ... 63
DAFTAR PUSTAKA ... 64
xiv
DAFTAR TABEL
Halaman 1 Rekapitulasi sifat toleransi Al berdasarkan gejala keracunan Al pada
45 HST pada tanah PMK di rumah kaca ... 18 2 Rekapitulasi hasil analisis sidik ragam peubah vegetatif dan reproduktif
di rumah kaca ... 18 3 Koefisien variasi genetik (KVG) dan koefisien variasi fenotip (KVF)
galur padi populasi RIL generasi F7 di rumah kaca ... 24 4 Rekapitulasi jumlah galur padi RIL F8 berdasarkan sifat toleransi gejala
keracunan Al pada 4 dan 8 MST pada tanah PMK di lapang ... 29 5 Rata-rata nilai pertumbuhan dan komponen produksi galur harapan ... 43 6 Korelasi antar karakter vegetatif dan reproduktif di rumah kaca
dengan PAR, skor ketahanan Al di rumah kaca dan lapang ... 46 7 Korelasi antar karakter vegetatif dan reproduktif di lapang ... 47 8Perbandingan hasil seleksi PAR, skor ketahanan Al di rumah kaca dan
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1 Bagan alir penelitian ... 9
2 Morfologi akar padi saat pengamatan PAR ... 15
3 Distribusi normal nilai panjang akar relatif (PAR) pada populasi padi RIL F7 hasil persilangan IR64 X Hawara Bunar ... 16
4 Perbedaan toleransi galur di rumah kaca pada tanah Podzolik Merah Kuning ... 17
5 Distribusi karakter tinggi tanaman populasi RIL F7 di rumah kaca ... 19
6 Distribusi karakter jumlah anakan populasi RIL F7 di rumah kaca ... 20
7 Dendogram populasi RIL F7 di rumah kaca. ... 26
8Distribusi karakter tinggi tanaman populasi RIL F8 di lapang ... 30
9Distribusi karakter jumlah anakan populasi RIL F8 di lapang ... 31
10 Distribusi karakter jumlah anakan produktif populasi RIL F8 di lapang ... 32
11 Distribusi karakter umur berbunga populasi RIL F8 di lapang ... 33
12 Distribusi karakter umur panen populasi RIL F8 di lapang ... 34
13 Distribusi karakter panjang malai populasi RIL F8 di lapang ... 35
14 Distribusi karakter panjang daun bendera populasi RIL F8 di lapang ... 36
15 Distribusi karakter gabah isi per malai populasi RIL F8 di lapang ... 37
16 Distribusi karakter gabah hampa per malai populasi RIL F8 di lapang ... 38
17 Distribusi karakter bobot 100 butir populasi RIL F8 di lapang ... 39
18 Distribusi karakter bobot gabah per petak populasi RIL F8 di lapang ... 40
xvi
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1 Komposisi larutan hara untuk pengujian Aluminium(Miftahudin 2002) ... 74
2 Skala, gejala dan kriteria ketahanan terhadap keracunan Al ... 74
3 Data Curah Hujan Taman Bogo-Lampung Timur Tahun 2011 ... 75
4 Hasil Analisis Tanah Masam Gajrug-Banten ... 76
5Hasil Analisis Tanah Masam Taman Bogo ... 77
6Kriteria penilaian data analisis tanah ... 78
7Daftar galur yang diuji dengan rata-rata nilai PAR ... 79
8Daftar galur toleran yang ditanam di rumah kaca ... 82
9Nilai karakter vegetatif dan generatif dari galur-galur uji di rumah kaca ... 83
10Analisis sidik ragam (α = 0.05) peubah tinggi tanaman populasi RIL F7 persilangan IR64 X Hawara Bunar di rumah kaca ... 86
11 Analisis sidik ragam (α = 0.05) peubah jumlah anakan populasi RIL F7 persilangan IR64 X Hawara Bunar di rumah kaca ... 87
12Analisis sidik ragam (α = 0.05) peubah jumlah anakan produktif populasi RIL F7 persilangan IR64 X Hawara Bunar di rumah kaca ... 88
13Analisis sidik ragam (α = 0.05) peubah umur berbunga populasi RIL F7 persilangan IR64 X Hawara Bunar di rumah kaca ... 89
14Analisis sidik ragam (α = 0.05) peubah umur panen populasi RIL F7 persilangan IR64 X Hawara Bunar di rumah kaca ... 90
15Analisis sidik ragam (α = 0.05) peubah gabah isi per malai populasi RIL F7 persilangan IR64 X Hawara Bunar di rumah kaca ... 91
16Analisis sidik ragam (α = 0.05) peubah gabah hampa per malai populasi RIL F7 persilangan IR64 X Hawara Bunar di rumah kaca ... 92
17 Analisis sidik ragam (α = 0.05) peubah panjang malai populasi RIL F7 persilangan IR64 X Hawara Bunar di rumah kaca ... 93
18Analisis sidik ragam (α = 0.05) peubah panjang daun bendera populasi RIL F7 persilangan IR64 X Hawara Bunar di rumah kaca ... 94
19Analisis sidik ragam (α = 0.05) peubah bobot 100 butir populasi RIL F7 persilangan IR64 X Hawara Bunar di rumah kaca ... 95
20Analisis sidik ragam (α = 0.05) peubah bobot gabah per rumpun populasi
RIL F7 persilangan IR64 X Hawara Bunar di rumah kaca ... 96 21 Deskripsi varietas padi yang digunakan sebagai tetua persilangan ... 97 22Deskripsi varietas pembanding toleran Al (Danau Gaung) ... 98 23Perbandingan varietas IR64 dan Hawara Bunar menurut deskripsi umum
(Suprihatno et al. 2007) dengan data di rumah kaca pada tanah Al tinggi ... 99 24Nilai karakter vegetatif dan reproduktif 4 galur harapan di lapang ... 99
1
PENDAHULUAN
Latar BelakangPadi (Oryza sativa L.) merupakan makanan pokok bagi sebagian besar penduduk Indonesia. Permintaan akan komoditas ini dari tahun ketahun mengalami lonjakan sejalan dengan bertambahnya jumlah penduduk, dengan laju pertumbuhan penduduk rata-rata 1.34% per tahun (BPS 2008). Padahal peningkatan kemampuan pertanian kita untuk menyediakan beras cenderung menurun dengan berkurangnya luas sawah yang dapat digunakan untuk budidaya padi. Hal ini mengharuskan program peningkatan produksi padi tidak hanya didukung dengan peningkatan efisiensi teknologi produksi, tetapi juga diarahkan ke penggunaan lahan-lahan marginal seperti lahan masam. Dari luas total daratanIndonesia, sekitar 47.6 juta ha (32.4%) merupakan lahan kering yang umumnya didominasi oleh tanah masam Podzolik Merah Kuning (Karama & Abdurrachman 1993). Kendala utama yang dihadapi dalam pemanfaatan tanah masam untuk produksi tanaman adalah pH rendah dan kandungan Al tinggi (Kochian 1995). Keracunan Al mampu menurunkan produksi tanaman padi 25% sampai 85% (Herrera-Estrella 2003).
Tingginya konsentrasi Al berpengaruh buruk terhadap sistem perakaran meliputi pertumbuhan akar terhambat, pendek, tebal, percabangan akar tidak normal sehingga dapat menyebabkan gangguan penyerapan hara mineral oleh tanaman (Matsumoto 1991). Kelarutan Al berhubungan dengan bentuk senyawa Al. Menurut Kochian (1995) terdapat tiga bentuk senyawa Al yaitu mononuklear (Al3+), Al polinuklear, dan molekul Al kompleks. Endapan Al(OH)3 terbentuk pada pH netral, sedangkan pada pH tinggi Al terdapat dalam bentuk Al(OH)4-, ketika pH rendah (kurang dari 4) akan terbentuk Al(H2O)63+ atau dikenal dengan Al3+ yang merupakan bentuk Al paling toksik bagi tanaman (Matsumoto 2000).
Penanggulangan masalah pada tanah masam tersebut dapat dilakukan dengan cara memperbaiki pH tanah melalui pengapuran, tetapi langkah ini kurang efisien. Pendekatan lain yang lebih efisien adalah dengan menggunakan varietas tanaman yang mampu beradaptasi terhadap tanah masam dan cekaman Al.Upaya perakitan varietas padi di Indonesia ditujukan untuk menciptakan varietas yang berdaya hasil tinggi dan sesuai dengan kondisi ekosistem, serta preferensi masyarakat. Varietas unggul dapat dibuat dengan menyilangkan dua genotipe padi yang berbeda seperti
varietas IR64 dengan Hawara Bunar untuk menggabungkan sifat-sifat unggul dari keduanya. Hasil persilangan akan sangat bervariasi karena terjadi segregasi gen-gen di dalamnya. Dari variasi yang ada pada populasi segregasi tersebut diseleksi tanaman terbaik sesuai dengan tujuan perakitan varietas yang dilakukan yaitu mendapatkan galur padi toleran Al. Seleksi tersebut dapat dilakukan dengan melihat keragaman fenotip masing-masing galur. Demikian seterusnya selama beberapa generasi. Pada proses tersebut terjadi fiksasi gen sehingga gen-gen yang ada pada tiap tanaman menjadi seragam. Jika semua lokus pada tanaman tersebut telah homozigot, maka dikatakan galur tersebut telah murni (galur murni) dan akan melakukan penyerbukan sendiri menghasilkan keturunan yang seragam dan sama persis dengan pertanaman generasi sebelumnya.
Persilangan antara padi varietas IR64 X Hawara Bunar telah dilakukan dan telah menghasilkan populasi Recombinant Inbreed Lines (RIL) generasi F7. Untuk mengetahui apakah galur-galur hasil persilangan ini telah memiliki sifat unggul dan sudah memiliki tingkat toleransi terhadap keracunan Al, maka perlu dilakukan penelitian untuk memilih fenotip galur-galur padi hasil persilangan IR64 X Hawara Bunar generasi F7 yang memiliki kriteria sebagai galur harapan toleran keracunan Al.
Penelitian ini bermanfaat untuk memberi data dan informasi tentang galur-galur padi hasil persilangan IR64 dengan Hawara Bunar generasi F7 yang telah memiliki fenotip sebagai galur harapan toleran keracunan Al.
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari keragaman fenotip dan mendapatkan galur-galur padi toleran Al melalui seleksi populasi Recombinant Inbreed Lines (RIL) generasi F7 hasil persilangan antara padi varietas IR64 dengan Hawara Bunar .
3
TINJAUAN PUSTAKA
Botani PadiPadi (Oryza sativa L.)merupakan salah satu dari tanaman pangan tertua yang dibudidayakan. Tanaman padi adalah serealia semusim yang merupakan sumber karbohidrat utama bagi penduduk dunia.Nenek moyang dari padi budidaya sudah ada di Asia sejak 40 juta tahun yang lalu. Secara taksonomi padi termasuk dalam Divisi Angiospermae, Kelas Monokotiledonae, Ordo Poales, Famili Poaceae atau Gramineae serta Genus Oryza (Tjitrosoepomo 2000).
Tanaman padi antara varietas satu dengan varietas lainnya memiliki perbedaan atau ciri khas masing-masing dari segi morfologi maupun fisiologinya. Sifat-sifat yang nampak berbeda tersebut disebabkan oleh faktor genetik yang diwariskan. Diantara ribuan varietas/kultivar padi itu, ada beberapa sifat yang sama dimiliki oleh sebagian varietas/kultivarietas. Berdasarkan persamaan sifat, maka padi dibedakan menjadi varietas indica dan varietas japonica/sub-japonica (Siregar 1981). Varietas japonica memiliki ciri-ciri : (a) daun sempit dan berwarna hijau tua, (b) bentuk bulir membulat, lebar dan tebal, (c) umumnya berbulu yang panjang atau ada juga yang tidak berbulu, rambut pada glume tebal dan panjang, (d) distribusinya meliputi Jepang, Korea dan Cina bagian utara (e) mampu beradaptasi di daerah dengan siang hari yang panjang (16 jam), maka disebut varietas hari panjang (longday variety). Varietas indica mempunyai ciri-ciri, (a) daun yang sempit dan berwarna hijau terang, (b) bulir ramping dan tipis, (c) umumnya tidak berbulu, namun kadang-kadang bulunya hanya pendek saja, (d) dan mempunyai glume dengan bulu yang tipis dan pendek, dan (e) distribusinya meliputi Cina bagian Selatan, Taiwan, India dan Sri Langka (f) biasa tumbuh di daerah dengan siang hari yang pendek (12 jam), maka disebut varietas hari pendek (shortday variety) (Matsuo & Hoshikawa 1993). Sejumlah ciri dari family Gramineae juga menjadi ciri padi, yaitu berakar serabut, daun berbentuk lanset (sempit memanjang), urat daun sejajar, memiliki pelepah daun, bunga tersusun seperti bunga majemuk dengan satuan bunga berupa floret, floret tersusun dalam spikelet, khusus untuk padi satu spikelet hanya memiliki satu floret. Dalam family Gramineae, buah dan bulir sulit dibedakan karena merupakan bulir (grain) atau kariopsis (Matsuo & Hoshikawa 1993).
Pertumbuhan tanaman padi dibedakan dalam tiga fase, yaitu fase vegetatif, generatif dan pematangan. Fase vegetatif dimulai dari awal pertumbuhan sampai pembentukan malai, fase reproduktif dimulai dari pembentukan malai sampai pembungaan dan fase pematangan dimulai dari pembungaan sampai gabah matang. Di daerah tropis, fase generatif berlangsung 35 hari dan fase pematangan 30 hari. Perbedaan masa pertumbuhan dibedakan berdasar lamanya fase vegetatif(Safitri 2010).
Tanah Masam dan Permasalahannya
Curah hujan yang tinggi di suatu daerah mengakibatkan pencucian Kalsium dan pembentukan tanah masam, sehingga Kalsium biasanya rendah pada tanah masam dan tinggi pada tanah ber-pH tinggi. Pada tanah ber-pH rendah (asam), konsentrasi ion Aluminium (Al) tinggi (Salisbury &Ross 1995).
Bila pH tanah kurang dari 5,5 maka kelarutan Al meningkat. Al yang larut ini akan bereaksi dengan fosfat dan dengan cepat membentuk senyawa Al fosfat yang tidak larut. Kemasaman tanah yang tinggi, keracunan Aluminium, dan kekurangan fosfor merupakan faktor pembatas bagi pertumbuhan tanaman pada lahan masam. Keracunan Al juga akan menghambat pertumbuhan akar primer dan menghalangi pembentukan akar lateral dan bulu akar, ujung akar menebal, berwarna cokelat seperti busuk dan mengering sehingga menghasilkan sistem perakaran tanaman yang kerdil dan pendek (Harmida 2007).
Keracunan Aluminium (Al3+) membatasi produktivitas tumbuhan pada tanah masam dan dalam konsentrasi mikro di dalam larutan tanah dapat menghambat pemanjangan akar dan mengganggu transport air dan nutrisi, akibatnya terjadi penurunan hasil produksi tumbuhan yang signifikan (Giannakoula2009).
Pada tanaman padi keracunan Al mengakibatkan menurunya akumulasi bahan-bahan kering, penyerapan unsur N, P, K, Ca dan Mg (Hai et al. 1989), menurunya panjang akar relatif (Nasution &Suhartini 1992; Nelson 1993; Sivaguru &Paliwal 1993a; Suwartoet al. 1996). Keracunan Al menghambat pertumbuhan bagian atas tanaman, pertumbuhan akar dan hasil pada tanaman: gandum (Ohki 1985), sorgum (Baligaret al. 1989)dan kedelai (Sunartoet al.1992).
5
Pemanfaatan Tanah Masam untuk Padi Gogo
Pengaruh negatif dari tanah masam dapat diperbaiki dengan ameliorasi tanah dan penggunaan varietas toleran (Sanchez &Salinas 1981). Pengapuran merupakan salah satu usaha memperbaiki tanah masam dengan peningkatan serapan N, P, dan K (Murtado&Sutedjo 1988). Selain itu pengapuran menghilangkan unsur yang meracun dan meningkatkan unsur hara Ca dan Mg serta KTK tanah (Fathan et al. 1988; Samsuddin &Ismail 1995). Penggapuran dan pemupukan P meningkatkan hasil gabah (Balittan 1994), kacang tanah (Murtado &Sutedjo 1988), kedelai (Wade et al. 1989; Sunartoet al. 1992).
Pengapuran yang bertujuan untuk menetralkan pH tanah merupakan pemborosan, pengapuran sebaiknya ditujukan untuk meniadakan unsur-unsur yang meracun tanaman (Tisdale &Nelson 1985). Pengapuran dapat menurunkan respon hasil yang maksimal pada penambahan unsur P (Posse &Mendoza 1995).
Usaha ameliorasi tanah-tanah masam memerlukan input tinggi yang umumnya tidak mampu dipenuhi oleh petani (Baligar et al. 1989). Untuk itu perlu dirakit suatu varietas yang toleran tanah masam. Tanaman yang toleran tanah masam biasanya lebih efisien dalam penyerapan dan penggunaan unsur hara (Marschner 1986; Sivaguru &Paliwal 1993a). Penggunaan tanaman yang toleran tanah masam merupakan usaha pemanfaatan tanah masam yang mudah dan murah bagi petani.
Varietas-varietas padi gogo yang telah diuji toleran tanah masam adalah Kedok, Pae Gudo, Parab, Bakka Kleno (Silitongaet al. 1992), Seratus Malam, Hawara Bunar, Azucena, Hanjuang, Jambu (Lubiset al. 1995), Grogol dan Payun (Suwarto et al. 1996).
Daya Racun Aluminium pada Tanaman Padi
Aluminium dapat menimbulkan efek yang merugikan pertumbuhan tanaman baik secara langsung maupun tidak langsung. Pengaruh cekaman Al tidak sama pada semua tanaman, bahkan dalam spesies yang sama. Akar merupakan bagian tanaman yang paling sensitif terhadap keracunan Al. Gejala awal yang tampak pada tanaman yang keracunan Al, yaitu tidak berkembangnya sistem perakaran sebagai akibat penghambatan perpanjangan sel (Purnamaningsih &Mariska 2008).
Secara umum dapat dinyatakan bahwa semakin tinggi konsentrasi Al yang digunakan maka persentase regenerasi tanaman semakin rendah. Hal ini disebabkan
karena peningkatan toksisitas Al pada taraf yang lebih tinggi sehingga menyebabkan kematian pada sel atau jaringan. Tanaman padi yang toleran mempunyai akar yang panjang, berwarna putih serta banyak mempunyai anakan baru, sebaliknya tanaman padi yang peka mempunyai akar yang pendek, sedikit, dan berwarna coklat (Purnamaningsih &Mariska 2008).
Pengelompokkan tanaman padi berdasarkan kemampuan adaptasinya pada cekaman Al ditentukkan dari nilai panjang akar relatif (PAR). Menurut Nasution dan Suhartini (1992) PAR dapat dirumuskan sebagai berikut:
PAR =
Jika nilai PAR > 0.7 maka tanaman tersebut masuk ke dalam kelompok tanaman toleran Al, nilai PAR 0.62–0.69 termasuk kelompok tanaman moderat toleran Al, dan nilai PAR ≤ 0.61 termasuk kelompok tanaman sensitif terhadap Al.
Perlakuan cekaman Aluminium pada indeks kejenuhan Al 25% dan Al 50% menurunkan bobot kering akar padi sensitif dan meningkatkan bobot kering akar tanaman toleran (Hanum et al.2007). Pada media yang mengandung Al, persentase benih yang mampu berkecambah dan tumbuh dengan baik menurun dengan semakin tingginya konsentrasi Al. Tanaman yang mengalami cekaman Al menunjukkan gejala-gejala: pertumbuhan akar menjauhi media, ujung akar berwarna ungu, daun mengecil, dan tanaman kerdil (Sutjahjo et al. 2004)
Mekanisme Toleransi terhadap Keracunan Aluminium
Beberapakemungkinan hipotesa tentang mekanisme toleransi tanaman terhadap Al, yaitu merubah pH di sekitar perakaran sehingga Al tidak meracun bagi tanaman (Foy 1987; Sivaguru &Paliwan 1993a). Pada tanaman kedelai yang toleran Al akan mensintesis asam organik (oksalat) lebih tinggi dari pada tanaman sensitif Al (Sopandieet al. 1996).
Ada keragaman genetik antar spesies dan varietas terhadap toleransi Al. Batas kritis kejenuhan Albervariasi bergantung jenisnya, pada kacang hijau 5%, kedelai 20%, kacang tanah 29%, jagung 28%, kacang tunggak 55% (Sudjadi &Effendi 1990) dan padi gogo 40% (Ismunadji &Partohardjono 1985). Genotipe yang toleran Al mengakumulasi bahan kering dan hasil lebih tinggi dibandingkan yang sensitif pada tanaman gandum (Baligar et al. 1993), kedelai (Sunarto et al. 1994). Selain itu juga
7
dilaporkan bahwa konsentrasi Al 3 ppm dalam larutan tanah, dapat merusak varietas padi yang sensitif terhadap keracunan Al. Sedangkan pada konsentrasi 10 ppm, semua varietas baik yang sensitif maupun yang toleran mengalami kerusakan (IRRI 1979).
Varietas yang toleran Al biasanya menunjukan efisiensi dalam penggunaan hara (Baligar et al. 1993). Padi yang toleran Al berhubungan dengan efisiensi terhadap unsur P dibandingkan padi yang sensitif. Keracunan Al menyebabkan peningkatan jumlah kandungan Al di akar dan ujung tajuk tanaman padi. Pada tanaman padi yang sensitif Al, kandungan Al akar dan ujung tajuk lebih tinggi di banding kultivar yang toleran Al.Rasio Al di ujung tajuk/akar menjadi indikator translokasi Al dari akar ke ujung tajuk. Rasio Al di ujung tajuk/akar pada tanaman padi toleran lebih rendah dibanding tanaman padi yang sensitif. Konsentrasi Al di akar dan di ujung tajuk ini dijadikan parameter untuk membedakan antara kultivar toleran dengan sensistif. Analisis Histochemical akar menggunakan pewarnaan hematosilin memperlihatkan warna ungu tua pada sayatan melintang tebal 1 mm pada ujung akar yang diberi perlakuan Al.Padi varietas sensitif Al menunjukkan lebih banyak menyerap Al dibanding varietas toleran Al. Distribusi Al di ujung akar ditemukan pada bagian epidermis dan subepidermis pada kedua varietas (Miftahudin et al. 2007).
Tanaman toleran mampu membuat mekanisme untuk mencegah penyerapan Al atau mampu mendetoksifikasi sifat racun Al setelah diserap oleh akar. Kandungan makro dan mikro hara tanaman pada jaringan tumbuhan secara nyata dipengaruhi oleh adanya Al. Aluminium dapat menurunkan konsentrasi Ca, P, K dan Mg di ujung tajuk, dan menurunkan kadar K, Mg dan Mn di akar. Al meningkatkan Ca dan P di akar dan menyebabkan peningkatan kandungan Al di ujung tajuk dan akar (Macedo &Jan 2008).
Pemulian Tanaman Padi Toleran Aluminium
Program pemuliaan tanaman di Indonesia didasarkan atas pertimbangan untuk mendapatkan varietas unggul yang berdaya hasil tinggi, memiliki mutu yang baik serta mempunyai sifat-sifat unggul lainnya, seperti toleran terhadap kekeringan, lahan masam, salinitas tinggi dan penyakit. Keragaman genetik yang tinggi merupakan salah satu faktor yang sangat penting dalam proses pemuliaan tanaman.
Seleksi berdasarkan data analisis kuantitatif yang berpedoman pada nilai keragaman genotip, keragaman fenotip, heritabilitas, korelasi genotip, dan korelasi fenotip. Untuk memperkecil kekeliruan seleksi yang didasarkan pada wujud luar (fenotip) tanaman, maka perlu memperhatikan korelasi genotip dan fenotip antar sifat, lingkungan yang cocok untuk seleksi sifat yang diinginkan, ciri genetik sifat yang diseleksi (monogenik, oligenik dan poligenik) dan cara seleksi (Wahdan 1996). Kombinasi gen dari suatu individu adalah genotip. Secara individu pada kondisi pertumbuhan dan lingkungan yang spesifik,tidak semua gen dapat terekspresi.Ekspresi genotip disebut fenotip dan dapat dipertimbangkan sebagai hasil dari interaksi antara genotip dan lingkungan dimana individu berkembang. Sebagai contoh perbedaan genotip antara tanaman dan resistensi penyakit hanya akan terekspresi jika ada tekanan infeksi untuk penyakit, genotip toleran kekeringan, hanya dapat terekspresi pada stress kekeringan (Pabendon 2004).
Di Indonesia perakitan varietas unggul padi yang toleran Al merupakan salah satu prioritas untuk menghasilkan tanaman padi yang mampu beradaptasi pada tanah masam (Partohardjono et al. 1997). Usaha perbaikan varietas padi gogo antara lain untuk mendapatkan padi genjah, meningkatkan potensi hasil, ketahanan terhadap kendala utama seperti penyakit blas (Pyricularia orizae L.) dan adaptasi terhadap lahan bermasalah (Soejono 2003). Beberapa padi gogo lokal di Indonesia seperti Grogol, Krowal dan Hawara Bunar mempunyai kemampuan dapat tumbuh dan bereproduksi dalam kondisi cekaman Al pada tanah masam. Sedangkan IR64 merupakan galur padi sawah yang sensitif Al (Khatiwada et al. 1996; Suparto 1999; Jagau 2000; Roslim et al. 2008)
Beberapa penelitian untuk mendapatkan galur padi gogo toleran Al dengan menggunakan metode yang berbeda sudah dilaksanakan. Hasil penelitian Swasti (2004)untuk mendapatkan galur padi gogo yang efisien P, dan Trikoessoemaningtyas (2002) padi gogo yang efisien K dalam cekaman Al. Bakhtiar (2007) melakukan penapisan padi gogo menggunakan kultur anter untuk toleransi Al dan ketahanan terhadap penyakit blas, dan Edi (2004) meningkatkan toleransi Al pada padi menggunakan kombinasi keragaman somaklonal dan radiasi dengan sinar gamma, serta Purwokoet al. (2005) telah merakit padi gogo toleran Aluminium asal tanaman haploid ganda hasil kultur antera.
9
BAHAN DAN METODE
Diagram Alir PenelitianGambar 1Bagan alir penelitian keragaman fenotip galur-galur padi keturunan IR64 X Hawara Bunar generasi F7 pada kondisi cekaman Aluminium.
AnalisisPAR: (Sterilisasi, kultur Hara, perlakuancekaman Al 0 dan 15 ppm selama 72 jam, Pengukuran PAR)
TanamanTerseleksi
Evaluasi di rumah kaca menggunakan pot dan tanah tinggi kandungan Al:Pengamatan karakter vegetatif dan reproduktif serta skor ketahanan Al
TanamanTerseleksi
Evaluasi dilapang pada tanah Podzolik Merah
Kuning:Pengamatankaraktervegetatifdanreproduktifsertaskorketahanan Al
Analisi Data
300 galurpopulasi RIL generasi F7 hasilpersilangan IR64 X HawaraBunarpadakulturhara
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian dilaksanakan di laboratorium Fisiologi Tumbuhan, Departemen Biologi, FMIPA IPB Bogor, rumah kaca Balai Besar Biogen Cimanggu-Bogor dan Kebun Percobaan Taman Bogo-Lampung Timur. Penelitian dilaksanakan mulai bulan Juli 2010 sampai Mei 2011.
Bahan Percobaan
Bahan tanaman adalah 3 varietas tanaman padi varietasIR64 (kontrol varietas sensitif Al), Hawara Bunar (kontrol varietas toleran Al) dan Danau Gaung (kontrol padi toleran Al) serta 300 galur padi populasi Recombinant Inbreed Lines (RIL) generasi F7 dan F8 hasil persilangan IR64 X Hawara Bunar. Daftar nama galur-galur yang dicoba terdapat pada Lampiran 7.
Bahan kimia untuk kultur hara dan perlakuan cekaman , antara lain terdiri dari: CaCl2H2O, K2SO4, MgSO47H2O, NH4Cl, NH4NO3 dan (AlCl36H2O) sebagai sumber Al. Media tanah berupa Podzolik Merah Kuning berasal dari Gajrug, Kabupaten Lebak-Banten dengan pH 4.5 kandungan Al-dd 10.96 me/100g tanah.
Rancangan Percobaan
Percobaan disusun berdasarkan Rancangan Acak Kelompok (RAK) dengan satu faktor tunggal yaitu 300 galur padi populasi RIL F7dengan 3 varietas kontrol . Masing-masing galur/varietas diulang 3 kali.
Metode Penelitian a. Kultur Hara
Sebanyak 10 biji padi dari tiap galur dikecambahkan pada kertas merang lembab pada ruang gelap dengan kisaran suhu 25-27 oC selama 48 jam. Kecambah yang seragam perakarannya kemudian ditanam pada net plastic yang diapungkan di atas media kultur hara minimum tanpa Al dengan pH 4.0 (Miftahudin et al. 2002) untuk diadaptasikan selama 24 jam dan diberi aerasi. Perlakuan Al dilakukan dengan pemberian Al3+ dalam bentuk AlCl36H2O dengan konsentrasi 0 dan 15 ppm pada pH 4.0 selama 72 jam. Larutan diganti setiap hari untuk mempertahankan pH larutan.
11
b. Analisis Panjang Akar Relatif (PAR)
Setiap nomor tanaman diberi dua perlakuan, yaitu 5 kecambah pada kondisi cekaman (15 ppm) dan 5 kecambah untuk kondisi tanpa cekaman Al (0 ppm). Pengukuran panjang akar utama dilakukan setelah perlakuan cekaman 72 jam. Nilai PAR didapat dari perbandingan panjang akar utama akhir percobaan pada kondisi cekaman (15 ppm) dengan panjang akar utama pada kondisi tanpa cekaman Al (0 ppm). Nilai PAR dikelompokan sebagai berikut: jika nilai PAR ≥ 0.7 maka tanaman tersebut masuk ke dalam kelompok tanaman toleran Al, nilai PAR 0.62–0.69 termasuk kelompok tanaman moderat, dan nilai PAR ≤ 0.61 termasuk kelompok tanaman sensitif Al (Nasution & Suhartini 1992).
c. Percobaan Rumah Kaca Penanaman di Rumah Kaca
Sebanyak 50 galur toleran Al hasil seleksi berdasarkan PAR ditanam di rumah kaca dalam pot yang telah diisi 7 kg tanah masam Podzolik Merah Kuning yang diambil dari Gajrug-Banten. Hasil analisis tanah Gajrug disajikan pada Lampiran 4. Pemeliharaan tanaman padi dilakukan sesuai prosedur standar budidaya tanaman padi gogo. Pemupukan menggunakan pupuk N dengan dosis 0.7 g/pot, pupuk P 1.75 g/pot dan pupuk K 0.7 g/pot. Aplikasi pemupukan tiga kali yaitu; 1/3 bagian pada 21 hari setelah tanam, 2/3 bagian pada 35 dan 50 hari setelah tanam.
Pengamatan Karakter Vegetatif dan Karakter Reproduktif di Rumah Kaca
Pengamatan karakter vegetatif dilakukan terhadap tinggi tanaman, jumlah anakan. Sedangkan karakter reproduktif meliputi pengamatan terhadap jumlah anakan produktif, panjang malai, panjang daun bendera, jumlah gabah isi per malai dan jumlah gabah hampa per malai, bobot 100 butir, bobot gabah per rumpun, umur berbunga dan umur panen. Cara penilaian ketahanan terhadap keracunan Al berdasarkan sistem penilaian baku padi oleh IRRI (1996), dengan skor skala 1-9 (Lampiran 2). Pengamatan toleransi terhadap tanah masam dengan skor Al dilakukan pada umur 45hari setelah tanam (HST).
d. Percobaan Lapang Penanaman di Lapang
Sebanyak 32 galur yang terseleksi di rumah kaca dengan 3 varietas kontrol ditanam pada lahan masam Podzolik Merah Kuning di Taman Bogo-Lampung Timur. Herbisida pratumbuh Goal dengan dosis 320 cc/ha digunakan untuk membasmi gulma sebelum padi gogo ditanam. Padi gogo ditanam langsung dengan cara ditugal, galur padi gogo yang diuji ditanam dalam bentuk barisan dengan jarak tanam 15 cm x 30 cm dengan luas tiap petak 1,8 m x 1,5 m. Pemupukan menggunakan pupuk urea dengan dosis 100 kg/ha, TSP 100 kg/ha dan KCl 100 kg/ha. Aplikasi pemupukan tiga kali yaitu; 1/3 bagian pada 21 hari setelah tanam, 2/3 bagian pada 35 dan 50 hari setelah tanam.
Penyiangan dilakukan sebanyak 2 kali yaitu sebelum pemupukan kedua dan sebelum pemupukan ketiga.Pengendalian menggunakan pestisida yang disesuaikan dengan kebutuhan. Insektisida Carbofuran dengan dosis 20 kg/ha diberikan pada lubang tanaman untuk mengendalikan lalat bibit. Penyulaman dilakukan minimal pada saat tanaman berumur 1 MST, penyulaman ini dilakukan untuk tanaman yang mati. Penentuan sampel dilakukan dengan menentukan lima tanaman sampel padi tiap petak tanaman. Tanaman sampel dipilih selain baris luar tanaman tiap petak. Sampel tanaman dibuat dengan pola “x” yang mampu mewakili tiap petak tanaman.
Pengamatan Karakter Vegetatif dan Karakter Reproduktif di Lapang
Pengamatan vegetatif di lapang dilakukan terhadap tinggi tanaman (cm), pengukuran tinggi dilakukan mulai dari pangkal batang hingga ujung malai terpanjang. Jumlah anakan (batang/rumpun), yaitu jumlah anakan yang dihasilkan dalam satu rumpun. Serta pengamatan skor ketahanan Al mengikuti cara penilaian ketahanan terhadap keracunan Al berdasarkan sistem penilaian baku padi oleh IRRI (1996), dengan skor skala 1-9 (Lampiran 2). Pengamatan toleransi terhadap tanah masam di lapang dengan skor Al dilakukan pada umur 4 dan 8 minggu setelah tanam (MST) terhadap lima sampel tiap petak.
Pengamatan karakter reproduktif meliputi pengamatan terhadap jumlah anakan produktif (batang/rumpun), yaitu rerata jumlah anakan yang menghasilkan malai dari 5 rumpun sampel yang ditentukan secara acak. Umur berbunga (HST) dihitung sejak waktu tanam sampai 80% dari populasi tanaman berbunga (hari).
13
Umur panen (HST) yang dihitung sejak waktu tanam sampai 80% butir dalam malai masak kuning dari seluruh populasi tiap galur. Panjang malai (cm) yang diukur dari 5 malai sampel per rumpun, diukur dari bagian buku malai hingga ujung malai. Panjang daun bendera (cm) diukur dari 5 daun bendera dari malai sampel per rumpun. Jumlah gabah isi dan hampa per malai (butir), yaitu rerata jumlah gabah isi atau hampa dari lima rumpun sampel yang diambil secara acak. Bobot 100 butir (g), yaitu bobot 100 butir gabah isi pada kadar air 14%. Dugaan produksi (ton/ha) diperoleh berdasarkan pada konversi bobot gabah kering yang dipanen tiap petak pada kadar air 14%. Dugaan produksi petakan diperoleh dengan rumus :
Produksi (ton/ha) = / x hasil gabah kering/petak.
e. Analisis Data
Hasil percobaan rumah kaca dan lapang dianalisis menggunakan analisis sidik ragam RAK pada tingkat kepercayaan 95%. Uji lanjut digunakan uji Duncan Multiple Range Test (DMRT) pada tingkat kepercayaan 95%.
Keragaman dapat dihitung setelah terlebih dahulu menghitung ragam fenotip (σ2F) dan ragam genotip (σ2G). Untuk menghitung ragam fenotip (σ2F) dan ragam genotip (σ2G) mengikuti cara Johnson et al (1995):
σ2G = σ2 F = σ2G + KTG
Keterangan :
σ2G = ragam genotip KTG= Kuadrat tengah galat σ2 F = ragam fenotip KTP= Kuadrat tengah perlakukan
Koefisien variasi genetik (KVG) dan koefisien variasi fenotipik (KVF) dihitung berdasarkan rumus :
100% X X G KVG 2
σ
X100% X F KVF 2 σ P d l a b p b a ( s G d g s R Penapisan G Hasi dengan kultu larut dalam akar tanama berbeda-bed pertumbuhan beberapa ga adanya Al. H (IR64) dan sehingga aka Gambar 2 Hasi diperoleh se galur (22.6% sensitif Al d RIL F7 men H a Galur Padi l pengamata ur hara pada media larut an. Ketika A da pada pertu n akar tana alur toleran Hal yang se galur-galur ar menjadi s Morfologi a PAR 0.53), 0.76), Galur saat penguk 15 ppm (per l seleksi be ebanyak 130 %) moderat t dengan nilai nunjukan seb HB IR64 b a RIL F7 Ber an terhadap p a 15 ppm A tan hara (pH Al diabsorbs umbuhan ak man toleran seperti gal ebaliknya ter sensitif Al s sangat pende akar padi H DG=Danau r 161 (nilai kuran Panjan rlakuan), b. p rdasarkan n 0 galur (43% toleran Al d i PAR ≤ 0.6 baran normal b a
HASIL
rdasarkan P panjang aka Al selama 72 H 4.0) meny i oleh tanam kar dari galurn Al seperti lur 67, 161 rjadi pada p seperti galur ek (Gambar 2 HB=Hawara u Gaung (ni PAR 0.96) d ng Akar Rela panjang akar nilai PAR m %) bersifat to dengan nilai 61. Analisis l (Gambar 3) DG b a Panjang Ak ar relatif galu 2 jam menun ebabkan pen man, toksisit r-galur yang i Hawara Bu dan 193 ti ertumbuhan r 2, 44 dan 2). Bunar (nila ilai PAR 0.7 dan Galur 1 atif (PAR) a. r utama pada menunjukan d oleran Al den PAR 0.62–0 sebaran kar ). 67 a b kar Relatif (P ur-galur pad njukan kehad nghambatan tas Al memb g diuji. Pada unar, Danau idak terpeng akar tanam galur 56san ai PAR 0.75 75), Galur 6 93 (nilai PA . panjang ak a 0 ppm (kon dari 300 gal ngan nilai P 0.69 dan 102 rakter PAR p 161 a 1 PAR) di yang ditap diran Al yan pertumbuha beri pengaru penelitian i u Gaung, da garuh denga man sensitif A ngat terhamb 5), IR64 (nil 67 (nilai PA AR 0.96) pad ar utama pad ntrol). lur yang diu PAR > 0.7; 6 2 galur (34% pada popula 193 b b a 15 pis ng an uh ini an an Al bat lai AR da da uji 68 %) asi
Gambar 3Distribusi normal nilai panjang akar relatif (PAR) pada populasi padi RILF7 hasil persilangan IR64 X Hawara Bunar.
Berdasarkan nilai Panjang Akar Relatif sebagai seleksi utama, standar deviasi dan kekonsistenan galur ditiap ulangan serta bobot gabah per rumpun pada generasi sebelumnya tinggi sebagai kriteria pendukung maka diambil 50 galur toleran Al yang akan diuji kembali di rumah kaca menggunakan tanah masam Podzolik Merah Kuning. Kelimapuluh galur ini menunjukkan sifat toleran Al dengan nilai PAR berkisar antara 0.74-0.98. Kelimapuluh galur toleran tersebut yaitu : galur 14, 55, 62, 67, 70, 76, 94, 97, 108, 116, 153, 161, 181, 193, 255, 283, 286, 287, 322, 330, 351, 355, 373, 414, 430, 437, 440, 447, 452, 461, 470, 473, 519, 549, 553, 560, 561, 574, 575, 581, 615, 654, 657, 699, 715, 718, 784, 787, dan galur 797.
Pengujian Galur Toleran Aluminium pada Tanah Masam Podzolik Merah Kuning di Rumah Kaca
a. Tingkat Toleransi Galur pada Tanah Masam Podzolik Merah Kuning (PMK)
Hasil percobaan di rumah kaca menunjukan toleransi padi gogo terhadap Al berbeda-beda (Gambar 4). Pengamatan gejala keracunan Al, dilakukan pada saat tanaman kontrol sensitif Al (IR64) sudah menunjukan adanya gejala keracunan Al pada daun. Pada tahap awal gejala keracunan Al ditandai menguningnya ujung daun pada daun muda, dan pertumbuhan tanaman terlihat kurang tegar dengan jumlah
IR64 (0.53) HB (0.76) 0 20 40 60 80 100 120 0.21-0.30 0.31-0.40 0.41-0.50 0.51-0.60 0.61-0.70 0.71-0.80 0.81-0.90 0.91-1 Ju ml ah Gal u r
a c G B p t m d A ( l k v t g d anakan sedi coklat pada Gambar 4 P m m Has Biogen,men pengamatan toleran Al (S masam deng dari 50 galu Al sedikit b (52%) menu lain (16%) m kontrol tole varietasyaitu toleran, den galur padi disajikan pa ikit. Selanju seluruh hela Perbedaan to menunjukan menjadi mera il pengamat nunjukan ada n terhadap g Skor 1), agak gan kandung ur padi RIL bervariasi da unjukan sifat menunjukan eran masih u IR64 dan H ngan skor m RIL F7 ter da Tabel 1. Galur 575 (Sensitif) utnya daun aian daun, hi oleransi galu daun yang ah atau cokl tan gejala ke anya perbeda ejala keracu k toleran Al gan Al yang F7 yang diu ari toleran A t toleran Al, n reaksi agak memperlih Hawara Bun masing-masin rhadap kera yang meng ingga tanama ur di tanah P mulai men at pada hela eracunan Al aan toleransi unan Al terl (Skor 3) dan g sangat ting uji terhadap Al sampai a 16 galur (32 k sensitif A atkan sifat nar berturut-ng 5 dan 1.R cunan Al p Galur 718 (Toleran) guning berub an menjadi l odzolik Mer guning di u aian daun pad
l pada perco i terhadap ke lihat bahwa n agak sensi ggi (Al-dd 1 tanah masam agak sensiti 2%) agak to Al. Danau G toleran (sk -turut memil Rekapitulasi pada tanah bah menjad layu dan akh
rah Kuning. ujung daun da umur 45 H obaan di rum eracunan Al terdapat ga itif Al (Skor 0.96 me/100 m menunjuk f Al. Seban leran Al dan Gaung merup kor 1) sem liki sifat aga i sifat tolera Podzolik M IR64 (Se 1 di merah ata hirnya mati. Galur sensit telah beruba HST. mah kaca BB l. Berdasarka alur padi yan 5) pada tana 0g). Toleran kan keracuna nyak 26 gal n 8 galur yan pakan variet mentara kedu ak sensitif da ansi Al galu Merah Kunin ensitif) 17 au tif ah B-an ng ah nsi an ur ng tas ua an ur-ng
Tabel 1Rekapitulasi sifat toleransi Al galur-galur padi RIL F7 berdasarkan gejala keracunan Al pada 45 HST pada tanah PMK di rumah kaca.
Sifat Toleransi Al Nomor-galur
Toleran 287, 322, 373, 452, 519, 784, 55, 108, 193, 473, 654, 76, 283, 430, 553, 560, 561, 657, 718, 787, 70, 97, 330, 531,574
Agak Toleran 62, 67, 94, 161, 286, 715, 14, 255, 414, 440, 549, 153, 355, 575,581, 797 Agak Sensitif 116, 447, 470, 181, 473, 351, 461, 615
b. Keragaan Galur pada Tanah Masam Podzolik Merah Kuning di Rumah Kaca.
Hasil analisis sidik ragam terhadap karakter vegetatif dan reproduktif menunjukan bahwa terdapat perbedaan yang sangat nyata antar galur yang diuji untuk semua peubahyang diamati pada tingkat kepercayaan 99% (Tabel 2).
Tabel 2Rekapitulasi hasil analisis sidik ragam peubah vegetatif dan reproduktif galur-galur padi populasi RIL generasi F7 persilanganvarietasIR64 X Hawara Bunar.
Peubah Kuadrat Tengah Galur F-Hitung P-Value
Tinggi tanaman 1385.9 11.49 < .0001*
Jumlah anakan 41.1 7.08 < .0001*
Jumlah anakan produktif 28.3 5.10 < .0001*
Umur berbunga 160.3 216.71 < .0001*
Umur panen 77.3 6.00 < .0001*
Jumlah gabah isi/malai 2959.8 4.62 < .0001* Jumlah gabah hampa/malai 5104.9 9.92 < .0001*
Panjang malai 21.5 9.62 < .0001*
Panjang daun bendera 75.8 6.17 < .0001*
Bobot 100 butir 0.5 2.23 0.0003*
Bobot gabah /rumpun 156.9 4.19 < .0001*
Keterangan : * beda sangat nyata pada taraf uji α 1%
Tinggi Tanaman
Hasil pengamatan terhadap pertumbuhan tinggi tanaman pada saat 12 MST bervariasi antar galur padi populasi RIL F7 yang diuji (Gambar 5). Tinggi tanaman galur-galur padi yang diuji pada saat panen berkisar antara 71 cm pada galur 286 sampai 147 cm pada galur 193. Dari 50 galur padi pada populasi RIL generasi F7 ini dapat dibagi menjadi 22 galur berhabitus pendek (44%) (T ≤ 110 cm), 15 galur
19
sedang (30%) (110 < T ≤ 125 cm), dan 13 galur tinggi (26%) (T > 125 cm) (Lubis et al. 1993).
Gambar 5Distribusi karakter tinggi tanaman pada populasi padi RIL F7 hasil persilangan IR64 X Hawara Bunar.
Varietas Hawara Bunar dan Danau Gaung berturut-turut (153 dan 130 cm) termasuk varietas padi yang memiliki habitus tinggi sedangkan IR64 (110 cm) termasuk berhabitus pendek. Rata-rata tinggi dari galur yang diuji adalah 112 cm. Hal ini berarti dari 50 galur populasi padi RIL generasi F7 umumnya memiliki tinggi tanaman yang tergolong berhabitus sedang.
Jumlah Anakan dan Jumlah Anakan Produktif
Hasil pengamatan terhadap jumlah anakan pada 11 MST bervariasi antar galur padi populasi RIL F7 yang diuji (Gambar 6).Jumlah anakan galur-galur yang diuji berkisar 7 anakan pada galur 797 sampai 20 anakan pada galur 718. Varietas varietas IR64 dan Hawara Bunar mempunyai jumlah anakan berturut-turut 12 dan 8 anakan, sedangkan varietas kontrol Danau Gaung mempunyai 8 anakan. Rata-rata jumlah anakan pada galur-galur yang diuji 13 anakan. Dari 50 galur yang diuji, 38 galur (76%) mempunyai jumlah anakan ≥10 anakan, 10 galur (20%) mempunyai jumlah anakan antara 7 sampai 10 anakan, sedangkan 2 galur (4%) yang lain mempunyai anakan kurang dari 7 anakan. Hal ini menunjukan populasi RIL F7 ini memiliki kecenderungan mempunyai anakan banyak seperti varietas IR64 (12
IR64 (110 cm) HB (153 cm) 0 2 4 6 8 10 12 14 70-80 81-90 91-100 101-110 111-120 121-130 131-140 141-150 Ju ml ah Gal u r Tinggi tanaman (cm)
anakan). Jumlah anakan yang banyak akan lebih baik bila diimbangi dengan jumlah anakan produktif yang banyak sehingga dapat meningkatkan produksi padi.
Gambar 6Distribusi karakter jumlah anakan pada populasi padi RIL F7 hasil persilangan IR64 X Hawara Bunar.
Jumlah anakan produktif galur-galur yang diuji memperlihatkan variasi yang tinggi yaitu 7 anakan produktif pada galur 519 dan 373 hingga 18 anakan produktif pada galur 718.Kelimapuluh galur padi populasi RIL generasi F7 ini dapat dibagi kedalam 3 kelompok yaitu galur dengan jumlah anakan produktif banyak ( ≥10 anakan produktif) sebanyak37 galur (74%), jumlah anakan produktif sedang (7<AP≤10 anakan produktif) berjumlah 6 galur (12%) dan 7 galur (14%) mempunyai anakan produktif sedikit (≤7 anakan produktif) (Lubis et al. 1993).Sementara varietas Hawara Bunar dan Danau Gaung dengan 7 anakan produktif termasuk jumlah anakan produktif sedikit sedangkan IR64 dengan 10 anakan produktif termasuk jumlah anakan produktif tinggi. Rata-rata jumlah anakan produktif dari 50 galur padi yang diuji sebanyak 12 anakan produktif. Hal ini berarti populasi RIL generasi F7 umumnya sudah memiliki jumlah anakan produktif yang tergolong banyak. Sehingga kemungkinan untuk mendapatkan anakan produktif ideal galur yang diuji besar pada populasi RIL F7 ini. Jumlah anakan produktif yang diinginkan pada padi gogo adalah antara 12-15 per rumpun (Basyir et al. 1995).
IR64 (12) HB (8) 0 2 4 6 8 10 12 14 6-8 9-10 11-12 13-14 15-16 17-18 19-20 Jum lah gal ur
21
Umur Berbunga dan Umur Panen
Umur berbunga galur-galur yang diuji bervariasi berkisar antara 69 hari setelah tanam (HST) pada galur 414, 560, dan galur 581 sampai 96 HST pada galur 575. Varietas Hawara Bunar berbunga pada umur 96 HST, sedangkan IR64 dan Danau Gaung keduanya berbunga pada umur 85 HST. Rata-rata umur berbunga dari galur yang diuji 84 HST.Galur-galur pada populasi RIL generasi F7 ini dapat dibagi menjadi 2 kelompok, yaitu 36 galur yang berbunga kurang dari 85 HST dan 14 galur berbunga ≥ 85 HST (Warda & Asad 2005).
Umur panen galur-galur padi yang diuji berkisar 104 HST pada galur 452 dan 581 sampai 127 HST pada galur 461. Galur padi populasi RIL F7 ini terbagi menjadi 3 kelompok umur panen, yaitu 2 galur (4%) sangat genjah (95-104HST), 41galur (82%)genjah (105-124HST), dan 7 galur (14%) berumur sedang (125-150HST). Tidak ada galur dalam populasi RIL F7 ini yang berumur ultra genjah (≤90HST) atau berumur dalam (P>150 HST) (Badan Litbang Pertanian 2009). Padi varietasHawara Bunar (127 HST) termasuk berumur panen sedang sedangkan IR64 dan Danau Gaung (121 HST dan 123 HST) termasuk berumur panen genjah.Rata-rata umur panen pada galur yang diuji adalah 119 HST.Hal ini berarti populasi RIL generasi F7 umumnya memiliki umur panen yang tergolong genjah.
Panjang Malai, Panjang Daun Bendera, Jumlah Gabah Isi dan Hampa Per Malai Panjang malai galur-galur yang diuji berkisar antara 18.26 cm pada galur 615 sampai 31.40 cm pada galur 193.Berdasarkan panjang malai,galur-galur padi pada populasi RIL F7 dikelompokan menjadi 3kelompok, yaitu 1galur (2%) bermalai pendek (< 20 cm), 48 galur (96%) bermalai sedang (20cm-30cm) dan 1galur (2%) bermalai panjang (> 30 cm)(Deptan 2003).Padi varietasHawara Bunar dan Danau Gaung mempunyai malai panjang (30.93 cm)sedangkan IR64 bermalaisedang (26.87 cm). Rata-rata panjang malai galur padi yang diuji adalah 25.74 cm termasuk bermalai sedang.Malaipanjang umumnya menghasilkan gabah yang lebih banyak dibandingkan dengan malai pendek. Varietas Hawara Bunar mempunyai malai lebih panjang daripada IR64 sehingga jumlah gabah per malai varietasHawara Bunar lebih banyak (132.73 butir) daripada jumlah gabah per malai varietasIR64 (77.86 butir).
Panjang daun bendera galur yang diuji berkisar antara 19.50 cm pada galur 470 sampai 38.80 cm pada galur 287. Berdasarkan panjang panjang daun bendera, galur-galur padi pada populasi RIL F7 dikelompokan menjadi 2kelompok, yaitu 10 galur (20%) berdaun bendera lebih pendek dari varietas IR64 (< 27.20 cm) dan 40 galur (80%) yang lain berdaun bendera antara (27.20-45.40 cm). Padi varietasHawara Bunar dan Danau Gaung mempunyai daun bendera berturut-turut 45.40cm dan 40.40 cm sedangkan varietas IR64 berdaun bendera 27.20 cm. Rata-rata galur padi populasi RIL F7 yang diuji berdaun bendera 30.93 cm.
Jumlah gabah isi per malai galur-galur padi yang diuji berkisar antara 18 butir per malai pada galur 657 sampai 151 butir per malai pada galur 561.Berdasarkan jumlah gabah isi per malai, galur-galur padi pada populasi RIL F7 dikelompokan menjadi 2kelompok, yaitu 10 galur (20%) galur mempunyai jumlah gabah isi lebih banyak dari varietas Hawara Bunar ( ≥97 butir) dan 40 galur (80%) galur yang mempunyai gabah isi berkisar (16 - 97 butir).Padi varietas Hawara Bunar dan Danau Gaung mempunyai jumlah gabah isi berturut-turut 97 dan 112 sedangkan IR64 mempunyai gabah isi paling sedikit diantara galur yang diuji (16 butir). Rata-rata galur yang diuji mempunyai gabah isi per malai 71 butir.
Jumlah gabah hampa per malai galur-galur padi yang diuji berkisar antara 6 butir per malai pada galur 153 sampai 204 butir per malai pada galur 62. Berdasarkan jumlah gabah hampa per malai, galur-galur padi pada populasi RIL F7 dikelompokan menjadi 3kelompok, yaitu 19 galur (38%) mempunyai jumlah gabah hampa lebih sedikit dari varietas Hawara Bunar (≤35 butir), 12 galur (24%)mempunyai jumlah gabah hampa berkisar (35 -62 butir) dan 19 galur (38%) mempunyai kehampaan melebihi varietas IR64( ≥ 62 butir).Padi varietas Hawara Bunar dan Danau Gaung mempunyai mempunyai jumlah gabah hampa berturut-turut 35 dan 74 butir sedangkan varietas IR64 mempunyai gabah hampa (62 butir).Rata-ratagalur yang diuji mempunyai jumlah gabah hampa per malaisebanyak 60 butir.
Bobot 100 Butir Gabah Isi dan Bobot Gabah Per Rumpun
Bobot 100 butir gabah dapat menunjukan ukuran gabah dan tingkat keisian gabah. Hasil pengamatan menunjukan bahwa bobot 100 butir isi galur yang diuji berkisar antara 1.60 gpada galur 561 sampai 3.10 g pada galur 581. Berdasarkan bobot 100 butir gabah isi, galur-galur padi pada populasi RIL F7 dikelompokan
23
menjadi 3kelompok, yaitu 3 galur (6%) mempunyai bobot 100 butir ≥2.96 gram, 24 galur (48 %) mempunyai bobot 100 butir berkisar ( 2.55 -2.96 g) dan 23 galur (46%) mempunyai bobot 100 butir ≤ 2.55 g. Padi varietas Hawara Bunar dan Danau Gaung mempunyai mempunyai bobot 100 butir yang sama (3.00 g)sedangkan varietasIR64 mempunyai bobot 100 butir 2.50 g. Rata-rata galur yang diuji mempunyai bobot 100 butir sebesar 2.50 g. Hal ini menunjukan populasi RIL generasi F7 umumnya memiliki bobot 100 butir mirip IR64.
Bobot gabah per rumpun galur-galur padi yang diuji kisaranantara 3.73 gram pada galur 373 sampai 30.85 gram pada galur 574.Berdasarkan bobot gabah per rumpun, galur-galur padi pada populasi RIL F7 dikelompokan menjadi 3kelompok, yaitu 24 galur (48%) mempunyai bobot gabah per rumpun berkisar 20.38 -7.69 gram, 22 galur (44%) yang mempunyai bobot gabah per rumpun ≥20.38 gram dan 4 galur (8%) mempunyai bobot gabah per rumpun ≤7.69 gram. Padi varietas Hawara Bunar dan Danau Gaung mempunyai mempunyai bobot per rumpun berturut-turut 20.38 dan 23.05 gram sedangkan varietas IR64 mempunyai bobot per rumpun 7.69 gram. Rata-rata galur yang diuji mempunyai bobot gabah per rumpun seberat 17.47 gram.
Berdasarkan pada hasil gabah kering per rumpun sebagai kriteria utama seleksi dan karakter reproduktif lain sabagai kriteria pendukung, maka terpilih 32 galur yang diteruskan sebagai galur padi gogo harapan yang diuji lapang di Taman Bogo Lampung Timur. Ketigapuluh dua galur yang ditanam di Taman Bogo Lampung antara lain: 67, 97, 108, 153, 161, 181,193, 283, 286, 322, 351, 355, 414, 437, 440, 447, 452, 470, 473, 519, 531, 549, 553, 560, 561, 574, 581, 615, 654, 699, 715, dan galur 787.
c. Keragaman Galur Populasi RIL F7 di Rumah Kaca
Keragaman genetik dan keragaman fenotip merupakan faktor kunci dalam pemuliaan tanaman. Adanya keragaman genetik dan lingkungan serta interaksi antara keduanya dapat mempengaruhi penampilan fenotipik pada tanaman padi. Nilai koefisien variasi genetik (KVG) dan koefisien variasi fenotip (KVF) untuk masing-masing peubah galur-galur padi populasi RIL F7 yang diuji disajikan pada Tabel 3. Nilai koefisien genetik (KVG) berkisar antara 3.90-65.41 persen, sedangkan nilai koefisien keragaman fenotip berkisar 4.94-75.61 persen. Untuk mengelompokkan nilai KVG ke dalam tingkatan kergamaan, digunakan nilai KVG relatif yang
ditetapkan berdasarkan nilai KVG absolut. Nilai KVG 65.41% ditetapkan sebagai nilai KVG relatif 100%.
Tabel 3 Koefisien variasi genetik (KVG) dan koefisien variasi fenotip (KVF) untuk masing-masing peubah galur padi populasi RIL generasi F7 persilangan padi gogo IR 64 X Hawara Bunar.
No Peubah KVG(%) Relatif (%) KVG Keragaman Tingkat KVF(%) Relatif (%) KVF Keragaman Tingkat 1 TT 18.36 28 Agak rendah 20.82 27 Agak rendah 2 JA 25.70 39 Agak rendah 31.41 41 Agak rendah 3 JAP 23.17 35 Agak rendah 30.49 40 Agak rendah 4 UB 8.72 13 Rendah 8.78 12 Rendah 5 UP 3.90 6 Rendah 4.94 6 Rendah 6 GI 39.39 60 Cukup tinggi 53.26 70 Cukup tinggi 7 GH 65.41 100 Tinggi 75.61 100 Tinggi 8 PM 9.85 15 Rendah 11.44 15 Rendah 9 PDB 14.87 23 Rendah 18.69 25 Rendah 10 B100 11.88 18 Rendah 22.01 29 Agak rendah 11 BP 36.12 55 Cukup tinggi 50.31 66 Cukup tinggi 12 Al 28.39 43 Agak rendah 29.04 38 Agak rendah
Keterangan : TT=tinggi tanaman, JA=jumlah anakan, JAP=jumlah anakan produktif, UB=umur berbunga, UP=umur panen, GI=gabah isi per malai, GH=gabah hampa per malai, PM=panjang malai, PDB=panjang daun bendera, B100=bobot 100 butir gabah isi, BP=bobot gabah per rumpun, Al=ketahanan Aluminium.
Berdasarkan kriteria dari Moedjono dan Mejaya (1994), tingkatan KVG relatif rendah (0.00<x<25%), agak rendah (25%<x<50%), cukup tinggi (50%<x<75%), dan tinggi (75%<x≤100%), sehingga tingkatan KVG absolut meliputi tingkat rendah (0.0%<x<16.35%), agak rendah (16.35%<x<32.70%), cukup tinggi (32.70%<x<49.05%) dan tinggi (49.05%<x<65.41%).Pada tabel 3 menunjukan ada 9 peubah dengan KVG tergolong rendah dan agak rendah, yaitu tinggi tanaman, jumlah anakan, jumlah anakan produktif, ketahanan Aluminium, umur berbunga, umur panen, panjang malai, panjang daun bendera, dan bobot 100 butir; 2 peubah tergolong cukup tinggi yaitu gabah isi per malai dan bobot gabah per rumpun; serta 1 peubah tergolong tinggi yaitu jumlah gabah hampa per malai, dengan demikian terdapat 9 peubah bervariabilitas rendah dan 3 peubah bervariabilitas luas (Murdaningsih et al. 1990). Hal ini berarti terdapat peluang perbaikan genetik melalui karakter yang mempunyai variabilitas genetik luas yaitu jumlah gabah isi per malai, jumlah gabah hampa per malai dan bobot gabah kering per rumpun.
25
d. Pengelompokan Galur di Rumah Kaca dengan Dendogram
Pengelompokan galur berdasarkankemiripan dengan tetua varietas varietas IR64 dan Hawara Bunar menggunakan analisis diagram pohon (dendogram) (Gambar 7). Dendogram merupakan diagram bercabang yang menggambarkan hirarki kategori berdasarkan derajat kesamaan sejumlah karakteristik.
Karakter yang digunakan dalam pengelompokan galur-galur di rumah kaca menggunakan 14 karakter pengamatan di rumah kaca, antara lain: tinggi tanaman, jumlah anakan, jumlah anakan produktif, umur berbunga, umur panen, panjang malai, panjang daun bendera, gabah isi per malai, gabah hampa per malai, bobot 100 butir gabah isi, bobot gabah per rumpun, berat basah jerami, berat kering jerami dan berat kering akar.
Hasil analisis menggunakan dendogram pada penelitian ini menunjukan bahwa populasi galur padi generasi F7 yang ditanam di rumah kaca terbagi menjadi 3 kelompok, 21 (42%) galur mirip dengan tetua Hawara Bunar, 16 (32%) galur mirip dengan tetua IR64 dan sisanya 13 (26%) galur memiliki kemiripan diantara kedua tetua IR64 dengan Hawara Bunar. Kelompok galur yang memiliki kemiripan dengan varietas Hawara Bunar antara lain: galur 322, 355, 181, 519, 437, 560, 440, 715, 286, 581, 461, 470, 473, 718, 615, 351, 654, 414, 452, 447, dan 549. Kelompok galur yang mirip dengan IR64 antara lain: galur, 575, 657, 70, 330, 373, 97, 787, 699, 108, 116, 161, 255, 287, 787, 153 dan 193. Kelompok galur yang memiliki fenotip diantara kedua tetua varietas IR64 dan Hawara Bunar antara lain: galur 14, 76, 430, 797, 62, 67, 531, 283, 561, 574, 553, 55 dan 94.
Gambar 7 Dendogram populasi padi RIL F7 di rumah kaca hasil persilangan IR64 X Hawara Bunar. antara IR64 dengan HB IR64 HB 549 447 452 414 654 351 615 718 473 470 461 581 286 715 440 560 437 519 181 355 322 HB 153 193 784 287 255 161 116 108 699 787 97 373 330 70 IR64 657 575 55 553 94 574 561 283 531 67 62 797 430 76 14 -325.07 -183.38 -41.69 100.00
27
Pengujian Galur Toleran Aluminium pada Tanah Masam Podzolik Merah Kuning di Lapang
a. Kondisi Umum Lokasi Penelitian di Taman Bogo Lampung Timur
Pada penelitian inipercobaan lapang dilaksanakan pada bulan Januari 2011 sampai Mei 2011, bertempat di Kebun Percontohan Taman Bogo-Lampung Timur dengan ketinggian tempat sekitar 20 mdpl. Rata-rata curah hujan di Taman Bogo memenuhi persyaratan pertumbuhan padi (>200 mm) walaupun demikian kekeringan terjadi pada saat penelitian berlangsung. Kekeringan terjadi pada semua petak saat tanaman padi berumur 4 MST selama seminggu. Hal ini karena pada bulan Februari 2011 curah hujan di tempat percobaan hanya 262 mm paling sedikit dibandingkan 3 bulan lainnya (Lampiran 3).
Pada saat berlangsungnya penelitian, beberapa hama dan penyakit menyerang pertanaman yang menyebabkan turunya hasil produksi galur yang diuji. Serangan hama mulai tampak sejak awal pertumbuhan hingga panen.Pengendalian menggunakan pestisida yang disesuaikan dengan kebutuhan. Insektisida Carbofuran dengan dosis 20 kg/ha diberikan pada lubang tanaman untuk mengendalikan lalat bibit.
Serangan hama penggerek batang/beluk (Scrirpophagasp). Serangan hama ini terjadi pada saat tanaman padi memasuki fase akhir vegetatif. Malai tanaman yang terserang akan rusak, kering dan berwarna putih sehingga menyebabkan kehilangan hasilpada tiap petak percobaan mencapai50% produksi. Serangan beluk ini tidak dapat dikendalikan karena belum ada insektisida yang mampu mengatasinya.
Pada saat fase matang susu sampai pemasakan biji (sebelum panen), tanaman juga diserang walang sangit (Leptocorisa oratorius (fabricius) dan burung yang mengakibatkan beras berubah warna dan mengapur, gabah menjadi hampa dan bii banyak yang hilang. Pengendalian hama dilakukan dengan penyempotan pestisida yang dilakukan satu minggu sampai dua minggu sebelum panen. Sedangkan pengendalian burung dilakukan dengan mempekerjakan penjaga burung.
Penyakit yang menyerang pada saat penelitian berlangsung diantaranya blas leher dan bercak daun. Tetapi tidak semua petak diserang oleh penyakit ini. Hanya 13galur/petakyang terkena serangan penyakit blas leher dan bercak daun diantaranya: 97, 108, 193, 531, 549, 553, 560, 574, 581, 615, 654, 715, dan IR64.
b. Analisis Sifat Kimia dan Fisik Tanah Percobaan Taman Bogo-Lampung Timur
Hasil analisis sifat-sifat kimia dan fisik tanah yang dipergunakan dalam penelitian disajikan pada Lampiran6. Tanah yang digunakandalam penelitian ini bertekstur lempung liat berpasir. Hasil analisis terhadap sifat kimia tanah menujukkan bahwa secara umum tanah yang dijadikan sebagai lokasi percobaan mempunyai tingkat kesuburan yang rendah. Hal ini ditunjukan oleh kandungan C-organik (rendah). Kandungan unsur hara makro terutama N (rendah ), K (sangat rendah), Mg (sangat rendah), Ca (sangat rendah), tetapi kandungan P2O5 (tinggi). Kadar unsur hara mikro Fe dan Mn tergolong tinggi. Tanah yang digunakan mempunyai pH sangat masam, dengan kandungan Al-dd (sangat tinggi) serta tingkat kejenuhan sangat tinggi melebihi batas kejenuhan bagi padi gogo (Harjowigeno & Widiatmaka 2001).
c. Respon Galur di Lapang terhadap Tanah Masam dengan Kandungan Al Sangat Tinggi
Hasil pengamatan gejala keracunan Al pada percobaan di lapang, menunjukan adanya variasi toleransi terhadap keracunan Al pada tiap ulangan dan pada tiap waktu pengamatan. Pengamatan terhadap ketahanan Al dilakukan pada umur 4 MST dan 8 MST. Secara umum gejala keracunan Al semakin parah pada pengamatan 8 MST. Rekapitulasi jumlah galur padi RIL F8 berdasarkan gejala keracunan Al pada 4 dan 8 MST pada tanah PMK di lapang disajikan pada Tabel 4.
Pada pengamatan 8 MST menunjukan toleransi dari 32 galur padi F7 terhadap keracunan Al sangat bervariasi di tiap ulangan. Pada ulangan 1 ada 6 galur menunjukan sifat toleran Al (Skor 1), 23 galur memberikan reaksi agak toleran Al (Skor 3) dan 3 galur lainnya menunjukan reaksi agak sensitif (Skor 5). Pada ulangan 2 tidak ada galur yang menunjukan sifat toleran Al (Skor 1), 10 galur memberikan reaksi agak toleran Al (Skor 3) dan 20 galur lainya menunjukan reaksi agak sensitif (Skor 5) serta 2 galur menunjukan reaksi sensitif (Skor 7), sedangkan pada ulangan 3 tidak ada galur yang menunjukan sifat toleran Al (Skor 1), 6 galur memberikan reaksi agak toleran Al (Skor 3) dan 19 galur lainya menunjukan reaksi agak sensitif (Skor 5) serta 7 galur menunjukan reaksi sensitif (Skor 7).
29
Tabel 4Rekapitulasi jumlah galur padi RIL F8 berdasarkan sifat toleransi gejala keracunan Al pada 4 dan 8 MST pada tanah PMK di lapang.
Sifat Toleransi Al Ulangan 1 Ulangan 2 Ulangan 3 4 MST 8 MST 4 MST 8 MST 4 MST 8MST Toleran 14 6 0 0 0 0 Agak Toleran 15 23 14 10 18 6 Agak Sensitif 3 3 17 20 12 19 Sensitif 0 0 1 2 2 7 Sangat Sensitif 0 0 0 0 0 0
Varietas kontrol yaitu IR64 dan Hawara Bunar diulangan 1 dan 2 berturut-turut memiliki sifat agak sensitif dan toleran, dengan skor masing-masing sebesar 5 dan 1 sedangkan IR64 diulangan 3 menunjukan sifat sensitif (Skor 7). Danau Gaung yang merupakan varietas kontrol toleran disemua ulangan tidak memperlihatkan sifat toleran (skor 1) tapi menunjukan reaksi agak toleran (skor 3) diulangan 1, agak sensitif (Skor 5) diulangan 2 dan sensitif (Skor 7) diulangan 3.
d.Keragaan Galur di Lapang pada Tanah Masam Podzolik Merah Kuning (PMK)
Percobaan yang dilakukan di lapang hanya dapat memperoleh data vegetatif dan reproduktif secara lengkap di ulangan 1 sedangkan di ulangan 2 jumlah galur yang diambil data hingga data reproduktif hanya 11 galur, sebanyak 24 galur lainya mati sebelum panen. Pada ulangan 3 jumlah galur yang diambil data hingga data reproduktif hanya 9 galur, sebanyak 26 galur lainya mati sebelum panen.Kematian galur-galur di ulangan 2 dan 3 diduga akibat berbagai cekaman di lahan masam.
Tinggi Tanaman
Hasil pengamatan tinggi tanaman saat panen pada galur-galur yang diuji menunjukan variasi antar galur di tiap ulangan (Gambar 8). Pada ulangan 1 tinggi tanaman galur yang diuji berkisar antara 53 cm – 110 cm. Galur 153 mempunyai tinggi tanaman terendah (53 cm), sedangkan yang tertinggi (110 cm) adalah galur 519. Varietas IR64 dan Hawara Bunar mempunyai tinggi tanaman berturut-turut 48 cm dan 112 cm, sedangkan varietas pembanding Danau Gaung memiliki tinggi 87 cm. Rata-rata tinggi di ulangan 1 galur-galur yang diuji 79 cm. Pada ulangan 2 tinggi tanaman berkisar 45 cm – 101 cm. Galur 437 mempunyai tinggi tanaman terendah
