KRITERIA INDEKS TOLERAN JAGUNG TERHADAP CEKAMAN
KEKERINGAN DAN NITROGEN RENDAH
Roy Efendi dan Muh. Azrai
Balai Penelitian Tanaman Serealia
Jl. Dr. Ratulangi No. 274 Maros, Sulawesi Selatan
ABSTRAK
Perhitungan kriteria toleran sangat berguna untuk menyeleksi suatu genotipe yang toleran pada kondisi cekaman, namun beberapa perhitungan kriteria toleran berdasarkan nilai indeks perlu dikaji agar dapat digunakan dengan tepat dalam melakukan seleksi genotipe tanaman yang toleran. Percobaan dilakukan dengan menggunakan rancangan petak-petak terbagi (split-split plot) dengan tiga ulangan. Sebagai petak utama adalah tingkat cekaman kekeringan yang terdiri dari cekaman kekeringan dan pengairan normal. Sebagai anak petak adalah tingkat pemupukan N rendah. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kriteria toleran genotipe jagung hibrida berdasarkan nilai indeks sensitivitas cekaman (ISC) dan indeks stabilitas hasil (ISH) pada kondisi cekaman kekeringan dan N rendah ditentukan oleh kemampuan genotipe jagung menekan kehilangan, namun tidak memperhitungkan tingkat produktivitas biji pada kondisi cekaman kekeringan dan N rendah. Kriteria toleran genotipe jagung berdasarkan nilai indeks toleran (ITC) dan indeks harmonik (IH) mengacu pada kemampuan suatu genotipe jagung memiliki tingkat produktifitas yang tinggi pada kondisi cekaman dan optimum, namun kriteria toleran berdasarkan IH lebih akurat dalam menyeleksi genotipe jagung yang tingkat produktivitasnya tinggi baik pada kondisi cekaman kekeringan dan N rendah serta optimum. Genotipe jagung hibrida yang toleran cekaman kekeringan dan N rendah berdasarkan ITC dan IH adalah genotipe hibrida H25, H57 dan H58 dengan hasil pada lingkungan cekaman kekeringan berkisar 10,30 – 10,72 t/ha, pada lingkungan dengan kombinasi cekaman kekeringan dan N rendah berkisar 8,38 – 8,61 t/h, dan pada kondisi optimum berkisar 11,32 - 12,21 t/ha.
Kata kunci: cekaman kekeringan, cekaman N rendah, indeks toleran, dan kriteria toleran
PENDAHULUAN
Luas areal panen tanaman jagung di Indonesia pada tahun 2013 sekitar 3,86 juta hektar dengan produksi mencapai sekitar 18,51 juta ton (BPS 2014). Produksi tersebut belum mampu mencukupi kebutuhan jagung domestik, dimana dalam kurun waktu 2010 – 2013 rata-rata impor jagung per tahun sebesar 3,4 juta ton (Direktorat Jendral Pengolahan dan Pemasaran Hasil Pertanian 2014). Upaya peningkatan produksi jagung untuk mengurangi impor mengalami berbagai kendala, dimana sebagian besar budidaya jagung dilakukan di lahan kering sekitar 69% dan sawah irigasi 21%. Kendala utama yang dihadapi pada lahan tersebut adalah terbatasnya ketersediaan air dan unsur hara N dalam tanah sehingga tidak mencukupi kebutuhan tanaman jagung (Faesal and Syuryawati 2009; Sutoro 2012).
Suplai air untuk lahan pertanian semakin terbatas karena selain bersaing dengan kebutuhan air di sektor industri dan pemukiman dan diperparah dengan adanya anomali iklim yang mengakibatkan ketidakpastian suplai air ke lahan pertanian. Pada musim kemarau, luas penanaman jagung menurun akibat suplai air yang terbatas, sehingga produksi jagung pada musim kemarau lebih rendah dibanding
musim hujan. Hanya sekitar 24% produksi biji jagung di Indonesia dihasilkan pada musim kemarau (MK) I dan dan dan 19% pada MK II (Kasryno 2002). Selain luas tanam jagung menurun pada musim kemarau, resiko tanaman mengalami cekaman kekeringan sangat luas. Pada tahun 2010, pertanaman jagung yang mengalami kekeringan mencapai sekitar 33.000 ha (Direktorat Jendral Pengolahan dan Pemasaran Hasil Pertanian 2014). Pada daerah tropis cekaman kekeringan mengakibatkan penurunan hasil jagung 17–60% (Monneveux et al. 2006).
Salah satu alternatif pemecahan masalah tersebut adalah merakit varietas jagung yang toleran cekaman kekeringan dan N rendah sehingga dapat memanfaatkan lahan-lahan yang ketersediaan air dan N yang terbatas. Varietas unggul dapat diperoleh melalui program pemuliaan tanaman yang berkelanjutan (Banziger et al. 2000; O’Neill et al. 2004). Salah satu kegiatan tersebut adalah melakukan evaluasi atau seleksi pada lingkungan target yaitu (lingkungan suboptimal). Seleksi pada lingkungan target dapat memaksimalkan ekspresi gen-gen yang mengendalikan daya adaptasi maupun daya hasil tanaman pada kondisi cekaman (Ceccarelli et al. 1994; Jambormias 2011) sehingga diperoleh genotipe tanaman yang toleran sesuai dengan tujuan.
Beberapa kriteria seleksi yang diusulkan untuk memilih genotipe berdasarkan kemampuan tingkat produktivitas pada kondisi cekaman dan optimum Ada beberapa perhitungan nilai indeks seleksi untuk mengetahui tingkat toleran genotipe tanaman pada kondisi cekaman yang dikemukakan oleh Fischer and Maurer (1978), Bouslama and Schapaugh (1984), Fernandez (1992), dan Jafari et al. (2009), namun masing-masing perhitungan nilai indeks sebagai kriteria tingkat toleran tanaman pada kondisi cekaman perlu dikaji satu persatu agar dapat digunakan secara tepat. Penelitian ini dilakukan bertujuan untuk menentukan nilai indeks cekaman dan menyeleksi genotipe jagung hibrida yang toleran cekaman kekeringan dan N rendah.
BAHAN DAN METODE
Percobaan dilakukan di Kebun Percobaan Balai Penelitian Tanaman Serealia, di Maros pada bulan Juni – Oktober 2015, dengan menggunakan rancangan petak-petak terbagi (split-split plot) dengan tiga ulangan. Sebagai petak-petak utama adalah tingkat cekaman kekeringan yang terdiri dari cekaman kekeringan dan pengairan normal. Sebagai anak petak adalah tingkat pemupukan N, yaitu 0, 100 kg dan 200 kg N/ha. Sebagai anak-anak petak adalah 56 genotipe jagung hibrida hasil silang dialel dan 4 varietas jagung hibrida yaitu P 27, NK 33, Bima 3, dan Bisi 2.
Cekaman kekeringan yang merujuk metode CIMMYT (Banzinger et al. 2000) yaitu (a) cekaman kekeringan pada fase pembungaan, diamana saat tanaman berumur 40 hst (12 – 15 hst menjelang berbunga) pemberian air dihentikan sehingga cekaman kekeringan akan berlangsung saat fase pembungaan – sampai dua minggu setelah berbunga, kemudian diberikan air kembali pada saat tanaman 75 hst, (b) pengairan normal sebagai kontrol adalah pemberian air interval 10 hari mulai saat tanaman hingga menjelang masak fisiologis.
Tingkat toleran genotipe jagung hibrida dihitung berdasarkan hasil biji pada kondisi lingkungan cekaman (cekaman kekeringan dan N rendah) dan optimum. Hasil
biji dikonversi dari luas panen dari petak plot ke per hektar pada kadar air biji 15% dengan menggunakan rumus:
Hasil biji (t/ha)
.
Rendemem biji dihitung dengan rumus
Data hasil biji digunakan untk menghitung indeks cekaman kekeringan dan N rendah. Perhitungan nilai indeks cekaman kekeringan dan N rendah adalah:
1. Indeks stabilitas hasil (ISH)
ISH = Ysi / Ypi ……… …. (Bouslama and Schapaugh 1984) 2. Indeks sensitivitas cekaman (ISC)
ISC = [1-YSI]/[1-(Ys/Yp)] ……… ……….. (Fischer and Maurer 1978)
Kriteria untuk menentukan tingkat toleran terhadap cekaman kekeringan adalah jika nilai ISC≤0.5 maka genotipe tersebut toleran, jika 0,5<ISC≤1,0 maka genotipe tersebut medium toleran, dan jika ISC>,.0 maka genotipe tersebut peka.
3. Indeks toleran cekaman (ITC)
ITC = (Ypi x Ysi)/Yp2……….. (Fernandez 1992)
Kriteria untuk menentukan tingkat toleran terhadap cekaman kekeringan adalah jika nilai ITC≤0.5 maka genotipe tersebut peka, jika 0.5<ITC≤1.0 maka genotipe tersebut medium toleran, dan jika ITC>1.0 maka genotipe tersebut toleran.
4. Indeks harmonik
IH = [2 x (Ypi x Ysi)]/[Ypi + Ysi]………. (Jafari et al. 2009) Keterangan
Ysi = Hasil biji dari suatu genotipe pada kondisi cekaman Ypi = Hasil biji dari suatu genotipe pada kondisi optimum
Ys = Rata-rata hasil biji dari seluruh genotipe pada kondisi cekaman Yp = Rata-rata hasil biji dari seluruh genotipe pada kondisi optimum
Indeks toleran setiap genotipe dikelompokkan dalam: (1) genotipe toleran kekeringan diperoleh dengan membandingkan perlakuan yang mendapat cekaman kekeringan dengan perlakuan pengairan normal dengan takaran pemupukan 150 kg N/ha, (2) genotipe toleran N rendah diperoleh dari perlakuan pemupukan 0 dan 75 kg N/ha dibandingkan dengan pemupukan 150 kg N/ha dengan pemberian air normal, (3) genotipe toleran kombinasi cekaman kekeringan dan N rendah diperoleh dari perlakuan cekaman kekeringan dengan pemupukan 0 dan 75 kg N/ha dibandingkan dengan perlakuan pemberian air normal dengan pemupukan 150 kg N/ha.
HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Hubungan Kriteria Toleran dengan Tingkat Penurunan Hasil
Toleran tanaman adalah kemampuan untuk bertahan hidup dan berproduksi pada kondisi atau lingkung yang tercekam (Simms 2000). Tanaman yang mengalami cekaman umumnya akan mengalami penurunan hasil dimana tingkat penurunan hasil tiap genotipe tanaman akan berbeda-beda tergantung kemampuan adaptasi dari setiap genotipe pada kondisi cekaman. Tingkat toleran suatu genotipe jagung pada lingkungan cekaman (kondisi cekaman kekeringan dan N rendah) dapat ditentukan berdasarkan nilai indeks cekaman yang dihitung berdasarkan perbandingan hasil pada kondisi cekaman dan optimum. Beberapa nilai indeks cekaman untuk menentukan tingkat toleran genotipe tanaman adalah indeks sensitivitas cekaman (ISC), indeks stabilitas hasil (ISH), indeks toleran cekaman (ITC), dan indeks harmonik.
Kriteria tingkat toleran tanaman pada kondisi cekaman kekeringan dan N rendah berdasarkan nilai ISC dan ISH berkaitan dengan kemampuan genotipe jagung menekan kehilangan. Hal tersebut dapat dilihat dari nilai ISC dan ISH yang berkorelasi nyata secara linier dengan persentase penurunan hasil relatif pada kondisi cekaman dengan nilai koefisien determinan (r) sebesar 1,00 (Gambar 1). Korelasi tersebut menunjukkan bahwa semakin kecil persentase penurunan hasil suatu genotipe jagung pada kondisi cekaman kekeringan dan N rendah maka semakin toleran genotipe tersebut. Kriteria toleran berdasarkan ISC dan ISH sebaiknya digunakan untuk menyeleksi jagung inbrida atau koleksi plasma nutfah jagung.
Genotipe jagung yang toleran memiliki nilai ISC yang semakin kecil atau nilai ISH yang semakin besar. Gambar 1 menunjukkan bahwa semakin kecil nilai ISC semakin rendah persentase penurunan hasil atau semakin toleran terhadap kondisi cekaman. Sedangkan Nilai ISH yang semakin besar menunjukkan bahwa suatu genotipe semakin mampu menekan kehilangan hasil atau semakin toleran pada kondisi cekaman. Pada Tabel 1 menunjukkan bahwa kondisi cekaman kekeringan dan N rendah (CK+NR) genotipe jagung hibirda H41, H42, H43, dan H44 memiliki nilai ISC yang semakin meningkat atau nilai ISH yang semakin menurun. Genotipe jagung hibirda H41, H42, H43, dan H44 masing-masing memiliki nila ISC sebesar 0,36 dan 0,90 dengan kriteria toleran, 0,6 dan 0,83 dengan kriteria medium toleran, 0,91 dan 0,75 dengan kriteria peka, dan 0,15 dan 0,57 dengan kriteria sangat peka pada kondisi cekaman kekeringan dan N rendah.
Keterangan: CK = cekaman kekeringan
CK+NR = kombinasi cekaman kekeringan dengan nitrogen rendah
CK+NRS = kombinasi cekaman kekeringan dengan nitrogen sangat rendah
Gambar 1. Hubungan nilai indeks sensitivitas cekaman, indeks stabilitas hasil, indeks toleran dan indeks harmonik stabilitas hasil dengan persentase penurunan hasil pada kondisi cekaman kekeringan dan N rendah
Kriteria tingkat toleran genotipe jagung berdasarkan ISC dan ISH tidak dapat memberikan informasi tentang perbedaan potensi hasil antar genotipe jagung yang sama-sama memiliki tingkat kriteria toleran yang sama, karena genotipe yang berdaya hasil tinggi dan rendah dapat memiliki nilai ISC yang relatif sama. Pada Tabel 1 menunjukkan bahwa pada kondisi cekaman kekeringan hibrida H16 memiliki nilai ISC sebesar 0,26 dan ISH sebesar 0,97 yang hampir sama dengan H58 yang memiliki nilai ISC dan ISH masing-masing sebesar 0,25 dan 0,97, namun produktivitas H58 lebih besar yaitu 11,37 t/ha dibanding H16 dengan produktivitas 6,62 t/ha pada kondisi cekaman kekeringan.
Tabel 1. Hasil pada kondisi cekaman dan optimum serta nilai indeks sensitivitas cekaman (ISC) dan indeks stabilitas hasil (ISH) pada beberapa jagung hibrida
No. Genotipe Hasil biji (t/ha) pada kondisi
Nilai ISC dan kriteria toleran
pada kondisi Nilai ISH pada kondisi CK+NSR CK+NR CK OPT CK+NSR CK+NR CK CK+NSR CK+NR CK 1 H1 3.78 6.13 6.95 7.65 0.91 P 0.71 MT 0.91 P 0.49 0.80 0.91 2 H2 2.84 4.26 6.57 7.17 1.09 SP 1.46 SP 0.83 P 0.40 0.59 0.92 3 H3 4.82 7.21 9.66 10.24 0.96 P 1.06 SP 0.56 MT 0.47 0.70 0.94 4 H4 3.83 7.24 8.61 9.89 1.11 SP 0.96 P 1.28 SP 0.39 0.73 0.87 5 H5 4.39 6.82 7.66 8.76 0.90 P 0.79 P 1.25 SP 0.50 0.78 0.87 6 H6 4.06 6.38 7.32 9.19 1.01 SP 1.10 SP 2.02 SP 0.44 0.69 0.80 7 H7 3.92 7.03 8.12 8.90 0.96 P 0.59 MT 0.43 T 0.47 0.84 0.97 8 H8 3.44 5.29 6.56 7.59 0.99 P 1.08 SP 1.34 SP 0.45 0.70 0.87 9 H9 3.32 5.44 8.20 8.83 1.13 SP 1.38 SP 0.71 MT 0.38 0.62 0.93 10 H10 3.97 5.87 8.48 9.63 1.06 SP 1.40 SP 1.19 SP 0.41 0.61 0.88 11 H11 3.16 7.00 9.33 10.05 1.24 SP 1.09 SP 0.71 MT 0.31 0.70 0.93 12 H12 4.19 5.62 7.40 8.45 0.91 P 1.20 SP 1.23 SP 0.50 0.67 0.88 13 H13 4.59 5.87 8.36 9.17 0.90 P 1.29 SP 0.87 P 0.50 0.64 0.91 14 H14 3.33 6.70 7.88 8.32 1.08 SP 0.70 MT 0.52 MT 0.40 0.81 0.95 15 H15 3.23 7.05 7.38 8.24 1.10 SP 0.52 MT 1.04 SP 0.39 0.86 0.90 16 H16 3.18 5.47 6.62 6.80 0.96 P 0.70 MT 0.26 T 0.47 0.80 0.97 17 H17 4.42 8.29 10.07 10.92 1.08 SP 0.87 P 0.78 P 0.40 0.76 0.92 18 H18 4.40 8.05 9.84 11.25 1.10 SP 1.02 SP 1.25 SP 0.39 0.72 0.87 19 H19 4.64 6.93 8.41 9.34 0.91 P 0.92 P 0.99 P 0.50 0.74 0.90 20 H20 4.22 6.39 9.10 9.83 1.03 SP 1.25 SP 0.74 MT 0.43 0.65 0.93 21 H21 3.95 5.22 8.96 9.52 1.06 SP 1.62 SP 0.58 MT 0.41 0.55 0.94 22 H22 4.41 8.10 8.40 10.16 1.02 SP 0.72 MT 1.72 SP 0.43 0.80 0.83 23 H23 4.45 6.03 7.91 8.50 0.86 P 1.04 SP 0.70 MT 0.52 0.71 0.93 24 H24 4.57 7.29 8.28 9.90 0.97 P 0.94 P 1.62 SP 0.46 0.74 0.84 25 H25 4.13 8.85 10.30 12.21 1.20 SP 0.99 P 1.55 SP 0.34 0.72 0.84 26 H26 4.82 7.07 8.96 9.92 0.93 P 1.03 SP 0.96 P 0.49 0.71 0.90 27 H27 4.36 7.32 8.59 9.70 1.00 P 0.88 P 1.14 SP 0.45 0.75 0.89 28 H28 4.32 7.62 8.85 10.04 1.03 SP 0.86 P 1.18 SP 0.43 0.76 0.88 29 H29 4.63 7.30 8.75 10.18 0.98 P 1.01 SP 1.40 SP 0.46 0.72 0.86 30 H30 3.69 6.30 9.22 9.72 1.12 SP 1.26 SP 0.51 MT 0.38 0.65 0.95 31 H31 4.63 7.05 8.06 9.61 0.94 P 0.96 P 1.60 SP 0.48 0.73 0.84 32 H32 5.16 8.48 9.23 10.72 0.94 P 0.75 MT 1.38 SP 0.48 0.79 0.86 33 H33 4.40 7.06 8.27 9.09 0.93 P 0.80 P 0.89 P 0.48 0.78 0.91 34 H34 3.58 6.78 9.77 10.71 1.20 SP 1.31 SP 0.87 P 0.33 0.63 0.91 35 H35 4.97 6.77 9.43 10.88 0.98 P 1.35 SP 1.33 SP 0.46 0.62 0.87 36 H36 4.33 6.74 8.19 8.87 0.92 P 0.86 P 0.77 P 0.49 0.76 0.92 37 H37 3.84 6.34 8.30 8.86 1.02 SP 1.02 SP 0.63 MT 0.43 0.72 0.94 38 H38 4.40 6.19 8.06 9.14 0.94 P 1.16 SP 1.18 SP 0.48 0.68 0.88 39 H39 3.96 7.42 9.33 10.81 1.15 SP 1.12 SP 1.36 SP 0.37 0.69 0.86 40 H40 3.68 7.45 8.33 9.17 1.08 SP 0.67 MT 0.91 P 0.40 0.81 0.91 41 H41 4.74 7.31 7.70 8.11 0.75 P 0.36 T 0.51 MT 0.58 0.90 0.95 42 H42 3.62 6.50 7.09 7.84 0.97 P 0.61 MT 0.95 P 0.46 0.83 0.90 43 H43 5.03 7.14 8.94 9.56 0.86 P 0.91 P 0.65 MT 0.53 0.75 0.93 44 H44 3.99 5.20 8.61 9.17 1.02 SP 1.55 SP 0.60 MT 0.44 0.57 0.94 45 H45 3.80 7.10 8.34 9.27 1.07 SP 0.84 P 1.00 P 0.41 0.77 0.90 46 H46 4.34 6.89 9.38 11.03 1.10 SP 1.34 SP 1.49 SP 0.39 0.62 0.85 47 H47 4.21 7.61 9.72 10.24 1.06 SP 0.92 P 0.51 MT 0.41 0.74 0.95 48 H48 4.92 7.09 8.00 8.74 0.79 P 0.68 MT 0.85 P 0.56 0.81 0.91 49 H49 3.78 6.95 7.83 8.29 0.98 P 0.58 MT 0.56 MT 0.46 0.84 0.94 50 H50 3.95 5.15 7.20 9.05 1.02 SP 1.54 SP 2.04 SP 0.44 0.57 0.80 51 H51 4.66 5.90 7.05 8.03 0.76 P 0.95 P 1.21 SP 0.58 0.73 0.88 52 H52 3.25 6.12 7.65 8.22 1.09 SP 0.92 P 0.69 MT 0.40 0.74 0.93 53 H53 3.68 6.42 8.95 9.83 1.13 SP 1.24 SP 0.88 P 0.37 0.65 0.91 54 H54 3.69 7.06 8.21 9.47 1.10 SP 0.91 P 1.32 SP 0.39 0.75 0.87 55 H55 4.84 6.50 7.82 8.62 0.79 P 0.88 P 0.92 P 0.56 0.75 0.91 56 H56 5.67 6.55 7.07 8.50 0.60 MT 0.82 P 1.67 SP 0.67 0.77 0.83 57 H57 5.83 8.61 10.72 11.32 0.88 P 0.86 P 0.52 MT 0.51 0.76 0.95 58 H58 5.32 8.38 10.37 11.67 0.98 P 1.01 SP 0.55 MT 0.46 0.72 0.97 59 H59 3.82 6.59 7.93 9.03 1.04 SP 0.97 P 1.22 SP 0.42 0.73 0.88 60 H60 4.01 5.91 8.52 8.96 1.00 P 1.22 SP 0.49 T 0.45 0.66 0.95 Keterangan:ISC = indeks sensitivitas cekaman, ISH = indeks stabilitas hasil, CK+NSR = kombinasi
cekaman kekeringan dan N sangat rendah, CK+NR = kombinasi cekaman kekeringan dan N rendah, CK = cekaman kekeringan, T = toleran, MT = medium toleran, P = peka, SP = sangat peka
Hal yang sama pada kondisi cekaman kekeringan dan N rendah (CK+NR) dimana hibrida H1 memiliki nilai ISC dan ISH masing-masing sebesar 0,71 dan 0,91, nilai tersebut hampir sama pada H22 dengan nilai ISC dan ISH masing-masing sebesar 0,72 dan 0,83, namun produktivitas H22 lebih besar yaitu 8,10 t/ha dibanding H1 dengan produktivitas hanya 6,13 t/ha pada kondisi cekaman kekeringan + N rendah. Hal tersebut menunjukkan bahwa kriteria tingkat toleran berdasarkan nilai ISC dan ISH tidak terkait dengan tingkat produktifitas suatu genotipe jagung pada kondisi cekaman namun ditentukan oleh kemampuan genotipe jagung menekan penurunan hasil pada kondisi cekaman. sehingga dalam memilih genotipe jagung yang toleran berdasarkan ISC dan ISH perlu juga diperhatikan tingkat produktivitas.
Terdapat dua pengelompokan kriteria toleran suatu tanaman berdasarkan ISC dan ISH, yaitu (a) genotipe jagung yang toleran dengan produktivitas tinggi baik pada kondisi cekaman kekeringan maupun kondisi optimum, yaitu hibrida H7 dan H8 dengan produktivitas 8,12 dan 8,52 t/ha pada kondisi cekaman kekeringan dan 8,90 dan 8,96 t/ha pada kondisi optimum (Tabel 1), (b) genotipe jagung yang toleran dengan produktivitas rendah pada kondisi cekaman kekeringan dan optimum, yaitu jagung hibrida H 16 dengan produktivitas 6,62 t/ha pada kondisi cekaman kekeringan dan 6,80 t/ha pada kondisi optimum.
B. Hubungan kriteria toleran dengan tingkat produktifitas
Kriteria toleran suatu genotipe jagung didasarkan pada tingkat produktifitasnya pada kondisi cekaman sebaiknya berdasarkan ITC dan IH . Hal tersebut terlihat pada Gambar 2 dimana nilai ITC dan IH berkorelasi nyata linier dengan tingkat produktivitas genotipe jagung pada kondisi cekaman kekeringan dan N rendah dengan nilai koefisien determinan sebesar 0,768 – 0,964. Namun demikian nilai IH lebih kuat berkorelasi dengan tingkat produktivitas pada berbagai kondisi cekaman dimana nilai korelasi koefisien determinan (r) IH dengan hasil pada tiga kondisi cekaman (cekaman kekeringan, cekaman kekeringan+ N rendah, dan cekaman kekeringan + N sangat rendah) adalah 0,914 – 0,964 sedangkan ITC memiliki r antara 0,768 – 0,959.
Kriteria suatu genotipe jagung yang toleran berdasarkan nilai ITC atau IH yaitu semakin besar nilai ITC dan IH dari suatu genotipe jagung maka semakin besar produktifitas genotipe tersebut pada kondisi cekaman (Gambar 2) atau semakin toleran terhadap kondisi cekaman kekeringan dan N rendah (Tabel 2). Hal tersebut menunjukkan bahwa kriteria toleran ITC dan IH dapat menyeleksi genotipe jagung yang mempunyai produktivitas tinggi pada kondisi cekaman. Hal serupa juga dikemukakan oleh Moradi et al. (2012) bahwa pemilihan jagung hibrida berdasarkan ITC dapat menyaring genotipe jagung hibrida yang toleran dengan potensi hasil tinggi pada kondisi cekaman.
Tingkat toleran suatu genotipe jagung terhadap cekaman kekeringan dan N rendah berdasarkan nilai ITC dan IH yang dikaitkan dengan kemampuan suatu genotipe jagung memiliki tingkat produktifitas yang tinggi pada kondisi cekaman. Hal tersebut ditunjukkan pada jagung hibrida H25, H57 dan H58, dimana pada kondisi cekaman kekeringan memiliki nilai ITC lebih besar dari 1,31 dan nilai IH lebih besar dari 11,00 dimana tingkat produktivitasnya juga paling tinggi yaitu 10,30 – 10,72 t/ha pada kondisi cekaman kekeringan (Tabel 2).
Keterangan: CK = cekaman kekeringan
CK+NR = kombinasi cekaman kekeringan dengan nitrogen rendah
CK+NRS = kombinasi cekaman kekeringan dengan nitrogen sangat rendah
Gambar 2. Hubungan nilai indeks sensitivitas cekaman, indeks stabilitas hasil, indeks toleran dan indeks harmonik stabilitas hasil dengan persentase penurunan hasil pada kondisi cekaman kekeringan dan N rendah.
Pada lingkungan dengan kombinasi cekaman kekeringan dan N rendah (CK+NR) genotipe hibrida H25, H57 dan H58 juga memiliki nilai ITC > 1,10 dan nilai IH > 9,75 dengan produktivitas paling tinggi yaitu berkisar 8,38 – 8,61 t/h dibanding genotipe lainnya pada lingkungan kombinasi cekaman kekeringan dan N rendah (CK+NR). Hal yang sama juga diperlihatkan di lingkungan dengan kombinasi cekaman kekeringan dan N sangat rendah (CK+NSR) genotipe hibrida H57 dan H58 juga memiliki nilai ITC > 0,70 dan nilai IH > 7,30 dengan produktivitas paling tinggi yaitu berkisar 5,32 - 5,83 t/h dibanding genotipe lainnya pada lingkungan kombinasi cekaman kekeringan dan N rendah (CK+NR) (Tabel 2).
Tabel 2. Tabel 1. Hasil pada kondisi cekaman dan optimum serta nilai indeks toleran cekaman (ITC) dan indeks harmonik (IH) pada beberapa jagung hibrida
No Geno-tipe
Hasil biji (t/ha) pada kondisi Nilai ITC dan kriteria toleran pada
kondisi Nilai IH pada kondisi CK+NSR CK+NR CK OPT CK+NSR CK+NR CK CK+NSR CK+NR CK 1 H1 3.78 6.13 6.95 7.65 0.33 SP 0.53 MT 0.61 MT 5.06 6.81 7.28 2 H2 2.84 4.26 6.57 7.17 0.23 SP 0.35 SP 0.54 MT 4.07 5.34 6.86 3 H3 4.82 7.21 9.66 10.24 0.56 MT 0.84 P 1.13 T 6.56 8.46 9.94 4 H4 3.83 7.24 8.61 9.89 0.43 SP 0.81 P 0.97 P 5.52 8.36 9.20 5 H5 4.39 6.82 7.66 8.76 0.44 SP 0.68 MT 0.76 P 5.85 7.67 8.17 6 H6 4.06 6.38 7.32 9.19 0.42 SP 0.67 MT 0.77 P 5.63 7.53 8.15 7 H7 3.92 7.03 8.12 8.40 0.37 SP 0.67 MT 0.78 P 5.34 7.65 8.26 8 H8 3.44 5.29 6.56 7.59 0.30 SP 0.46 SP 0.57 MT 4.73 6.23 7.04 9 H9 3.32 5.44 8.20 8.83 0.33 SP 0.55 MT 0.82 P 4.82 6.73 8.50 10 H10 3.97 5.87 8.48 9.63 0.44 SP 0.64 MT 0.93 P 5.63 7.30 9.02 11 H11 3.16 7.00 9.33 10.05 0.36 SP 0.80 P 1.07 T 4.81 8.25 9.68 12 H12 4.19 5.62 7.40 8.45 0.40 SP 0.54 MT 0.71 MT 5.60 6.75 7.89 13 H13 4.59 5.87 8.36 9.17 0.48 SP 0.61 MT 0.87 P 6.12 7.15 8.75 14 H14 3.33 6.70 7.88 8.32 0.32 SP 0.63 MT 0.75 MT 4.75 7.42 8.09 15 H15 3.23 7.05 7.38 8.24 0.30 SP 0.66 MT 0.69 MT 4.64 7.60 7.79 16 H16 3.18 5.47 6.62 6.80 0.25 SP 0.42 SP 0.51 MT 4.34 6.06 6.71 17 H17 4.42 8.29 10.07 10.92 0.55 MT 1.03 T 1.25 T 6.29 9.42 10.81 18 H18 4.40 8.05 9.84 11.25 0.56 MT 1.03 T 1.26 T 6.32 9.39 10.50 19 H19 4.64 6.93 8.41 9.34 0.49 SP 0.74 MT 0.89 P 6.20 7.96 8.85 20 H20 4.22 6.39 9.10 9.83 0.47 SP 0.71 MT 1.02 T 5.90 7.75 9.45 21 H21 3.95 5.22 8.96 9.52 0.43 SP 0.57 MT 0.97 P 5.58 6.75 9.24 22 H22 4.41 8.10 8.40 10.16 0.51 MT 0.94 P 0.97 P 6.15 9.01 9.19 23 H23 4.45 6.03 7.91 8.50 0.43 SP 0.58 MT 0.77 P 5.84 7.05 8.19 24 H24 4.57 7.29 8.28 9.90 0.51 MT 0.82 P 0.93 P 6.25 8.39 9.02 25 H25 4.13 8.85 10.30 12.21 0.57 MT 1.23 T 1.43 T 6.17 10.26 11.17 26 H26 4.82 7.07 8.96 9.92 0.54 MT 0.80 P 1.01 T 6.49 8.25 9.41 27 H27 4.36 7.32 8.59 9.70 0.48 SP 0.81 P 0.95 P 6.01 8.34 9.11 28 H28 4.32 7.62 8.85 10.04 0.49 SP 0.87 P 1.01 T 6.04 8.66 9.41 29 H29 4.63 7.30 8.75 10.18 0.54 MT 0.85 P 1.01 T 6.37 8.50 9.41 30 H30 3.69 6.30 9.22 9.72 0.41 SP 0.70 MT 1.02 T 5.35 7.65 9.46 31 H31 4.63 7.05 8.06 9.61 0.51 MT 0.77 P 0.88 P 6.25 8.13 8.77 32 H32 5.16 8.48 9.23 10.72 0.63 MT 1.04 T 1.13 T 6.97 9.47 10.47 33 H33 4.40 7.06 8.27 9.09 0.46 SP 0.73 MT 0.86 P 5.93 7.95 8.66 34 H34 3.58 6.78 9.77 10.71 0.44 SP 0.83 P 1.19 T 5.37 8.30 10.22 35 H35 4.97 6.77 9.43 10.88 0.61 MT 0.84 P 1.17 T 6.82 8.35 10.10 36 H36 4.33 6.74 8.19 8.87 0.44 SP 0.68 MT 0.83 P 5.82 7.66 8.52 37 H37 3.84 6.34 8.30 8.86 0.39 SP 0.64 MT 0.84 P 5.36 7.39 8.57 38 H38 4.40 6.19 8.06 9.14 0.46 SP 0.64 MT 0.84 P 5.94 7.38 8.57 39 H39 3.96 7.42 9.33 10.81 0.49 SP 0.91 P 1.15 T 5.80 8.80 10.02 40 H40 3.68 7.45 8.33 9.17 0.38 SP 0.78 P 0.87 P 5.26 8.22 8.73 41 H41 4.74 7.31 7.70 8.11 0.44 SP 0.67 MT 0.71 MT 5.99 7.69 8.00 42 H42 3.62 6.50 7.09 7.84 0.32 SP 0.58 MT 0.63 MT 4.95 7.11 7.45 43 H43 5.03 7.14 8.94 9.56 0.55 MT 0.78 P 0.97 P 6.60 8.17 9.24 44 H44 3.99 5.20 8.61 9.17 0.42 SP 0.54 MT 0.90 P 5.56 6.63 9.04 45 H45 3.80 7.10 8.34 9.27 0.40 SP 0.75 MT 0.88 P 5.39 8.04 8.78 46 H46 4.34 6.89 9.38 11.03 0.54 MT 0.86 P 1.18 T 6.22 8.48 10.14 47 H47 4.21 7.61 9.72 10.24 0.49 SP 0.89 P 1.13 T 5.97 8.74 9.98 48 H48 4.92 7.09 8.00 8.74 0.49 SP 0.71 MT 0.80 P 6.29 7.83 8.35 49 H49 3.78 6.95 7.83 8.29 0.36 SP 0.66 MT 0.74 MT 5.20 7.56 8.06 50 H50 3.95 5.15 7.20 9.05 0.41 SP 0.53 MT 0.74 MT 5.50 6.57 8.02 51 H51 4.66 5.90 7.05 8.03 0.43 SP 0.54 MT 0.65 MT 5.89 6.81 7.51 52 H52 3.25 6.12 7.65 8.22 0.30 SP 0.57 MT 0.72 MT 4.66 7.01 7.93 53 H53 3.68 6.42 8.95 9.83 0.41 SP 0.72 MT 1.00 T 5.35 7.76 9.37 54 H54 3.69 7.06 8.21 9.47 0.40 SP 0.76 P 0.89 P 5.31 8.09 8.80 55 H55 4.84 6.50 7.82 8.62 0.47 SP 0.64 MT 0.77 P 6.20 7.41 8.21 56 H56 5.67 6.55 7.07 8.50 0.55 MT 0.63 MT 0.68 MT 6.80 7.40 7.72 57 H57 5.83 8.61 10.72 11.32 0.75 P 1.11 T 1.38 T 7.69 9.78 11.01 58 H58 5.32 8.38 10.37 11.67 0.71 MT 1.11 T 1.51 T 7.31 9.75 11.52 59 H59 3.82 6.59 7.93 9.03 0.39 SP 0.68 MT 0.81 P 5.37 7.62 8.44 60 H60 4.01 5.91 8.52 8.96 0.41 SP 0.60 MT 0.87 P 5.54 7.12 8.73
Keterangan: ITC = indeks toleran cekaman, I = indeks hamonik, CK+NSR = kombinasi cekaman kekeringan dan N sangat rendah, CK+NR = kombinasi cekaman kekeringan dan N rendah, CK = cekaman kekeringan, T = toleran, MT = medium toleran, P = peka, SP = sangat peka
Selain memiliki potensi hasil yang tinggi pada kondisi cekaman. Hal di atas menunjukkan bahwa kriteria toleran genotipe jagung terhadap kondisi cekaman berdasarkan nilai ITC dan IH mengacu pada tingkat produktivitas yang tinggi pada kondisi cekaman dan potensi hasil pada kondisi optimum. Genotipe jagung hibrida H25, H57 dan H58 yang memiliki tingkat produktivitas yang tinggi pada kondisi cekaman juga memiliki potensi hasil yang tinggi pada kondisi optimum yaitu 11,32 - 12,21 t/ha. Hal tersebut sejalan dengan beberapa hasil penelitian yang juga menyatakan bahwa IST dan IH berkorelasi positif dengan hasil biji pada kondisi cekaman dan optimum (Mhike et al. 2012; Ngugi et al. 2013; Andjelkovic et al. 2014; El-Mohsen et al. 2015). Amiri et al. (2014) dan Menezes et al. (2014) juga menambahkan dari beberapa perhitungan indeks toleran cekaman kekeringan pada tanaman gandum menunjukkan bahwa kriteria tingkat toleran berdasarkan nilai IST dan IH lebih tepat dalam menyeleksi genotipe tanaman dengan tingkat produktivitas tinggi dibanding berdasarkan nilai ISC dan ISH. Oleh karena itu, penggunaan kriteria toleran cekaman dengan menggunakan IST dan IH sebaiknya digunakan untuk menyeleksi calon-calon varietas jagung hibrida yang akan dilepas untuk memperoleh jagung hibrida yang toleran dengan tingkat produktivitas tinggi pada kondisi cekaman maupun optimum.
KESIMPULAN
Kriteria toleran genotipe jagung hibrida berdasarkan nilai indeks sensitivitas cekaman (ISC) dan indeks stabilitas hasil (ISH) pada kondisi cekaman kekeringan dan N rendah ditentukan oleh kemampuan genotipe jagung menekan kehilangan hasil pada kondisi cekaman kekeringan dan N rendah. Kriteria toleran berdasarkan ISC dan ISH sebaiknya digunakan untuk menyeleksi jagung inbrida atau koleksi plasma nutfah jagung.
Kriteria toleran genotipe jagung berdasarkan nilai indeks toleran (ITC) dan indeks harmonik (IH) mengacu pada kemampuan suatu genotipe jagung memiliki tingkat produktifitas yang tinggi pada kondisi cekaman dan optimum. Penggunaan kriteria toleran cekaman berdasarkan IST dan IH sebaiknya digunakan untuk menyeleksi calon-calon varietas jagung hibrida yang akan dilepas untuk memperoleh jagung hibrida yang toleran dengan tingkat produktivitas tinggi pada kondisi cekaman maupun optimum.
Genotipe jagung hibrida yang toleran cekaman kekeringan dan N rendah berdasarkan ITC dan IH adalah genotipe hibrida H25, H57 dan H58 dengan hasil pada lingkungan cekaman kekeringan berkisar 10,30 – 10,72 t/ha, pada lingkungan dengan kombinasi cekaman kekeringan dan N rendah berkisar 8,38 – 8,61 t/h, dan pada kondisi optimum berkisar 11,32 - 12,21 t/ha.
DAFTAR PUSTAKA
Amiri, R., S. Bahraminejad, S. Sasani, and M. Ghobadi. 2014. Genetic evaluation of 80 irrigated bread wheat genotypes for drought tolerance indices. Bulgarian Journal of Agricultural Science 20(1) 101-111.
Andjelkovic, V., N. Kravic, V. Babic, D. Ignjatovic-Micic, Z. Dumanovic, and J. Vancetovic. 2014. Estimation of drought tolerance among maize landraces from mini-core collection. Genetika 46: 775-788.
Bouslama, M. and W. T. Schapaugh. 1984. Stress tolerance in soybean. Part 1: evaluation of three screening techniques for heat and drought tolerance. Crop Sci 24: 933-937.
BPS. 2014. Luas panen, Produksi, dan Produktivitas Komoditas Palawija. Retrieved 2 April 2015, 2013.
Ceccarelli, S., W. Erskine, J. Hamblin, and S. Grando. 1994. Genotype by Environment Interaction and International Breeding Programmes. Experimental Agriculture 30: 177-187.
Direktorat Jendral Pengolahan dan Pemasaran Hasil Pertanian. 2014. Statistik Ekspor Impor Komoditas Pertanian 2001-2013. pp. 39. Kementerian Pertanian RI, Jakarta.
El-Mohsen, A. A., M. A. El-Shafi, E. M. S. Gheith, and H. S. Suleiman. 2015. Using different statistical procedures for evaluating drought tolerance indices of bread wheat genotypes. Advance in Agriculture and Biology 4.
Faesal and Syuryawati. 2009. Kendala dan prospek pengembangan jagung pada lahan sawah tadah hujan di Sulawesi Selatan. Inovasi Teknologi Serealia Menuju Kemandirian Pangan dan Agroindustri, Maros, 29 Juli 2009.
Fernandez, G. C. J. 1992. Effective selection criteria for assessing stress tolerance. Tainan. Taiwan.
Fischer, R. and R. Maurer. 1978. Drought resistance in spring wheat cultivars. I. Grain yield responses. Australian Journal of Agricultural Research 29: 897-912. Jafari, A., A. Paknejad, and J. Al-Ahmad. 2009. Evaluation of selection indices for
drought tolerance of corn (Zea mays L.) hybrids. Int. J. Plant. Prot. 3: 33-38. Jambormias, E. 2011. Peragaan grafis GGE-Biplot untuk evaluasi keragaan
genotipe-genotipe dan perubahan lingkungan bercekaman di pulau-pulau kecil. . Universitas Pattimura.
Kasryno, F. 2002. Perkembangan produksi dan komsumsi jagung dunia selama empat dekade yang lalu dan implikasinya bagi Indonesia Makalah disampaikan pada diskusi nasional agribisnis jagung. Badan Litbang Pertanian, Bogor.
Menezes, C. B., C. A. Ticona-Benavente, F. D. Tardin, M. J. Cardoso, E. A. Bastos, D. W. Nogueira, A. F. Portugal, C. V. Santos, and R. E. Schaffert. 2014. Selection indices to identify drought-tolerant grain sorghum cultivars. Genet Mol Res 13: 9817-9827.
Mhike, X., P. Okori, C. Magorokosho, and T. Ndlela. 2012. Validation of the use of secondary traits and selection indices for drought tolerance in tropical maize (Zea mays L.). African Journal of Plant Science 6: 96-102.
Monneveux, P., C. Sa¡nchez, D. Beck, and G. O. Edmeades. 2006. Drought Tolerance Improvement in Tropical Maize Source Populations: Evidence of Progress. Crop Science 46: 180-191.
Moradi, H., G. A. Akbari, S. K. Khorasani, and H. A. Ramshini. 2012. Evaluation of drought tolerance in corn (Zea mays L.) new hybrids with using stress tolerance indices. European Journal of Sustainable Development 1: 543-559.
Ngugi, K., J. O. Collins, and S. Muchira. 2013. Combining, earliness, short anthesis to silking interval and yield based selection indices under intermittent water stress to select for drought tolerant maize. Australian Journal of Crop Science 7(13): 2014-2020
Simms, E. 2000. Defining tolerance as a norm of reaction. Evolutionary Ecology 14: 563-570.
Sutoro. 2012. Kajian penyediaan varietas jagung untuk lahan suboptimal. Iptek Tanaman Pangan 7(2): 108-112.
