Waktu dan Tempat
Penelitian dilaksanakan pada musim hujan (MH) 2010/2011 dan 2011/2012 di 7 (tujuh) lokasi yaitu Taman Bogo dan Natar (Lampung); Sukabumi dan Indramayu (Jawa Barat); Purworejo (Jawa Tengah); Wonosari (DIY); Malang (Jawa Timur). Karakteristik masing masing lokasi terdapat pada Lampiran 1.
Bahan dan Alat
Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian antara lain: benih padi gogo yang terdiri atas 10 galur dan 2 varietas pembanding (Tabel 4) dengan sejarah persilangan masing-masing galur dan deskripsi varietas pada Lampiran 2 dan Lampiran 3, pupuk kandang/dasar (10 ton ha-1), Urea (200 kg ha-1), SP-36 (100 kg ha-1), KCl (100 kg ha-1) dan pestisida. Alat yang digunakan antara lain: meteran, timbangan, alat penghitung 1000 biji, hand counter, serta alat tulis dan
software analisis SAS 9.0.
Tabel 4 Galur-galur dan varietas pembanding padi gogo yang digunakan dalam penelitian
Kode Genotipe Keterangan Kode Genotipe Keterangan B1 III3-4-6-1 Toleran aluminium B7 IG-19 Toleran naungan B2 I5-10-1-1 Toleran aluminium B8 IG-38 Toleran naungan B3 WI-44 Toleran naungan B9 IW-56 Toleran naungan B4 GI-7 Toleran naungan B10 B13-2-e Toleran aluminium B5 O18-b-1 Toleran aluminium B11 Batu Tegi Varietas cek B6 IW-67 Toleran naungan B12 Way Rarem Varietas cek
Metode Penelitian
Penelitiaan uji daya hasil di tiap lokasi menggunakan Rancangan Kelompok Lengkap Teracak (RKLT) dengan perlakuan genotipe padi gogo. Perlakuan terdiri atas 10 galur dan 2 varietas padi gogo, dengan ulangan sebanyak 4 (empat) dan ulangan tersarang dalam lokasi sehingga terdapat 48 satuan percobaan di tiap lokasi.
Pelaksanaan Penelitian
Tahap awal penelitian dimulai dengan persiapan lahan yang terdiri atas pengukuran luas lahan, pembersihan lahan, pengolahan tanah dan pembuatan petak percobaan. Petak percobaan penelitian dibuat berukuran 4 m x 5 m dengan jarak antar petak dalam ulangan 0.5 m dan antar ulangan 1 m. Total petak percobaan sebanyak 48 petak untuk 4 ulangan di tiap lokasi.
Penanaman menggunakan sistem tugal dengan kedalaman 3-5 cm. Jarak tanam 30 cm x 15 cm, sehingga terdapat 13 baris dan 33 lubang tanam tiap baris sehingga terdapat 429 lubang tanam untuk tiap petak. Setiap lubang berisi 3-5 benih padi gogo.
Aplikasi pemupukan yang dilakukan pada penelitian ini adalah pupuk kandang dan pupuk sumber NPK. Pupuk kandang sebanyak 10 ton ha-1 diberikan bersamaan dengan pengolahan lahan yaitu 1 minggu sebelum tanam. Pupuk kandang disebar dan dicampur dengan tanah. Sumber pupuk NPK yang digunakan adalah Urea (200 kg ha-1), SP-36 (100 kg ha-1) dan KCl (100 kg ha-1). Aplikasi pupuk sumber NPK dilakukan dengan cara memberikannya pada larikan berjarak 5 cm dari tanaman. Waktu aplikasi pupuk sumber NPK dibagi dalam 3 tahap, yaitu:
1. Pemupukan pertama dilakukan 1 minggu setelah penanaman yaitu dengan memberikan Urea (80 gram/petak), SP-36 (200 gram/petak) dan KCl (200 gram/petak),
2. Pemupukan kedua diberikan 4 MST (minggu setelah tanam) Urea (160 gram/petak),
3. Pemupukan ketiga diberikan setelah penyiangan pada 7 MST yaitu Urea (160 gram/petak).
Kegiatan pemeliharaan meliputi penyulaman dan penjarangan yang dilakukan bersamaan pada umur 2 MST. Penyulaman dilakukan dengan sistem sulam pindah. Pengendalian gulma dilakukan selama tanaman berumur 2-7 MST dengan cara penyiangan. Pengendalian hama dan penyakit dilakukan bila perlu hingga menjelang panen. Penyiraman disesuaikan dengan kondisi cuaca dan tanaman. Tahap akhir yaitu pemanenan tanaman yang dilakukan berdasar kriteria
masak fisiologis yang ditandai oleh malai yang berwarna kuning hingga mencapai 80% dalam satu plot.
Pengamatan
Unit pengamatan dilakukan terhadap 5 tanaman sampel dan populasi tiap petak percobaan untuk komponen-komponen tanaman padi gogo, antara lain:
1. Tinggi tanaman, diukur dari permukaan tanah sampai ujung malai tertinggi terhadap 5 rumpun tanaman sampel. Pengukuran tinggi tanaman dilakukan menjelang panen.
2. Jumlah anakan saat vegetatif, dihitung dari jumlah anakan pada saat tanaman berumur 50-60 hari setelah tanam.
3. Jumlah anakan produktif, dihitung berdasarkan jumlah anakan yang menghasilkan malai tiap rumpun. Penghitungan jumlah anakan produktif dilakukan menjelang panen.
4. Panjang malai, diukur dari pangkal malai (leher malai) hingga ujung malai.
5. Umur berbunga, diamati mulai tanam sampai tanaman berbunga 50% dalam tiap petak percobaan.
6. Umur panen, dihitung dari mulai tanam hingga gabah berwarna kuning (masak) telah mencapai 80% dalam tiap petak percobaan.
7. Jumlah gabah total per malai, dihitung dari jumlah gabah dalam tiap malai dari 5 malai utama. Jumlah gabah total per malai berasal dari total gabah isi maupun gabah hampa dalam tiap malai.
8. Jumlah gabah bernas per malai dan gabah hampa per malai, dihitung dari jumlah gabah bernas dan hampa dari 5 malai utama.
9. Persen gabah isi, dihitung menggunakan rumus:
Persen gabah isi = Jumlah gabah isi x 100% Jumlah gabah total
10. Hasil gabah kering per petak, dilakukan pada seluruh malai hasil panen dalam satu petak dikurangi 2 baris keliling (sebagai tanaman sampel dan border). Jumlah rumpun yang dipanen dihitung, kemudian ditimbang gabah kering panen (GKP). Kadar air dihitung berdasarkan nilai rata-rata dari 3 kali pengukuran kadar air gabah hasil panen (GKP). Setelah gabah
dijemur hingga mencapai kadar air + 14% dan dibersihkan, kemudian ditimbang gabah kering giling (GKG) tiap petak.
11. Bobot 1000 butir gabah (gram), ditimbang dari 1000 butir gabah bernas dari setiap petak dengan kadar air ± 14%.
Analisis Data
Tahapan Analisis Data
Data pengujian musim 2010/2011 merupakan data sekunder dari penelitian Sulaeman (2012) dan data pengujian musim 2011/2012 merupakan data primer. Bagan alir penelitian dan analisis data disajikan pada Gambar 2.
Uji Normalitas
Uji untuk mengetahui suatu data menyebar normal menurut Mattjik dan Sumertajaya (2006) yaitu uji Lilliefors. Hipotesis yang diuji adalah H0 : populasi
contoh menyebar normal. Statistik ujinya adalah:
D = maksimum 𝑆 𝑥 − 𝐹0(𝑥) dimana : 𝑆 𝑥 = jumlah amatan contoh x
𝑛
𝐹0(𝑥) = 0.5 – P(0<Z<z); z =(𝑋− 𝜇 )
𝜎
Analisis Ragam Tiap Lokasi
Analisis ragam dilakukan pada tiap lokasi untuk karakter-karakter padi gogo yang diamati. Analisis ragam berdasarkan metode yang digunakan oleh Singh dan Chaudhary (1979) disajikan pada Tabel 5. Model linier untuk RAK tiap lokasi, sebagai berikut:
Yik = µ + ρk + i + εik
i = 1,2,3, ….,12 dan k = 1,2,3,4 dimana:
Yik = Hasil pengamatan galur dan varietas pembanding ke-i dan ulangan ke-k
µ = Rataan umum
ρk = Pengaruh ulangan ke-k
i = Pengaruh perlakuan ke-i
Uji tahun I Musim hujan 2010/2011 (data sekunder) Sulaeman (2012)
Uji tahun II November 2011 – Maret 2012
Gambar 2 Bagan alir penelitian. Sidik Ragam Lingkungan I Uji Homogenitas Ragam Karakterisasi Keragaan Agronomi Uji Daya Hasil
Lokasi I
Uji Daya Hasil Lokasi II
Uji Daya Hasil Lokasi III, dst
Uji Daya Hasil Lokasi I
Uji Daya Hasil Lokasi II
Uji Daya Hasil Lokasi III, dst
Sidik Ragam Lingkungan II
Sidik Ragam Lingkungan III, dst
Uji Stabilitas Daya Hasil Analisis Gabungan
Seluruh Lokasi
Visualisasi dengan AMMI
Informasi galur padi gogo beradaptasi baik pada semua
lingkungan homogen
tidak homogen
Tabel 5 Sidik ragam karakter padi gogo pada masing-masing lokasi uji. Sumber Keragaman Derajat
Bebas
Jumlah
kuadrat Kuadrat Tengah F-Hitung
Ulangan (r-1) JK 3 M3 = JK 3/(r-1) M3/ M1
Genotipe (G) g-1 JK 2 M2 = JK2/(g-1) M2/ M1
Galat (r-1) (g-1) JK 1 M1 = JK1/(r-1) (g-1) -
Total rg-1
Keterangan : r (jumlah ulangan), g (jumlah genotipe)
Uji Kehomogenan Ragam
Uji Bartlett menurut Mattjik dan Sumertajaya (2006) digunakan sebagai pengujian kehomogenan ragam galat. Hipotesis yang diuji adalah H0 : 𝜎12 =
𝜎22 = .... = 𝜎𝑘2. Prosedur pada uji Bartlett ini menggunakan pendekatan khi-kuadrat dengan (k-1) derajat bebas. Statistik ujinya adalah:
χ2= 2.3026 𝑟 𝑖− 1 𝑖 log S2 − 𝑟 𝑖− 1 𝑖 log Si2 dimana: 𝑆𝑖2= (𝑌𝑗 𝑖𝑗 − 𝑌 𝑖.)2 𝑟𝑖 − 1 ; 𝑆2= (𝑛𝑖− 1)𝑆𝑖2 𝑁 − 𝑡
Nilai χ2 dikoreksi sebelum dibandingkan dengan nilai χ 𝛼 ,𝑘−1
2 . Nilai χ2 terkoreksi
adalah (1/FK) χ2, dengan FK adalah:
𝐹𝐾 = 1 + 1 3(𝑡 − 1) 1 𝑟𝑖 − 1− 1 𝑟𝑖− 1 𝑖
Analisis Ragam Gabungan
Analisis ragam gabungan (Tabel 6) dilakukan untuk menganalisis hasil pengamatan di semua lingkungan uji untuk karakter padi gogo yang diamati. Model linear untuk RAKL gabungan antara genotipe dan lingkungan seperti dikemukakan oleh Baihaki (2000) sebagai berikut:
Y
ijk= µ + α
i+ β
j/k+ τ
k+ (ατ)
ik+ ε
ijki = 1,2,3,…..12 ; j = 1,2,3,4 ; k = 1,2,3,……14
dimana:
Y
ijk = nilai pengamatan pada perlakuan ke-i, ulangan ke-j, lingkungan ke-kµ
= nilai rata-rata umumα
i=
pengaruh perlakuan ke-iβ
j/k=
pengaruh ulangan ke-j dalam lingkungan ke-kτ
k = pengaruh lingkungan ke-kε
ijk = pengaruh acak pada perlakuan ke-i, ulangan ke-j, lokasi ke-kTabel 6 Sidik ragam gabungan menggunakan model acak
Sumber Keragaman db Kuadrat Tengah Nilai F
Lingkungan (E) L-1 M5 M5/ M4
Ulangan/Lingkungan L(r-1) M4 -
Genotipe (G) g-1 M3 M3/M1
G x E (L-1)(g-1) M2 M2/M1
Galat L(r-1)(g-1) M1 -
Keterangan : L (jumlah lokasi), r (jumlah ulangan), g (jumlah genotipe)
Analisis Stabilitas
Analisis stabilitas dilakukan untuk memperoleh galur-galur yang memiliki stabilitas hasil di semua lokasi uji. Pendugaan parameter kestabilan dilakukan dengan menggunakan empat pendekatan stabilitas hasil yaitu analisis stabilitas menurut Francis dan Kannenberg (1978), analisis stabilitas menurut Finlay dan Wilkinson (1963) analisis stabilitas menurut Eberhart dan Russel (1966) dan analisis AMMI.
a. Analisis stabilitas menurut Francis dan Kannenberg (1978)
Ragam lingkungan (𝑆𝑖2) dan koefisien ragam (CVi) digunakan untuk
menentukan kestabilan suatu genotipe. CVi =
𝑆𝑖2
𝑌 𝑖𝑜 x 100%
dimana:
CVi = Koefisien variasi genotipe
𝑆𝑖2 = Kuadrat tengah dalam genotipe
Nilai koefisien variasi dari tiap genotipe digunakan untuk menentukkan stabil tidaknya suatu genotipe. Suatu genotipe dikatakan stabil jika nilai koefisien variasi genotipenya kurang dari 25%.
b. Analisis stabilitas Finlay dan Wilkinson (1963)
Analisis stabilitas menurut Finlay dan Wilkinsons menggunakan regresi antara genotipe dengan rataan genotipe di setiap lingkungan dalam skala log. Rata-rata hasil semua genotipe pada tiap lingkungan digunakan sebagai absis, dan hasil tiap genotipe pada tiap lingkungan digunakan sebagai ordinat. Sudut koefisien regresi menunjukkan wilayah adaptabilitas dan stabilitas genotipe.
1. suatu genotipe yang memiliki koefisien regresi b yang lebih besar dari satu dan signifikan menunjukkan bahwa genotipe tersebut beradaptasi baik pada lingkungan subur dengan kata lain adaptif terhadap perubahan lingkungan (Gambar 3),
2. genotipe dengan nilai b yang lebih kecil dari satu tidak sensitif terhadap perubahan lingkungan, karena itu beradaptasi pada lingkungan yang kurang subur (Baihaki 2000).
Spesifik beradaptasi pada lingkungan baik
1.0 kurang stabilitas beradaptasi baik
beradaptasi rata-rata pada semua lingkungan
Spesifik beradaptasi pada lingkungan kurang baik
Rata-rata hasil
Gambar 3 Interpretasi umum nilai b dari pola populasi genotipe ketika koefisien regresi genotipe diplot terhadap nilai rata-rata hasil genotipe (Finlay & Wilkinson 1963)
c. Analisis stabilitas Eberhart dan Russel (1966)
Analisis stabilitas untuk hasil dan komponen hasil menggunakan metode menurut Eberhart dan Russel (1966) dalam Singh dan Chaudhary (1985), dengan model regresi yang digunakan adalah :
Yij = m + βiIj + δij
dimana:
Yij = hasil/komponen hasil rataan dari genotipe ke-i di lingkungan ke-j
m = rataan umum untuk hasil/komponen hasil genotipe ke-i dari semua lingkungan
βi = koefisien regresi, respon genotipe ke-i pada lingkungan berbeda
Ij = indeks lingkungan yaitu rata-rata semua genotipe pada lingkungan ke-j
dikurangi rata-rata seluruh percobaan Ij =
𝑌𝑖 𝑖𝑗
𝑔 − 𝑌𝑖 𝑗 𝑖𝑗
𝑔𝑙
δij = simpangan regresi dari genotipe ke-i pada lingkungan ke-j
Parameter stabilitasnya: 1. Koefisien regresi (bi); bi =
𝑌𝑗 𝑖𝑗𝐼𝑗
𝐼𝑗2 𝑗
2. Simpangan dari regresi δ2; δ2 = δij 2 j l−2 − Se2 r dimana: 𝑆𝑒 2
𝑟 = dugaan galat gabungan
𝛿 𝑖𝑗2 𝑗 = 𝑌𝑖𝑗2 𝑗 −𝑌𝑖 2 𝑔 − ( 𝑌𝑗 𝑖𝑗𝐼𝑗) 2 𝐼𝑗2 𝑗
Genotipe stabil bila memiliki nilai koefisien regresi (bi) = 1 dan memiliki
nilai deviasi (simpangan) regresi kuadrat tengah δ2 = 0. Tabel sidik ragam analisis stabilitas menurut Eberhart dan Russel (1966) disajikan pada Tabel 7.
d. Analisis AMMI
Analisis AMMI merupakan teknik analisis data percobaan dua faktor perlakuan dengan pengaruh utama perlakuan bersifat aditif sedangkan pengaruh interaksi dimodelkan dengan model bilinier. Prinsipnya analisis AMMI menggabungkan analisis ragam aditif bagi pengaruh utama perlakuan dengan analisis komponen utama ganda dengan permodelan bilinier bagi pengaruh interaksi (Mattjik dan Sumertajaya 2006). AMMI sangat efektif menjelaskan
interaksi genotipe dengan lingkungan. Biplot digunakan untuk memperjelas pemetaan genotipe dan lingkungan secara simultan (Sumertajaya 2007).
Tabel 7 Sidik ragam analisis stabilitas Eberhart dan Russel
Sumber Keragaman Derajat Bebas Kuadrat Tengah
Galur (G) g – 1 𝑌𝑖 𝑖..2 𝑛 − 𝐹𝐾 Interaksi G x L g (L – 1) 𝑌𝑖𝑗2− 𝑌𝑖2 𝑖 𝑛 𝑗 𝑖 Lingkungan (linier) L 𝑌𝑗 .𝑗𝐼𝑗 2 𝑟𝑣 𝐼𝑗2 𝑗 Interaksi G x L (linier) g – 1 𝑌𝑖 𝑖𝑗𝐼𝑗 2 𝐼𝑗2 𝑗 𝑖 − 𝐽𝐾 𝑙𝑖𝑛𝑔𝑘. (𝑙𝑖𝑛𝑖𝑒𝑟) Simpangan gabungan g (L – 2) 𝛿𝑖𝑗2 𝑗 𝑖 Galur 1 L – 2 𝑌𝑖𝑗2− 𝑌𝑖2 𝑛 𝑗 − 𝑌𝑗 𝑖𝑗𝐼𝑗 2 𝐼𝑗2 𝑗 Galur 2 L – 2 ⋮ Galur 12 L – 2 𝑌𝑔𝑗2 − 𝑌𝑔2 𝑛 𝑗 − 𝑌𝑗 𝑔𝑗𝐼𝑗 2 𝐼𝑗2 𝑗 Galat gabungan L (g – 1) (r – 1) Total g L – 1 Yij2− FK j i
Keterangan: L (jumlah lokasi), r (jumlah ulangan), g (jumlah genotipe)
Pemodelan bilinier pengaruh interaksi genotipe dengan lingkungan sebagai berikut:
Menyusun pengaruh interaksi dalam bentuk matriks genotipe (baris)* lingkungan (kolom) sehingga matriks berukuran a x b:
𝛾 =
𝛾11 … 𝛾1𝑏
… … …
𝛾𝑎1 … 𝛾𝑎𝑏
Menguraikan bilinier terhadap matriks pengaruh interaksi 𝛾𝑔𝑒 = 𝜆𝑗
𝑛
𝑗 =1
𝜑𝑔𝑗𝜌𝑒𝑗 + 𝛿𝑔𝑒
Model AMMI secara lengkap dapat ditulis sebagai berikut dan model analisis ragam AMMI (Tabel 8):
Yger = µ + g + βe + 𝝀𝒋𝝋𝒈𝒋𝝆𝒆𝒋+ 𝜹𝒈𝒆 + εger
dimana:
Yger = nilai pengamatan pada genotipe ke -g, lingkungan ke-e dan kelompok ke-r
µ = rataan umum
g = pengaruh aditif dari pengaruh utama genotipe ke-g
βe = pengaruh aditif dari pengaruh utama lingkungan ke-e
𝜆𝑗 = nilai singular untuk komponen bilinier ke-n
𝜑𝑔𝑗 = pengaruh ganda genotipe ke-g melalui komponen bilinier ke-n 𝜌𝑒𝑗 = pengaruh ganda lokasi ke-e melalui komponen bilinier ke-n
𝛿𝑔𝑒 = simpangan dari pemodelan linier
εger = pengaruh acak pada genotipe ke-g, lokasi ke-e dan kelompok ke-r
Tabel 8 Model analisis ragam AMMI
Sumber Keragaman Derajat Bebas Kuadrat
Tengah Nilai F
Lingkungan (L) L-1 KTL KTL/ KTGalat
Ulangan /Lingkungan L(r-1) KTr/L KTr/L/KTGalat
Genotipe (G) G-1 KTG KTG/KTGalat
G x L (L-1)(G-1) KTG*L KTG*L/KTGalat
IAKU1 G+L-1-(2x1) KTIAKU1 KTIAKU1/ KTGalat
IAKU2 G+L-1-(2x2) KTIAKU KTIAKU2/ KTGalat
IAKUn g+L-1-(2xn) KTIAKUn KTIAKU1n/ KTGalat
Galat L(r-1)(G-1) KTGalat -
Total G L r-1
Keterangan: L (lingkungan), G (genotipe), r (ulangan), IAKU (Interaksi Analisis Komponen Utama)
