ANALISIS KERAGAMAN FENOTIFIK 47 AKSESI SUMBER DAYA GENETIK KELAPA SAWIT (Elaeis guineensis Jacq.) ASAL KAMERUN
THESIS
Oleh:
MAHMUD IRFAN LUBIS NIM: 107001045
PROGRAM MAGISTER AGROEKOTEKNOLOGI FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2013
ANALISIS KERAGAMAN FENOTIFIK 47 AKSESI SUMBER DAYA GENETIK KELAPA SAWIT (Elaeis guineensis Jacq.) ASAL KAMERUN
THESIS
Oleh:
MAHMUD IRFAN LUBIS NIM: 107001045
Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Magister Pertanian Dalam Program Studi Agroekoteknologi pada
Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara
PROGRAM MAGISTER AGROEKOTEKNOLOGI FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2013
LEMBAR PENGESAHAN
Judul Penelitian : ANALISIS KERAGAMAN FENOTIFIK 47 AKSESI SUMBER DAYA GENETIK KELAPA SAWIT (Elaeis guineensis Jacq.) ASAL KAMERUN
Mahasiswa : Mahmud Irfan Lubis
N I M : 107001045
Program Studi : Agroekoteknologi
Menyetujui Komisi Pembimbing
Dr. Ir.Lollie Agustina P. Putri, MSi Dr.Ir. A.Razak Purba, MS
Ketua Anggota
Ketua Program Studi Dekan Fakultas Pertanian
Prof. Dr. Ir. Abdul Rauf, MP. Prof. Dr. Ir. Darma Bakti, MS
Telah Diuji Pada :
Tanggal : 4 April 2013
PANITIA PENGUJI TESIS
Ketua : Dr. Ir. Lollie Agustina P. Putri, MSi. Anggota : Dr.Ir.Abdul Razak Purba, MS
Prof. Dr. Ir. B. Sengli J. Damanik, MSc. Prof. Dr. Ir. Rosmayati, MS.
i ABSTRAK
MAHMUD IRFAN LUBIS, Analisa Keragaman Fenotifik 47 Aksesi Sumber Daya Genetik Kelapa Sawit (Elaeis guineensis Jacq.) Asal Kamerun dibimbing oleh LOLLIE AGUSTINA P. PUTRI dan ABDUL RAZAK PURBA.
Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis keragaman fenotifik data awal vegetatif dari 47 aksesi plasma nutfah introduksi asal Kamerun. Pelaksanaan penelitian dilakukan di Kebun Adolina PT Perkebunan Nusantara IV. Data dianalisa dengan menggunakan metode analisa multivariate yaitu: Komponen Utama (Principal Component Analysis), Analisa Biplot (Biplot Analysis) dan Analisa Neigbor – Joining. Lima karakter morfologi (tinggi tanaman, panjang rachis, jumlah total daun, petiole cross section dan leaf area) dan dua karakter fisiologi (Kandungan klorofil a dan b) menjadi parameter dalam penelitian ini.
Hasil penelitian menunjukkan Analisa Komponen Utama memperoleh dua komponen utama yang masing – masing berperanan sebesar 51,8% dan 24 % terhadap keragaman dari seluruh aksesi Kamerun yang diuji. Analisis biplot menungkap bahwa karakter morfologi vegetatif tidak berhubungan sama sekali dengan karakter fisiologi. Masing – masing aksesi menyebar diantara titik – titik perpotongan dengan garis vektor sesuai dengan besar nilai rerata amatannya. Pohon phylogenetik yang diperoleh dari hasil analisis Neighbor - Joining menunjukkan bahwa seluruh aksesi tidak membentuk suatu kelompok tertentu berdasarkan asal geografisnya.
Analisis komponen utama juga menunjukkan bahwa setiap aksesi menyebar tanpa membentuk suatu kelompok yang mencirikan tempat asal geografisnya, saat diplotkan menurut asalnya. Analisis biplot dan pohon phylogenetik dari Analisis Neigbor Joining menunjukkan bahwa aksesi CMR 32 dan 5 memiliki jarak euclidean yang terbesar diantara aksesi lainnya dan CMR 32 juga memiliki nilai rerata parameter fisiologi yang tinggi namun dengan nilai rerata morfologi vegetatif yang rendah.
Seluruh hasil analisis multivariat menunjukkan bahwa sumberdaya genetik asal kamerun ini memiliki keragaman yang tinggi dan layak digunakan untuk memenambah keragaman populasi kelapa sawit di Indonesia yang telah cukup jenuh.
ii ABSTRACT
MAHMUD IRFAN LUBIS, Phenotypic Diversity Analysis of 47 Oil Palm (Elaeis guineensis Jacq.) Germplasm of Cameroon Origin, supervised by LOLLIE AGUSTINA P. PUTRI and ABDUL RAZAK PURBA.
The objectives of this reseach was to analyze phenotipe variation of early vegetatif data from 47 germplasm accession introduced from Cameroon. The research was conducted in PT Perkebunan Nusantara IV, Adolina Estate. The data were analyzed by multivariate analysis method which comprised the principal component analysis, biplot analysis, and neigbour – joining analysis. Five morphology characters (the height of plant, the length of rachis, total number of leaves, petiole cross section, and leaf area) and two physiology characters (the content of a and b chlorophyl), became the parameter in this research.
The results of research showed that the Principal Component Analysis indicated two main components which each of them played their role of 51,8% and 24 % on the variation of whole tested Cameroon Accessions. Biplot analysis revealed that morphology characters did not have any correlation with physiology characters. Each accessions scattered amongthe point of intersection lines with vector lines according to the average value of observation. Phylogenetic tree obtained from Neigbor – Joining analysis indicate that whole accessions distributed in a random pattern without composed a spesific group refer to their geographic origin.
Principal Component Analysis (PCA) also showed that each accessions scatters without establishing a cluster which characterized its geographic origin, at the time it was according to its origin. The analysis of biplot and phylogenetic tree from Neighbor – Joining showed that accession CMR 32 and CMR 5 had the bighest Euclidean distance among the others. CMR 32 also had the higher average value of physiology parameters with low mean value of vegetative morphology characters.
All multivariate analysis showed that the genetic resources of Cameroon Origin had high variability which were suitably used in increasing Indonesian’s oil palm population variability which has lately been saturated.
Key Words: Phenotypic Variation Analysis, Cameroon Accession, Multivariate
iii
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 Dr. Ir. Lollie Agustina P. Putri, MSi sebagai ketua komisi pembimbing dan Bapak Dr.Ir. A. Razak Purba, MS sebagai anggota komisi pembimbing. Dan juga kepada Prof. Dr. Ir. B.Sengli J. Damanik, M.Sc dan Bapak M. Basyuni, S.Hut, Msi, Phd 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 istri tercinta Letty Parinduri, SS dan kedua buah hati kami Annisa Mutiara Irfanty Lubis dan M. Rafa Rizqy Lubis yang selalu memberikan semangat dan pengertian dalam kesibukan penulis. Ayahanda dan Ibunda beserta Ibu mertua yang telah menanamkan semangat dan dukungan moril kepada penulis untuk menyelesaikan studi ini. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Ibu Yurna Yenni,SP,MSi dan Bapak Sujadi,SP,MSi beserta seluruh staf Pusat Penelitian Kelapa Sawit Medan yang telah memberikan dukungan kepada penulis untuk menyelesaikan penelitian dan saat penulisan thesis ini. Tak lupa penulis juga menucapkan terima kasih kepada seluruh rekan kerja penulis Bapak A. Rahim Lubis dan Harlen beserta seluruh karyawan Afd.III Benih PTPN IV Unit Adolina yang banyak membantu dalam pengumpulan data untuk penelitian ini.
iv
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 Ketua Program Studi Agroekoteknologi Bapak Prof. Dr. Ir. Abdul Rauf, MP serta segenap dosen Program Magister Agroekoteknologi dan staf tata usaha.
Tidak lupa juga penulis ucapkan terima kasih kepada Direksi PT Perkebunan Nusantara IV dan pimpinan penulis Ibu Ir. Nurmala Dewi Hasibuan MM dan Ir. Sigit Karyadi MSc. atas izin belajar dan bimbingan kepada penulis. Serta kepada kawan-kawan program studi Magister Agroekoteknologi angkatan 2010 dan 2011 Fakultas Pertanian USU.
Medan, April 2013
v
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Allah SWT karena atas kehendakNYA penulis dapat menyelesaikan tesis ini yang berjudul “Analisis Keragaman Fenotifik 47 Aksesi Sumber Daya Genetik Kelapa Sawit (Elaeis guineensis Jacq.) Asal Kamerun” 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. Dr. Ir. Lollie Agustina. P. Putri, MSi. sebagai ketua komisi pembimbing dan kepada Bapak Dr.Ir. A. Razak Purba, MS sebagai anggota komisi pembimbing.
Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih, dan semoga tulisan ini dapat bermanfaat.
Medan, April 2013
vi
RIWAYAT HIDUP
Mahmud Irfan Lubis, dilahirkan pada tanggal 25 Desember 1973 di Medan Sumatera Utara Bapak bernama Mohammad Lud Lubis dan Ibu Salmawaty merupakan anak pertama dari tiga bersaudara. Menikah dengan Letty Parinduri, SS dan dikaruniai dua anak putri dan putra yaitu: Annisa Mutiara Irfanty Lubis Kelas V Sekolah Dasar dan Muhammad Rafa Rizqy Lubis Kelas II Sekolah Dasar.
Riwayat pendidikan yang telah dicapai penulis sampai saat ini adalah: 1. Tahun 1980 – 1986, bersekolah di Sekolah Dasar Negeri No.060801
Medan.
2. Tahun 1986 – 1989, bersekolah di Sekolah Menengah Pertama Negeri 10 Medan.
3. Tahun 1989 – 1992, bersekolah di Sekolah Menengah Umum Negeri 1 Medan.
4. Tahun 1992 diterima di Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, dan lulus tahun 1997 pada Jurusan Budidaya Pertanian Program Studi Pemuliaan Tanaman.
5. Februari 2011 Penulis diterima menjadi mahasiswa S2 di Sekolah Pasca Sarjana Program Studi Agroekoteknologi, Universitas Sumatera Utara.
Sejak tahun 1997 sampai dengan 2008 Penulis bekerja di PT PP London Sumatra Tbk. di Balai Penelitian Bah Lias (Bah Lias Research Station). Pada tahun 2008 penulis mulai bekerja di PT Perkebunan Nusantara IV sampai dengan saat ini.
vii DAFTAR ISI
ABSTRAK... i
ABSTRACT... ii
UCAPAN TERIMA KASIH... iii
KATA PENGANTAR... iv
RIWAYAT HIDUP... vi
DAFTAR ISI... vii
DAFTAR TABEL... ix
DAFTAR GAMBAR... x
DAFTAR LAMPIRAN... xi
PENDAHULUAN... 1
Latar Belakang Penelitian... 1
Perumusan Masalah... 4
Tujuan Penelitian... 4
Hipotesis Penelitian... 4
Kegunaan Penelitian... 4
TINJAUAN PUSTAKA... 5
Botani Kelapa Sawit... 5
Sumber Daya Genetik, Morfologi, dan Fisiologi Tanaman Kelapa Sawit... 6
Analisis Keragaman Fenotifik Kelapa Sawit... 10
BAHAN DAN METODE PENELITIAN... 15
Tempat Dan Waktu Penelitian... 15
Bahan dan Alat... 15
Desain Percobaan... 15
Analisa Data... 16
Pelaksanaan Penelitian... 19
Perawatan dan Pemupukan Percobaan... 19
viii
Peubah Yang Diamati... 20
Tinggi Tanaman... 20
Panjang Pelepah... 21
Jumlah Lembaran Daun... 21
Penghitungan Lebar dan Tinggi Pelepah... 21
Penghitung Area Luas Daun (Leaf Area)... 21
Pengukuran Kandungan Klorofil a, b dan Total Pada Daun... 22
HASIL DAN PEMBAHASAN... 23
Karakter Morfologi dan Fisiogis Aksesi Kamerun... 23
Analisis Keragaman Genetik... 27
Analisis Faktor... 27
Analisis Komponen Utama (Principal Component Analysis)... 29
Analisis Biplot... 35
Analisis Keragaman dengan Metode Neighbor- Joining... 41
KESIMPULAN DAN SARAN... 45
Kesimpulan... 45
Saran... 46
ix
DAFTAR TABEL
No. Hal
1. Jadwal Pemupukan Tanaman Belum Menghasilkan Tahun
Pertama... 20
2. Hasil Statistik Deskriptif Karakter Morfologi dan Fisiologi... 23
3. Hasil Analisis Sidik Ragam Satu Arah Untuk Region Asal Aksesi
Kamerun... 24 4. Nilai Keragaman Proporsi Tiap Faktor... 28
5. Nilai Eigenvalues Dan Persentase Keragaman Yang Dijelaskan Oleh
x
DAFTAR GAMBAR
No. Hal
1. Skema Perkembangan Genus Elaeis... 5
2. Plot Nilai Skor Dari Hasil Analisis Komponen Utama Untuk
Komponen Satu Dan Dua... 32
3. Grafik Analisis Biplot 47 Aksesi Kamerun... 33
4. Pohon Phylogenetik dari 47 Aksesi Sumberdaya Genetik Asal
xi
DAFTAR LAMPIRAN
No. Hal
1. Daftar Plasma Nutfah Dura Aksesi Kamerun Yang ditanam di
Adolina... 51
2. Daftar Plasma Nutfah Tenera Aksesi Kamerun Yang ditanam di
Adolina... 52
3. Peta Percobaan AD 03 S dan AD 04 S Kebun Adolina, Afdeling III
Pohon Induk PT.Perkebunan Nusantara IV... 53
4. Peta Zona Agroklimat Asal Aksesi Kamerun... 54
5. Data Curah Hujan Unit Adolina PTPN IV 2009 – 2011... 55
6. Tabel Nilai Rerata Pengamatan 47 Aksesi Sumberdaya Genetik
Asal Kamerun... 56
7. Tabel Hasil Analisa Sidik Ragam Antar Aksesi Plasma Nutfah
Kamerun... 59
8. Tabel Hasil Analisa Kesesuaian Data Metode KMO and Bartlett's
Test dan Tabel Anti-image Matrices... 60
9. Tabel Hasil Analisa Faktor Communalities and Component
Matrix... 61
10. Tabel Hasil Analisa Faktor Rotated Component Matrix dan
Component Transformation Matrix... 62
11. Tabel Hasil Analisa Gerombol Proximities dan Pautan Rata – Rata
(Antar Kelompok)... 63 12. Grafik Hasil Aglomerative Icicle Plotting... 65
13. Tabel Out Put Proximity Matriks Jarak Kuadrat Euclidean Hasil
Analisis Cluster (Gerombol) 47 Aksesi Kamerun... 66
14. Grafik Hubungan Antara Estimasi Berat Kering Daun (Leaf Dry
Weight dengan Kandungan Klorofil A... 69
15. Grafik Hubungan Antara Estimasi Berat Kering Daun (Leaf Dry
Weight dengan Kandungan Klorofil B... 70
16. Grafik Hubungan Antara Estimasi Berat Kering Daun (Leaf Dry
