POTENSI HASIL GALUR - GALUR HARAPAN KEDELAI HITAM (Glycine max (L.) Merr. ) DI KABUPATEN BOGOR LELA MARLENASARI A

Transkripsi

1 i POTENSI HASIL GALUR - GALUR HARAPAN KEDELAI HITAM (Glycine max (L.) Merr. ) DI KABUPATEN BOGOR LELA MARLENASARI A DEPARTEMEN AGRONOMI DAN HORTIKULTURA FAKULTAS PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2012 i

2 ii RINGKASAN LELA MARLENASARI. Potensi Hasil Galur - Galur Harapan Kedelai Hitam (Glycine max (L.) Merr.) di Kabupaten Bogor. Dibimbing oleh DESTA WIRNAS. Kedelai hitam merupakan salah satu komoditas penting khususnya untuk industri kecap. Peran kedelai hitam tidak hanya menjadi pemasok industri, namun berperan sebagai sumber protein serta dinilai sebagai sumber pangan fungsional potensial. Varietas unggul kedelai hitam masih terbatas, sehingga diperlukan pengembangan varietas kedelai hitam. Penelitian ini merupakan salah satu bagian dari uji multilokasi yang bertujuan untuk menguji potensi hasil 8 galur harapan kedelai hitam hasil pemuliaan Departemen Agronomi dan Hortikultura IPB pada lahan kering di Kabupaten Bogor, Jawa Barat. Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Oktober 2011 sampai dengan Januari Rancangan yang digunakan adalah Rancangan Kelompok Lengkap Teracak dengan perlakuan faktor tunggal yaitu terdiri dari 8 galur harapan kedelai hitam dan Cikuray, Malika dan Willis sebagai varietas pembanding. Galur yang digunakan dalam penelitian ini adalah SSD-54, SSD-75, SSD-82, SSD-91, SSD-102, SC-39-1, SC-68-2, dan GC Keadaan tanaman secara umum memiliki keragaan yang baik. Kendala pada penanaman yaitu adanya hama dan penyakit serta gulma yang mengganggu. Serangan tertinggi ketika peralihan fase vegetatif ke fase generatif yaitu pada HST dan pada fase generatif yaitu pada 48 HST. Cara penanggulannya yaitu dengan melakukan penyemprotan pestisida dan pengendalian gulma secara manual. Kendala lainnya tanaman mengalami kerebahan. Galur galur kedelai hitam yang diuji pada penelitian ini berpengaruh pada karakter tinggi tanaman, umur berbunga, jumlah cabang produktif, jumlah polong hampa dan umur panen. Galur galur harapan kedelai hitam pada penelitian ini memiliki hasil sebanding dengan varietas pembanding. ii

3 i POTENSI HASIL GALUR - GALUR HARAPAN KEDELAI HITAM (Glycine max (L.) Merr. ) DI KABUPATEN BOGOR Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Pertanian pada Fakultas Pertanian Institut Pertanian Bogor LELA MARLENASARI A DEPARTEMEN AGRONOMI DAN HORTIKULTURA FAKULTAS PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2012 i

4 ii Judul : POTENSI HASIL GALUR GALUR HARAPAN KEDELAI HITAM (Glycine max (L.) Merr.) DI KABUPATEN BOGOR Nama : LELA MARLENASARI NIM : A Menyetujui, Pembimbing Dr. Desta Wirnas, SP, MSi NIP Mengetahui, Ketua Departemen Dr. Ir. Agus Purwito, MSc. Agr. NIP Tanggal Lulus : ii

5 iii RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Sumedang pada tanggal 6 Maret 1990 dari pasangan Edi Sunaedi (Alm) dan Ia Kurnia (Alm) serta merupakan anak kedua dari tiga bersaudara. Penulis memiliki dua saudara perempuan yaitu Cindy Husena dan Leli Marlenisari. Pendidikan yang telah penulis tempuh yaitu TK Sejahtera Sanding - Malangbong dan melanjutkan di SD Negeri Cidempet pada tahun Pada tahun penulis melanjutkan sekolah di SMP Negeri 1 Conggeang dan pada tahun 2008 penulis lulus dari SMA Negeri 1 Conggeang. Penulis diterima di Institut Pertanian Bogor melalui jalur USMI pada tahun Penulis mengikuti Tingkat Persiapan Bersama (TPB) di IPB selama satu tahun kemudian masuk Jurusan Agronomi dan Hortikultura Fakultas Pertanian IPB pada tahun 2008 sebagai pilihan pertama. Selama menjadi mahasiswa penulis aktif mengikuti kegiatan non akademik di Gentra Kaheman dan Agria Suara pada tahun serta aktif berorganisasi di bidang keprofesian Himagron (Himpunan Mahasiswa Agronomi) pada periode Penulis juga mengikuti Program IPB Go Field pada tahun iii

6 iv KATA PENGANTAR Penulis memanjatkan puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah memberikan kekuatan sehingga skripsi yang berjudul Potensi Hasil Galur - Galur Harapan Kedelai Hitam (Glycine max (L.) Merr. ) di Kabupaten Bogor dapat diselesaikan dengan baik. Penelitian ini dibiayai oleh kerjasama IPB dengan Kementrian Pendidikan Nasional melalui Program IM-HERE tahun anggaran Penulis menyampaikan ucapan terima kasih dan penghargaan sebesar - besarnya kepada semua pihak yang telah membantu sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada : 1. Dr. Desta Wirnas, SP, MSi. selaku dosen pembimbing skripsi yang telah memberikan bimbingan dan pengarahan dalam pembuatan skripsi ini 2. Dr. Ir. Trikoesoemaningtyas, MSc. dan Dr. Ir. Ketty Suketi Msi. yang telah bersedia menjadi dosen penguji dalam ujian skripsi penulis 3. Dr. Ir Sandra Arifin Aziz, MS. selaku dosen pembimbing akademik 4. Seluruh Staf Pengajar dan Staf Komisi Pendidikan Departemen Agronomi dan Hortikultura, Fakultas Pertanian, IPB yang telah banyak membantu 5. Kedua orang tua (Alm) yang terhormat, mudah-mudahan menjadi kebahagiaan dan kebanggaan untuk ibunda dan ayahanda. 6. Kedua saudara tercinta, Cindy Husena dan Leli Marlenisari yang telah memberikan motivasi kepada penulis. 7. Ibu Lilis, Bapak Endang, Ema Edoh, A Ruhyat, Teh Susan dan semua keluarga yang telah memberikan dukungan moril dan materil yang menjadi kekuatan untuk penulis bisa berjuang menempuh pendidikan ini 8. Kakanda M. Mukhlis serta teman - teman tercinta, Fitri Handayani, Bhekti Ayu Hidayati, Lega Krisda Febriyanti, Syti Sarah Maesaroh, Resti Tilawah, Siti Maesyaroh dan Indigenous 45. Semoga Allah SWT berkenan membalas semua kebaikan Ibu, Bapak, dan rekan - rekan semua. Semoga hasil penelitian ini bermanfaat bagi kita semua. Bogor, Juni 2012 iv

7 v DAFTAR ISI Halaman DAFTAR TABEL... vi DAFTAR GAMBAR... DAFTAR LAMPIRAN... PENDAHULUAN... 1 Latar Belakang... 1 Tujuan Penelitian... 2 Hipotesis... 2 TINJAUAN PUSTAKA... 3 Botani dan Morfologi Tanaman Kedelai... 4 Syarat Tumbuh Kedelai... 6 Pemuliaan Kedelai... 8 BAHAN DAN METODE Tempat dan Waktu Bahan dan Alat Metode Percobaan Pelaksanaan Percobaan Pengamatan Analisis Data HASIL DAN PEMBAHASAN Kondisi Umum Keragaan Karakter Agronomis Galur Galur Kedelai Hitam Nilai Parameter Genetik Uji Kolerasi Antar Karakter Tanaman Deskripsi Galur - Galur Kedelai Hitam KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN vii viii v

8 vi DAFTAR TABEL Nomor Halaman 1. Karakteristik fase tumbuh vegetatif pada tanaman kedelai Karakteristik fase tumbuh reproduktif pada tanaman kedelai Sidik ragam-peragam dan komponen pendugaan ragam peragam Nilai tengah, standar deviasi dan kisaran karakter agronomi galur galur kedelai hitam yang diuji Rekapitulasi analisis ragam pada beberapa karakter agronomis galur galur harapan kedelai hitam yang diuji Nilai rataan dan standar deviasi tinggi tanaman, jumlah cabang produktif, dan jumlah buku produktif galur harapan kedelai hitam Nilai rataan dan standar deviasi karakter umur berbunga dan umur panen galur - galur harapan kedelai hitam Nilai rataan dan standar deviasi karakter jumlah polong total, jumlah polong bernas, jumlah polong hampa dan rata rata jumlah biji per polong galur - galur harapan kedelai hitam Nilai rataan dan standar deviasi karakter bobot biji per tanaman, bobot 100 butir dan umur potensi hasil (sink size) galur galur harapan kedelai hitam Nilai komponen ragam, heritabilitas, dan kriteria heritabilitas Hasil uji kolerasi pearson antar karakter pada galur - galur harapan kedelai hitam yang diuji Deskripsi sifat kuantitatif galur galur kedelai hitam yang diuji vi

9 vii DAFTAR GAMBAR Nomor Halaman 1. Kondisi lahan penanaman Hama yang menyerang tanaman kedelai Penyakit yang menyerang tanaman kedelai Gulma yang terdapat di lahan pertanaman kedelai Persentase bobot biji per tanaman dan potensi hasil (sink size) pada galur - galur kedelai yang diuji dan varietas pembanding Produktivitas galur - galur kedelai hitam yang diuji dan varietas pembanding Keragaan tanaman galur SSD-54 di lahan pertanaman Keragaan tanaman galur SSD-75 di lahan pertanaman Keragaan tanaman galur SSD-82 di lahan pertanaman Keragaan tanaman galur SSD-91di lahan pertanaman Keragaan tanaman galur SSD-102 di lahan pertanaman Keragaan tanaman galur SC-39-1 di lahan pertanaman Keragaan tanaman galur SC di lahan pertanaman Keragaan tanaman galur GC di lahan pertanaman vii

10 viii DAFTAR LAMPIRAN Nomor Halaman 1. Denah petak percobaan Sidik ragam karakter agronomis kedelai hitam di muara Data curah hujan Daya Berkecambah galur - galur harapan kedelai hitam di Muara Deskripsi varietas pembanding Hasil uji t pada bobot biji per tanaman dengan potensi hasil per tanaman (sink size) viii

11 1 PENDAHULUAN Latar Belakang Kedelai merupakan salah satu sumber utama protein nabati di Indonesia. Olahan biji kedelai dapat berupa tahu, tempe, kecap, tauco, susu kedelai, tepung kedelai, dan sebagai bahan baku kosmetik. Produk kedelai sebagai bahan olahan pangan berpotensi dan berperan dalam menumbuh kembangkan industri kecil menengah bahkan sebagai komoditas ekspor (Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian, 2008). Ditjen Pertanian Tanaman Pangan (2010) mencatat bahwa kebutuhan konsumsi kedelai mencapai 2.2 juta ton per tahun. Produksi kedelai saat ini sekitar 600 sampai 800 ribu ton per tahun dan hanya memenuhi 40 % kebutuhan nasional selebihnya dipenuhi melalui impor sekitar 1.4 sampai 1.6 juta ton per tahun. Berdasarkan warna bijinya dikenal kedelai kuning dan kedelai hitam. Peran kedelai hitam tidak hanya menjadi pemasok industri, namun berperan sebagai nutrisi serta dinilai sebagai sumber pangan fungsional potensial (Adie et al., 2009). Kedelai hitam umumnya hanya digunakan untuk bahan baku kecap. Adie et al. (2007) melaporkan bahwa kecap yang dibuat dari kedelai hitam selain mempunyai aroma dan rasa kecap yang enak juga memiliki kandungan protein dan nutrisi yang lebih baik dibandingkan dengan kecap yang dihasilkan dari kedelai kuning sehingga permintaan kedelai hitam meningkat. Pengembangan kedelai hitam masih belum mendapat perhatian besar dari peneliti maupun pemerintah. Varietas unggul kedelai hitam lebih terbatas dibandingkan dengan kedelai kuning. Periode antara tahun 1918 hingga 2007, hanya lima varietas kedelai hitam dari 44 varietas kedelai yang dilepas. Data tersebut sekaligus menunjukkan bahwa masih diperlukan varietas kedelai hitam yang memiliki karakteristik berdaya hasil tinggi, berkandungan protein tinggi serta sesuai untuk bahan baku industri khususnya kecap (Adie et al., 2009). Melalui pemuliaan tanaman dapat dihasilkan varietas unggul kedelai hitam yang memiliki potensi hasil tinggi. Wirnas et al. (2011) melaporkan bahwa sampai saat ini Departemen Agronomi dan Hortikultura telah menghasilkan sejumlah galur - galur kedelai hitam dengan hasil seleksi metode SSD 1

12 (single seed descent) atau bulk sehingga diperlukan uji daya hasil galur galur kedelai tersebut untuk mendapatkan varietas unggul baru. 2 Tujuan Penelitian ini bertujuan untuk menguji daya hasil delapan galur harapan kedelai hitam (Glycine max (L.) Merr.) hasil pemuliaan Departemen Agronomi dan Hortikultura IPB sebagai bagian dari uji multilokasi di Kabupaten Bogor, Jawa barat. Hipotesis Hipotesis pada penelitian ini yaitu : 1. Terdapat perbedaan hasil di antara galur - galur harapan kedelai hitam yang diuji 2. Terdapat satu atau lebih galur harapan kedelai yang memiliki daya hasil lebih tinggi dari varietas pembanding. 2

13 3 TINJAUAN PUSTAKA Botani dan Morfologi Tanaman Kedelai Kedelai merupakan tanaman asli Daratan Cina dan telah dibudidayakan oleh manusia sejak 2500 SM (Poehlman and Sleper, 1995). Kedelai mulai dikenal di Indonesia sejak abad ke-16 pertama kali ditemukan pada publikasi Rumphius dalam herbarium Amboinense yang diselesaikan pada tahun Awal mula penyebaran dan pembudidayaan kedelai berdasarkan penemuan junghun tahun 1853 budidaya dilakukan di gunung gamping jawa tengah dan tahun 1855 ditemukan didekat bandung, kemudian berkembang ke Bali, Nusa Tenggara, dan pulau - pulau lainnya (Adie dan Krisnawati, 2007). Tanaman kedelai termasuk ke dalam famili leguminosae, sub famili Papilionaceae dan genus Glycine (Bhatnagar dan Tiwari, 1996). Genus Glycine terdiri atas sub genus Soja dan Glycine. Sub genus soja terdiri atas dua spesies yaitu Glycine max (L.) Merrill dan Glycine soja (L.) Sieb. and Zucc (Poehlman and Sleper, 1995). Warna kulit biji pada kedelai dikendalikan oleh dua pasang gen. Adanya dua gen dominan L1 L2 dan L1 I2 memberikan warna hitam pada kulit biji, sementara I1 L2 memberikan warna coklat (Bhatnagar and Tiwari, 1996). Kedelai dengan warna bunga ungu dan warna biji hitam hingga coklat tua lebih dikenal sebagai kedelai liar. Kedelai hitam mempunyai bentuk polong dan biji yang hampir sama dengan kedelai biasa tetapi tumbuhnya merambat dan kulit bijinya sangat tebal sehingga embrio dan keping bijinya terlindungi dengan baik (Adie dan Krisnawati, 2007). Sistem perakaran kedelai terdiri dari dua macam, yaitu akar tunggang (lateral) dan akar sekunder (serabut) yang tumbuh dari akar tunggang (Adie dan Krisnawati, 2007). Akar lateral kedelai mulai muncul 3 7 hari setelah berkecambah. Sebulan kemudian akar primer muncul sepanjang cm (Shibels et al., 1975). Perkembangan akar kedelai sangat dipengaruhi oleh kondisi fisik dan kimia tanah, jenis tanah, cara pengolahan lahan, kecukupan unsur hara, serta ketersediaan air di dalam tanah. Akar mengeluarkan beberapa substansi khususnya triptofan yang menyebabkan perkembangan bakteri dan mikroba 3

14 4 disekitar daerah perakaran yang mampu menambat nitrogen dan bermanfaat bagi tanaman. Populasi tanaman yang rapat dapat mengganggu pertumbuhan akar (Adie et al., 2007). Galur dan kultivar tertentu memiliki perbedaan dalam pertumbuhan akar terutama selama fase proliferasi pada perkembangan akhir. Hal ini berpengaruh terhadap kemampuan galur atau kultivar tersebut dalam mengasimilasi nutrisi (Shibels et al., 1975). No Tabel 1. Karakteristik fase tumbuh vegetatif pada tanaman kedelai Fase Pertumbuhan Keterangan 1 Kecambah (Ve) Tanaman baru muncul di atas tanah 2 Kotiledon (Vc) Daun unifoliat berkembang, tepi daun tidak menyentuh 3 Buku kesatu (V1) Daun terurai penuh pada buku unifoliat 4 Buku kedua (V2) Daun berangkai tiga yang terurai penuh pada buku diatas buku unifoliat 5 Buku ketiga (V3) Tiga buku pada batang utama dengan daun terurai penuh, terhitung mulai buku unifoliat 6 Buku ke-n (Vn) Daun berangkai tiga pada buku ke n telah berkembang penuh Sumber : Adie dan Krisnawati (2007) Pertumbuhan batang kedelai dibedakan menjadi dua tipe, yaitu tipe determinate dan indeterminate. Perbedaan sistem pertumbuhan batang ini didasarkan atas keberadaan bunga pada pucuk batang. Tipe indeterminate berbunga sebelum perpanjangan batang terhenti, sedangkan pada tipe determinate perpanjangan batang terhenti dengan diferensiasi tunas terminal (Poehlman and Sleper, 1995). Jumlah buku pada batang tanaman dipengaruhi oleh tipe tumbuh batang dan periode panjang penyinaran pada siang hari. Pada kondisi normal, jumlah buku berkisar buah. Jumlah buku batang indeterminate umumnya lebih banyak dibandingkan batang determinate (Adie dan Krisnawati, 2007). Bentuk daun kedelai ada tiga yaitu bulat (oval), lancip (lanceolate) dan lonjong serta terdapat perpaduan bentuk lainya. Bentuk daun tersebut dipengaruhi oleh faktor genetik. Bentuk daun diperkirakan mempunyai korelasi yang sangat erat dengan potensi produksi biji. Umumnya, daerah yang mempunyai tingkat kesuburan tanah tinggi sangat cocok untuk varietas kedelai yang mempunyai bentuk daun lebar (Adie dan Krisnawati, 2007). 4

15 5 Kedelai merupakan tanaman menyerbuk sendiri yang bersifat kleistogami. Polen dari anter jatuh langsung pada stigma bunga yang sama. Bunga membuka pada pagi hari tetapi terlambat membuka pada cuaca yang dingin (Poehlman and Sleper, 1995). Tanaman memasuki fase reproduktif saat tunas aksilar berkembang menjadi kelompok bunga dengan dua hingga 35 kuntum bunga setiap kelompok berlangsung 3-5 minggu. Bunga pertama muncul pada buku kelima atau keenam. Bunga muncul ke arah ujung batang utama dan ke ujung cabang. Jumlah bunga di Indonesia berkisar dari buah (rata - rata 57 buah) dengan rata-rata bunga yang berhasil membentuk polong isi adalah 84 % (Adie dan Krisnawati, 2007). Tabel 2. Karakteristik fase tumbuh reproduktif pada tanaman kedelai Singkatan Pertumbuhan R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 Fase Pertumbuhan Mulai berbunga Berbunga penuh Pembentukan polong Polong berkembang penuh Polong mulai berisi Biji penuh Polong mulai kuning, coklat, matang Polong matang penuh Sumber : Adie dan Krisnawati (2007) Keterangan Terdapat satu bunga mekar pada batang utama Pada dua atau lebih buku batang utama terdapat bunga mekar Terdapat satu atau lebih polong sepanjang 5 mm pada batang utama Polong pada batang utama mencapai panjang 2 cm atau lebih Polong pada batang utama berisi biji dengan ukuran 2 mm x 1 mm Polong pada batang utama berisi berwarna hijau atau biru yang telah memenuhi rongga polong Satu polong pada batang utama menunjukan warna matang (abu-abu atau kehitaman) 95 % telah matang (kuning kecoklatan atau kehitaman) Biji berkembang dalam waktu yang lama beberapa hari setelah pembuahan. Perpanjangan dimilai sekitar 5 hari dan panjang maksimum didapatkan setelah hari. Pembelahan sel pada kotiledon terjadi dua minggu setelah pembuahan. Perkembangan kotiledon yang cepat ditandai dengan akumulasi berat kering protein dan lemak (Shibels et al., 1975). Biji kedelai terbagi menjadi dua bagian utama yaitu kulit biji dan janin (embrio). Pada kulit biji terdapat bagian yang disebut pusar (hilum) yang berwarna coklat, hitam, atau 5

16 6 putih. Pada ujung hilum terdapat mikrofil berupa lubang kecil yang terbentuk pada saat proses pembentukan biji warna kulit biji bervariasi mulai dari kuning, hijau, coklat, hitam, atau kombinasi campuran dari warna - warna tersebut (Adie dan Krisnawati, 2007). Syarat Tumbuh Kedelai Komponen lingkungan yang menjadi penentu keberhasilan produksi kedelai adalah faktor iklim, kesuburan tanah, biologi tanah serta serangan hama penyakit dan gulma. Kedelai membutuhkan banyak air untuk perkecambahan dengan suhu 20 0 C. Suhu optimum untuk perkecambahan sebesar 30 0 C (Norman et al., 1995). Masalah kekurangan air terutama pada musim kemarau mempengaruhi perkembangan morfologi dan proses fisiologi tanaman kedelai. Hapsoh (2003) dan Suryawati dan Rizain (2002) menyatakan bahwa hal tersebut dapat mengakibatkan rendahnya hasil kedelai. Dari hasil penelitian menunjukkan bahwa tanaman kedelai sangat tertekan dengan kondisi berkurangnya suplai air dalam tanah (Rohyadi et al., 2006). Daun kedelai sensitif terhadap kekurangan air. Konduktinasi stomata menurun ketika potensial air berkurang dan 50 % stomata menutup. Penutupan stomata ini mengurangi evaporasi. Indeks luas daun maksimum yang dapat dicapai sebesar 5.5 dan 4 (Norman et al., 1995). Peningkatan luas daun meningkatkan fiksasi CO2 yang terjadi, sehingga meningkatkan fotosintesis (Shibels et al., 1975). Tanaman kedelai dapat tumbuh pada berbagai jenis tanah dengan drainase dan aerasi tanah yang cukup baik serta air yang cukup selama pertumbuhan tanaman (Norman et al., 1995). Adie et al. (2007) melaporkan bahwa pengembangan areal tanam kedelai dapat dilakukan pada lahan sawah, lahan kering (tegalan), lahan bukaan baru dan lahan pasang surut yang telah direklamasi. Secara rinci peluang penambahan areal panen dapat dilakukan pada: 1. Lahan sawah MK II (Juli Oktober) seperti : jalur pantura Jawa Barat, Jawa Tengah, Jawa Timur, Sulawesi Selatan, Lampung, Sumatera Utara, Nusa Tenggara Barat, dan Kalimantan Selatan. 6

17 7 2. Lahan sawah tadah hujan MK I (Maret Juni) awal musim hujan sebelum ditanami padi sawah seperti Jawa dan NTB. 3. Lahan kering (tegal), kedelai ditanam pada MH I (Oktober Januari) atau MH II (Februari Mei). Tanaman kedelai dapat tumbuh dengan baik pada tanah yang mengandung bahan organik dan ph antara (optimal 6.7) (Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian, 2008). Kedelai kurang baik ditanam pada tanah yang tergenang (Norman et al., 1995). Kandungan organik tanah yang cukup berguna untuk mendukung perkembangan Rhizobium Sp., perbaikan drainase tanah, peningkatan kapasitas menyimpan kelembaban tanah dan mempermudah pertumbuhan akar tanaman (Sumarno dan Manshuri, 2007). Bakteri penambat nitrogen dalam tanah dipengaruhi oleh sifat fisik tanah seperti tekstur tanah dan kelembaban tanah. Tanah yang tergenang mengurangi bintil akar kedelai sekitar 15 % (Norman et al., 1995). Kedelai dapat tumbuh subur pada curah hujan optimal mm/bulan. Temperatur C dengan penyinaran penuh minimal 10 jam/hari. Tinggi tempat dari permukaan laut m dengan ketinggian optimal sekitar 600 m. Curah hujan yang cukup selama pertumbuhan dan berkurang saat pembungaan dan menjelang pemasakan biji akan meningkatkan hasil kedelai (Sumarno dan Mansyuri, 2007). Kedelai termasuk tanaman golongan C3 yang memerlukan penyinaran matahari secara penuh (Poehlman and Sleper, 1995). Sumarno dan Manshuri (2007) menyatakan bahwa pegurangan radiasi matahari pada awal pertumbuhan vegetatif akan menghambat pertumbuhan tanaman, sedangkan radiasi sinar berlebihan akan mengakibatkan cekaman terhadap tanaman karena terjadinya peningkatan suhu daun yang berakibat meningkatnya laju evapotranspirasi. Fase perkembangan reproduktif pada tanaman kedelai merupakan fase yang sangat peka terhadap cekaman kekeringan. Jika cekaman kekeringan terjadi pada tahapan reproduktif akhir maka polong dan biji yang terbentuk mengecil dan ukurannya dan lebih sedikit jumlahnya dibandingkan dengan yang tumbuh dengan berkecukupan air. Oleh sebab itu, kedelai lebih optimal jika ditanam pada akhir 7

18 musim hujan (Maret - April) atau musim kemarau (Juli - Agustus) dengan menjaga ketersediaan air irigasi. 8 Pemuliaan Kedelai Pemuliaan tanaman diartikan sebagai suatu metode yang secara sistematik merakit keragaman genetik menjadi suatu bentuk yang diinginkan untuk mendapatkan kebutuhan melalui peningkatan produksi. Pemuliaan tanaman pada kedelai bertujuan untuk memperbaiki sifat - sifat tanaman baik sifat kualitatif maupun kuantitatif (Poehlman, 1959). Tujuan pemuliaan tanaman dalam agronomi diantaranya adalah untuk perbaikan hasil dan stabilitas hasil pada serealia, perbaikan daya hasil yang lebih menarik untuk leguminosa, introduksi bahan pangan baru, peningkatan protein, pemuliaan bagi adaptasi lingkungan ekonomi tertentu, perbaikan terhadap kandungan racun, dan ketahanan terhadap penyakit dan hama di lapangan dan penyimpanan (Jumin, 2005). Tujuan akhirnya diarahkan untuk memperoleh nilai ekonomi yang tinggi dengan meningkatnya nilai dan jumlah hasil yang diperoleh (Poehlman, 1959). Peningkatan hasil dapat dicapai melalui (1). Peningkatan potensi genetik dan peningkatan adaptasi tanaman (2). Meminimalkan kehilangan hasil dari faktor lingkungan, penyakit, nematoda atau serangga (Poehlman and Sleper, 1995). Produksi tanaman kedelai dipengaruhi oleh ukuran dan jumlah biji yang dihasilkan. Jumlah biji tergantung pada jumlah buku pertanaman, jumlah polong per buku, jumlah biji per polong dan persentase polong hampa (Poehlman, 1959). Pada umumnya proses kegiatan pemuliaan diawali dengan (1). introduksi dan pemilihan plasma nutfah sebagai sumber tetua dalam persilangan (2). Hibridisasi (3). Seleksi (Poehlman, 1959). Seleksi digunakan untuk memurnikan plasma nutfah yang di introduksi dan untuk mengisolasi galur murni dari populasi hibrida sedangkan hibridisasi dilakukan untuk mengkombinasikan karakter superior yang dimiliki oleh tetua (Poehlman and Sleper, 1995). Potensi kedelai berdasarkan aspek penelitian dan pengembangan cukup menjanjikan. rakitan varietas unggul baru mampu meningkatkan produktivitas lebih dari 2 ton/ha. Varietas unggul yang dikemas dalam sistem pengelolaan tanaman terpadu (PTT) dapat meningkatkan hasil dan pendapatan petani 8

19 9 (Sudaryanto dan Swastika, 2007). Varietas unggul memiliki sifat seperti hasil tinggi, umur genjah, dan tahan atau toleran terhadap cekaman biotik (hama dan penyakit) dan abiotik (lingkungan fisik) (Sudaryono et al., 2007). Kedelai merupakan tanaman menyerbuk sendiri. Pada tanaman menyerbuk sendiri setelah dilakukan persilangan antara galur murni, pemuliaan tanaman ditujukan pada seleksi galur murni yang superior. Berdasarkan metode galur murni, tipe dan tahap seleksi yang digunakan ada empat metode pemuliaan, yaitu : pedigree, bulk, single seed descent dan dihaploid (Roy, 2000). Seleksi pedigree merupakan pengembangan dari seleksi galur murni yang dilakukan pada populasi yang bersegregasi. Seleksi dilakukan pada generasi awal dengan tingkat segregasi yang tinggi (F2). Seleksi dilakukan pada individu terbaik sampai tingkat homozigositas yang dikehendaki (Stoskopf, 1993). Seleksi bulk dilakukan dengan mencampur benih generasi F2. Benih tersebut kemudian ditanam untuk memproduksi F3 dan seterusnya sampai generasi F6. Pada generasi F6 sampai F8 dilakukan seleksi dan uji daya hasil untuk mengidentifikasi genotif yang berdaya hasil tinggi. Metode single seed descent berbeda dengan metode lainnya. Pada metode ini terdapat keragaman maksimum pada generasi yang diseleksi. Satu atau dua benih diambil dari setiap tanaman generasi F2 untuk menghasilkan generasi F3 dan terus berlanjut sampai generasi F6 (Roy, 2000). Pengujian galur - galur homozigot merupakan aspek penting dalam perakitan varietas baru untuk memilih galur yang berpotensi hasil tinggi. Galur galur yang berpotensi akan menjadi galur - galur murni yang akan dikembangkan. Sifat - sifat kuantitatif suatu galur yang diinginkan harus benar - benar ditentukan oleh pemulia pada berbagai kondisi lingkungan (Sumarno, 1985). Tahap uji multilokasi hanya diuji 5 sampai 10 galur harapan. Luas petak lebih besar dengan tiga ulangan perlokasi. Tujuan uji multilokasi untuk mengetahui daya adaptasi dari galur - galur harapan yang akan dilepas sebagai verietas unggul baru. Varietas lokal perlu diikutkan untuk pengujian ini Galur harapan yang hasilnya tinggi secara nyata dengan varietas lokal dapat dicalonkan sebagai varietas unggul untuk daerah tersebut. Galur - galur harapan yang tertentu berproduksi tinggi pada daerah dapat dilepas sebagai varietas unggul untuk daerah tersebut (Sumarno, 1985). 9

20 10 BAHAN DAN METODE Tempat dan Waktu Penelitian dilaksanakan pada lahan kering di Muara, Desa Mulyaharja, Kecamatan Bogor Selatan, Kotamadya Bogor, Jawa Barat dan di Laboratorium Pemuliaan Departemen Agronomi dan Hortikultura IPB. Waktu pelaksanaan penelitian yaitu pada bulan Oktober 2011 sampai bulan Januari Bahan dan Alat Bahan yang digunakan yaitu delapan galur harapan kedelai hitam hasil pemuliaan Departemen Agronomi dan Hortikultura yang terdiri dari : SSD-54, SSD-75, SSD-82, SSD-91, SSD-102, SC-39-1, SC-68-2, GC-74-7, tiga varietas pembanding yaitu Cikuray, Malika dan Willis. Pupuk dasar yang digunakan adalah urea 30 kg/ha, SP kg/ha, KCl 75 kg/ha, pupuk kandang 1.5 ton/ha serta inokulan rhizobium dengan dosis 250 g/40 kg benih dan insektisida furadan 2 kg/ha, serta pestisida dengan bahan aktif deltamethrin. Metode Penelitian Rancangan percobaan yang digunakan adalah Rancangan Kelompok Lengkap Teracak (RKLT) dengan galur harapan sebagai perlakuan. Perlakuan terdiri atas delapan galur kedelai hitam serta tiga varietas sebagai pembanding. Setiap perlakuan diulang sebanyak tiga kali sehingga terdapat 33 satuan percobaan. Luas lahan yang digunakan adalah 680 m 2 yang terbagi menjadi tiga kelompok sebagai ulangan dengan masing - masing petak berukuran 4 m x 5 m. Model aditif yang digunakan sebagai berikut: Keterangan : Y ij = µ + ά i + β j + ε ij Y ij = tanggapan peubah yang pada kelompok ulangan ke-i dan galur ke-j µ = rataan umum peubah yang diamati ά i = pengaruh kelompok ulangan ke-i dimana i = 1, 2, 3 10

21 11 β j = pengaruh galur ke-j dimana j = 1, 2, 3,, 8 ε i = galat percobaan pada kelompok ke-i dan galur ke-j Pelaksanaan Percobaan Kegiatan diawali dengan persiapan lahan dengan mengolah tanah sedalam kurang lebih 30 cm dengan cara dibalik menggunakan cangkul. Setelah diolah, dibuat petak - petak dengan ukuran 4 m x 5 m sebanyak 11 satuan petak tiap ulangan. Jumlah antar petak dalam ulangan selebar 20 cm dan jarak antar ulangan 50 cm. Sebelum ditanam benih dicampur dengan inokulan rhizobium. Benih ditanam dengan jarak tanam 20 cm x 25 cm dengan dua benih perlubang. Pupuk yang digunakan adalah urea 30 kg/ha, SP kg/ha dan KCl 75 kg/ha. Pupuk diberikan pada saat 3 Minggu Setelah Tanam (MST) dengan dialur pada petak tanaman. Pemeliharaan meliputi pengendalian hama penyakit dan gulma yang ada pada petak tanaman. Pengendalian hama penyakit dikendalikan dengan disemprot pestisida yaitu pada 33 HST, 40 HST dan 48 HST. Gulma dikendalikan dengan penyiangan secara manual yaitu pada 16 HST dan 37 HST. Panen dilakukan pada tiap petak percobaan. Tanaman dipanen ketika lebih dari 95 % polong berwarna coklat, daun-daun menguning, gugur, dan batang telah kering. Perlakuan setelah panen meliputi penjemuran brangkasan kedelai selama 3-7 hari kemudian dilakukan pemecahan polong dan biji dikeringkan kembali dengan oven selama 1 hari dengan suhu 40 0 C sebelum disimpan. Pengamatan A. Pengamatan pada setiap petak percobaan 1. Daya berkecambah benih (%) yaitu daya berkecambah benih saat 2 MST 2. Umur berbunga (HST) yaitu, pada saat 80 % tanaman telah berbunga dalam satuan petak percobaan 3. Umur panen (HST) yaitu, pada saat 95 % polong tanaman berwarna kuning kecoklatan atau daun telah gugur 11

22 12 4. Bobot biji per ubinan (g) yaitu, hasil bobot total biji kering panen per ubinan (4m 2 ) 5. Produktivitas (ton/ha) yaitu, 0.8 (10.000/4) x bobot ubinan 6. Hama, penyakit dan gulma yang berada di lahan B. Pengamatan pada masing-masing contoh, yaitu pada 10 tanaman contoh pada setiap ulangan. Peubah - peubah yang diamati pada penelitian ini antara lain: 1. Tinggi tanaman saat panen (cm) yaitu, tinggi tanaman dari pangkal batang tanaman sampai titik tunbuh 2. Jumlah cabang produktif yaitu, jumlah cabang yang menghasilkan polong 3. Jumlah buku produktif yaitu, jumlah buku yang memiliki polong 4. Jumlah polong bernas yaitu, jumlah polong yang menghasilkan biji 5. Jumlah polong hampa yaitu, jumlah polong yang tidak menghasilkan biji 6. Jumlah biji per polong yaitu, jumlah biji bernas dari setiap polong 7. Bobot biji per tanaman (g) yaitu, bobot total biji kering panen per tanaman 8. Bobot 100 butir biji (g) yaitu, bobot 100 biji kering panen 9. Potensi hasil (ton/ha) yaitu, (Jumlah biji per tanaman x bobot per butir) Analisis Data Data kuantitatif yang diperoleh dalam penelitian ini dianalisa sebagai berikut : 1. Analisis ragam Hipotesis yang diajukan H 0 =µ 1 =µ 2 =µ 3 =... = µ 11 dan H 1 µ 1 µ 2 µ 3 =... = µ11. Apabila terdapat perbedaan nyata pada uji F, maka dilanjutkan dengan uji Dunnett pada α = 5 %. 2. Pendugaan komponen ragam diperoleh dengan cara sebagai berikut : a) Ragam Lingkungan (σ 2 e) merupakan kuadrat tengah galat (N1) atau pengaruh lingkungan yang menyebabkan terjadinya perbedaan penampilan dari karakter - karakter yang diamati, sehingga σ 2 e = KT galat (σ 2 ) b) Ragam Genetik (σ 2 g) merupakan pengaruh genetik terhadap penampilan dari karakter - karakter yang diamati. Ragam genetik dapat diduga dari : σ 2 g =(N2-N1)/r 12

23 c) Ragam Fenotipik (σ 2 p) merupakan hasil pengamatan di lapang dan dapat diduga dari penjumlahan antara ragam lingkungan dan ragam genetik, sehingga σ 2 p = σ 2 e + σ 2 g Tabel 3. Sidik ragam-peragam dan komponen pendugaan ragam-peragam Sumber Derajat Jumlah Kuadrat Keragaman Bebas Kuadrat Tengah E(KT) FK 1 Ulangan r-1 JKU N3 σ 2 e + σ 2 u Galur g-1 JKG N2 σ 2 e + r σ 2 g Galat (r-1)(g-1) JKg N1 σ 2 e 13 d) Nilai Heritabilitas (dalam arti luas) merupakan perbandingan dari ragam genetik terhadap keragaman total (ragam penotifik) dalam populasi dapat diduga dengan perhitungan (Poehlman and Sleper, 1995) : h 2 bs = σ 2 g / σ 2 p x 100 % Keterangan : h 2 bs = heritabilitas dalam arti luas σ 2 g = ragam genetik σ 2 p = ragam fenotipik e) Koefisien Keragaman Genetik (KKG) Allard (1960) mengemukakan bahwa setiap sebaran data pada masingmasing karakter pengamatan pada populasi dapat dihitung nilai koefisien keragaman genetiknya (KKG) yang merupakan nisbah antara ragam genetik dengan rataan umum. Nilai KKG dapat dihitung melalui rumus : KKG = ((σ 2 g )/ x) x 100% Keterangan : KKG = heritabilitas dalam arti luas σ 2 g = ragam genetik x = rataan populasi 3. Analisis Korelasi dengan menghitung nilai koefisien korelasi pearson untuk mengetahui hubungan antar karakter. Masing-masing nilai koefisien diuji pada taraf nyata 5 % (Gomez dan Gomez, 1995). 4. Uji T untuk membandingkan antara hasil aktual dengan potensi hasil galur galur harapan kedelai hitam dalam penelitian. 13

24 14 HASIL DAN PEMBAHASAN Kondisi Umum Penelitian ini merupakan salah satu rangkaian penelitian untuk memperoleh varietas kedelai hitam berdaya hasil tinggi dari hasil pemuliaan tanaman Departemen Agronomi dan Hortikultura IPB. Penelitian ini merupakan bagian dari uji multilokasi untuk mendapatkan calon calon varietas yang akan dilepas menjadi varietas baru. Lokasi penanaman terletak di Desa Mulyaharja, Kecamatan Bogor Selatan, Jawa Barat. Penanaman dilakukan pada bulan Oktober 2011 hingga Januari Lahan yang digunakan merupakan lahan sawah yang dikeringkan yang juga ditanam tanaman kedelai pada tahun sebelumnya. Di sekitar lahan terdapat tanaman hortikultura seperti jagung, pisang, dan terong. Gambar 1. Kondisi lahan penanaman Curah hujan pada saat penanaman setiap bulannya yaitu mm, mm, mm, dan mm (BMKG, 2012). Kedelai dapat tumbuh dengan baik di daerah yang memiliki curah hujan sekitar mm/bulan, sedangkan untuk hasil yang optimal diperoleh pada curah hujan mm/bulan (Adie et al, 2007). Curah hujan yang cukup selama pertumbuhan dan berkurang menjelang pemasakan biji akan meningkatkan hasil kedelai (Adie dan Krisnawati, 2007) sehingga waktu penanaman ini cukup baik untuk pertumbuhan kedelai dalam meningkatkan hasil. Keadaan tanaman secara umum memiliki keragaan yang baik. Semua tanaman kedelai yang ditanam memiliki daya berkecambah lebih dari 80 % (Lampiran 4). Pengamatan daya berkecambah dilakukan pada minggu ke dua 14

25 15 setelah tanam karena pada minggu pertama tanam lubang yang tidak tumbuh ternyata terdapat benih yang tumbuh tetapi karena lubang terlalu dalam sehingga tanaman belum muncul dipermukaan tanah. Saat minggu ke dua setelah tanam baru terlihat tanaman yang tumbuh dan tidak tumbuh. Pengamatan daya berkecambah berdasarkan lubang yang tumbuh. Benih yang tidak tumbuh dikarenakan busuk dan terserang serangga. Fase pertumbuhan vegetatif kedelai dimulai dengan pemunculan kotiledon yaitu pada 3-5 Hari Setelah Tanam (HST) dilanjutkan dengan fase kotiledon yaitu ketika daun unifoliat berkembang terjadi pada saat kedelai berumur 4-7 HST. Curah hujan cukup tinggi pada fase ini sehingga pertumbuhan cukup baik. (A) Gambar 2. Hama yang menyerang tanaman kedelai : (A) Belalang (Oxya spp.) (B) Ulat Penggulung Daun (Omiodes) Fase generatif tanaman kedelai sudah mulai terlihat sejak munculnya bunga pertama kali pada 5 MST dan berlanjut pada fase pengisian polong pada umur 7 MST. Pengamatan umur berbunga dilakukan pada saat 80 % tanaman telah berbunga dalam satuan petak percobaaan. Hal ini mengacu pada penelitian sebelumnya yaitu pada penelitian Komara (2011) dan Lestarina (2011). Adapun umur berbunga pada penelitian ini berkisar antara HST. Kendala pada penanaman kedelai terjadi ketika terdapat serangan hama seperti belalang dan ulat penggulung daun (Gambar 2). Kendala lain diakibatkan penyakit yang mulai terlihat pada 4 MST. Pucuk dari batang utama tanaman terlihat layu dan kering disebabkan oleh penyakit layu pucuk. Selain itu terdapat serangan SMV yang mengakibatkan daun mengeriting dan klorosis pada tepi daun (Gambar 3). (B) 15

26 16 (A) (B) Gambar 3. Penyakit yang menyerang tanaman kedelai : (A) Penyakit Virus Mosaic (SMV) dan (B) Layu Pucuk (Colletotricum sp.) Faktor biotik lainnya yang dapat mempengaruhi pertumbuhan tanaman kedelai adalah gulma. Gulma yang dominan tumbuh diantaranya yaitu teki (cyperus sp.), Spingelia sp, amaranthus dubius, Euphorbia prunifolia Cynerae cinedrela (Gambar 4). Gulma dikendalikan dengan cara manual pada 16 HST dan 37 HST. Pada Umur 7 MST tanaman mengalami kerebahan dikarenakan faktor lingkungan seperti curah hujan yang tinggi yaitu mm dan angin. Menurut Adie et al. (2007) kerebahan pada saat pengisian polong ini akan berakibat pada kurang optimalnya dalam pengisian polong sehingga hasil dan kualitas biji yang dihasilkan akan berkurang. dan (A) (B) (C) (D) Gambar 4. Gulma yang terdapat di lahan pertanaman kedelai : (A) Euphorbia prunifolia (B) Amaranthus dubius (C) Spingelia sp. (D) Cynedrela cinerea 16

27 17 Keragaan Karakter Agronomis Galur Galur Kedelai Hitam Pengamatan dilakukan terhadap karakter tinggi tanaman, jumlah cabang produktif, jumlah buku produktif, jumlah polong total, jumlah polong bernas, jumlah polong hampa, rata - rata jumlah biji per polong, bobot biji per tanaman, bobot 100 butir, potensi hasil per tanaman, umur berbunga dan umur panen. Pengamatan semua karakter dilakukan pada saat tanaman telah dipanen, kecuali untuk karakter umur berbunga dilakukan pada saat 80 % tanaman telah berbunga. Nilai tengah karakter agronomis galur galur kedelai hitam yang ditanam di Bogor terdapat pada Tabel 4. Tabel 4. Nilai tengah, standar deviasi dan kisaran karakter agronomis kedelai hitam di Muara Karakter Nilai Tengah ± Std Dev Kisaran Tinggi tanaman (cm) 82.5 ± Jumlah cabang produktif 2.8 ± Jumlah buku produktif 17.6 ± Jumlah polong total 83.4 ± Jumlah polong bernas 78.2 ± Jumlah polong hampa 4.8 ± Rata-rata jumlah biji/polong 2.1 ± Bobot biji per tanaman (g) 16.4 ± Bobot 100 butir (g) 10.2 ± Potensi hasil maksimal (g) 13.3 ± Umur berbunga (HST) 45.8 ± Umur panen (HST) 95.8 ± Hasil analisis ragam menunjukkan pengaruh galur terhadap pertumbuhan dan hasil galur kedelai yang ditanam. Galur galur kedelai hitam pada penelitian ini menunjukkan pengaruh nyata pada karakter tinggi tanaman, jumlah cabang produktif dan jumlah polong hampa,umur berbunga dan umur panen. Galur galur yang berpengaruh nyata terhadap karakter yang diamati dilanjutkan dengan uji Dunnet pada α = 5 % untuk membandingkan nilai tengah galur dengan varietas pembanding Cikuray, Malika atau Willis. Rekapitulasi hasil sidik ragam disajikan pada Tabel 5. 17

28 Tabel 5. Rekapitulasi hasil analisis ragam pada beberapa karakter agronomis galur galur harapan kedelai hitam yang diuji Karakter KT Galur KT Galat Fhit KK (%) Tinggi tanaman ** 6.12 Jumlah cabang produktif * Jumlah buku produktif tn Jumlah polong total tn Jumlah polong bernas tn Jumlah polong hampa * Bobot biji per tanaman tn Bobot 100 butir tn 5.04 Rata-rata jumlah biji/polong tn 6.14 Potensi hasil tn Umur berbunga ** 2.83 Umur panen ** 2.13 Ket : ** = sangat nyata pada α = 1 %, * = nyata pada α = 5 % tn = tidak nyata, KK = Koefisien Keragaman 18 Tinggi Tanaman Saat Panen, Jumlah Cabang Produktif dan Jumlah buku Produktif Karakter tinggi tanaman pada saat panen galur - galur kedelai hitam yang diuji pada penelitian ini berkisar antara cm dengan nilai tengah 84.1 cm (Tabel 6). Karakter tinggi tanaman saat panen untuk varietas pembanding berkisar antara dengan nilai tengah 78.3 cm. Tinggi tanaman kedelai ideal di lahan kering adalah cm (Arsyad et al., 2007). Cikuray mendekati tinggi tanaman ideal sehingga Cikuray dijadikan pembanding pada karakter tinggi tanaman. Galur SSD-54, SSD-82, SSD-91, SSD-102, SC-39-1 dan GC-74-7 berdasarkan uji dunnet memiliki tinggi tanaman yang tidak berbeda nyata dengan Cikuray yang artinya bahwa galur galur yang diuji sudah memiliki tinggi yang ideal untuk lahan kering. Galur SSD-75 dan SC-68-2 nyata memiliki tinggi tanaman yang lebih tinggi dari Cikuray. Tanaman yang memiliki tinggi tanaman yang relatif tinggi, berdasarkan pengamatan di lapang cenderung memiliki resiko rebah yang besar. Kerebahan yang terjadi di lapang dikelompokan menjadi beberapa kelompok tergantung persentase kerebahan setiap petakan di lapang. Beberapa galur memiliki 18

29 kerebahan 50 % yaitu pada galur SSD-75, SSD-82, dan SSD-102. Kerebahan 30 % yaitu pada galur GC-74-7, SC-39-1, Malika, Cikuray, SSD-54, SC-68-2, dan SSD-91 sementara Willis hanya rebah sekitar 15 %. Tabel 6. Nilai rataan dan standar deviasi tinggi tanaman, jumlah cabang produktif, dan jumlah buku produktif galur - galur harapan kedelai hitam yang diuji Galur Tinggi Tanaman Jumlah Cabang Jumlah Buku (cm) Produktif Produktif SSD ± ± ± 2.1 SSD ± 11.1 ** 3.4 ± ± 2.3 SSD ± ± ± 2.4 SSD ± ± ± 0.8 SSD ± ± ± 0.8 SC ± ± ± 1.8 SC ± 2.3 ** 2.7 ± ± 1.3 GC ± ± ± 2.1 Rata-Rata 84.1 ± ± ± 1.7 Cikuray 75.2 ± ± ± 3.5 Malika 80.9 ± ± ± 1.0 Willis 78.8 ± ± ± 2.2 Rata-Rata 78.3 ± ± ± 1.8 Keterangan : Angka yang diiukuti * berbeda nyata dengan varietas pembanding Cikuray dan Malika berdasarkan uji Dunnet pada taraf 5 %. Rata - rata jumlah cabang produktif pada galur - galur kedelai hitam yaitu 2.8 dengan kisaran sementara rata - rata jumlah cabang produktif pada varietas pembanding yaitu 2.5 dengan kisaran Arsyad et al. (2007) melaporkan bahwa jumlah cabang dengan cabang sedikit yaitu 4-5 cabang lebih sesuai untuk lahan sawah irigasi. Malika memiliki jumlah cabang paling banyak diantara jumlah cabang varietas pembanding sehingga Malika dijadikan sebagai pembanding untuk karakter jumlah cabang produktif. Hasil uji lanjut Dunnet menunjukkan bahwa galur - galur yang diuji memiliki jumlah cabang yang tidak berbeda dengan pembanding. Beberapa galur memiliki nilai tengah cabang produktif yang lebih besar jika dibandingkan dengan Malika yaitu SSD-54, SSD- 91 dan SSD-75 (Tabel 6). Kisaran jumlah buku produktif pada galur - galur kedelai hitam berada pada rentang dengan rata - rata sekitar SSD-102 dan GC-74-7 memiliki rata - rata jumlah buku produktif paling rendah yaitu masing - masing 15.7 dan 15.6, sementara SSD-54 dan SSD-75 memiliki nilai tengah tertinggi 19 19

30 yaitu 19.5 dan Rata - rata jumlah buku produktif pada varietas pembanding Cikuray, Malika dan Willis adalah 16.1, 17.2, dan 19.9 dengan nilai tengah Umur Berbunga dan Umur panen Umur berbunga ditetapkan ketika 80% per satuan petakan telah berbunga mengacu pada penelitian sebelumnya yaitu penelitian Komara (2011) dan Lestarina (2011). Adie et al. (2007) melaporkan bahwa periode berbunga dipengaruhi oleh waktu tanam dan berlangsung 3-5 MST. Sebagian besar galur mulai berbunga pada 43 HST. Galur - galur kedelai hitam yang diuji rata - rata memiliki karakter umur berbunga yaitu dengan kisaran umur berbunga HST (Tabel 5) sementara varietas Cikuray, Malika dan Willis rata - rata umur berbunganya adalah 47.0, 44.3 dan 48.3 HST (Tabel 7). Umur berbunga yang lebih cepat maka akan menghasilkan polong lebih cepat sehingga diharapkan galur - galur yang diuji memiliki umur berbunga yang lebih cepat. Malika memiliki umur berbunga yang lebih pendek dari varietas pembanding lainnya sehingga dijadikan pembanding pada karakter umur berbunga. Galur - galur yang diuji memiliki umur berbunga sama cepatnya dengan varietas Malika (44.3 HST) kecuali galur SC-39-1, GC-74-7 dan Willis memiliki umur berbunga yang lebih lama. Tabel 7. Nilai rataan dan standar deviasi karakter umur berbunga dan umur panen galur-galur harapan kedelai hitam Galur Kedelai Umur Berbunga (HST) Umur Panen (HST) SSD ± ± 3.5 ** SSD ± ± 3.5 ** SSD ± ± 0.0 SSD ± ± 2.3 SSD ± ± 0.0 SC ± 1.7 ** ± 0.0 ** SC ± ± 3.5 ** GC ± 1.2 ** ± 0.0 ** Rata-rata 46.2 ± ± 2.8 Cikuray 47.0 ± ± 0.0 Malika 44.3 ± ± 0.0 Willis 48.3 ± 1.2 ** ± 2.3 Rata-Rata 48.6 ± ± 5.2 Keterangan : Angka yang diiukuti * berbeda nyata dengan varietas pembanding Cikuray berdasarkan uji Dunnet pada taraf 5 %. 20

31 21 Umur panen galur kedelai berkisar antara HST dengan rataan umur panen galur yang diuji yaitu HST. Nilai tengah dari varietas yang diuji yaitu HST. Cikuray memiliki umur panen yang lebih pendek dari varietas pembanding lainnya yaitu 90 HST. Hasil uji Dunnet menunjukkan bahwa SSD-54, SSD-75,SSD-102, SSD-82, SSD-91, SC-68-2 dan Malika memiliki umur panen yang lebih cepat seperti Cikuray. Umur tanaman kedelai dikelompokan menjadi genjah (< 80 hari), sedang (80-85 hari) dan dalam (> 85 hari) (Adie et al., 2007). Jika dilihat dari pengelompokkan tersebut maka galur - galur kedelai hitam yang diuji memiliki umur yang dalam karena lebih dari 85 hari. Sumarno dan Manshuri (2007) melaporkan bahwa umur tanaman kedelai dapat dipengaruhi oleh ketinggian tempat penanaman karena suhu yang berbeda antara dataran rendah dan dataran tinggi. Di dataran tinggi umur kedelai kedelai menjadi lebih panjang. Jumlah Polong Total, Jumlah Polong Bernas, Jumlah Polong Hampa dan Rata rata Biji per Polong Polong merupakan komponen hasil utama yang akan menentukan perolehan hasil biji sehingga jumlah polong yang dihasilkan diharapkan dapat menggambarkan potensi hasil. Jumlah polong yang dihasilkan oleh tanaman tergantung pada kondisi tanaman pada masa berbunga, yaitu jumlah bunga yang berhasil mengalami polinasi dan fertilisasi dengan baik (Adie et al., 2007). Hasil pada penelitian ini menunjukkan bahwa galur - galur yang diuji memiliki rata - rata jumlah polong total sebanyak 85.4 dengan kisaran polong. Varietas pembanding Cikuray, Malika dan Willis memiliki jumlah polong masing - masing sebanyak 79.1, 74.5 dan 83.2 sehingga nilai tengah jumlah polong total untuk varietas pembanding yaitu 78.3 (Tabel 8). Jumlah polong bernas merupakan hasil yang diharapkan dari tanaman kedelai. Peubah ini menunjukkan nilai ekonomi yang dapat diperoleh dari tanaman kedelai. Adie dan Krisnawati (2007) melaporkan bahwa jumlah polong bernas tanaman kedelai biasanya berkisar antara 33 hingga 64 dengan rata rata 48 polong. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa jumlah polong bernas pada galur galur yang diuji berkisar antara dengan nilai tengah 79.3, 21

32 sedangkan nilai tengah varietas pembanding yaitu 75.4 dengan masing - masing nilai tengah yaitu Cikuray 70.9, Malika 78.4 dan Willis 76.9 (Tabel 8). Galur galur pada penelitian ini sudah memiliki jumlah polong bernas lebih banyak dari jumlah polong bernas kedelai pada umumnya. Tabel 8. Nilai rataan dan standar deviasi karakter jumlah polong total, jumlah polong bernas, jumlah polong hampa dan rata-rata jumlah biji per polong galur-galur harapan kedelai hitam Karakter Jumlah Polong Total Jumlah Polong Bernas Jumlah Polong Hampa 22 Rata-Rata Jumlah Biji/Polong SSD ± ± ± 1.4 * 2.12 ± 0.03 SSD ± ± ± ± 0.06 SSD ± ± ± ± 0.18 SSD ± ± ± ± 0.17 SSD ± ± ± ± 0.07 SC ± ± ± ± 0.16 SC ± ± ± 1.4 * 2.25 ± 0.19 GC ± ± ± ± 0.15 Rata-Rata 85.4 ± ± ± ± 0.06 Cikuray 77.2 ± ± ± ± 0.06 Malika 74.5 ± ± ± ± 0.08 Willis 83.2 ± ± ± ± 0.09 Rata-Rata 78.3 ± ± ± ± 0.06 Jumlah polong hampa pada galur - galur yang diuji berkisar antara (Tabel 8) dengan nilai tengah 5.4, sedangkan nilai tengah varietas yang diuji yaitu 3.0. Semakin banyak jumlah polong hampa maka semakin rendah produksi yang dihasilkan. Cikuray memiliki jumlah polong hampa paling kecil sehingga Cikuray dijadikan pembanding pada karakter jumlah polong hampa. Galur SSD-75, SSD-82, SSD-91, SSD-102, SC-39-1dan GC-74-7 menunjukkan jumlah polong hampa yang sedikit sebanding dengan Cikuray (Tabel 8). Rata - rata jumlah biji per polong ini didapat dari hasil bagi antara jumlah biji pertanaman dengan jumlah polong total. Nilai tengah jumlah biji per polong dari galur - galur dan varietas yang diuji pada penelitian ini berkisar antara biji per polong. Galur - galur yang diuji memiliki nilai tengah 2.1, sedangkan varietas pembanding memiliki nilai tengah 2.0 (Tabel 8). Rata rata jumlah biji per polong pada penelitian ini sesuai dengan hasil Hidajat (1985) yang 22

33 melaporkan bahwa tiap polong kedelai dapat berisi satu sampai lima biji, tapi umumnya berisi dua sampai tiga biji. 23 Bobot Biji per Tanaman, Bobot 100 Butir dan Potensi Hasil Bobot biji per tanaman galur galur yang diuji pada penelitian ini berkisar antara g dengan nilai tengah sebesar 16.9 g, sedangkan varietas pembanding memiliki nilai tengah sebesar 15.3 g. Galur - galur yang diuji memiliki nilai tengah bobot biji per tanaman lebih tinggi dari pada nilai tengah varietas pembanding. Tabel 9. Nilai rataan dan standar deviasi karakter bobot biji per tanaman, bobot 100 biji, dan potensi hasil galur-galur harapan kedelai hitam Galur Kedelai Bobot Biji/Tanaman (g) Bobot 100 Butir (g) Potensi Hasil (g) SSD ± ± ± 1.9 SSD ± ± ± 2.1 SSD ± ± ± 1.3 SSD ± ± ± 3.3 SSD ± ± ± 3.0 SC ± ± ± 3.0 SC ± ± ± 6.2 GC ± ± ± 1.2 Rata-Rata 16.9 ± ± ± 3.1 Cikuray 13.8 ± ± ± 1.9 Malika 16.0 ± ± ± 1.6 Willis 16.2 ± ± ± 4.7 Rata-Rata 15.3 ± ± ± 4.6 Keterangan : Angka yang diiukuti ** berbeda nyata dengan varietas pembanding Cikuray dan Malika berdasarkan uji Dunnet pada taraf 5 %. Bobot 100 butir tanaman pada galur - galur yang diuji berkisar antara g dengan rata - rata 10.2 g, sedangkan nilai tengah bobot 100 butir pada varietas pembanding yaitu 10.3 g dengan masing - masing memiliki nilai Cikuray 10.3 g, Malika 10.1 g dan Willis 10.6 g. Pengelompokan ukuran biji kedelai di Indonesia terdiri dari berukuran besar (berat > 14 g/100 biji), sedang (10-14 g/100 biji) dan kecil (< 10 g/100 biji) (Adie et al., 2007). Berdasarkan pengelompokan tersebut kelompok biji berukuran sedang. maka galur - galur yang diuji termasuk ke dalam 23

34 24 Potensi hasil per tanaman (sink size) galur - galur kedelai yang diuji merupakan konversi dari jumlah seluruh biji yang mungkin diperoleh per tanaman dikalikan dengan berat per satuan biji. Sink size pada galur yang diuji berkisar antara 14.6 g per tanaman sampai 21.9 dengan nilai tengah 17.9 g per tanaman. Sementara sink size pada varietas pembanding Cikuray, Wilis dan Mallika yaitu 15.4 g, 15.2 g, dan 18.1 g dengan nilai tengah 16.2 g per tanaman. Sink size ini jika dibandingkan dengan bobot biji per tanaman (Gambar 5) terlihat hampir semua galur - galur yang diuji dan varietas pembanding yang digunakan hampir mencapai potensi hasilnya. Galur SC-68-2 dan Malika yang memiliki bobot biji tanaman melebihi sink size nya yakni 18.5 dan 16.0 g dengan sink size nya 17.4 dan 15.2 g per tanaman (Tabel 9). Hasil uji t menunjukkan bahwa bobot biji per tanaman tidak berpengaruh nyata terhadap sink size pada galur galur yang diuji. Gambar 5. Persentase bobot biji per tanaman dan potensi hasil (sink size) pada galur - galur kedelai yang diuji dan varietas pembanding Galur galur yang memiliki hasil sama dengan atau lebih besar dari potensi hasil (sink size) menggambarkan bahwa galur galur tersebut sudah memiliki kemampuan untuk mengisi sink size dengan baik. Galur SSD-75, SSD- 91, GC-74-7, SC-68-2, dan Malika sudah mampu memenuhi kapasitas hasilnya. Galur galur yang hasilnya masih di bawah potensi hasil (sink size) belum 24

35 25 mampu memenuhi kapasitas hasilnya. Hal ini dapat dipengaruhi oleh faktor luar seperti adanya hama penyakit, gulma ataupun faktor iklim dan tanah yang mengganggu dan belum sesuai untuk genotipe tersebut. Produktivitas kedelai didapat dari konversi dari bobot ubinan (2 m x 2m). Galur - galur kedelai hitam yang diuji memiliki rata - rata produktivitas 3.1 ton/ha, sedangkan rata - rata produktivitas dari ketiga pembanding yaitu sekitar 3.2 ton/ha. Galur - galur yang diuji sudah memiliki nilai produktivitas yang sebanding dengan dengan varietas pembanding begitupun dengan komponen hasil lainnya seperti bobot biji per tanaman, bobot 100 butir dan potensi hasil per tanamannya (sinksize). Gambar 6. Produktivitas galur - galur kedelai hitam yang diuji dan varietas pembanding. Penelitian ini merupakan pengujian terhadap galur galur harapan kedelai hitam untuk mendapatkan varietas berdaya hasil tinggi. Penyeleksian tanaman pada uji daya hasil lanjutan dilakukan secara langsung yaitu dari komponen hasil dengan melihat hasil dari bobot per tanaman ataupun produktivitasnya. Galur - galur yang diuji sudah memiliki hasil yang sebanding dengan varietas pembanding. Galur SSD-82, SSD-91 dan SC-68-2 memiliki nilai produktivitas tinggi masing masing 3.46 ton/ha, 3.31 ton/ha dan 3.51 ton/ha, sedangkan nilai dari varietas Cikuray yaitu 3.1 ton/ha (Gambar 6). 25

36 26 Nilai Parameter Genetik Nilai parameter genetik yang diamati pada penelitian ini terdiri dari ragam fenotifik, ragam genetik, ragam lingkungan, heritabilitas dan Koefisien Keragaman Genetik (KKG). Nilai koefisien keragaman genetik beberapa karakter kuantitatif galur - galur kedelai hitam berada pada kisaran 2 % - 18 % (Tabel 10). Menurut Alnopri (2004), nilai koefisien keragaman dibagi menjadi tiga yakni : sempit (0-10 %), sedang (10-20 %), dan luas (>20 %). Berdasarkan pengelompokkan tersebut, maka karakter tinggi tanaman, jumlah buku produktif, jumlah polong total, jumlah polong bernas, rata - rata jumlah biji per polong, bobot biji per tanaman, bobot 100 butir, potensi hasil, umur berbunga dan umur panen memiliki nilai KKG sempit. Karakter jumlah cabang produktif dan jumlah polong hampa memiliki nilai KKG sedang berarti karakter - karakter tersebut memiliki keragaman yang cukup. Keragaman genetik yang tinggi menunjukan adanya pengaruh genetik yang lebih dominan daripada pengaruh lingkungan. Sebaliknya, koefisien keragaman yang rendah menunjukkan adanya pengaruh yang dominan dari lingkungan (Stanfield, 1983). Tabel 10. Nilai komponen ragam, heritabilitas, dan kriteria heritabilitas Karakter σ 2 e σ 2 p σ 2 h 2 bs KKG g (%) (%) Tinggi tanaman Jumlah cabang produktif Jumlah buku produktif Jumlah polong total Jumlah polong bernas Jumlah polong hampa Rata-rata jumlah biji/polong Bobot biji/tanaman Bobot 100 butir Potensi hasil Umur berbunga Umur panen Ket: σ 2 e = ragam lingkungan. σ 2 p= ragam fenotifik. h 2 bs= nilai heritabilitas. KKG = Koefisien Keragaman Genetik 26

37 27 Heritabilitas secara luas merupakan rasio antara ragam genetik dengan ragam fenotife. Heritabilitas dibagi kedalam tiga kelompok yaitu : rendah (h 2 20 %), sedang (20 % h 2 50 %), dan tinggi (h 2 50 %) (Stanfield, 1983). Tabel 10 menunjukkan bahwa nilai heritabilitas jumlah polong total, rata - rata jumlah biji per polong dan bobot 100 butir memiliki nilai heritabilitas rendah yakni 9 %, 6 %, dan 18 %. Nilai heritabilitas sedang ditunjukkan oleh beberapa karakter yaitu pada karakter tinggi tanaman saat panen, jumlah cabang dan buku produktif, jumlah polong bernas, jumlah polong hampa dan bobot biji per tanaman dengan nilai masing - masing yaitu 49 %, 42 %, 26 %, 23 %, 35 %, dan 21 %, sedangkan pada karakter potensi hasil, umur berbunga dan umur panen memiliki nilai heritabilitas tinggi yang berarti karakter tersebut penampilan fenotipenya banyak dikendalikan oleh faktor genotipe dibandingkan dengan faktor lingkungan. Nilai heritabilitas dan KKG yang sempit mengindikasikan bahwa karakter karakter tersebut sudah homogen. Alel alel yang mengendalikan karakter tersebut sudah terfiksasi secara penuh. Nilai heritabilitas dan KKG yang sempit ditunjukkan oleh karakter karakter komponen hasil seperti bobot biji per tanaman, bobot 100 butir dan potensi hasil (sink size). Hal ini dikarenakan penyeleksian awal galur galur yang diuji berdasarkan komponen hasil sehingga pada galur galur yang diuji pada karakter komponen hasil kergamannya kecil atau sempit. Uji Kolerasi antar Karakter Tanaman Kolerasi merupakan derajat keeratan hubungan antar satu karakter dengan karakter lainnya. Uji kolerasi diperlukan untuk mengetahui hubungan keeratan pada karakter yang diamati. Nilai kolerasi yang positif berada pada taraf nyata ( 0.01 P 0.05), sangat nyata (P 0.01) dan taraf nyata (P 0.05) (Gomez dan Gomez, 1995). Salah satu tujuan penting dalam program pemuliaan ialah hasil biji yang tinggi. Hasil biji ditentukan oleh ukuran, jumlah dan bobot biji. Sebaliknya, 27

38 28 jumlah biji ditentukan oleh jumlah buku produktif, jumlah polong pada setiap buku produktif, dan jumlah biji pada setiap polong. (Hidajat, 1985). Hasil biji dapat dinyatakan oleh bobot biji/tanaman atau bobot 100 butir. Karakter karakter yang diuji memberikan kolerasi positif terhadap bobot biji per tanaman kecuali karakter umur berbunga (Tabel 11). Hal ini terlihat pada galur galur yang memiliki umur berbunga lebih cepat, galur galur tersebut memiliki umur panen yang lebih genjah. Galur galur yang demikian diduga memiliki kemampuan dalam efisiensi pembentukan polong dan biji dalam waktu singkat. Dengan demikian varietas hasil tinggi bisa ditempuh dengan umur tanaman yang genjah. Jumlah polong total dan jumlah polong bernas sangat nyata mempengaruhi bobot biji per tanaman, sedangkan karakter jumlah cabang dan buku produktif nyata mempengaruhi hasil, bobot biji per tanaman. Hal ini berarti semakin banyak jumlah cabang dan buku produktif maka jumlah polong total dan jumlah polong bernas akan semakin banyak sehingga hasil biji per tanaman akan semakin tinggi. Kolerasi positif ditunjukkan pula oleh semua karakter terhadap Bobot 100 butir kecuali karakter tinggi tanaman setelah panen dan jumlah cabang produktif. Hal ini berarti bahwa semakin tinggi tanaman dan semakin banyak jumlah cabang produktif maka bobot 100 butir akan semakin kecil. Hasil dari uji kolerasi tidak menunjukkan adanya hubungan yang nyata pada setiap karakter yang diuji terhadap bobot 100 butir (Tabel 11). 28

39 29 29

40 10 Tabel 11. Hasil uji kolerasi pearson antar karakter pada galur-galur harapan kedelai hitam yang diuji Peubah UB UP TTSP JCP JBP JPT JPB RBP BT BSB UP 0.49 TTSP JCP -0.65* JBP * JPT JPB -0.66* * 0.71* 0.69* 0.79** RBT * BT -0.58* * 0.66* 0.84** 0.94** 0.28 BSB PH Keterangan : UB= Umur Berbunga, UP= Umur Panen, TTSP=Tinggi Tanaman Saat Panen, JCP=Jumlah Cabang Produktif, JBP=Jumlah Buku Produktif, JPT=Jumlah Polong Total, JPB=Jumlah Polong Bernas, RBT=Rata-rata Jumlah Biji per Polong, BT=Bobot Biji Tanaman, BSB=Bobot 100 Butir, PH=Potensi Hasil. Nilai Koefisien Pearson *=berbeda nyata pada α = 5 %, **=berbeda sangat nyata pada α = 1% 29 10

41 30 Deskripsi Galur Galur Kedelai Hitam Galur galur yang diuji pada penelitian ini merupakan galur hasil persilangan antara dua tetua. Galur SSD menunjukkan bahwa galur galur tersebut merupakan hasil persilangan antara Ceneng dan Godeg yang diseleksi dengan metode single seed descent. Galur SC menunjukkan bahwa galur galur tersebut hasil persilangan antara Slamet dan Ceneng yang diseleksi dengan metode bulk sementara galur GC merupakan hasil persilangan Godeg dan Ceneng yang diseleksi dengan metode bulk. Galur galur pada penelitian ini memiliki warna hipokotil yang sama yaitu ungu. Bentuk batang bulat berwarna hijau muda. Karakteristik sifat kuantitatif galur galur yang diuji terdapat pada Tabel 12. Keragaan galur galur yang diuji pada pertanaman terdapat pada Gambar 7 Gambar 14. Gambar 7. Keragaan tanaman galur SSD-54 di lahan pertanaman Gambar 8. Keragaan tanaman galur SSD-54 di lahan pertanaman 30

42 31 Gambar 9. Keragaan tanaman galur SSD-54 di lahan pertanaman Gambar 10. Keragaan tanaman galur SSD-54 di lahan pertanaman Gambar 11. Keragaan tanaman galur SSD-54 di lahan pertanaman 31

43 32 Gambar 12. Keragaan tanaman galur SSD-54 di lahan pertanaman Gambar 13. Keragaan tanaman galur SSD-54 di lahan pertanaman Gambar 14. Keragaan tanaman galur SSD-54 di lahan pertanaman 32