STABILITAS KLON-KLON HARAPAN UBIKAYU BERDASARKAN HASIL PATI

Transkripsi

1 J. Agrivigor 10(3): , Mei Agustus 2011; ISSN STABILITAS KLON-KLON HARAPAN UBIKAYU BERDASARKAN HASIL PATI Stability of cassava promising clones based on starch yield Sholihin Balai Penelitian Tanaman Kacang-kacangan dan Umbi-umbian Malang Jl. Raya Kendalpayak Km 8 Pakisaji Malang. Kotak Pos 66 Malang ABSTRAK Percobaan di lakukan di tanah mineral di emapt lokasi yang berbeda yaitu Lumajang (Inceptisol), Kediri (Entisol), Pati (Alfisol), dan Tulangbawang (Ultisol) selama Penelitian ini menggunakan rancangan petak terbagi, dua lingkungan tumbuh sebagai petak utama, klon ubikayu sebagai anak petak, dengan tiga ulangan. Sebagai anak petak yaitu 15 klon ubikayu. Hasil penelitian terlihat bahwa Klon CMM , Adira 4, CMM , CMM , Malang 2, CMM ), and CMM dapat digolongkan sebagai klon yang stabil hasil patinya umur 9 bulan berdasarkan model AMMI. Semua klon yang dikatagorikan stabil berdasarkan AMMI, juga stabil berdasarkan regresi, tidak semua klon yang dikatagorikan stabil berdasarkan teknik regresi, juga stabil berdasarkan model AMMI. Analisis stabilitas berdasarkan model AMMI lebih sensitif dibanding dengan analisis berdasarkan regresi. Kata Kunci: ubikayu, stabilitas, model AMMI, teknik regresi ABSTRACT The experiments were done on mineral soil in four different locations such as Lumajang (Inceptisol), Kediri (Entisol), Pati (Alfisol), and Tulangbawang (Ultisol) during The experiments were done using a split plot design, three replications. The clones used were fifteen clones. Parameter recorded was starch yield (kg ha -1 ) of six month old plants. The data were analyzed using the additive main effects and multiplicative interaction (AMMI). Research results can be seen that the clones of CMM , Adira 4, CMM , CMM , Malang 2, CMM ), and CMM were identified as stable clones for starch yield in 9 months based on AMMMI models. All clones that were stable based on AMMMI models, also stable based on the technique of regression. Not all clones that were stable based on the technique of regression, also stable based on AMMMI models. The result showed that stability analysis based on technique of AMMI was more sensitive than that based on the technique of regression. Keyword: cassava, stability, AMMI model, the technique of regression PENDAHULUAN Diperkirakan kebutuhan ubikayu akan meningkat di masa yang akan datang seiring dengan meningkatnya jumlah penduduk dan meningkatnya jumlah industri yang berbahan baku ubikayu. Dalam rangka penyediaan bahan baku industri, varietas unggul memegang peran yang cukup penting dalam peningkatan produksi dan produktivitas ubikayu. Tanaman ubikayu (Manihot esculenta Crantz) termasuk 309

2 Stabilitas klon-klon harapan ubikayu berdasarkan hasil pati tanaman menyerbuk silang. Dengan demikian klon-klon yang ada merupakan tanaman yang heterosigot. Oleh karena itu, peluang adanya interaksi genotipe x lingkungan untuk beberapa karakter kuantitatif relatif besar. Mekanisme stabilitas suatu genotipe dapat dibedakan atas dua macam, yaitu penyangga individu, dan kedua yaitu penyangga populasi (Chaudhary, 1996). Dalam kaitannya dengan adanya interaksi genotipe x lingkungan, dua tindakan yang bisa dilakukan oleh seorang pemulia tanaman, pertama yaitu memperkecil efek interaksi genotipe x lingkungan, yang kedua yaitu memanfaatkan efek interaksi tersebut. Usaha yang dapat dilakukan untuk memperkecil efek interaksi genotipe x lingkungan yaitu dengan melakukan pengelompokan lingkungan. Daerah sasaran dari varietas yang akan dikembangkan dapat dibagi ke dalam beberapa kelompok, sehingga kondisi lingkungan dalam kelompok tersebut bisa dinilai agak seragam. Pengelompokan ini biasanya berdasarkan pada perbedaan lingkungan makro seperti temperatur, distribusi curah hujan, dan tipe tanah. Untuk memanfaatkan efek interaksi genotipe x lingkungan, pemulia melakukan pendekatan langsung yang akan memberikan informasi pemulia tentang tipe sistem genetik yang bagaimana yang umumnya akan memberikan penampilan yang baik yang stabil. Dengan kata lain, pemulia tersebut mencari varietas yang dapat mengontrol proses perkembangan mereka sehingga varietas tersebut berpenampilan bagus dan konsisten. Terdapat beberapa teknik analisis stabilitas. Ebberhart dan Russel (1966) mengemukakan teknik analisis stabilitas berdasarkan koefisien regresi dan simpangan regresi. Teknik ini hanya mengkonsentrasikan pada analisa stabilitas suatu genotipe. Suatu genotipe dikatakan stabil bila koefisien regresi tidak berbeda dengan satu dan simpangan regresinya tidak berbeda dengan nol. Suatu genotipe dikatakan stabil bila genotipe tersebut memiliki nilai koefisien regresi tidak berbeda dengan 1,0 dan simpangan regresinya tidak berbeda dengan 0. Pada metode ini, model regresinya adalah model deskriptif yang berdasarkan pada data yang diamati, bukan berdasar pada model prediksi. Untuk model prediksi yang berguna, variabel independen seharusnya dapat diukur sebelum percobaan, tetapi model deskriptif linier ini, variabel independen (indek lingkungan) tak dapat diukur selama percobaan. Motode ini menggunakan asumsi bahwa ada hubungan linier antara penampilan varietas dan faktor lingkungan (McLaren dan Chaudhary, 1996). Banyak publikasi yang menggunakan metode ini dalam penilaian stabilitas suatu genetipe, diantaranya oleh Trustinah et al. (2000). Gauch (1992) mengusulkan analisis interaksi genotipe x lingkungan dengan model AMMI (Additive Main Effects and Multiplicative Interaction). Model ini terdiri dari dua model, yaitu model aditif (rataan umum, rataan genotipe, dan rataan lingkungan), dan model multiplicative (interaksi genotipe x lingkungan). Model ini tidak memerlukan asumsi bahwa ada hubungan linier antara penampilan varietas dan faktor lingkungan (McLaren and Chaudhary, 1996). Sutjihno (1996) menetapkan 310

3 Sholihin stabilitas suatu genotipe dengan membuat grafik x y, di mana IPCA1 untuk genotipe sebagai sumbu x dan IPCA2 untuk genotipe sebagai sumbu y. Genotipe yang stabil adalah genotipe yang berada dekat dengan titik (0,0). Tujuan penelitian adalah untuk menguji stabilitas stabilitas klon-klon harapan ubikayu dengan teknik regresi dan model AMMI. BAHAN DAN METODE Penelitian di lakukan di Lumajang (Inceptisol), Kediri (Entisol), Pati (Alfisol), and Tulangbawang (Ultisol) selama Penelitian ini menggunakan rancangan petak terbagi, dua lingkungan tumbuh sebagai petak utama, klon ubikayu sebagai anak petak, dengan tiga ulangan. Petak penelitian berukuran 5 m x 5 m. Kedua lingkungan tumbuh tersebut adalah sebagai berikut: L1 (teknologi sederhana) = populasi ubikayu tanaman per hektar, pemupukan 93 kg ha -1 N, L2 (teknologi diperbaiki) = populasi ubi-kayu tanaman per hektar, pemupukan 93 kg ha -1 N + 36 kg ha -1 P 2 O kg ha -1 K 2 O. Sebagai anak petak yaitu 15 klon ubikayu. Hasil pati 9 bulan yang disajikan pada artikel ini. Teknik regresi yang digunakan adalah teknik yang dikemukakan oleh Ebberhart dan Russel (1966). Teknik ini dikonsentrasikan pada analisa stabilitas. Teknik ini berdasarkan koefisien regresi dan simpangan regresi suatu genotipe. Suatu genotipe dikatakan stabil bila koefisien regresi tidak berbeda dengan satu dan simpangan regresinya tidak berbeda dengan nol. Hasil pati dianalisa menggunakan program MSTATC untuk mendapatkan analisis ragam. Program IRRISTAT digunakan untuk menganalisa analisis ragam berdasarkan AMMI, dan skor IPCA. Korelasi antara skor IPCA dan data lingkungan digunakan program MSTATC. Biplot IPCA dirancang dengan program Microsoft office excel. Stabilitas klon ditentukan berdasarkan biplot IPCA. Chaudhary dan Ahn (1996) menambahkan elip disekitar titik dari biplot IPCA.dan Sumertajaya (2005) melaporkan cara membuat ellips dengan menghitung radius (r) ellips. Penentuan jari-jari ellips ditentukan dengan formula yang dikemukaan oleh Sumertajaya (2005). Rumus tersebut adalah sebegai berikut: r i = ± [ (n-1)p / (n-p)] [F(α, p, n-p)] [ λ i e i ] di mana : r i = jari-jari ellips untuk komponen utama ke-i n = jumlah genotipe yang diuji p = jumlah dimensi dari AMMI F(α, p, n-p) = tabel F pada taraf α (0.05); n sebagai pembilang dan (n-p) sebagai penyebut λ i =akar cirri untuk kompon utama ke-i e i = eigen vektor Klon yang ada di dalam ellips diklasifikasikan sebagai klon yang stabil, sebaliknya untuk klon yang ada diluar ellips. HASIL DAN PEMBAHASAN Analisis ragam tergabung untuk hasi pati 9 bulan tertera pada Tabel 1. Interaksi genotipe dengan lingkungan nyata untuk hasil pati. Adanya interaksi ini juga telah dilaporkan sebelumnya (Sholihin et al. 2004; Sholihin dan 311

4 Stabilitas klon-klon harapan ubikayu berdasarkan hasil pati Sundari. 2008). Interaksi ini terjadi karena beragamnya genotipe yang diuji dan juga beragamnya lokasi yang digunakan yang meliputi jenis tanah, keasaman tanah, kondisi fisik dan kimia tanah, serta iklim. Analisis stabilitas dengan regresi Adanya interaksi genotipe x lokasi untuk hasil pati umur 9 bulan (Tabel 1) menyarankan perlunya analisis lebih lanjut dengan teknik regresi. Pada Tabel 1 terlihat bahwa interaksi teknologi x genotipe x lokasi tidak nyata untuk hasil pati umur 9 bulan. Dengan demikian faktor teknologi dapat dianggap sebagai ulangan. Oleh karena itu, dalam analisis ini digunakan 4 lingkungan, 6 ulangan dan 15 klon. Teknik ini dikemukakan antara lain oleh Ebberhart dan Russel (1966). Sidik ragam gabungan untuk hasil pati pada umur 9 bulan dari 15 klon ubikayu tertera pada Tabel 2. Interaksi genotipe dengan lokasi percobaan nyata untuk hasil pati umur 9 bulan, yang berarti bahwa ada perbedaan peringkat klon ubikayu berdasarkan hasil pati pada umur 9 bulan diantara beberapa lingkungan uji. Kuadrat tengah simpangan dari regresi (S di 2), F hit untuk S di 2, hasil pati, koefisien regresi, koefisien determinasi klon-klon harapan ubikayu untuk hasil pati umur 9 bulan di 4 lingkungan tumbuh tertera pada Tabel 3. Klon CMM , CMM , CMM , CMM , CMM , CMM , CMM , CMM , Malang 2, CMM , Tabel 1. Sidik ragam tergabung untuk hasil pati 9 bulan beberapa klon/varietas ubikayu di empat lokasi, MT Sumber db Kuadrat Tengah Keragaman Lingkungan (L) Ulangan/L Teknologi (T) T x L Galat a Genotipe (G) G x L T x G T x G x L ** * * ** ** Galat b KK(%) 18,10 ** : nyata pada taraf 1 % 312

5 Sholihin CMM , Adhira 4, Adhira 1 dan UB 1-2 mempunyai koefisien regresi yang sama dengan satu, sedangkan genotipe MLG mempunyai koefisien regresi yang tidak sama dengan satu. Hasil uji F untuk kuadrat tengah simpangan dari regresi (S di 2) menunjukkan bahwa genotipe CMM , CMM , CMM , CMM , CMM , CMM , Malang 2, CMM , Adhira 4, MLG , dan UB 1-2 mempunyai kuadrat tengah simpangan dari regresi (S di 2) yang sama dengan nol, sedangkan genotipe CMM , CMM , Adhira1 dan CMM mempunyai kuadrat tengah simpangan dari regresi (S di 2) yang tidak sama dengan nol. Dengan demikian, berdasarkan analisis regresi versi Ebberhart dan Russel (1966), maka klon CMM , CMM , CMM , CMM , CMM , CMM , Malang 2, CMM , Adhira 4, dan UB 1-2 termasuk klon yang stabil. Karena koefisien regresi (bi) dari klon tersebut tidak berbeda dengan satu dan simpangan kuadrat tengah simpangan dari regresi klon tersebut berbeda dengan nol, sebaliknya untuk klon CMM , CMM , Adhira 1, CMM dan MLG Rata-rata hasil pati klon MLG adalah yang tertinggi, namun berdasarkan teknik regresi versi Ebberhart dan Russel (1966), klon ini tergolong klon yang tidak stabil. Hal yang serupa juga dilaporkan oleh beberapa pakar bahwa genotipe yang rata-rata hasilnya tertinggi dikatagorikan tidak stabil berdasarkan teknik regresi versi Ebberhart dan Russel (Ebberhart dan Russel, 1966; Djaelani et al., 2001, Slamet et al., 1988; Beti dan Dahlan, 1988; Tabel 2. Sidik ragam gabungan klon harapan ubikayu untuk hasil pati umur 9 bulan di 4 lokasi, Sumber Keragaman db JK KT Lingkungan (L) Ulangan dalam lokasi Genotipe (G) G x L Galat Total ** ** ** ** : nyata pada taraf 1 %; kk = 19 % 313

6 Stabilitas klon-klon harapan ubikayu berdasarkan hasil pati Tabel 3. Simpangan kuadrat tengah (S di 2), F hit untuk simpangan kuadrat tengah, hasil pati, koefisien regresi (bi), koefisien determinasi (R 2 ) untuk hasil pati umur 9 bulan di 4 Lokasi, Klon S di 2 F hit untuk S di 2 hasil pati kg ha -1 b i R 2 1.CMM CMM CMM CMM CMM CMM CMM CMM Adhira 1 10.Malang 2 11.CMM CMM UB 1-2.Adhira 4 15.MLG ** ** * ** ,406 1,212 8,783 1,853 0,596 0,463 0,987 4,867 3,665 0,055 0,312 4,910 1,241 1,442 0, ,056 0,808 1,048 0,919 0,844 0,926 1,023 0,906 0,330 0,939 1,195 1,043 1,284 1,251 1,426* 0,94 0,95 0,82 0,94 0,98 0,99 0,97 0,86 0,52 1,00 0,99 0,89 0,98 0,97 1,00 **;* : nyata pada taraf 1 % dan 5 % Tabel 4. Sidik ragam berdasarkan model AMMI klon harapan ubikayu untuk hasil pati umur 9 Bulan di 4 lokasi, Sumber Keragaman db JK KT Fhit F5% F1% Lingkungan (E) Galat Genotipe (G) G x E IPCA1 IPCA2 IPCA3 Galat gab ** ** ** ** ** ,639 19,362 3,113 4,389 3,150 1,37 3,10 1,76 1,47 1,71 1,76 1,81 4,94 2,15 1,67 2,07 2,15 2,26 ** : nyata pada taraf 1% Puspitarati dan Daradjat, 1994). Koefisien regresi klon MLG adalah lebih besar dari 1. Klon tersebut adaptif pada lingkungan yang optimal (Finlay dan Wikinson, 1963). Sebaliknya dilaporkan bahwa genotipe yang rata-rata hasil- 3

7 Sholihin nya tertinggi dikatagorikan stabil berdasarkan teknik regresi versi Ebberhart dan Russel, 1966 (Anwari et al., 2004; Trustinah et al., 2000). Analisis stabilitas dengan model AMMI Sidik ragam berdasarkan model AMMI genotipe ubikayu untuk hasil pati umur 9 bulan disajikan pada Tabel 4. Pada Tabel ini terlihat bahwa efek interaksi genotipe x lingkungan nyata pada taraf 1 %, dengan model AMMI, sumber keragaman interaksi genotipe x lingkungan dapat dipisahkan menjadi beberapa komponen, IPCA1, IPCA2 dan IPCA3 dan ternyata IPCA1, dan IPCA2, menunjukkan perbedaan yang nyata, sedangkan IPCA3 tidak nyata. Lima puluh empat persen dari jumlah kuadrat interaksi dikontribusikan oleh komponen IPCA1, 34 % oleh IPCA2, dan sisanya oleh IPCA3. Biplot IPCA1 dan IPCA2 untuk genotipe berdasarkan hasil pati umur 9 bulan tertera pada Gambar 1. Berdasarkan gambar ini dapat ditentukan genotipe yang stabil dan spesifik D IPCA B 13 6; C -60 A 3 IPCA 1 Keterangan: 1: CMM : CMM : CMM : CMM : CMM : CMM : CMM : CMM : UB 1-2 4: CMM : Adhira 1 : Adhira 4 5: CMM : Malang 2 15: MLG A: Lokasi Lumajang C: Lokasi Lampung B: lokasi Jateng D: Lokasi Kediri Gambar 1. Biplot IPCA 1 dan IPCA 2 untuk gentipe berdasarkan hasil pati umur 9 bulan (r 1 = 19,7; r 2 = 17,0). 315

8 Stabilitas klon-klon harapan ubikayu berdasarkan hasil pati Sutjihno (1996) menetapkan bahwa genotipe yang stabil adalah genotipe yang berada dekat dengan titik (0,0). Sementara itu Chaudhary dan Ahn (1996) menambah-kan lingkaran atau bulatan telur dengan pusat lingkaran pada titik (0,0) pada bi-plot IPCA1 dan IPCA 2, dan mereka menetapkan genotipe yang berada di dalam lingkaran dapat dikatagorikan sebagai genotipe yang stabil dan sebaliknya untuk genotipe yang berada di luar lingkaran atau bulatan telur. Cara untuk menentukan jari-jari ellips telah dikemukakan oleh Sumertajaya (2005). Dengan demikian klon (Adhira 4), 6 (CMM ), 7 (CMM ), 10 (Malang 2), 4 (CMM ), 5 (CMM ), dan 11 (CMM ), tergolong genotipe yang stabil hasil patinya pada umur 9 bulan, sebaliknya untuk genotipe 8 (CMM ), 12 (CMM ), 13 (UB 1-2), 3 (CMM ), 9 (Adhira 1), 1 (CMM ), 8 (CMM ), 2 CMM , dan 15 (MLG ). Perbandingan analisis stabilitas berdasarkan teknik model AMMI dengan teknik regresi untuk hasil pati umur 9 bulan. Berdasarkan observasi Tabel 5 dapat dijelaskan bahwa semua klon yang dikatagorikan stabil berdasarkan regresi versi Ebberhart dan Russel (1966) dan AMMI. Nilai rasio jumlah genotipe yang stabil terhadap total genotipe yang diuji untuk setiap motode analisis tertera pada Tabel 5. Nilai rasio jumlah klon yang stabil terhadap total genotipe yang diuji adalah 0,47; dan 0,67; masingmasing untuk analisis stabilitas berdasarkan model AMMI, dan regresi versi Ebberhart dan Russel (1966). Makin kecil total nilai rasio suatu metode berarti Tabel 5.Analisis stabilitas untuk hasil pati umur 9 bulan berdasarkan regresi, dan AMMI. Klon Regresi AMMI 1 CMM S 2 CMM S 3 CMM CMM S S 5 CMM S S 6 CMM S S 7 CMM S S 8 CMM Adhira 1 10 Malang 2 S S 11 CMM S S 12 CMM UB 1-2 S Adhira 4 S S 15 MLG Rasio S/15 0,67 0,47 JK model x100/jkgxe (%) Keterangan: S = Stabil. 316

9 Sholihin makin sensitif metode tersebut. Dengan demikian, kajian stabilitas berdasarkan model AMMI lebih sensitif dibanding dengan analisis berdasarkan regresi versi Ebberhart dan Russel (1966) untuk hasil pati ubikayu umur 9 bulan. Di samping itu, nilai JK model x100 %/JKgxe dari analisis berdasarkan model AMMI lebih besar dibanding dengan teknik regresi (Tabel 5). Dengan demikian analisis berdasarkan model AMMI lebih akurat dibanding dengan teknik regresi. KESIMPULAN Klon CMM , Adira 4, CMM , CMM , Malang 2, CMM ), and CMM dapat digolongkan sebagai klon yang stabil hasil patinya umur 9 bulan berdasarkan teknik analisis AMMI. CMM , CMM , CMM , CMM , CMM , CMM , Malang 2, CMM , Adhira 4, dan UB 1-2 termasuk klon yang stabil hasil patinya umur 9 bulan berdasarkan teknik regresi. Semua klon yang dikatagorikan stabil berdasarkan AMMI, juga stabil berdasarkan analisis regresi namun tidak semua klon yang dikatagorikan stabil berdasarkan teknik regresi, juga stabil berdasarkan model AMMI. DAFTAR PUSTAKA Anwari, M. R. Iswanto, dan R. Soehendi Stabilitas hasil galur-galur kacang hijau di beberapa lokasi. p dalam Kasno et al. (ed.). Dukungan Pemuliaan Terhadap Industri Perbenihan Pada Era Pertanian Kompetitif. Proseding lokakarya PERIPI VII. Malang. Beti, Y.A. dan M. Dahlan Penampilan beberapa varietas sorgum di beberapa lingkungan. Penelitian Palawija Vol 3 No.1. p Puspitarati, dan A. Daradjat, Adaptasi dan stabilitas hasil galurgalur kacang hijau. p dalam Sugiyarta et al. Prosiding simposium pemuliaan tanaman II, PERIPI Komda Jatim. Pasuruan. Chaudhary, R.C. and S.W. Ahn International network for genetic evaluation of rice (INGER) and its modus operandi for multi-environment testing. p In Cooper and Hammer (ed.) Plant Adaption And Crop Improvement. University Press, Cambridge. Chaudhary, R.C Genotype x environment interaction in plant breeding. 9p. Ebberhart, S.A. and Russel, W.L Stability parameters for comparing varieties, Crop Sci. 6: Finlay, K.W., Wilkinson, G.N The analysis of adaptation in a plant breeding programme. Aust.J.Agric. Res. : p Gauch H. G Statistical Analysis of Regional Yield Trial, Elsevier Science publishers Amsterdam, Netherlands. Djaelani, A. K., Nasrullah dan Soemartono Interaksi G x E, adaptabilitas dan stabilitas galurgalur kedelai dalam uji multilokasi. Zuriat. 12 (1): MCLaren, C.G. and Chaudhary, R.C Use of additive main effects and multiplicative interaction models to analyze multilocation rice variety trials. 25p. Sholihin, K. Hartojo and K. Noerwijati Pembentukan varietas 317

10 Stabilitas klon-klon harapan ubikayu berdasarkan hasil pati unggul ubikayu rasa enak, toleran terhadap tungau merah, dan hasil tinggi. Balitkabi. Malang. 21p. Sholihin and T. Sundari Hasil dan kadar pati klon-klon harapan ubikayu di beberapa lingkungan tumbuh. p dalam A. Harsono et al. (ed.) Inovasi Teknologi Kacang-kacangan dan Umbi-umbian Mendukung Kemandirian Pangan dan Kecukupan Energi. Pusat Penelitian dan Pengembangan Tanaman Pangan. Bogor. Sutjihno Calculation of AMMI model using MSTAT program, Penelitian pertanian 15 (1): Slamet, S., M. Dahlan dan P. Soepangat Hasil dan stabilitas varietas jagung pada lingkungan yang berbeda. Penelitian Palawija. 3 (1): Sumertajaya, I M Kajian pengaruh inter blok dan interaksi pada uji lokasi ganda dan respon ganda. Disertasi. IPB. Bogor. Trustinah, A. Kasno, dan Moedjiono, Adaptasi dan stabilitas hasil galur-galur kacang tunggak. Penelitian pertanian 19(3):