KARAKTER NILAI TENGAH DAN RAGAM CONTOH JAGUNG GALUR CML TERHADAP TETUA BIMA-1

Transkripsi

1 KARAKTER NILAI TENGAH DAN RAGAM CONTOH JAGUNG GALUR CML TERHADAP TETUA BIMA-1 Characters of Means and Varians Sample of CML Inbred Lines on Parental Maize of Bima-1 M Yasin HG, Syamsuddin Mas, dan Idar Peneliti Balit Sereal Maros, Fakultas Pertanian dan Kehutanan UNHAS Makassar, Ext. Program ABSTRACT The inbred lines of MR4 and MR14 are parents of Bima-1 which is programmed to high acting protein hybrid. The parents of both were to crossed CML161 and CML165 as female which contains gen o-2 acting to increase protein content maize. The two inbred lines was assume as heterotic pattern with MR4 and MR14. The objectives of the experiment was to identify characters of means(µ), varians(σ2), confidence limit on p(x-1,96.se<µ<x+1,96.se) and p[(n 1)S 2 /χ 2 u< σ 2 <(n-1) S 2 / χ 2 l)] in level of confident 95%. Hypothesis of µ by interested using t-student distribution and σ 2 using χ 2 (Chi-square) in d.f (n 1 +n 2-2). The experiment conducted in Maros experimental field on dry season Crossing of plant was normally performed. The experiment scale was acre, spacing 75x30 cm one plant per hill, fertilizer used Urea, SP36, KCl ( ) kg/ha. The sample of plant was from plant which is synchronize on flowering, and health. The result showed that crossing of CML161 line was high value of mean of seed weight per cob than CML165. While range of various is smaller. Varians test which is significant is only in Mr4 for the diameter of cob. Keyword : Maize, crossed, statistical test. Informatika Pertanian Volume 13 (Desember 2004)

2 708 Karakter Nilai Tengah dan Ragam Contoh Jagung PENDAHULUAN Bima-1 adalah jagung hibrida silang tunggal yang tetuanya berasal dari hasil persilangan MR4xMR14. Dewasa ini Bima-1 sedang dimuliakan untuk menjadi hibrida berprotein tinggi dengan mengintrogressi galur asal CIMMYT, yakni CML161 dan CML165 yang mengandung gen o- 2 untuk dapat menjadikan Bima-1 menjadi bermutu protein tinggi. Kegiatan persilangan dari galur CML161 dan CML165 terhadap MR4 dan MR14 ingin diketahui karakter nilai tengah dan ragam contohnya, apakah terdapat perbedaan atau tidak terhadap tongkol yang dihasilkan. Setiap tongkol adalah famili generasi F1. Adanya perbedaan karakter pada peubah hasil diharapkan dapat memberikan indikasi galur CML mana yang paling baik pasangannya terhadap tetua Bima-1. Nilai tengah (µ) dan ragam (σ 2 ) adalah dua parameter penting untuk diketahui besarannya terhadap setiap peubah yang diamati. Kedua parameter tersebut dapat diduga dengan µ = Є(x)., x : peubah acak dan n : ukuran contoh. Є(x) : nilai harapan = x i /n. Selanjutnya penduga bagi ragam adalah : σ 2 = Єx 2 Є(x).Є(x). Ada dua macam penduga bagi ragam σ 2 yang didasarkan pada nilai tengah contoh yakni : σ 2 x = 1/n [(Σx i 2 (Σx i ) 2 /n] dan S 2 x = 1/(n-1) [(Σx i 2 (Σx i ) 2 /n] Penduga S 2 x lebih baik digunakan dari pada σ 2 x selanjutnya dapat dibuktikan bahwa S 2 x = n/(n-1)σ 2 x. Perbedaan karakter nilai tengah dan ragam contoh atas satu populasi, atau antara dua populasi dapat ditelusuri melalui uji hipotesis sebaran t-student. Menurut Steel dan Torrie (1981), pengujian hipotesis H 0 terhadap µ dapat dihitung dengan formula : t hit = (x - µ)/(s/ n) dengan db. = n-1, dan apabila t hit lebih kecil dari t tab maka hipotesis H 0 diterima. Mathai (1967) bahwa kisaran nilai tengah populasi µ yakni batas limit bawah dan batas limit atas dapat dihitung dengan sebaran t-student pada kisaran 100 (1-α) %, dimana (1-α) adalah koefisien kepercayaan (confidence coefficient). Selanjutnya dikemukakan bahwa jika ragam kedua populasi belum diketahui maka hipotesis H 0 juga dapat dihitung dengan uji sebaran t-student. Pada kasus penelitian ini ragam kedua populasi CML161 dan CML165 belum diketahui kesamaannya sehingga uji H 0 sah menggunakan statistik sebaran t-student. Menurut Mendenhall dan Scheaffer (1973) bahwa elemen uji adalah hipotesis H 0, hypotesis

3 Informatika Pertanian 709 alternative H 0, statistik uji dan daerah penolakan. Bila terjadi H 0 ditolak padahal H 0 benar, maka kejadian tersebut disebut salah jenis pertama (α), sedang bila H 0 diterima padahal H 0 benar disebut salah jenis kedua ( β). Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui karakter nilai tengah (µ) dan ragam (σ 2 ) dari galur CML161 vs. CML165 sebagai tetua betina yang disilangkan terhadap tetua Bima-1 (MR4 dan MR14) sebagai pejantan. Bahan BAHAN DAN METODA Penelitian dilaksanakan di KP. Balitsereal Maros dalam musim tanam 2003/2004 (tanam 22 Agustus, panen 8 Desember 2003). Luas hamparan penelitian are. Tetua Bima-1 yakni MR4 dan MR14 ditanam secara berselang-seling dengan CML161 dan CML165 masing-masing sebanyak empat baris. Ditanam dengan jarak 75x25 cm satu tanaman per rumpun dan dipupuk Urea-SP36-KCl ( ) kg/ha, penyiangan dan pengendalian hama-penyakit dilakukan semaksimalnya. Persilangan dilaksanakan secara manual, tetua pejantan dari MR4 dan MR14 sedangkan betina CML161 dan CML165. Pada saat panen dipilih tongkol sebagai famili F1 dari tanaman sehat, sinkron masa berbunga, tidak ada serangan penggerek tongkol, tidak cacat, kelobot tertutup rapat, dan tongkol berisi penuh. Peubah yang diamati per tongkol adalah : X1 = diameter tongkol X2 = panjang tongkol X3 = jumlah biji X4 = bobot biji Metoda Analisis a. Pengujian nilai tengah (µ) Hipotesis H 0 : µ 1 = µ 2 vs. H 1 : µ 1 µ2 Penolakan hipotesis H 0 dihitung dengan formula : t hit = (x 1 -x 2 )/S x1-x2, dengan db. = (n 1 +n 2-2) S x1-x2 = S 2 [(n 1 +n 2 )/(n 1.n 2 )] S 2 = [(Σx 2 i (Σx i ) 2 /n 1 ) + (Σx 2 2 (Σx 2 ) 2 /n 2 )] / (n 1 +n 2-2) jika t hit t tab terima H 0 dan jika t hit > t tab tolak H 0

4 710 Karakter Nilai Tengah dan Ragam Contoh Jagung b. Pendugaan kisaran nilai tengah (µ) Kisaran nilai tengah diduga pada taraf nyata 95% dengan menggunakan formula yang dikemukakan oleh Lindgram dan Berry (1981): p(x 1,96.S e < µ < x + 1,96.S e ) = 0.95 x 1,96.S e : batas bawah, dan x + 1,96.S e : batas atas sebaran t-student S e = S/ n, n < 30 c. Pegujian ragam (σ 2 ) Ragam kedua tetua Bima-1 belum diketahui kesamaannya dan uji hipotesis menggunakan sebaran F (Fisher distribution) yakni Hipotesis H 0 : (S 1 2 )= (S 2 2 ) vs. H 1 : (S 1 2 ) (S 2 2 ) Penolakan hipotesis H 0 dihitung dengan formula : F hit =S 2 1 /S 2 2,jika nilai S 2 1 >S 2 2 dan dibalik jika nilai S 2 2 >S 2 1 ) pada db. = (n 1-1), (n 2-1) jika F hit F tab terima H 0 dan jika F hit > F tab tolak H 0 d. Pendugaan kisaran ragam (σ 2 ) Kisaran ragam pada taraf 95% diduga dengan sebaran χ 2 (Khi-kuadrat). Menurut Ott (1984) bahwa besaran (n-1)s 2 /σ 2 menyebar secara χ 2 dengan derajat bebas n-1, dan dapat digunakan untuk menduga kisaran ragam yakni : p[(n 1)S 2 /χ 2 u< σ 2 <(n-1) S 2 / χ 2 l)] = 0.95 dimana χ 2 u: batas ujung kanan sebaran χ 2 pada db. = n-1 dan χ 2 l batas ujung kiri pada db. = n-1

5 Informatika Pertanian 711 HASIL DAN PEMBAHASAN Data yang diperoleh disajikan pada Tabel Lampiran 1 untuk hasil persilangan CML161xMR4 vs. CML165xMR4, dan Tabel Lampiran 2 untuk CML161xMR14 vs.cml165xmr14. Pada Tabel Lampiran 1 dan 2 disajikan sandi/notasi untuk setiap peubah yang diamati guna keperluan pengujian hipotesis µ dan σ 2 serta uji statistik yang digunakan. Berikut diuraikan hasil analisis setiap hipotesis serta nilai selang kepercayaan pada taraf 95%. a. Nilai Tengah Contoh Karakter peubah berupa jumlah, nilai tengah, ragam, dan simpangan baku untuk setiap hasil persilangan disajikan pada Tabel 1. Pada Tabel 2 dapat diketahui bahwa peubah yang menunjukkan perbedaan nyata pada hasil persilangan CML161xMR4 vs. CML165xMR4 terdapat pada diameter tongkol (X 11 vs.x 21 ), panjang tongkol (X 12 vs. X 22 ) dan bobot biji (X 14 vs. X 24 ) sedangkan jumlah biji (X 13 vs. X 23 ) menunjukan hasil yang tidak berbeda nyata. Hal ini dapat diartikan bahwa galur CML161 memperlihatkan pengaruh yang tidak sama dengan CML165 sebagai tetua betina bila diserbuki oleh pejantan MR4, kecuali jumlah biji per tongkol. Berdasarkan nilai tengah contoh dari ketiga peubah yang berbeda nyata, dapat diketahui bahwa galur CML161 akan berpengaruh lebih baik dari CML165 terhadap MR4, sedangkan hasil persilangan terhadap MR14 tidak ada peubah yang memperlihatkan perbedaan nyata.

6 712 Karakter Nilai Tengah dan Ragam Contoh Jagung Tabel 1. Karakter Contoh Peubah Hasil Persilangan CML161xMR4 dan CML165xMR4 Generasi F1 CML161xMR4 n = 24 Hitungan Diameter tongkol Panjang tongkol Jumlah biji per tongkol Bobot biji per Tongkol (X 11) (X 12) (X 13) (X 14) Jumlah (Σx i) 115,4 416,9 9408,0 2615,3 Nilai tengah (x) 4,803 17, , ,971 Ragam (s x 2 ) 0,038 2, , ,678 Simpangan baku (S x) 0,195 1,563 64,187 23,466 CML165xMR4 n = 29 (X 21) (X 22) (X 23) (X 24) Jumlah (ΣX i) 128,7 465, ,0 2730,3 Nilai tengah (X) 4,438 16, ,379 94,148 Ragam (S 2 x ) 0,252 5, , ,556 Simpangan baku (S x) 0,502 2,288 70,194 20,262 CML161xMR14 n =21 (Y 11) (Y 12) (Y 13) (Y 14) Jumlah (ΣX i) 98,0 382, ,2 Nilai tengah (X) 4,667 18, , ,152 Ragam (S x 2 ) 0,130 9, , ,1316 CML165xMR14 n =25 Simpangan baku (S x) 0,361 3,006 59,364 27,352 (Y 21) (Y 22) (Y 23) (Y 24) Jumlah (ΣX i) 128,1 482, ,8 Nilai tengah (X) 5,124 19, ,8 108,192 Ragam (S x 2 ) 0,093 7, , ,018 Simpangan baku (S x) 0,304 2,777 72,461 23,791

7 Informatika Pertanian 713 Hasil pengujian hipotesis nilai tengah terhadap setiap pasangan peubah disajikan sebagai berikut : Tabel 2. Nilai Statistik Uji t-hitung pada Taraf Nyata 95% (*) dan 99% (**) dari Hasil Persilangan Pasangan peubah antara CML161xMR4 vs. CML165xMR4 t hit. X 11 vs.x 21 S x11-x21 = 0,108 3,404** X 12 vs.x 22 S x12-x22 = 0,550 2,373* X 13 vs.x 23 S x13-x23 = 18,635 < 1,0 X 14 vs.x 24 S x14-x24 = 6,004 2,468* CML161xMR14 vs. t hit. CML165xMR14 Y 11 vs.y 21 S Y11-Y21 = 0,328 1,393 Y 12 vs.y 22 SY12-Y22 = 1,467 <1,0 Y 13 vs.y 23 S Y13-Y23 = 32,577 < 1,0 Y 14 vs.y 24 S Y14-Y24 = 11,004 1,541 b. Kisaran Nilai Tengah Kisaran nilai tengah dari setiap peubah sebagai hasil persilangan disajikan pada Tabel 3 berikut. Pada Tabel 3 terlihat bahwa kisaran hasil berupa bobot biji per tongkol lebih tinggi kisarannya pada CML165 dibanding CML161 pada kedua tetua Bima-1 yakni MR4 dan MR14, hal ini dapat diartikan bahwa CML 165 diharapkan mempunyai produktifitas tinggi sebagai pasangan hibrida F1 (CML165xMR4) yang dibanding CML161xMR4. Sebaliknya juga terlihat bahwa terhadap tetua MR14 pasangan CML161 lebih tinggi hasilnya dibanding CML165.

8 714 Karakter Nilai Tengah dan Ragam Contoh Jagung Tabel 3. Kisaran Nilai Tengah(µ) pada Taraf Kepercayaan 95% Persilangan Batas bawah (X 1,96.Se) Batas atas (X + 1,96.Se) CML161xMR4, n = 24 X 11 4,730 4,886 X 12 16,745 17,996 X , ,68 X 14 99, ,359 CML165xMR4, n = 29 X 21 4,510 4,821 X 22 16,947 19,519 X , ,534 X , ,851 CML161xMR14, n = 21 Y 11 4,255 4,620 Y 12 15,232 16,898 Y , ,927 Y 14 86, ,523 CML165xMR14, n = 25 Y 21 5,004 5,243 Y 22 18,219 20,396 Y , ,204 Y 24 98, ,518 c. Ragam Contoh Hasil statistik uji dengan sebaran F terhadap ragam contoh untuk setiap pasangan peubah disajikan pada Tabel 4 berikut: Tabel 4. Nilai Statistik F hit. Uji terhadap Ragam Contoh Pasangan peubah antara CML161xMR4 vs CML165xMR4 X 11 vs.x 21 1,288 X 12 vs.x 22 2,144* X 13 vs.x 23 1,196 X 14 vs.x 24 1,341 CML161xMR4 vs CML165xMR4 Y 11 vs.y 21 1,405 Y 12 vs.y 22 1,172 Y 13 vs.y 23 1,489 Y 14 vs.y 24 1,322 *) berbeda nyata pada taraf 95 %

9 Informatika Pertanian 715 Pada Tabel 4 terlihat bahwa parameter ragam (σ 2 ) dari peubah panjang tongkol (X 12 vs.x 22 ) yang hanya memperlihatkan pengaruh berbeda nyata pada persilangan CML161xMR4, pasangan setiap peubah lainnya masih memperlihatkan keragaman yang sama. Berdasarkan hasil ini dapat diartikan bahwa galur CML165 mempunyai keragaman yang lebih tinggi dibanding CML161 jika disilangkan dengan MR4 (Data ragam pada Tabel 1). d. Kisaran Ragam Sesuai formula dari Ott (1984) tentang sebaran χ 2 maka kisaran ragam untuk setiap hasil persilangan dapat disajikan pada Tabel 5 berikut : Tabel 5. Kisaran Nilai Tengah (σ 2 ) pada Taraf Kepercayaan 95% Persilangan Batas bawah (n 1)S 2 / χ 2 u Batas atas (n 1)S 2 /χ 2 l CML161xMR4, n = 24 X 11 0,023 0,074 X 12 1,475 4,805 X , ,113 X , ,594 CML165xMR4, n = 29 X 21 0,076 0,271 X 22 5,290 8,849 X , ,185 X , ,102 CML161xMR14, n = 21 Y 11 0,159 0,455 Y 12 3,321 0,563 Y , ,288 Y , ,949 CML165xMR14, n = 25 Y 21 0,056 0,179 Y 22 4,702 14,928 Y , ,389 Y , ,422

10 716 Karakter Nilai Tengah dan Ragam Contoh Jagung Kisaran ragam atas hasil persilangan dari tetua MR4 menunjukkan bahwa CML161 mempunyai kisaran lebih sempit/kecil yakni (332, ,594) dibanding CML165 (437, ,102). Hal yang sama juga terdapat pada tetua MR14 yakni CML161 mempunyai kisaran yang lebih kecil dari CML165. Berdasarkan peubah hasil bobot biji pada nilai tengah serta kisaran ragam yang diperoleh dapat diketahui bahwa untuk memperoleh hasil tinggi dapat digunakan CML161 sebagai induk tetua betina dalam memperoleh generasi baru F1 dimana pejantannya adalah MR4 atau MR14, disamping itu kisaran ragamnya lebih kecil dibanding CML165. KESIMPULAN Berdasarkan hasil analisis ini dapat disimpulkan bahwa : Jika MR14 digunakan sebagai pejantan maka potensi hasil generasi F1 yang diperoleh tidak berbeda nyata antara galur CML161 dan CML165, sedangkan jika MR4 sebagai pejantan maka dianjurkan menggunakan CML165 sebagai induk betina. Kisaran nilai tengah jumlah biji tertinggi yang diperoleh adalah CML165xMR14 (375, ,927). Kesamaan ragam antara generasi F1 hanya terdapat pada peubah panjang tongkol yang berbeda nyata yakni CML161 dan CML165 sebagai induk betina dan MR4 pejantan, pada generasi F1 ini kisaran ragam panjang tongkol 1,475 4,805 cm.

11 Informatika Pertanian 717 DAFTAR PUSTAKA Mathai. A. M Introduction to Statistical Mathematics. (Mathematics of Stochastic Variables). Assist Professor of Mathematics MCGill University., S. Chand & Co. New Delhi. p Mendenhall. W., and R. L. Scheffer Mathematical Statistics with Applications. University of Florida. Duxbury Press North Scituate. Massachusetts. p.327 Lindgran. B. W., and D. A. Berry., Elementary Statistics. MacMillan Publishing Co., Inc. University of Minnesota. p. 283 Ott. L An Introduction to Statistical Methods and Data Analysis. Second Edition. Duxbury Press. Boston. p Steel, R. G. D., and J. H. Torrie Principle and Procedures of Statistics. Biometrical Approach. International Student Edition. Second Edition. MCGraw-Hill International Book Company. Tokyo. p.95.

12 718 Karakter Nilai Tengah dan Ragam Contoh Jagung Tabel Lampiran 1. Hasil Pengamatan Persilangan CML161 dan CML165 terhadap MR4 CML161xMR4 CML165xMR4 no. (X 11 ) (X 12 ) (X 13 ) (X 14 ) (X 21 ) (X 22 ) (X 23 ) (X 24 ) 1 4,6 13, ,9 4,1 16, ,2 2 4,9 20, ,6 5,3 15, ,8 3 4,4 17, ,4 4,7 12, ,4 4 4,9 16, ,8 4,7 15, ,2 5 4,7 19, ,4 4,8 20, ,4 6 5,0 19, ,2 4,5 14, ,8 7 4,6 17, ,8 4,0 17, ,0 8 4,7 16, ,8 3,0 17, ,4 9 4,8 18, ,6 4,3 20, ,8 10 4,5 18, ,4 4,7 15, ,4 11 4,5 17, ,2 5,1 19, ,6 12 5,1 18, ,4 4,6 16, ,4 13 5,2 17, ,6 4,4 14, ,2 14 4,8 18, ,6 4,7 15, ,8 15 4,8 17, ,6 4,3 15, ,0 16 4,8 18, ,0 4,6 16, ,2 17 5,0 18, ,0 4,6 17, ,4 18 4,9 15, ,6 4,3 15, ,6 19 5,0 19, ,2 4,8 16, ,6 20 4,8 18, ,4 4,7 16, ,8 21 4,7 17, ,2 4,5 18, ,0 22 4,9 17, ,0 5,0 12, ,0 23 4,9 15, ,0 4,5 10, ,0 24 4,9 15, ,6 4,4 18, , ,4 13, , ,5 15, , ,3 18, , ,3 15, , ,6 18, ,5 Keterangan : X 11 =X 21 : diameter tongkol, cm X 12 =X 22 : panjang tongkol, cm X 13 =X 32 : jumlah biji/tongkol X 14 =X 24 : bobot biji/tongkol,gr

13 Informatika Pertanian 719 Tabel Lampiran 2. Hasil Pengamatan Persilangan CML161 dan CML165 terhadap MR14 CML161xMR14 CML165xMR14 No (Y 11 ) (Y 12 ) (Y 13 ) (Y 14 ) (Y 21 ) (Y 22 ) (Y 23 ) (Y 24 ) 1 4,9 22, ,4 4,8 21, ,4 2 4,8 20, ,0 5,1 21, ,6 3 4,8 21, ,4 5,0 20, ,6 4 4,4 18, ,4 5,3 14, ,2 5 4,9 18, ,6 4,9 20, ,0 6 4,6 20, ,2 5,1 19, ,6 7 5,0 20, ,0 5,1 15, ,4 8 4,5 15, ,0 5,0 22, ,6 9 4,6 19, ,2 5,2 21, ,0 10 4,7 18, ,4 5,4 22, ,8 11 4,9 19, ,4 5,3 22, ,6 12 4,5 16, ,8 4,8 18, ,0 13 5,0 15, ,2 4,9 16, ,2 14 3,4 13, ,6 5,1 20, ,0 15 4,9 25, ,6 5,1 17, ,6 16 4,6 12, ,4 4,9 14, ,0 17 4,7 14, ,4 5,2 20, ,0 18 4,9 20, ,2 5,2 19, ,2 19 4,2 19, ,0 5,0 12, ,2 20 4,7 17, ,4 4,8 21, ,6 21 5,0 19, ,6 5,3 22, , ,3 19, , ,2 19, , ,3 21, , ,8 21, ,2 Keterangan : Y 11 =Y 21 : diameter tongkol, cm Y 12 =Y 22 : panjang tongkol, cm Y 13 =Y 32 : jumlah biji/tongkol Y 14 =Y 24 : bobot biji/tongkol, gr

14 720 Karakter Nilai Tengah dan Ragam Contoh Jagung