METODE DAN KARAKTER SELEKSI TOLERANSI GENOTIPE JAGUNG TERHADAP CEKAMAN KEKERINGAN

Transkripsi

1 i METODE DAN KARAKTER SELEKSI TOLERANSI GENOTIPE JAGUNG TERHADAP CEKAMAN KEKERINGAN ROY EFENDI SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2009

2 ii PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN SUMBER INFORMASI Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Metode dan Karakter Seleksi Toleransi Genotipe Jagung terhadap Cekaman Kekeringan adalah karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. 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 di bagian akhir tesis ini. Bogor, Desember 2008 Roy Efendi NRP A

3 iii SELECTION METHODS AND CHARACTERS OF MAIZE GENOTYPES TO DROUGHT TOLERANCE Abstract The objective of these experiments were (a) to evaluate selection method by polyethylene glycol (PEG) 6000 to indicate drought tolerance of maize genotypes and determine selection characters as indicator tolerancy at germination and vegetative stages, in these experiments, fifteen maize genotypes were evaluated, ( b) to study respon of maize genotyeps and direct evaluation of their tolerancy based on yield and determine of selection characters as drought tolerance indicator at vegetative until generative stage; this experiments were done (i) in Muneng field station, used split plot design with four replications. The main plot was drought and optimum conditions, while sub plot was fifteen maize genotypes (ii) in green house, used randomized complete block design with two factors. The first factor was six genotypes that represent medium tolerant and sensitive to drought and the second was three condition; drought during athesis to grain filling stages, anthesis to mature stages and optimum condition. The results show that early selection method at germination stage using supplementation of PEG 10% in the germination media throught measurements of root dry weight and proline accumulation in primary root could be used to predict tolerancy of maize genotypes. It have highly similarity with selection in field. Similarity proportion of medium tolerant genotypes was 0.72, while 0.88 for sensitive genotypes. The early selection method at vegetative stage by supplementation of PEG 10% in planting media and measurement of root dry weight, shoot dry weight, proline accumulation in leaf, and leaf rolling score could be used to predicting drought tolerancy of maize genotypes. This result were consistently with selection in the field. Similarity proportion for sensitive genotypes was 1.00, while medium tolerant was The results experiment in the field and green house show that medium tolerant genotypes have availability to keep high dry weight of root, root length, high biomass of shoot, more proline accumulation in primary root, low leaf rolling score, low leaf damage, decrease anthesis silking interval and high level of use water efficiency than sensitive genotypes. The medium tolerant have low stomata density, while root weight and root length greater than sensitive genotypes. Based on yield decreasing during drought stress, the genotypes such as Anoman, DTPY-F NB, G18 Seq C2-Nb, MR 14, PT-12, PT-17 and PT- BC9 were medium tolerant with yield decreasing about %. On the other hand B11-209, CML 161, CML 165, DTPY-C9-F46-FB, G 193, G 180, MR 4 and Nei 9008 were sensitive to drought with yield reduction about %. Drought period during anthesis to mature also cause the sensitive genotypes can not produce. Key words: early selection, polyethylene glycol, proline, root, shoot, yield decrease

4 iv RINGKASAN ROY EFENDI. Metode dan Karakter Seleksi Toleransi Genotipe Jagung terhadap Cekaman Kekeringan. Dibimbing oleh SUDARSONO, SATRIYAS ILYAS dan EKO SULISTYONO. Dalam melakukan seleksi untuk mengetahui toleransi genotipe jagung terhadap cekaman kekeringan selalu dihadapkan dengan banyaknya galur yang diuji di lapang, sehingga perlu dicari suatu metode seleksi dini yang dapat mengelompokkan toleransi genotipe jagung. Seleksi dini yang dilakukan pada fase perkecambahan dan vegetatif bertujuan mengurangi jumlah genotipe yang akan diuji di lapang dan mempercepat siklus seleksi dalam program perbaikan atau perakitan varietas jagung toleran cekaman kekeringan. Percobaan pertama dan kedua dilakukan di labotarium dan rumah kaca untuk menentukan metode seleksi dini pada fase perkecambahan dan vegetatif. Metode tersebut dilakukan dengan pemberian polietilina glikol (polyethilene glycol, PEG) 6000 ke dalam media tanam dan mengukur peubah yang dapat mengelompokkan toleransi genotipe jagung terhadap cekaman kekeringan. Metode seleksi dini pada fase perkecambahan dapat dilakukan dengan pemberian larutan PEG 6000 dengan konsentrasi 10% ke dalam media perkecambahan (kertas merang) dan mengukur bobot kering akar dan kandungan polin pada akar primer. Proporsi kesesuaian pendugaan toleransi genotipe jagung dengan metode tersebut dengan hasil seleksi di lapang adalah 0.72 untuk medium toleran dan 0.88 untuk peka. Metode seleksi dini pada fase vegetatif dapat dilakukan dengan penyiraman larutan PEG 10% ke dalam media tanam (campuran arang sekam dengan cocopeat) dan mengukur bobot kering akar, bobot kering tajuk, kandungan prolin pada daun, panjang akar, dan skor penggulungan daun. Kesesuaian menduga toleransi genotipe jagung dengan metode seleksi tersebut dengan hasil seleksi di lapang adalah 0.72 untuk medium toleran dan 1.00 untuk peka. Percobaan ketiga dan keempat dilaksanakan di lapang dan rumah kaca untuk mempelajari respon genotipe jagung terhadap cekaman kekeringan dan mengetahui karakter yang mencirikan genotipe toleran dan peka. Informasi morfologi dan fisiologi yang berkaitan dengan kemampuan toleransi genotipe jagung terhadap cekaman kekeringan sangat bermanfaat sebagai acuan melakukan seleksi dengan efektif dan efisien baik pada vegetatif maupun generatif. Pada kondisi cekaman kekeringan genotipe medium toleran mampu meningkatkan atau mempertahankan bobot kering akar, panjang akar, bobot kering tajuk, tinggi tanaman, akumulasi prolin pada akar primer dalam jumlah yang besar, mengalami penggulungan daun dengan skor kecil, interval waktu matangnya bunga jantan dan betina (anthesis silking interval, ASI) yang kecil, meningkatkan efisiensi penggunaan air, dan mampu menekan persentase penurunan hasil yang lebih kecil dibanding genotipe peka. Genotipe medium toleran memiliki densitas stomata yang rendah, bobot kering, dan panjang akar yang besar dibanding genotipe peka. Karakter tersebut merupakan karakter yang dapat mencirikan toleransi genotipe jagung toleran cekaman kekeringan dan berkorelasi dengan hasil. Genotipe Anoman, DTPY-F nB, G18 Seq C2-nB, Mr 14 PT-12, PT-17 dan PT-BC9 merupakan genotipe medium toleran dengan

5 v persentase penurunan hasil berkisar %, sedangakan genotipe B11-209, CML 161, CML 165, DTPY-C9-F46-fB, G 193, G 180, Mr 4 dan Nei 9008 merupakan genotipe peka cekaman kekeringan dengan persentase penurunan bobot biji/tanaman yang lebih besar yaitu berkisar %, bahkan pada kondisi cekaman kekeringan yang lebih panjang genotipe peka juga dapat gagal berproduksi. Kata kunci: cekaman kekeringan, karakter seleksi, metode seleksi, polietilina glikol

6 Hak Cipta milik IPB, tahun 2008 Hak Cipta dilindungi Undang-Undang 1. Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau meyebutkan sumber a. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau tinjauan suatu masalah b. pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB 2. Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh Karya tulis dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB

7 vii METODE DAN KARAKTER SELEKSI TOLERANSI GENOTIPE JAGUNG TERHADAP CEKAMAN KEKERINGAN ROY EFENDI Tesis Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada Program Studi Agronomi SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2008

8 viii Penguji luar Komisi pada Ujian Tesis : Dr. Ir. Trikoesoemaningtyas, M.Sc

9 ix Judul Tesis Nama NRP : : : Metode dan Karakter Seleksi Toleransi Genotipe Jagung terhadap Cekaman Kekeringan Roy Efendi A Disetujui 1. Komisi Pembimbing, Prof. Dr. Ir. Sudarsono, M.Sc. Ketua Prof. Dr. Ir. Satriyas Ilyas, MS. Anggota Dr. Ir. Eko Sulistyono, M.Si. Anggota Diketahui 2. Ketua Program Studi Agronomi 3. Dekan Sekolah Pascasarjana Dr. Ir. Munif Ghulamahdi, MS. Prof. Dr. Ir. Khairil A. Notodiputro, MS. Tanggal Ujian : 21 November 2008 Tanggal Lulus :

10 x PRAKATA Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah atas segala rahmat dan karunianya sehingga tesis ini berhasil diselesaikan. Tesis yang berjudul Metode dan Karakter Seleksi Toleransi Genotipe Jagung terhadap Cekaman Kekeringan merupakan kelengkapan tugas akhir pada Program Magíster Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor. Penghargaan dan ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada : 1. Prof. Dr. Ir. Sudarsono, M.Sc sebagai ketua komisi pembimbing dan Dr. Ir. Satriyas Ilyas, MS serta Dr. Ir. Eko Sulsityono sebagai anggota komisi pembimbing atas dorongan moril, motivasi, pengarahan, masukan dan diskusi sejak penyusunan dan perencanaan penelitian hingga penyelesaian tulisan. 2. Ketua Komisi Pembinaan Tenaga Badan Litbang Pertanian yang telah memberikan kesempatan dan beasiswa untuk melaksanakan tugas belajar pada sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor. 3. Kepala Pusat Litbang Tanaman Pangan dan Kepala Balai Penelitian Tanaman Serealia (Balitsereal) Maros yang telah memberikan izin belajar. 4. Dr. Muh. Azrai, M.Si., Ir. Andi Takdir Makkulawu, M.Si., R. Neni Iriany, SSi., M.Si. atas bimbingan dan arahan, diskusi, materi penelitian dan pengalaman yang berharga serta rekan-rekan di Balitsereal yang telah banyak membantu. 5. Rekan-rekan mahasiswa Pascasarjana Muzdalifah Isnaini, Indrastuti, Sutardi, Rd. Hartati, Amin Nur, Susilawati, Muh. Thamrin yang telah berbagi ilmu dan kerjasamanya. 6. Sahabat yang telah membantu: Pak Juanda, Pak Narto, Ibu Leha dan Pak Maming, Pak Dedi, Pak Srimulyono, Ibu Yeti, Susi, Pak Agus dan Srisunarti, SP. 7. Ayahanda B. Pardosi, Ibunda K. Nainggolan dan saudara-saudaraku: Robenki dan Rayes atas bantuan, pengertian, dukungan dan doanya.