ANALISIS STABILITAS HASIL DAN KERAGAAN GALUR GALUR PADI GOGO HASIL KULTUR ANTERA DENI DWIGUNA SULAEMAN

Transkripsi

1 i ANALISIS STABILITAS HASIL DAN KERAGAAN GALUR GALUR PADI GOGO HASIL KULTUR ANTERA DENI DWIGUNA SULAEMAN SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2012

2 ii

3 iii PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN SUMBER INFORMASI Dengan ini saya menyatakan bahwa Tesis yang berjudul : ANALISIS STABILITAS HASIL DAN KERAGAAN GALUR GALUR PADI GOGO HASIL KULTUR ANTERA 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, Januari 2012 Deni Dwiguna Sulaeman NIM A

4 iv

5 v ABSTRACT DENI DWIGUNA SULAEMAN. Analysis of Yield Stability and Performance of Upland Rice Lines Obtained from Anther Culture. Under direction of BAMBANG S PURWOKO as chairman, ISWARI S DEWI dan MUHAMAD SYUKUR as members of the advisory commitee. The objectives of this research were to study the potential and yield stability of upland rice lines obtained from anther culture and their performance in the field. Ten upland rice doubled-haploid (DH) lines were tested for their potential yield in eight different locations (in Provinces of Lampung, West Java, Central Java, Yogyakarta, East Java - Indonesia) in the rainy season of 2010/2011 along with two check varieties (Way Rarem and Batutegi). In each location, the design was Randomized Complete Block Design with four replications. The results indicated that the line showing the most stable yield in different environment was I followed by WI-44, and IG-38. I produced 4.01 tons of dry grain per hectare. The line showing the highest yield was WI-44, and this line produced 4.72 tons of dry grain per hectare. Visualization with AMMI showed that IW-56 and IW-67 lines were specifically adapted in Purworejo, O18-b-1 was specifically adapted in Bogor, and IG-19 was specifically adapted in Malang. Keyword: upland rice, DH lines, yield stability

6 vi

7 vii RINGKASAN DENI DWIGUNA SULAEMAN. Analisis Stabilitas Hasil dan Keragaan Galur- Galur Padi Gogo Hasil Kultur Antera. Di bawah bimbingan BAMBANG S PURWOKO, ISWARI S DEWI dan MUHAMAD SYUKUR. Upaya pengembangan teknologi yang ditempuh untuk meningkatkan produksi padi di lahan kering adalah melalui program pemuliaan tanaman. Perakitan varietas secara konvensional memerlukan waktu yang panjang (lebih dari 5 tahun), apabila menggabungkan sifat yang diinginkan dari berbagai varietas atau tetua. Kultur antera dilaporkan dapat menghasilkan tanaman dihaploid atau galur murni dalam waktu singkat. Stabilitas adalah kemampuan tanaman untuk mempertahankan daya hasil terhadap perubahan kondisi lingkungan. Pengujian stabilitas hasil melalui serangkaian uji multilokasi merupakan suatu tahapan penting sebelum varietas dilepas. Dari hasil uji multilokasi diharapkan dapat diperoleh genotipe-genotipe yang dapat beradaptasi baik di lingkungan tertentu dan berdaya hasil stabil pada beberapa lingkungan. Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan galur padi gogo yang memiliki potensi hasil tinggi dan stabil pada lingkungan yang luas, serta memiliki keragaan tanaman yang ideal sebagai varietas padi gogo berdaya hasil tinggi. Pengujian stabilitas daya hasil padi gogo dilaksanakan di delapan lokasi pada musim hujan (MH) bulan Oktober 2010 sampai dengan April Lokasi pengujian tersebar di Jawa dan Sumatera, yaitu : Kebun Percobaan Taman Bogo Lampung, Natar Lampung, Kebun Percobaan Cikarawang Bogor Jawa Barat, Sukabumi Jawa Barat, Indramayu Jawa Barat, Purworejo Jawa Tengah, Wonosari DI Yogyakarta, dan Malang Jawa Timur. Sebanyak 12 genotipe digunakan sebagai bahan pengujian, yang terdiri atas 10 galur harapan padi gogo hasil kultur antera dan dua varietas pembanding. Sepuluh galur harapan padi gogo hasil kultur antera tersebut adalah III , I , WI-44, GI-7, O18-b-1, IW-67, IG-19, IG-38, IW 56, B13-2e. Dua varietas pembandingnya adalah Batutegi dan Way Rarem. Pelaksanaan pengujian di tiap lokasi menggunakan Rancangan Acak Kelompok (RAK) yang diulang sebanyak empat kali. Satuan percobaan berupa petakan lahan berukuran 4 m x 5 m, sehingga tiap lokasi terdiri atas 48 satuan percobaan. Pengujian stabilitas menggunakan empat metode yaitu Francis & Kanennberg, Finlay & Wilkinson, Eberhart & Russel, dan AMMI. Berdasarkan pengujian di delapan lokasi, galur WI-44 memiliki potensi hasil rata-rata paling tinggi yaitu 4.72 ton/ha. Berdasarkan analisis Finlay & Wilkinson, galur WI-44 dan IW-67 menunjukkan pola adaptasi khusus pada lingkungan yang menguntungkan (favorable). Galur-galur I , IG-19, dan IG-38 relatif stabil dan beradaptasi pada lingkungan yang luas. Galur-galur III , GI-7, O18-b-1, dan B13-2e mampu beradaptasi pada lingkungan yang marjinal. Berdasarkan metode AMMI, galur IW-56 dan IW-67 spesifik untuk

8 viii lokasi Purworejo, galur O18-b-1 spesifik untuk lokasi Bogor, dan galur IG-19 spesifik untuk lokasi Malang. Diantara 10 galur yang diuji dalam penelitian ini, WI-44 dan IW-67 memiliki idiotipe tanaman yang potensial menjadi varietas unggul padi gogo berdaya hasil tinggi. Kedua galur ini memiliki jumlah anakan yang sangat banyak ( > 20 batang/rumpun) dengan persentase anakan produktif % dari total anakannya. Tinggi tanaman kedua galur tergolong sedang yaitu cm. Umur tanaman tergolong genjah dibanding varietas ceknya, yaitu antara hari. Persentase gabah isi kedua galur ini cukup tinggi, antara %. Bentuk gabah kedua galur ini panjang dan ramping dengan bobot rata-rata 1000 butir mencapai gram. Kata kunci : padi gogo, galur dihaploid, stabilitas hasil

9 ix Hak Cipta Milik IPB, tahun 2012 Hak Cipta dilindungi Undang-undang Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB. Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis dalam bentuk apapun tanpa izin IPB.

10 x

11 xi ANALISIS STABILITAS HASIL DAN KERAGAAN GALUR GALUR PADI GOGO HASIL KULTUR ANTERA DENI DWIGUNA SULAEMAN Tesis Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada Program Studi Pemuliaan dan Bioteknologi Tanaman SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2012

12 xii

13 xiii Judul Tesis Nama NIM : Analisis Stabilitas Hasil dan Keragaan Galur-galur Padi Gogo Hasil Kultur Antera : Deni Dwiguna Sulaeman : A Disetujui Komisi Pembimbing Prof. Dr. Ir. Bambang S Purwoko, M.Sc. Ketua Dr. Ir. Iswari S Dewi Anggota Dr. Muhamad Syukur, SP., M.Si Anggota Mengetahui Ketua Mayor Pemuliaan dan Bioteknologi Tanaman Dekan Sekolah Pascasarjana Dr. Ir. Trikoesoemaningtyas, M.Sc. Dr. Ir. Dahrul Syah, M.Si. Tanggal Ujian : 11 Nopember 2011 Tanggal Lulus :

14 Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis : Dr. Desta Wirnas, SP. M.Si xiv

15 xv PRAKATA Puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Alloh SWT atas segala rahmat dan karunia-nya sehingga penulisan tesis ini dapat diselesaikan. Judul tesis ini adalah Analisis Stabilitas Hasil dan Keragaan Galur-galur Padi Gogo Hasil Kultur Antera. Tesis merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada Sekolah Pasca Sarjana Institut Pertanian Bogor. Dengan terselesaikannya penulisan tesis ini, saya ucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : 1. Prof. Dr. Ir. Bambang S Purwoko, MSc, Dr. Ir. Iswari S Dewi dan Dr. Muhamad Syukur SP, MSi, selaku komisi pembimbing atas bimbingan dan arahannya selama perencanaan, pelaksanaan, dan penulisan tesis ini. 2. Program IMHERE atas pendanaan dan bantuan fasilitas dalam pelaksanaan penelitian ini (Prof. Dr. Ir. Bambang S Purwoko, MSc sebagai ketua peneliti). 3. PT. Petrokimia Gresik sebagai institusi tempat saya bekerja, atas kesempatan yang diberikan untuk melanjutkan dan membiayai studi ke jenjang S2. 4. Istri dan keluarga atas doa dan motivasi selama saya menempuh pendidikan. 5. Teman-teman S2 PBT angkatan 2009 atas kebersamaan dan kekompakan selama ini. 6. Rekan-rekan sekerja, yang sama-sama menempuh studi lanjutan S2, M Ihwan F SP., MSi, Junianto Simaremare SP., MSi, Eko Suroso SP., MM, M Trudo H SP., MM, dan Gita BN SSi., MSi atas kebersamaannya selama menempuh pendidikan. Penulis berharap tulisan ini bermanfaat bagi yang memerlukan. Bogor, Januari 2012 Deni Dwiguna Sulaeman

16 xvi

17 xvii RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Sukabumi pada tanggal 4 Nopember 1982 sebagai anak kedua dari pasangan Ade Sulaeman Said dan Anna Roswati. Penulis menyelesaikan pendidikan dasar sampai Sekolah Menengah Atas di Sukabumi tahun 1988 sampai dengan Pada tahun 2005 penulis menyelesaikan pendidikannya di Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor, Jurusan Budidaya Pertanian, Program Studi Agronomi. Tahun 2005 diterima di PT Petrokimia Gresik. Tahun 2005 sampai sekarang tercatat sebagai staf riset PT Petrokimia Gresik. Tahun akademik 2009/2010 penulis tercatat sebagai mahasiswa pada Sekolah Pasca Sarjana, Institut Pertanian Bogor, Program Studi Pemuliaan dan Bioteknologi Tanaman.

18 xix DAFTAR ISI DAFTAR TABEL Halaman DAFTAR GAMBAR DAFTAR LAMPIRAN PENDAHULUAN 1 Latar Belakang.. 1 Tujuan... 4 Hipotesis 4 TINJAUAN PUSTAKA 5 Peningkatan Produktivitas Padi Gogo.. 5 Aplikasi Kultur Antera Pada Pemuliaan Padi Gogo 6 Interaksi Genotipe dan Lingkungan. 7 Metode Pengujian Stabilitas Hasil. 10 BAHAN DAN METODE.. 15 Waktu dan Tempat. 15 Bahan dan Alat 15 Pelaksanaan Pengamatan 16 Analisis Data.. 18 HASIL DAN PEMBAHASAN 23 Kondisi Umum Penelitian.. 23 Analisis Stabilitas Hasil.. 24 Analisis stabilitas Francis-Kannenberg, Finlay-Wilkinson, Eberhart-Russell.. 29 Analisis stabilitas model AMMI. 34 Keragaan Karakter Agronomi 38 Keragaan umum.. 38 Tinggi tanaman 39 Jumlah anakan total dan jumlah anakan produktif 42

19 xx Umur berbunga dan umur panen. 46 Panjang malai, jumlah gabah isi, jumlah gabah hampa 49 Bobot 1000 butir. 56 KESIMPULAN DAN SARAN 59 Kesimpulan 59 Saran 59 DAFTAR PUSTAKA.. 61 LAMPIRAN. 65

20 xxi DAFTAR TABEL Halaman 1 Pengelompokan metode analisis stabilitas oleh Lin et al. (1986) Sidik ragam tiap lokasi berdasarkan Singh dan Chaudary (1979) 19 3 Sidik ragam gabungan dari 8 lokasi pengujian galur-galur harapan padi gogo hasil kultur antera Jumlah kuadrat, kuadrat tengah, dan nilai F galur pada karakter hasil gabah kering giling di 8 lokasi 24 5 Sidik ragam gabungan hasil gabah kering giling dari 8 lokasi Pengujian Rata-rata hasil gabah kering giling (ton/ha) galur-galur padi gogo di tiap lokasi pengujian Parameter stabilitas hasil gabah kering giling padi gogo hasil kultur antera dari 8 lokasi pengujian 29 8 Analisis ragam AMMI galur-galur padi gogo hasil kultur antera di 8 lokasi pengujian Rekapitulasi analisis stabilitas pada genotype-genotipe yang diuji Analisis ragam pengaruh genotipe (G), lokasi (E), dan interaksi G E pada karakter agronomi padi gogo Nilai rata-rata karakter agronomi galur-galur padi gogo di 8 lokasi Rata-rata tinggi tanaman (cm) galur-galur padi gogo di tiap-tiap lokasi pengujian Rata-rata jumlah anakan total per rumpun galur-galur padi gogo di tiap lokasi pengujian Rata-rata jumlah anakan produktif per rumpun galur-galur padi gogo di tiap lokasi pengujian Rata-rata umur berbunga 50 % (hari) Rata-rata umur panen (hari) Rata-rata tingkat efisiensi laju pembentukan hasil Rata-rata panjang malai (cm) galur-galur padi gogo di tiap lokasi pengujian Rata-rata tingkat kerapatan malai Rata-rata jumlah gabah isi per malai galur-galur padi gogo di tiap lokasi pengujian 54

21 xxii 21 Rata-rata jumlah gabah hampa per malai galur-galur padi gogo di tiap lokasi pengujian Rata-rata bobot 1000 butir gabah galur-galur padi gogo di tiap lokasi pengujian. 57

22 xxiii DAFTAR GAMBAR Halaman 1 Diagram alir kegiatan penelitian 4 2 Model skematis yang menggambarkan interaksi genotype dan Lingkungan Fluktuasi keragaan hasil GKG galur-galur padi gogo di 8 lokasi 26 4 Rata-rata kelebihan hasil galur-galur yang diuji terhadap pembanding Persentase kelebihan dan kekurangan hasil galur-galur yang diuji terhadap varietas Batutegi dan Way Rarem Pola linier produksi genotipe-genotipe padi gogo yang tergolong tidak stabil berdasarkan metode Finlay & Wilkinson Pola linier produksi genotipe-genotipe padi gogo yang tergolong stabil berdasarkan metode Finlay & Wilkinson Biplot pengaruh interaksi model AMMI2 untuk produksi GKG galur-galur padi gogo hasil kultur antera Keragaan galur-galur padi gogo dengan anakan sedikit (GI-7), sedang (I ), dan banyak (WI-44) Kerapatan malai galur-galur padi gogo hasil kultur antera Keragaan bentuk gabah galur-galur padi gogo hasil kultur antera Persentase rata-rata gabah isi dan hampa per malai dari 8 lokasi uji. 53

23 xxiv

24 xxv DAFTAR LAMPIRAN Halaman 1 Deskripsi varietas Batutegi 65 2 Deskripsi varietas Way Rarem Denah pelaksanaan uji stabilitas di berbagai lokasi Data iklim lingkungan uji 68

25 1 PENDAHULUAN Latar Belakang Ketahanan pangan merupakan isu yang paling strategis dalam pelaksanaan pembangunan nasional. Dilihat dari sisi kependudukan isu ini menjadi sangat penting karena laju pertambahan penduduk sebesar 1.3 % per tahun menuntut peningkatan penyediaan pangan baik dalam jumlah, mutu, dan waktu penyediaannya. Penyediaan pangan ini menjadi instrumen utama dalam pembangunan ekonomi masyarakat. Padi masih memegang peranan paling penting dalam penyediaan pangan di Indonesia, karena dikonsumsi oleh sebagian besar penduduk. Program Pemerintah dalam Peningkatan Produksi Beras Nasional (P2BN) yang dicanangkan tahun 2007 telah berhasil meningkatkan produksi gabah kering giling (GKG) 4.47 % dari tahun sebelumnya (Deptan 2008). Secara bertahap diharapkan setiap tahun terjadi peningkatan produksi padi sebesar 5 %. Keberhasilan peningkatan produksi padi tersebut masih terfokus pada lahan sawah melalui kegiatan intensifikasi. Permasalahan yang dihadapi saat ini adalah penyempitan lahan sawah akibat konversi menjadi lahan non pertanian antara lain untuk perumahan dan kawasan industri. Konversi lahan sawah menjadi non sawah di Jawa terjadi sangat pesat selama 20 tahun terakhir, rata-rata mencapai ha/tahun. Sebagian besar lahan yang mengalami konversi tersebut adalah lahan beririgasi teknis atau setengah teknis dengan produktivitas yang tinggi. Potensi sumber daya lahan lain yang dapat dimanfaatkan ekstensifikasi padi adalah lahan kering untuk budidaya padi gogo. Data BPS (2005) menyebutkan bahwa Indonesia memiliki areal lahan kering seluas juta ha. Pemetaan yang dilakukan Pusat Penelitian Tanah dan Agroklimat (1998) memperkirakan luas lahan kering yang berpotensi untuk pengembangan padi gogo adalah 5.1 juta hektar dan tersebar di berbagai propinsi. Sampai tahun 2007 luas areal panen padi gogo mencapai 1.1 juta ha dengan produksi 2.93 juta ton dan produktivitas 2.7 ton/ha (Deptan 2008).

26 2 Perluasan areal padi ke lahan kering menjadi salah satu potensi alternatif dalam upaya peningkatan produksi beras nasional dan peningkatan kesejahteraan petani setempat. Pengembangan potensi ini tidak berarti bebas dari kendala, tetapi dihadapkan juga pada permasalahan tingkat kesuburan tanah yang rendah, cekaman biotik (hama penyakit), dan cekaman abiotik sehingga perlu teknologi pendukung untuk meminimalkan kendala-kendala tersebut. Upaya pengembangan teknologi yang ditempuh untuk mengatasi permasalahan di atas adalah melalui program pemuliaan tanaman. Program yang dilakukan bertujuan untuk mendapatkan varietas unggul berdaya hasil tinggi dan dapat diterima oleh petani. Perakitan varietas secara konvensional memerlukan waktu yang panjang (lebih dari 5 tahun), apabila menggabungkan sifat yang diinginkan dari berbagai varietas atau tetua. Kultur antera dilaporkan dapat menghasilkan tanaman dihaploid atau galur murni dalam waktu singkat (Herawati et al. 2009). Teknik ini dapat menghasilkan tanaman dihaploid spontan melalui induksi embriogenesis dari pembelahan berulang mikrospora/polen tanaman donor antera yang berasal dari persilangan tetua yang memiliki karakter yang diinginkan. Sejumlah galur dihaploid padi gogo dari persilangan beberapa varietas unggul telah diperoleh dari beberapa penelitian sebelumnya melalui kultur antera. Galur-galur IW-56, IW-67, IG-19, IG-38, GI-8 adalah galur-galur hasil kultur antera yang konsisten toleran terhadap naungan (Sasmita et al. 2006). Galur O18- b-1 dan B13-2e adalah galur-galur toleran alumunium hasil kultur antera (Bakhtiar et al. 2007; Purwoko 2007). Galur-galur tersebut diuji stabilitas daya hasilnya dalam penelitian ini. Pembentukan varietas unggul perlu memperhatikan stabilitas hasil secara sistematis dan kontinyu, mulai dari pembentukan populasi dasar sampai pengujian varietas (Subandi 1981). Pengukuran stabilitas relatif suatu genotipe memerlukan rentang wilayah yang luas agar dapat menentukan efisiensi pemuliaan (Nor dan Cady 1979). Pengujian pada berbagai lingkungan perlu dilakukan karena di Indonesia lingkungan tumbuh sangat beragam baik dari tipe lahan yang digunakan, jenis tanah, cara budidaya, pola tanam maupun musim tanam.

27 3 Keragaman lingkungan tumbuh tersebut akan berpengaruh terhadap hasil persatuan luas. Hal tersebut tidak dapat diabaikan karena tanaman dalam pertumbuhannya merupakan fungsi dari genotipe dan lingkungan (Allard 1960). Penampilan tanaman tergantung kepada genotipe, lingkungan tempat tumbuh, serta interaksi antara genotipe dan lingkungan. Respon tanaman yang spesifik terhadap lingkungan yang beragam mengakibatkan adanya interaksi antara genotipe dan lingkungan (G x E), pengaruh interaksi yang besar secara langsung akan mengurangi kontribusi dari potensi genetik dalam penampilan akhir. Stabilitas adalah kemampuan tanaman untuk mempertahankan daya hasil terhadap perubahan kondisi lingkungan. Stabilitas dapat bersifat dinamis artinya selalu berubah pada kisaran tertentu pada lingkungan yang berbeda atau bersifat statis artinya kondisi dimana daya hasil suatu genotipe selalu tetap pada berbagai lingkungan. Mekanisme stabilitas lebih dikendalikan oleh kompensasi dari komponen hasil jika genotipe tersebut mampu mempertahankan hasil yang tinggi di lingkungan yang optimal. Pengujian stabilitas hasil melalui serangkaian uji multilokasi merupakan suatu tahapan penting sebelum varietas dilepas. Dari hasil uji multilokasi diharapkan dapat diperoleh genotipe-genotipe yang dapat beradaptasi baik di lingkungan tertentu dan stabil pada beberapa lingkungan. Terdapat beberapa metode yang dipakai untuk mengukur stabilitas relatif yang didasarkan pada fenomena interaksi genotipe dengan lingkungan. Interpretasi dan pemanfaatan informasi interaksi genotipe dengan lingkungan bervariasi antar peneliti. Menurut Eberhart dan Russell (1966), interaksi antara genotipe dan lingkungan dapat mempengaruhi kemajuan seleksi dan sering pula mengganggu pada seleksi genotipe-genotipe unggul. Nasrullah (1981) juga berpendapat bahwa interaksi genotipe dengan lingkungan sering mempersulit proses seleksi genotipe dari suatu uji adaptasi daya hasil yang kisarannya luas. Parameter nilai stabilitas relatif umumnya menggunakan koefisien regresi dari keragaan tiap genotipe dalam lingkungan yang berbeda, dibandingkan dengan rata-rata lingkungan seluruh genotipe. Finlay dan Wilkinson (1963), mengemukakan bahwa genotipe-genotipe yang mempunyai slope regresi (bi) : >1,

28 4 = 1, dan < 1 berturut-turut mempunyai stabilitas di bawah rata-rata, setara ratarata, dan di atas rata-rata. Metode yang digunakan untuk memvisualisasi dan menjelaskan respon genotipe terhadap lingkungan serta stabilitas daya hasilnya adalah metode Additive Main Effect Multiplicative Interaction (AMMI). Analisis AMMI adalah suatu teknik analisis data percobaan faktorial dengan pengaruh utama perlakuan bersifat aditif sedangkan pengaruh interaksi dimodelkan dengan model bilinear. Pada dasarnya analisis AMMI menggabungkan analisis ragam aditif dengan pengaruh multiplikatif pada analisis komponen utama (Mattjik dan Sumertajaya, 2006). Dalam penelitian ini akan diuji stabilitas daya hasil galur-galur harapan padi gogo hasil kultur antera dengan metode Francis & Kanennberg (1978), Finlay & Wilkinson (1963), Eberhart & Russell (1966), dan AMMI (Matjik, Sumertajaya, 2006). Secara skematis pelaksanaan penelitian disajikan pada Gambar 1. Uji Daya Hasil Lokasi 1 Uji Daya Hasil Lokasi 2 Uji Daya Hasil Lokasi 3, dst Sidik Ragam Lokasi 1 Sidik Ragam Lokasi 2 Sidik Ragam Lokasi 3, dst Uji Homogenitas Ragam Karakterisasi Keragaan Agronomi Homogen Tidak Analisis Non Parametrik Analisis Gabungan Seluruh Lokasi Francis & Kannenberg (1978) Uji Stabilitas Daya Hasil Finlay & Wilkinson (1963) Eberhart & Russell (1966) Visualisasi dgn AMMI Gambar 1 Diagram alir kegiatan penelitian

29 5 Tujuan Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan galur padi gogo yang memiliki potensi hasil tinggi dan stabil pada berbagai lingkungan serta memiliki keragaan tanaman yang ideal sebagai varietas padi gogo berdaya hasil tinggi. Hipotesis Hipotesis yang diajukan dalam penelitian ini adalah : 1. Terdapat galur padi gogo hasil kultur antera yang memiliki daya hasil lebih tinggi daripada varietas pembandingnya. 2. Terdapat galur padi gogo hasil kultur antera yang memiliki stabilitas tinggi pada berbagai lingkungan. 3. Terdapat galur padi gogo hasil kultur antera yang memiliki keragaan lebih baik daripada varietas pembandingnya.

30 7 TINJAUAN PUSTAKA Peningkatan Produktivitas Padi Gogo Peluang peningkatan produksi beras melalui pengembangan tanaman padi di lahan kering masih cukup besar. Potensi luas lahan kering untuk pengembangan padi gogo adalah 5.1 juta hektar dan tersebar di berbagai propinsi (Pusat Penelitian Tanah dan Agroklimat 1998). Kontribusi padi gogo terhadap produksi nasional masih relatif rendah, produktivitasnya mencapai 2.7 ton/ha (Deptan 2008). Rendahnya hasil di tingkat petani disebabkan oleh penerapan teknologi budidaya yang belum optimal, terutama dalam penggunaan varietas unggul, pemupukan, dan pengendalian penyakit blas (Toha 2007). Lahan kering umumnya memiliki produktivitas rendah. Ketersediaan hara dalam tanah rendah, dicerminkan oleh komposisi mineral pasir, yang umumnya miskin cadangan mineral kecuali mineral resisten seperti kuarsa (Hidayat et al. 2000). Lahan kering di kawasan beriklim basah didominasi oleh jenis Ultisol dan Oksisol masam juga menunjukkan kondisi yang miskin hara, miskin bahan organik, tinggi kandungan besi dan mangan, dan sering mengandung alumunium yang melampaui batas toleransi tanaman. Keracunan aluminium pada padi dapat menyebabkan terhambatnya pemanjangan akar (Rusdiansyah et al. 2001). Syafruddin et al. (2006) menyatakan bahwa pengaruh utama alumunium ialah terhadap pertumbuhan akar, yang menyebabkan akar tampak pendek membengkak, tidak memiliki akar lateral yang sehat. Pengembangan padi gogo juga diarahkan pada lahan-lahan di bawah tegakan tanaman perkebunan. Pada kondisi ini intensitas cahaya rendah, bahkan defisit cahaya, dapat menyebabkan penurunan daya hasil % (Sopandie et al. 2003). Hal ini disebabkan karena penurunan intensitas cahaya dapat menyebabkan terhambatnya transpirasi, respirasi, translokasi, sintesis protein, menghambat produksi hormon, pertumbuhan akar, dan penyerapan mineral. Teknologi varietas unggul melalui kegiatan pemuliaan tanaman perlu dikembangkan untuk mengatasi berbagai permasalahan di atas. Hasil penelitian Toha (2007) menunjukkan bahwa introduksi varietas unggul padi gogo dapat meningkatkan hasil dan pendapatan petani pada agroekosistem lahan kering.

31 8 Lebih lanjut dikatakan bahwa varietas-varietas padi gogo seperti Batutegi, Limboto, dan Situ Patenggang sesuai untuk dikembangkan di lahan kering Lampung. Varietas-varietas padi gogo yang telah dilepas oleh Balai Besar Penelitian Tanaman Padi antara tahun 2000 sampai sekarang memiliki potensi hasil ton/ha dengan rata-rata hasil ton/ha (Suprihatno et al. 2011). Pemuliaan tanaman padi untuk daya hasil tinggi dilakukan dengan memadukan karakter-karakter yang mendukung peningkatan daya hasil. Peningkatan daya hasil dapat dicapai dengan perbaikan potensi hasil, peningkatan daya adaptasi, dan perbaikan lingkungan tumbuh. Ideotipe tanaman varietas unggul padi gogo yang berdaya hasil tinggi berdasarkan Vergara et al. (1973) adalah tinggi tanaman sedang (< 130 cm), daya merumpun sedang (11-15) tetapi produktif, umur genjah ( hari), vigor awal besar, perakaran besar dan dalam, toleran terhadap hama dan penyakit utama, dan adaptabilitasnya tinggi. Aplikasi Kultur Antera Pada Pemuliaan Padi Gogo Salah satu prosedur alternatif yang dianjurkan dalam perakitan varietas baru adalah dengan terlebih dahulu membuat galur murni melalui induksi individu dihaploid spontan (spontaneous doubled haploid/dihaploid) atau dengan jalan menggandakan kromosom dari individu haploid. Galur-galur dihaploid spontan dan tanaman haploid dapat diperoleh melalui salah satu prosedur bioteknologi, yaitu teknik kultur in-vitro antera (Dewi et al. 2007). Kultur antera adalah salah satu teknik kultur jaringan yang dapat diaplikasikan pada program pemuliaan tanaman dalam rangka mempercepat proses mendapatkan galur murni. Tanaman-tanaman dihaploid yang dihasilkan melalui kultur antera dan kultur mikrospora bersifat homozigot penuh. Tanaman homozigot atau galur murni dengan sifat-sifat yang unggul sangat diperlukan dalam pemuliaan tanaman. Tanaman homozigot yang dihasilkan pada turunan pertama akan memudahkan seleksi fenotipe bagi karakter-karakter yang bersifat kuantitatif tanpa disukarkan oleh hubungan dominan resesif seperti pada tanaman heterozigot, sehingga siklus pemuliaan akan lebih singkat karena dapat menghilangkan sebagian besar dari kegiatan seleksi per generasi yang umum pada pemuliaan konvensional (Dewi et al. 1996).

32 9 Herawati et al. (2009) menyatakan bahwa regenerasi tanaman dalam kultur antera padi gogo dipengaruhi oleh faktor persilangan. Hasil penelitian ini memperkuat laporan terdahulu bahwa latar belakang genetik tetua mempengaruhi tanggap induksi kalus dan regenerasi tanaman hijau pada kultur antera tanaman padi (Dewi et al. 1994). Metode seleksi yang tepat merupakan proses yang efektif untuk memperoleh sifat-sifat yang dianggap sangat penting dengan tingkat keberhasilan yang tinggi. Sasmita et al. (2006) telah mengevaluasi sejumlah galur padi gogo dihaploid untuk ketahanan terhadap naungan, dan diperoleh galur-galur padi gogo dihaploid GI-8, IG-19, dan IW-56 yang konsisten toleran terhadap naungan dan adaptif terhadap kondisi tumpang sari padi-jagung. Purwoko (2007) juga telah mengevaluasi galur-galur padi gogo hasil kultur antera, dan diperoleh galur O18- b-1 dan B13-2e yang merupakan galur-galur toleran alumunium. Interaksi Genotipe dan Lingkungan Informasi mengenai stabilitas suatu genotipe dan interaksi genotipe dan lingkungan sangat penting diketahui dalam menentukan varietas atau galur yang lebih tepat untuk ditanam di suatu lingkungan. Kedua parameter ini akan semakin penting jika varietas yang dievaluasi adalah varietas baru atau galur harapan yang dihasilkan dari suatu kegiatan pemuliaan tanaman. Pengujian stabilitas hasil melalui serangkaian uji mulitilokasi merupakan suatu tahapan penting sebelum varietas dilepas. Dari hasil uji multilokasi diharapkan dapat diperoleh genotipegenotipe yang dapat beradaptasi baik dilingkungan tertentu dan stabil pada beberapa lingkungan. Tanaman dalam pertumbuhannya merupakan fungsi dari genotipe dan lingkungan (Allard 1960). Penampilan tanaman tergantung kepada genotipe (G), lingkungan dimana tanaman tersebut tumbuh (E), dan interaksi antara genotipe dan lingkungan (G E). Fischer (1996) menyatakan bahwa keseragaman genotipe (G) terlihat lebih dominan dalam lingkungan sawah, sedangkan interaksi G E lebih banyak berpengaruh pada keragaman di lingkungan tadah hujan. Masingmasing G, E, dan G E memberikan kontribusi relatif pada keragaman fenotipik tanaman. Respon tanaman yang spesifik terhadap lingkungan yang beragam

33 10 mengakibatkan adanya interaksi antara genotipe dan lingkungan (G E), pengaruh interaksi yang besar secara langsung akan mengurangi kontribusi faktor genetik dalam penampilan akhir. (Gomez dan Gomez 1984). Interaksi G E yang relatif besar untuk variasi genotipe, menyebabkan perlunya mengkuantifikasi pengaruh interaksi G E. Hal ini bertujuan untuk membedakan interaksi karena heterogenitas varians genetik di antara lingkungan atau karena kurangnya korelasi genetik di antara lingkungan. Cooper et al. (1996) menggambarkan interaksi genotipe dan lingkungan (G E) dalam 4 model (Gambar 2). Gambar 2 Model skematis yang menggambarkan interaksi genotipe dan lingkungan : (a) tidak ada interaksi G E; (b) interaksi G E karena heterogenitas ragam di antara lingkungan tetapi tidak ada korelasi genetik di antara lingkungan; (c) interaksi G E karena kurangnya korelasi genetik tetapi tidak ada heterogenitas ragam di antara lingkungan; (d) interaksi G E karena heterogenitas ragam di antara lingkungan dan kurangnya korelasi genetik di antara lingkungan. Gambar 2(a) menunjukkan tidak terdapatnya interaksi antara genotipe dan lingkungan (G E). Tidak adanya interaksi G E seringkali menyebabkan

34 11 timbulnya interpertasi bahwa seluruh genotipe menunjukkan kestabilan mengikuti indeks rata-rata lingkungan. Pada Gambar 2(b) interaksi G E terjadi karena heterogenitas ragam di antara lingkungan tetapi tidak ada korelasi genetik di antara lingkungan. Urutan peringkat genotipe sama di setiap lingkungan. Kedua model ini umumnya diistilahkan sebagai interaksi G E kualitatif. Model G E kualitatif ini memudahkan pemulia untuk memilih genotipe yang akan dilepas, karena di setiap lingkungan menunjukkan pola urutan peringkat genotipe sama. Pemilihan genotipe selanjutnya lebih diarahkan pada sisi agronomis, terutama dari potensi atau rata-rata hasil (Cooper et al. 1996). Gambar 2(c) menunjukkan adanya interaksi G E karena kurangnya korelasi genetik di tiap lingkungan tetapi tidak ada heterogenitas ragam di antara lingkungan. Adapun Gambar 2(d) menunjukkan adanya interaksi G E karena heterogenitas ragam di antara lingkungan dan kurangnya korelasi genetik di antara lingkungan. Kedua model ini perlu dianalisis lebih lanjut untuk menentukan apakah interaksi terjadi secara signifikan. Perubahan lingkungan juga menyebabkan perubahan peringkat genotipe. Setiap lingkungan menunjukkan pola urutan peringkat genotipe yang berbeda. Kedua model ini umumnya diistilahkan sebagai interaksi G E kuantitatif. Interaksi G E kuantitatif ini ber potensi menyulitkan pemulia untuk memilih genotipe-genotipe yang akan dilepas. Kondisi tersebut menyebabkan perlunya pengujian lebih lanjut berupa analisis stabilitas untuk menentukan genotipe, galur, atau varietas yang lebih tepat ditanam di suatu lingkungan (Cooper et al. 1996). Menurut Baihaki (2000) pentingnya interaksi G E bagi pemuliaan adalah dalam kaitannya untuk : (1) mengembangkan kultivar yang spesifik lingkungan mikro tumpang sari, jarak tanam, jenis tanah, atau musim tanam; (2) mengembangkan kultivar spesifik wilayah; (3) alokasi sumberdaya yang efektif dalam pengujian genotipe dalam musim dan lokasi; (4) stabilitas penampilan hasil (karakter hasil).

35 12 Metode Pengujian Stabilitas Hasil Lin et al. (1986) mengelompokkan metode analisis stabilitas menjadi empat kelompok dengan tiga tipe konsep stabilitas (Tabel 1.). Pengelompokan metode analisis stabilitas ini didasarkan pada deviasi pengaruh rata-rata genotipe, pengaruh interaksi genotipe dan lingkungan, serta pengaruh gabungan keduanya. Tabel 1 Pengelompokan metode analisis stabilitas oleh Lin et al. (1986) Grup Tipe Model Persamaan Penggagas A 1 Francis & Kannenberg 1 2 Plaisted & Peterson B 2 Plaisted 2 Wrickle 2 Shukla C 2 Finlay & Wilkinson 2 Perkins & Jinks 3 Eberhart & Russell D 3 Perkins & Jinks Kelompok A mendasarkan metode analisisnya pada deviasi pengaruh ratarata genotipe. Stabilitas diukur berdasarkan pada terbentuknya variasi suatu genotipe dalam berbagai lingkungan. Koefisien keragaman suatu genotipe dapat diketahui dari jumlah kuadrat genotipe tersebut. Kelompok B mendasarkan

36 13 metode analisisnya pada pengaruh interaksi genotipe dan lingkungan. Kelompok C dan D mendasarkan metode analisisnya pada pengaruh gabungan deviasi ratarata genotipe dan interaksi genotipe dan lingkungan. Perbedaan kedua kelompok ini adalah penggunaan parameter ukur stabilitas, dimana kelompok C menggunakan koefisien regresi antara hasil rata-rata suatu genotipe dengan ratarata umum semua genotipe yang diuji dan semua lingkungan pengujian, sedangkan kelompok D menggunakan nilai parameter deviasi. Lebih lanjut disebutkan oleh Lin et al. (1986) bahwa keempat metode analisis stabilitas ini dapat menjelaskan tiga tipe konsep stabilitas, dimana suatu genotipe dikatakan stabil jika : (1) memiliki koefisien keragaman yang kecil dalam lingkungannya (2) respon terhadap lingkungannya sebanding dengan ratarata respon seluruh genotipe yang diuji, atau sebanding dengan indeks lingkungannya (3) memiliki kuadrat tengah sisa yang kecil dari garis regresi indeks lingkungannya. Konsep stabilitas tipe 1 dan 3 bersifat statis, dimana suatu genotipe hanya dapat dilihat stabil atau tidaknya saja. Adapaun konsep stabilitas tipe 2 bersifat dinamis karena dapat menunjukan pola stabilitas dan adaptabilitas suatu genotipe. Berdasarkan konsep tersebut maka metode analisis stabilitas pada kelompok A dapat menjelaskan konsep stabilitas tipe 1, kelompok B menjelaskan konsep stabilitas tipe 2, kelompok D menjelaskan konsep stabilitas tipe 3, sedangkan kelompok C mampu menjelaskan konsep stabilitas tipe 1 dan 2. Metode Francis & Kannenberg, Finlay & Wilkinson, dan Eberhart & Russell, cukup mewakili untuk menjelaskan ketiga konsep stabilitas dalam penelitian ini. Francis dan Kannenberg (1978) mengukur stabilitas berdasarkan pada terbentuknya variasi suatu genotipe dalam berbagai lingkungan. Terbentuknya variasi ini didekati kuadrat tengah genotipe serta koefisien variasi genotipe. Pendekatan tersebut menunjukkan bahwa dengan semakin kecilnya nilai pengukuran, maka semakin stabil genotipe tersebut. Analisis stabilitas Finlay dan Wilkinson (1963) didasarkan pada koefisien regresi (bi) antara hasil rata-rata suatu genotipe dengan rata-rata umum semua genotipe yang diuji dan semua lingkungan pengujian. Analisis ini dapat menjelaskan fenomena stabilitas dan adaptabilitas suatu genotipe. Genotipe-

37 14 genotipe yang mempunyai slope regresi (bi) : > 1, = 1, dan < 1 berturut-turut mempunyai stabilitas di bawah rata-rata, setara rata-rata, dan di atas rata-rata. Eberhart dan Russell (1966) mengembangkan metode pengujian stabilitas yang didasarkan pada deviasi dari regresi nilai rata-rata genotipe pada indeks lokasi (lingkungan). Suatu genotipe dikatakan stabil hanya bila kuadrat tengah sisa dari garis regresi adalah kecil. Nilai δ 2 (parameter deviasi) yang besar atau R i 2 (koefisien determinasi) yang kecil menunjukkan bahwa model regresi yang diperoleh tidak menggambarkan data yang sebenarnya dan dengan sendirinya tidak dapat dipakai sebagai ukuran stabilitas. Metode yang dapat digunakan dalam memvisualisasi dan menjelaskan respon genotipe terhadap lingkungan serta stabilitas daya hasilnya adalah metode Additive Main Effect Multiplicative Interaction (AMMI). Analisis AMMI adalah suatu teknik analisis data percobaan faktorial dengan pengaruh utama perlakuan bersifat aditif, sedangkan pengaruh interaksi dimodelkan dengan model bilinear. Pada dasarnya analisis AMMI menggabungkan analisis ragam aditif dengan pengaruh multiplikatif pada analisis komponen utama (Mattjik dan Sumertajaya, 2006). Penggunaan analisis AMMI memiliki tiga tujuan, yaitu : (1) sebagai analisis pendahuluan untuk mencari model yang lebih tepat; (2) untuk menjelaskan interaksi galur x lingkungan (G E); (3) meningkatkan keakuratan dugaan respon interaksi galur dan lingkungan. Tahapan analisis AMMI yang dilakukan adalah : (1) menyusun matriks pengaruh interaksi dalam bentuk matriks Ig l (2) melakukan penguraian bilinear terhadap matriks Ig l melalui SVD (singular value decomposition) (3) menentukan banyaknya Komponen Utama I (KUI) nyata melalui postdictive success (4) membuat biplot AMMI. Suatu galur dianggap stabil jika posisinya berada dekat dengan sumbu utama. Galur dianggap spesifik pada lokasi tertentu dapat dilihat melalui posisi masing-masing galur terhadap garis lokasi (Mattjik dan Sumertajaya, 2006). Untuk menentukan berapa banyak sumbu komponen utama yang dipakai sebagai penduga digunakan dua metode yaitu metode postdictive success dan predictive succes. Metode postdictive success berhubungan dengan kemampuan suatu model yang tereduksi untuk menduga data yang digunakan dalam

38 15 membangun model tersebut. Salah satu caranya adalah berdasarkan banyaknya sumbu tersebut yang nyata pada uji F analisis ragam. Predictive success berhubungan dengan kemampuan suatu model dugaan untuk memprediksi data lain yang sejenis tetapi tidak digunakan dalam membangun model tersebut (data validasi). Penentuan jumlah sumbu komponen utama berdasarkan predictive success dilakukan dengan validasi silang, yaitu membagi data menjadi dua kelompok, satu kelompok untuk membangun model dan kelompok lain digunakan untuk validasi (menentukan jumlah kuadrat sisaan). Hal ini dilakukan berulangulang pada setiap ulangan dibangun model dengan berbagai sumbu komponen utama. Jumlah komponen utama yang terbaik adalah yang rataan akar kuadrat tengah sisa (Root Mean Square Predictive Different (RMSPD)) dari data validasi paling kecil (Mattjik 2005).

39 16

40 17 BAHAN DAN METODE Waktu dan Tempat Pengujian stabilitas daya hasil padi gogo dilaksanakan di delapan lokasi pada musim hujan (MH) bulan Oktober 2010 sampai dengan April Lokasi pengujian tersebar di Jawa dan Sumatera, yaitu : Kebun Percobaan Taman Bogo Lampung, Natar Lampung, Kebun Percobaan Cikarawang Bogor Jawa Barat, Sukabumi Jawa Barat, Indramayu Jawa Barat, Purworejo Jawa Tengah, Wonosari Gunung Kidul, dan Malang Jawa Timur. Bahan dan Alat Sebanyak 12 genotipe digunakan sebagai bahan uji, yang terdiri atas 10 galur harapan padi gogo hasil kultur antera dan dua varietas pembanding. Sepuluh galur harapan padi gogo hasil kultur antera tersebut adalah III , I , WI-44, GI-7, O18-b-1, IW-67, IG-19, IG-38, IW 56, B13-2e. Dua varietas pembandingnya adalah Batutegi dan Way Rarem (Lampiran 1 dan 2). Alat yang digunakan adalah alat yang umum dipakai dalam penelitian pertanian, seperti traktor, cangkul, ember, tali, bambu, alat ukur dan alat tulis lainnya. Pelaksanaan Pelaksanaan pengujian di tiap lokasi menggunakan Rancangan Acak Kelompok (RAK) yang diulang sebanyak empat kali. Satuan percobaan berupa petakan berukuran 4 m x 5 m, sehingga tiap lokasi terdiri dari 48 satuan percobaan (Lampiran 3). Persiapan lahan dimulai dengan pengolahan tanah menggunakan traktor sebanyak dua kali, masing-masing pada 14 dan 7 hari sebelum tanam. Tanah yang telah diolah kemudian dibuat petakan untuk tiap genotipe. Masing-masing genotipe yang diuji ditanam pada petakan dengan jarak tanam 30 cm x 15 cm, sehingga pada petakan pengujian terdapat 13 baris dan di tiap baris terdapat 33 lubang tanam (populasi per petak 429 rumpun). Benih ditanam langsung dengan cara tugal, jumlah benih 3 5 butir tiap lubang tanam.

41 18 Dosis pupuk yang diberikan dalam pengujian ini adalah pupuk kandang 10 ton/ha, Urea 200 kg/ha, SP kg/ha, dan KCl 100 kg/ha. Penyiangan dilakukan 3 kali selama masa tanam, adapun pengendalian hama dan penyakit tanaman dilakukan secara intensif sesuai kebutuhan. Pengamatan Respon tanaman terhadap lingkungan tumbuh, diukur melalui keragaan hasil dan komponen hasil (karakter agronomi). Pengamatan dilakukan pada 5 rumpun tanaman sampel pada tiap petak yang ditentukan secara acak. Adapun peubah-peubah yang diamati adalah sebagai berikut : 1. Tinggi tanaman (cm); diukur dari permukaan tanah sampai ujung malai tertinggi. Pengukuran dilakukan menjelang panen. 2. Jumlah anakan vegetatif; jumlah anakan yang muncul pada rumpun. Jumlah anakan vegetatif dihitung pada saat tanaman berumur hari setelah tanam. 3. Jumlah anakan produktif; jumlah anakan yang mengeluarkan malai. Waktu penghitungan dilakukan menjelang panen. 4. Panjang malai (cm); diukur dari leher malai sampai ujung malai. Pengukuran dilakukan saat panen. 5. Umur tanaman berbunga 50 % (hari); dihitung mulai benih ditanam sampai tanaman keluar bunga ± 50 %. 6. Umur tanaman dapat dipanen (hari); dihitung dari mulai benih ditanam sampai gabah masak 80%. 7. Jumlah gabah per malai; dihitung jumlah gabah isi dan gabah hampa per malai dari 5 malai utama. 8. Persen gabah isi per malai (%); dihitung dengan cara membandingkan jumlah gabah isi dengan jumlah gabah total per malai dikalikan 100 %, pembandingan dilakukan pada 5 malai utama. 9. Hasil gabah kering per plot (kg/plot); dilakukan pada seluruh malai hasil panen dalam satu petak dikurangi 2 baris keliling (Sebagai tanaman sampel dan tanaman tepi). Jumlah rumpun yang dipanen dihitung, kemudian ditimbang gabah kering panen (GKP)-nya. Kadar air dihitung berdasarkan

42 19 nilai rata-rata dari 3 kali pengukuran kadar air gabah hasil panen (GKP). Setelah gabah dijemur dan dibersihkan, kemudian ditimbang gabah kering giling (GKG) tiap plotnya. 10. Bobot 1000 butir gabah (gram); ditimbang 1000 butir gabah bernas tiap plot dengan kadar air ± 14 %. 1. Analisis ragam tiap lokasi Analisis Data Model linear untuk RAK faktor tunggal adalah sebagai berikut : Y ij = µ + τ i + β j + ε ij ; i = 1,2,3,..12 ; j = 1,2,3,4 Dimana Y ij : nilai pengamatan pada perlakuan ke-i, dan ulangan ke-j µ : nilai rata-rata umum τ i : pengaruh perlakuan ke-i β j : pengaruh ulangan ke-j ε ij : pengaruh acak pada perlakuan ke-i, ulangan ke-j Sidik ragam berdasarkan metode yang dipakai oleh Singh dan Chaudhary, 1979 (Tabel 2). Tabel 2 Sidik ragam tiap lokasi berdasarkan Singh dan Chaudhary (1979) Sumber Keragaman db Jumlah Kuadrat Tengah Nilai F Kuadrat Ulangan r - 1 JK 3 M3=JK3/(r-1) M3/M1 Genotipe g - 1 JK 2 M2=JK2/(g-1) M2/M1 Galat (r-1)(g-1) JK 1 M1=JK1/(r-1)(g-1) - 2. Uji kehomogenan ragam Ragam galat semua percobaan tunggal di tiap lokasi dianalisis kehomogenannya menggunakan uji Bartlett sebelum dilakukan analisis gabungan. Hanya ragam-ragam yang homogen yang dapat digabungkan untuk analisis ragam gabungan dan stabilitas daya hasil. Jika ragam tidak homogen, maka dilakukan analisis non parametrik.

43 20 3. Analisis ragam gabungan Analisis gabungan dari semua lokasi pengujian untuk RAK (Tabel 3) diduga dengan model linear seperti dikemukakan oleh Baihaki (2000) sebagai berikut : Y ijk = µ + α i + β j/k + τ k + (ατ) ik + ε ijk ; i = 1,2,3,..12 ; j = 1,2,3,4 ; k = 1,2,3, 8 dimana Y ijk : nilai pengamatan pada perlakuan ke-i, ulangan ke-j, lokasi ke-k µ : nilai rata-rata umum α i : pengaruh perlakuan ke-i β j/k : pengaruh ulangan ke-j dalam lokasi ke-k τ k : pengaruh lokasi ke-k ε ijk : pengaruh acak pada perlakuan ke-i, ulangan ke-j, lokasi ke-k Tabel 3 Sidik ragam gabungan dari 8 lokasi pengujian galur-galur harapan padi gogo hasil kultur antera Sumber Keragaman db Kuadrat Tengah Nilai F Lingkungan (E) l-1 M5 M5/ M 4 Ulangan/Lingkungan l(r-1) M4 - Genotipe (G) g-1 M3 M3/M1 G x E (l-1)(g-1) M2 M2/M1 Galat l(r-1)(g-1) M1 - Keterangan : l (jumlah lokasi), r (jumlah ulangan), g (jumlah genotipe) 4. Analisis stabilitas a. Francis dan Kannenberg (1978) Francis dan Kannenberg (1978) mengukur stabilitas menggunakan koefisien keragaman (% CV i ) setiap genotipe yang diuji pada beberapa lingkungan. Semakin kecil nilai koefisien keragaman genotipe-nya, semakin stabil genotipe tersebut. 2 CV i Si = 100% Y i.

44 21 Dimana : S i 2 adalah kuadrat tengah genotipe ke-i, Y i. genotipe ke-i pada seluruh lingkungan. adalah nilai rata-rata b. Finlay dan Wilkinson (1963) Analisis stabilitas Finlay dan Wilkinson (1963) didasarkan pada koefisien regresi (bi) antara hasil rata-rata suatu genotipe dengan rata-rata umum semua genotipe yang diuji dan semua lingkungan pengujian. Analisis ini dapat menjelaskan fenomena stabilitas dan adaptabilitas suatu genotipe. Genotipe-genotipe yang mempunyai slope regresi (bi) : > 1, = 1, dan < 1 berturut-turut mempunyai stabilitas di bawah rata-rata, setara rata-rata, dan di atas rata-rata. c. Eberhart dan Russell(1966) Eberhart dan Russell menggunakan standar deviasi kuadrat tengah terhadap koefisien regresi pada tiap genotipe sebagai penduga stabilitas. 1) δ = [ ( Yij Yi. ) b ( Y. j Y )] q 2 2 2) R i = b 2 i j ( Y ( Yi. j j Y ) Y ) i. Dimana δ 2 adalah ragam genotipe; q adalah banyaknya lingkungan pengujian; Yij adalah rata-rata nilai pengamatan pada genotipe ke-i dan lingkungan ke j; Yi. adalah nilai rata-rata genotipe ke-i pada seluruh lingkungan; Y.j adalah nilai rata-rata pengamatan lingkungan ke j pada 2 seluruh genotipe; Y adalah nilai rata-rata total seluruh pengamatan; R i 2 adalah koefisien determinasi; b i adalah slope regresi. d. Additive Main Effect Multiplicative Interaction (AMMI). Analisis AMMI merupakan suatu teknik analisis data percobaan dua faktor perlakuan dengan pengaruh utama perlakuan dan lingkungan bersifat aditif, sedangkan pengaruh interaksi dimodelkan dengan model bilinear (Mattjik dan Sumertajaya, 2006).

45 22 Model persamaannya sebagai berikut : Y ge = µ + α g + β e + Σ λ n λ gn δ en + ρ ge Dimana : Y ge = Hasil genotipe ke g pada lingkungan ke - e µ = Rata-rata umum α g = Simpangan genotipe ke - g terhadap rata-rata umum β e = Simpangan lingkungan ke - e terhadap rata-rata umum N = Jumlah sumbu AKU (Analisis Komponen Utama) dalam model λ n = Nilai Singular untuk AKU sumbu ke - n λ gn = Nilai vektor ciri genotipe untuk AKU sumbu ke n δ en = Nilai vektor ciri lingkungan untuk AKU Sumbu ke - n ρ ge = Galat sisa

46 17 BAHAN DAN METODE Waktu dan Tempat Pengujian stabilitas daya hasil padi gogo dilaksanakan di delapan lokasi pada musim hujan (MH) bulan Oktober 2010 sampai dengan April Lokasi pengujian tersebar di Jawa dan Sumatera, yaitu : Kebun Percobaan Taman Bogo Lampung, Natar Lampung, Kebun Percobaan Cikarawang Bogor Jawa Barat, Sukabumi Jawa Barat, Indramayu Jawa Barat, Purworejo Jawa Tengah, Wonosari Gunung Kidul, dan Malang Jawa Timur. Bahan dan Alat Sebanyak 12 genotipe digunakan sebagai bahan uji, yang terdiri atas 10 galur harapan padi gogo hasil kultur antera dan dua varietas pembanding. Sepuluh galur harapan padi gogo hasil kultur antera tersebut adalah III , I , WI-44, GI-7, O18-b-1, IW-67, IG-19, IG-38, IW 56, B13-2e. Dua varietas pembandingnya adalah Batutegi dan Way Rarem (Lampiran 1 dan 2). Alat yang digunakan adalah alat yang umum dipakai dalam penelitian pertanian, seperti traktor, cangkul, ember, tali, bambu, alat ukur dan alat tulis lainnya. Pelaksanaan Pelaksanaan pengujian di tiap lokasi menggunakan Rancangan Acak Kelompok (RAK) yang diulang sebanyak empat kali. Satuan percobaan berupa petakan berukuran 4 m x 5 m, sehingga tiap lokasi terdiri dari 48 satuan percobaan (Lampiran 3). Persiapan lahan dimulai dengan pengolahan tanah menggunakan traktor sebanyak dua kali, masing-masing pada 14 dan 7 hari sebelum tanam. Tanah yang telah diolah kemudian dibuat petakan untuk tiap genotipe. Masing-masing genotipe yang diuji ditanam pada petakan dengan jarak tanam 30 cm x 15 cm, sehingga pada petakan pengujian terdapat 13 baris dan di tiap baris terdapat 33 lubang tanam (populasi per petak 429 rumpun). Benih ditanam langsung dengan cara tugal, jumlah benih 3 5 butir tiap lubang tanam.

47 18 Dosis pupuk yang diberikan dalam pengujian ini adalah pupuk kandang 10 ton/ha, Urea 200 kg/ha, SP kg/ha, dan KCl 100 kg/ha. Penyiangan dilakukan 3 kali selama masa tanam, adapun pengendalian hama dan penyakit tanaman dilakukan secara intensif sesuai kebutuhan. Pengamatan Respon tanaman terhadap lingkungan tumbuh, diukur melalui keragaan hasil dan komponen hasil (karakter agronomi). Pengamatan dilakukan pada 5 rumpun tanaman sampel pada tiap petak yang ditentukan secara acak. Adapun peubah-peubah yang diamati adalah sebagai berikut : 1. Tinggi tanaman (cm); diukur dari permukaan tanah sampai ujung malai tertinggi. Pengukuran dilakukan menjelang panen. 2. Jumlah anakan vegetatif; jumlah anakan yang muncul pada rumpun. Jumlah anakan vegetatif dihitung pada saat tanaman berumur hari setelah tanam. 3. Jumlah anakan produktif; jumlah anakan yang mengeluarkan malai. Waktu penghitungan dilakukan menjelang panen. 4. Panjang malai (cm); diukur dari leher malai sampai ujung malai. Pengukuran dilakukan saat panen. 5. Umur tanaman berbunga 50 % (hari); dihitung mulai benih ditanam sampai tanaman keluar bunga ± 50 %. 6. Umur tanaman dapat dipanen (hari); dihitung dari mulai benih ditanam sampai gabah masak 80%. 7. Jumlah gabah per malai; dihitung jumlah gabah isi dan gabah hampa per malai dari 5 malai utama. 8. Persen gabah isi per malai (%); dihitung dengan cara membandingkan jumlah gabah isi dengan jumlah gabah total per malai dikalikan 100 %, pembandingan dilakukan pada 5 malai utama. 9. Hasil gabah kering per plot (kg/plot); dilakukan pada seluruh malai hasil panen dalam satu petak dikurangi 2 baris keliling (Sebagai tanaman sampel dan tanaman tepi). Jumlah rumpun yang dipanen dihitung, kemudian ditimbang gabah kering panen (GKP)-nya. Kadar air dihitung berdasarkan

48 19 nilai rata-rata dari 3 kali pengukuran kadar air gabah hasil panen (GKP). Setelah gabah dijemur dan dibersihkan, kemudian ditimbang gabah kering giling (GKG) tiap plotnya. 10. Bobot 1000 butir gabah (gram); ditimbang 1000 butir gabah bernas tiap plot dengan kadar air ± 14 %. 1. Analisis ragam tiap lokasi Analisis Data Model linear untuk RAK faktor tunggal adalah sebagai berikut : Y ij = µ + τ i + β j + ε ij ; i = 1,2,3,..12 ; j = 1,2,3,4 Dimana Y ij : nilai pengamatan pada perlakuan ke-i, dan ulangan ke-j µ : nilai rata-rata umum τ i : pengaruh perlakuan ke-i β j : pengaruh ulangan ke-j ε ij : pengaruh acak pada perlakuan ke-i, ulangan ke-j Sidik ragam berdasarkan metode yang dipakai oleh Singh dan Chaudhary, 1979 (Tabel 2). Tabel 2 Sidik ragam tiap lokasi berdasarkan Singh dan Chaudhary (1979) Sumber Keragaman db Jumlah Kuadrat Tengah Nilai F Kuadrat Ulangan r - 1 JK 3 M3=JK3/(r-1) M3/M1 Genotipe g - 1 JK 2 M2=JK2/(g-1) M2/M1 Galat (r-1)(g-1) JK 1 M1=JK1/(r-1)(g-1) - 2. Uji kehomogenan ragam Ragam galat semua percobaan tunggal di tiap lokasi dianalisis kehomogenannya menggunakan uji Bartlett sebelum dilakukan analisis gabungan. Hanya ragam-ragam yang homogen yang dapat digabungkan untuk analisis ragam gabungan dan stabilitas daya hasil. Jika ragam tidak homogen, maka dilakukan analisis non parametrik.

49 20 3. Analisis ragam gabungan Analisis gabungan dari semua lokasi pengujian untuk RAK (Tabel 3) diduga dengan model linear seperti dikemukakan oleh Baihaki (2000) sebagai berikut : Y ijk = µ + α i + β j/k + τ k + (ατ) ik + ε ijk ; i = 1,2,3,..12 ; j = 1,2,3,4 ; k = 1,2,3, 8 dimana Y ijk : nilai pengamatan pada perlakuan ke-i, ulangan ke-j, lokasi ke-k µ : nilai rata-rata umum α i : pengaruh perlakuan ke-i β j/k : pengaruh ulangan ke-j dalam lokasi ke-k τ k : pengaruh lokasi ke-k ε ijk : pengaruh acak pada perlakuan ke-i, ulangan ke-j, lokasi ke-k Tabel 3 Sidik ragam gabungan dari 8 lokasi pengujian galur-galur harapan padi gogo hasil kultur antera Sumber Keragaman db Kuadrat Tengah Nilai F Lingkungan (E) l-1 M5 M5/ M 4 Ulangan/Lingkungan l(r-1) M4 - Genotipe (G) g-1 M3 M3/M1 G x E (l-1)(g-1) M2 M2/M1 Galat l(r-1)(g-1) M1 - Keterangan : l (jumlah lokasi), r (jumlah ulangan), g (jumlah genotipe) 4. Analisis stabilitas a. Francis dan Kannenberg (1978) Francis dan Kannenberg (1978) mengukur stabilitas menggunakan koefisien keragaman (% CV i ) setiap genotipe yang diuji pada beberapa lingkungan. Semakin kecil nilai koefisien keragaman genotipe-nya, semakin stabil genotipe tersebut. 2 CV i Si = 100% Y i.

50 21 Dimana : S i 2 adalah kuadrat tengah genotipe ke-i, Y i. genotipe ke-i pada seluruh lingkungan. adalah nilai rata-rata b. Finlay dan Wilkinson (1963) Analisis stabilitas Finlay dan Wilkinson (1963) didasarkan pada koefisien regresi (bi) antara hasil rata-rata suatu genotipe dengan rata-rata umum semua genotipe yang diuji dan semua lingkungan pengujian. Analisis ini dapat menjelaskan fenomena stabilitas dan adaptabilitas suatu genotipe. Genotipe-genotipe yang mempunyai slope regresi (bi) : > 1, = 1, dan < 1 berturut-turut mempunyai stabilitas di bawah rata-rata, setara rata-rata, dan di atas rata-rata. c. Eberhart dan Russell(1966) Eberhart dan Russell menggunakan standar deviasi kuadrat tengah terhadap koefisien regresi pada tiap genotipe sebagai penduga stabilitas. 1) δ = [ ( Yij Yi. ) b ( Y. j Y )] q 2 2 2) R i = b 2 i j ( Y ( Yi. j j Y ) Y ) i. Dimana δ 2 adalah ragam genotipe; q adalah banyaknya lingkungan pengujian; Yij adalah rata-rata nilai pengamatan pada genotipe ke-i dan lingkungan ke j; Yi. adalah nilai rata-rata genotipe ke-i pada seluruh lingkungan; Y.j adalah nilai rata-rata pengamatan lingkungan ke j pada 2 seluruh genotipe; Y adalah nilai rata-rata total seluruh pengamatan; R i 2 adalah koefisien determinasi; b i adalah slope regresi. d. Additive Main Effect Multiplicative Interaction (AMMI). Analisis AMMI merupakan suatu teknik analisis data percobaan dua faktor perlakuan dengan pengaruh utama perlakuan dan lingkungan bersifat aditif, sedangkan pengaruh interaksi dimodelkan dengan model bilinear (Mattjik dan Sumertajaya, 2006).

51 22 Model persamaannya sebagai berikut : Y ge = µ + α g + β e + Σ λ n λ gn δ en + ρ ge Dimana : Y ge = Hasil genotipe ke g pada lingkungan ke - e µ = Rata-rata umum α g = Simpangan genotipe ke - g terhadap rata-rata umum β e = Simpangan lingkungan ke - e terhadap rata-rata umum N = Jumlah sumbu AKU (Analisis Komponen Utama) dalam model λ n = Nilai Singular untuk AKU sumbu ke - n λ gn = Nilai vektor ciri genotipe untuk AKU sumbu ke n δ en = Nilai vektor ciri lingkungan untuk AKU Sumbu ke - n ρ ge = Galat sisa

52 23 HASIL DAN PEMBAHASAN Kondisi Umum Penelitian Pelaksanaan penelitian secara umum berjalan cukup baik. Pertumbuhan awal tanaman di beberapa lokasi relatif baik, kecuali di Taman Bogo Lampung dan Wonosari Gunung Kidul. Curah hujan yang cukup pada awal-awal pertumbuhan, khususnya di Sukabumi dan Bogor memberikan pengaruh positif terhadap pertumbuhan vegetatif tanaman. Kondisi serupa tidak terjadi di Indramayu yang sejak awal ketersediaan airnya kurang. Data iklim lingkungan uji disajikan pada Lampiran 4. Kondisi tanah di Taman Bogo pada ulangan I kejenuhan Al agak tinggi sehingga tanaman kurang tumbuh secara optimal. Daya tumbuh benih genotipe III di Wonosari kurang dari 50 % karena serangan semut dan uret sehingga harus dilakukan tanam ulang. Hama uret, mentul, dan belalang pemakan daun muncul di Wonosari, tetapi serangannya tidak sampai menyebabkan kerugian hasil yang signifikan. Pada fase vegetatif terjadi serangan blas daun (Pyricularia grisea pv. oryzae) di Sukabumi. Lokasi penelitian di Sukabumi merupakan daerah endemik blas daun. Serangan ini masih dapat ditanggulangi sehingga tidak menimbulkan kerugian yang besar. Walang sangit (Leptocorisa oratorius) menyerang tanaman pada saat muncul malai sampai bulir padi matang susu. Cairan bulir padi yang dihisap walang sangit menyebabkan gabah menjadi hampa dan berubah warna. Serangan hama ini terjadi di Bogor secara sporadis. Serangan yang lebih luas hama ini tidak terjadi, dan masih dapat ditanggulangi dengan penggunaan insektisida. Serangan blas leher malai juga terjadi di Bogor. Serangan ini hanya terjadi di ulangan 4 karena berdekatan dengan genotipe-genotipe lain padi gogo yang rentan terhadap blas leher malai (di luar genotipe yang diujikan). Serangan burung terjadi pada fase generatif sampai menjelang panen. Beberapa lokasi seperti Sukabumi, Purworejo, dan Malang bahkan menunjukkan serangan burung sejak awal pengisian biji. Hal ini disebabkan karena ketidaksamaan waktu tanam dengan areal pertanaman sekitar dan umur genotipe yang diuji lebih genjah, sehingga serangan burung terkonsentrasi pada satu tempat

53 24 tertentu. Rata-rata kehilangan hasil akibat serangan burung di Malang mencapai 30 % untuk varietas berumur panjang. Analisis Stabilitas Hasil Sidik ragam pada karakter hasil GKG di delapan lokasi pengujian memperlihatkan bahwa seluruh lokasi menunjukkan adanya perbedaan respon yang nyata dan sangat nyata terhadap genotipe-genotipe yang diuji (Tabel 4). Tabel 4 Jumlah kuadrat, kuadrat tengah, dan nilai F genotipe pada karakter hasil gabah kering giling di 8 lokasi Lokasi db Jumlah Kuadrat Kuadrat Tengah Nilai F Indramayu * Wonosari ** Purworejo ** Sukabumi ** Bogor ** Malang ** Natar ** Taman Bogo * Keterangan : * berpengaruh nyata pada taraf kesalahan 5 %, ** berpengaruh sangat nyata pada taraf kesalahan 1 %. Sidik ragam gabungan dari delapan lokasi pengujian menunjukkan faktor lingkungan dan genotipe berpengaruh sangat nyata terhadap hasil gabah kering giling (Tabel 5). Interaksi antara genotipe dan lingkungannya (G E) juga berpengaruh sangat nyata pada hasil gabah kering giling. Adanya interaksi tersebut akan menyebabkan setiap genotipe memberikan respon yang berbeda terhadap lingkungan dimana pengujian dilakukan, dengan kata lain interaksi genotipe dan lingkungan menyebabkan tidak konsistennya hasil pada setiap lingkungan. Menurut Kramer (1980), walaupun interaksi genotipe dan lingkungan menyebabkan tidak konsistennya hasil pada setiap lingkungan, namun pada kondisi tertentu tanaman memiliki kemampuan untuk meminimalkan pengaruh lingkungan yang tidak menguntungkan sekaligus memaksimalkan pengaruh lingkungan yang menguntungkan.

54 25 Suatu genotipe atau varietas kemungkinan tidak akan selalu menghasilkan hasil yang sama besar jika ditanam pada lingkungan yang berbeda. Hal ini disebabkan oleh adanya keragaman lingkungan makro geofisik yang sangat besar yang akan memberikan keragaman lingkungan tumbuh yang sangat besar pula (Satoto et al. 2009). Respon tersebut terutama ditunjukkan dengan adanya fluktuasi pada hasil gabah, sehingga menghasilkan pemeringkatan produktivitas yang berbeda dari genotipe-genotipe di setiap lokasi pengujian. Tabel 5 Sidik ragam gabungan hasil gabah kering giling dari 8 lokasi pengujian Sumber db Jumlah Kuadrat Kuadrat Tengah Nilai F Lokasi (E) ** Ulangan/Lokasi ** 4.82 Genotipe (G) ** G E ** 5.23 Galat Total Keterangan : ** berpengaruh sangat nyata pada taraf kesalahan 1 %. Fluktuasi hasil GKG genotipe-genotipe yang diuji serta varietas pembandingnya di delapan lokasi disajikan pada Gambar 3. Lokasi Purworejo, Sukabumi, dan Malang menunjukkan pola rata-rata produksi yang tinggi untuk seluruh genotipe, sedangkan Indramayu menunjukkan pola rata-rata produksi paling rendah. Setiap lokasi menunjukkan pola urutan peringkat genotipe yang berbeda. Hal ini yang digambarkan Cooper et al. (1996) sebagai interaksi G E yang disebabkan oleh heterogenitas ragam di antara lingkungan dan kurangnya korelasi genetik di antara lingkungan. Way Rarem, WI-44, dan IW-67 merupakan 3 galur dengan peringkat teratas di Indramayu dan Sukabumi. Di Wonosari 3 peringkat teratas adalah IW- 56, IW-67, dan Way Rarem. IW-67, IW-56, dan Batutegi menduduki 3 peringkat teratas di Purworejo. WI-44, GI-7, dan O18-b-1 menduduki 3 peringkat teratas di Bogor sedangkan di Malang 3 peringkat teratas adalah. WI-44, GI-7, dan Way Rarem. Di Natar galur dengan 3 peringkat teratas adalah Way Rarem, Batutegi, dan WI-44, sedangkan di Taman Bogo adalah Batutegi, I , dan IG-19.

55 26 Gambar 3 Fluktuasi keragaan hasil gabah kering giling genotipe-genotipe padi gogo di 8 lokasi Pola urutan peringkat genotipe yang berbeda di setiap lingkungan menunjukkan interaksi G E yang bersifat kuantitatif. Interaksi G E kuantitatif yang mengakibatkan perubahan dalam peringkat genotipe ini menyebabkan tingkat ketidakpastian yang tinggi dalam mengidentifikasi genotipe mana yang memiliki daya adaptasi luas. Pemilihan genotipe dilakukan berdasarkan performa genotipe-genotipe yang diuji dalam pengujian multi-lokasi, dan respon seleksi pada populasi target lingkungan yang diharapkan. Kondisi tingkat ketidakpastian yang tinggi dalam mengidentifikasi genotipe dan tidak konsistennya hasil pada setiap lingkungan, berpotensi menyulitkan pemulia untuk memilih genotipe-genotipe mana yang akan dilepas. Kondisi tersebut menyebabkan perlunya pengujian lebih lanjut berupa analisis stabilitas untuk menentukan genotipe, galur, atau varietas yang lebih tepat ditanam di suatu lingkungan tertentu atau ditanam pada lingkungan yang lebih luas. Rata-rata hasil GKG genotipe-genotipe yang diuji dari seluruh lokasi berkisar antara 2.95 ton/ha yaitu genotipe III sampai dengan 4.72 ton/ha yaitu genotipe WI-44 (Tabel 6). Varietas cek yang digunakan, yaitu Batutegi dan Way Rarem, rata-rata hasil GKG-nya masing-masing adalah 4.22 dan 4.62 ton/ha.

56 27

57 28 Rata-rata hasil GKG genotipe WI-44 mampu mengungguli genotipe dan varietas cek lain di dua lokasi pengujian, yaitu Bogor dan Malang. Secara signifikan, di Bogor dan Malang, genotipe ini berbeda nyata dengan varietas cek Way Rarem. Potensi hasil di dua lokasi ini adalah 5.40 ton/ha dam 5.98 ton/ha. Rata-rata hasil GKG genotipe IW-67 di Purworejo mencapai 6.94 ton/ha, mengungguli genotipe dan varietas cek lain. Genotipe IW-56 unggul di lokasi Wonosari dengan potensi hasil GKG 4.39 ton/ha. Rata-rata hasil GKG varietas Way Rarem lebih unggul dibanding genotipe-genotipe lain di tiga lokasi pengujian, yaitu Indramayu, Sukabumi, dan Lampung. Way Rarem unggul sangat signifikan di Sukabumi dengan potensi hasil GKG 6.95 ton/ha. Rata-rata hasil GKG varietas Batutegi lebih tinggi dibanding genotipe lain di Taman Bogo, tetapi uji DMRT tidak menunjukkan adanya perbedaan yang nyata dengan WI-44 dan Way Rarem. Hal ini menguatkan bahwa kegiatan seleksi dalam perakitan varietas Way Rarem dan Batutegi dilakukan di Lampung. Rata-rata kelebihan dan kekurangan hasil genotipe-genotipe yang diuji di delapan lokasi terhadap varietas Batutegi dan Way Rarem disajikan pada Gambar 4 dan 5. Rata-rata selisih hasil IW-67 dengan Batutegi adalah 0,177 ton/ha atau sekitar 4.03 %. Selisih hasil rata-rata antara WI-44 dengan Way Rarem adalah 0.1 ton/ha atau sekitar 2.17 % lebih tinggi dibanding Way Rarem. Selain WI-44 genotipe-genotipe lain yang diuji dalam penelitian ini tidak ada yang rata-rata hasil GKG-nya melebihi varietas Batutegi dan Way Rarem. Gambar 4 A B Rata-rata kelebihan hasil galur-galur yang diuji terhadap pembanding. Batutegi (A) dan Way Rarem (B)

58 29 Gambar 5 Persentase kelebihan dan kekurangan hasil genotipe-genotipe yang diuji terhadap varietas Batutegi dan Way Rarem Analisis Stabilitas Francis-Kannenberg, Finlay-Wilkinson, dan Eberhart Russel Parameter pengujian stabilitas hasil gabah kering giling padi gogo hasil kultur antera dari delapan lokasi pengujian disajikan pada Tabel 7. Lin et al. (1986) mengemukakan tiga konsep stabilitas. Suatu genotipe dikatakan stabil jika (1) keragaman dalam lingkungannya kecil; (2) respon terhadap lingkungannya sebanding dengan respon rata-rata seluruh genotipe yang diujikan; (3) kuadrat tengah sisa dari indeks regresi lingkungannya kecil. Tabel 7 Parameter stabilitas hasil gabah kering giling padi gogo hasil kultur antera dari 8 lokasi pengujian Genotipe Rata-rata (t/ha) SD i CV i b i δ 2 2 Ri Yi pada Lingkungan 1 t/ha Yi pada Lingkungan 6 t/ha III * I tn WI * GI * O18-b * IW * IG tn IG tn IW tn B13-2e * Batutegi tn Way Rarem tn Rata-rata Keterangan : SDi=Standar Deviasi Genotipe; CVi=Koefisien Keragaman Genotipe; bi=koefisien regresi genotipe, * berbeda nyata dengan 1, tn tidak berbeda nyata dengan 1; δ 2 =parameter deviasi;, R 2 i =koefisien detreminasi; Yi=perkiraan hasil berdasarkan stabilitas Finlay-Wilkinson.

59 30 Francis dan Kannenberg (1978) mengukur stabilitas menggunakan koefisien keragaman (CV i ) setiap genotipe yang diuji pada beberapa lingkungan. Semakin kecil nilai koefisien keragaman genotipenya, semakin stabil genotipe tersebut. Moedjiono dan Mejaya (1995) mengkategorikan nilai koefisien keragaman genotipe dalam empat kelompok, yaitu rendah ( < 25 %), agak rendah (25-50 %), cukup tinggi (50 75 %), dan tinggi ( %). Berdasarkan kategori tersebut maka genotipe-genotipe yang diuji dalam penelitian ini masuk dalam kategori rendah dan agak rendah. Genotipe I , WI-44, B13-2e, dan Way Rarem memiliki koefisien keragaman genotipe rendah (Tabel 7) sehingga digolongkan stabil. Konsep stabilitas Francis dan Kannenberg didasarkan pada keragamaan genotipe yang timbul akibat respon genotipe tersebut terhadap pengaruh lingkungan pengujian. Konsep stabilitas ini bersifat statis dan hanya melihat respon masing-masing individu genotipe terhadap lingkungannya, tanpa ada pembandingan langsung antar genotipe. Becker (1981) dalam Lin et al. (1986) mengkategorikan konsep stabilitas ini sebagai stabilitas biologi yang berbeda jauh dengan konsep stabil secara agronomi. Konsep stabilitas ini juga sangat tergantung pada rentang wilayah dan lokasi pengujian. Jika rentang wilayah lokasi pengujian semakin luas, yang menyebabkan kondisi lokasi pengujian semakin beragam, maka konsep stabilitas ini menjadi tidak berarti. Stabil secara biologi ini juga tetap harus memperhatikan daya hasil dari genotipe yang diuji. Genotipe yang stabil tetapi rendah daya hasilnya menjadi tidak berarti untuk kepentingan produksi lebih lanjut. Dari genotipe-genotipe yang dikategorikan stabil secara biologi, genotipe I , WI-44, dan Way Rarem memiliki daya hasil tinggi melebihi daya hasil rata-rata seluruh genotipe dari delapan lokasi pengujian. Jika dibandingkan dengan daya hasil rata-rata varietas pembandingnya, yaitu Batutegi dan Way Rarem, maka hanya genotipe WI-44 yang selalu terkategori stabil juga memiliki daya hasil paling tinggi diantara genotipe yang diuji. Analisis stabilitas Finlay dan Wilkinson (1963) merupakan suatu metode pengukuran stabilitas yang didasarkan pada koefisien regresi (b i ) antara hasil ratarata suatu genotipe dengan rata-rata umum semua genotipe yang diuji di semua

60 31 lingkungan pengujian. Analisis ini dapat menjelaskan fenomena stabilitas dan adaptabilitas suatu genotipe. Finlay dan Wilkinson mengelompokkan nilai b i sebagai standar stabilitas dalam tiga kelompok, yaitu (1) stabilitas di bawah ratarata, jika nilai b i > 1; (2) stabilitas setara rata-rata, jika nilai b i = 1; (3) stabilitas di atas rata-rata, jika nilai b i < 1. Berdasarkan kriteria tersebut, terdapat 6 genotipe yang memiliki nilai b yang tidak berbeda nyata dengan 1, yaitu I , IG-19, IG-38, IW-56, Batutegi, dan Way Rarem (Tabel 7). Genotipe-genotipe ini dikategorikan sebagai genotipe yang stabil. Genotipe-genotipe yang memiliki stabilitas di bawah ratarata adalah WI-44 dan IW-67 dengan nilai b i masing-masing 1.52 dan 1.31, sedangkan genotipe-genotipe yang memiliki stabilitas di atas rata-rata adalah III , GI-7, O18-b-1, dan B13-2e dengan nilai b i berturut-turut 0.64, 0.77, 0,76, dan Stabilitas di bawah atau di atas rata-rata pada dasarnya menunjukkan pola adaptabilitas dari genotipe-genotipe tersebut. Genotipe-genotipe yang memiliki stabilitas di bawah rata-rata merupakan genotipe-genotipe yang peka terhadap perubahan lingkungan dan beradaptasi khusus pada lingkungan yang menguntungkan (favorable). Adapun genotipe-genotipe yang memiliki stabilitas di atas rata-rata umumnya mampu beradaptasi pada lingkungan yang marginal. Gambar 6 dan 7 menunjukkan pola linier produksi tiap-tiap genotipe pada indeks lingkungan tertentu. Pada lingkungan dengan indeks rata-rata hasil 1 ton/ha, genotipe-genotipe yang termasuk memiliki stabilitas di bawah rata-rata, yaitu WI-44 dan IW-67, hanya mampu berproduksi 0.44 ton/ha dan 0.71 ton/ha, sebaliknya pada lingkungan dengan indeks rata-rata hasil 6 ton/ha, genotipe tersebut mampu berproduksi melebihi indeks lingkungannya yaitu sebesar 8.05 ton/ha dan 7.26 ton/ha (Tabel 7). Pada Gambar 6 terlihat bahwa grafik linier untuk genotipe WI-44 dan IW- 67 tergolong curam (b i > 1). Pada kisaran indeks lingkungan 0 2 ton/ha genotipe WI-44 dan IW-67 memiliki potensi produksi yang lebih rendah dibanding indeks lingkungannya. Lonjakan yang signifikan mulai terjadi pada indeks lingkungan 3 ton/ha dan seterusnya. Pada indeks lingkungan tersebut dugaan potensi produksi genotipe WI-44 dan IW-67 selalu melebihi indeks lingkungannya. Hal ini i

61 32 menunjukkan kepekaan kedua genotipe tersebut terhadap lingkungannya, pada lingkungan marginal produksinya di bawah rata-rata sedangkan pada lingkungan menguntungkan produksinya di atas rata-rata. b i > 1 bi < 1 Gambar 6 Pola linier produksi genotipe-genotipe padi gogo yang tergolong tidak stabil berdasarkan metode Finlay & Wilkinson. Genotipe-genotipe yang termasuk memiliki stabilitas di atas rata-rata yaitu III , GI-7, O18-b-1, dan B13-2e, nilai perkiraan produksi pada indeks lingkungan 1 ton/ha berkisar antara ton/ha, sedangkan pada indeks lingkungan 6 ton/ha berkisar antara ton/ha (Tabel 7). Pada Gambar 5 terlihat bahwa grafik linier untuk genotipe III , GI-7, O18-b-1, dan B13-2e tergolong landai (b i < 1). Pada kisaran indeks lingkungan 0 2 ton/ha genotipe III , GI-7, O18-b-1, dan B13-2e memiliki potensi produksi yang lebih tinggi dibanding indeks lingkungannya. Pada indeks lingkungan 3 ton/ha dan seterusnya. dugaan potensi produksi genotipe III , GI-7, O18-b-1, dan B13-2e selalu lebih rendah dari indeks lingkungannya. Hal tersebut menunjukkan kemampuan adaptabilitas dari genotipe-genotipe III , GI-7, O18-b-1, dan B13-2e pada lingkungan yang marginal. Angka indeks lingkungan 3 ton/ha dalam penelitian ini dapat dijadikan standar titik kritis untuk menentukan marginal atau tidaknya suatu lingkungan.

62 33 Berbeda halnya dengan varietas-varietas yang stabil seperti I , IG- 19, IG-38 dan IW-56 perkiraan kisaran produksinya hampir selalu mengikuti indeks rata-rata hasil lingkungannya (Gambar 7). Nilai b i = 1 pada genotipegenotipe yang tergolong stabil menunjukkan bahwa hampir tidak ada deviasi antara produksi dengan indeks rata-rata hasil lingkungannya. Genotipe I (b i = 1.1) pada indeks lingkungan 1 ton/ha nilai duga produksinya adalah 0.9 ton/ha, sedangkan pada indeks lingkungan 6 ton/ha nilai duga produksinya mencapai 6.42 ton/ha (Tabel 7). Gambar 7 Pola linier produksi genotipe-genotipe padi gogo yang tergolong stabil berdasarkan metode Finlay & Wilkinson. Konsep stabilitas Finlay dan Wilkinson didasarkan pada respon suatu genotipe terhadap lingkungannya, dan dibandingkan dengan respon rata-rata seluruh genotipe yang diujikan. Kondisi ini menyebabkan metode tersebut bersifat relatif dan tergantung pada set genotipe yang diujikan pada waktu yang sama. Ukuran stabilitas akan berubah jika set genotipe yang diujikan juga berubah. Penambahan, pengurangan, atau penggantian genotipe tertentu pada set pengujian, akan menyebabkan berubahnya ukuran stabilitas dari genotipe-genotipe yang diujikan tersebut.

63 34 Analisis stabilitas Eberhart dan Russell (1966) merupakan pengukuran stabilitas yang didasarkan kepada deviasi dari regresi nilai rata-rata genotipe pada indeks lingkungan. Suatu genotipe dikatakan stabil jika kuadrat tengah sisa dari garis regresinya adalah kecil. Parameter stabilitasnya dilihat dari nilai deviasi (δ 2 ) dan koefisien determinasi (R i ) genotipe yang diuji. Model stabilitas suatu genotipe dikatakan baik jika memiliki nilai δ 2 kecil dan R i besar (mendekati 1). Berdasarkan parameter tersebut maka dari kedua-belas genotipe dan varietas yang diuji di delapan lokasi, dua genotipe yang memiliki nilai δ2 terkecil adalah B13-2e dan I , yaitu 0.65 dan 0.73 (Tabel 7). Nilai koefisien determinasi (R i ) dari kedua genotipe tersebut juga merupakan nilai terbesar diantara genotipe dan varietas lainnya yaitu 0.67 dan Hal ini mengindikasikan bahwa model regresi yang digunakan untuk memperkirakan kestabilan kedua genotipe tersebut lebih baik daripada model regresi genotipegenotipe lainnya. Analisis Stabilitas Model AMMI Analisis ragam gabungan untuk hasil gabah kering giling per ha menunjukkan bahwa pengaruh genotipe, lingkungan, dan interaksi keduanya (G E) berbeda sangat nyata (Tabel 5). Kontribusi faktor genotipe terhadap keragaman performa hasil gabah kering giling sebesar %. Lokasi memberikan kontribusi sebesar % terhadap keragaman performa hasil gabah kering giling. Adapaun interaksi antara genotipe dan lokasi (G E) memberikan kontribusi sebesar % terhadap keragaman performa hasil gabah kering giling. Adanya pengaruh interaksi (G E) yang nyata memungkinkan untuk dilakukannya analisis AMMI dan mempolakan interaksi genotipe dan lingkungannya dengan biplot. Analisis AMMI merupakan suatu teknik analisis data percobaan dua faktor perlakuan dengan pengaruh utama perlakuan dan lingkungan bersifat aditif, sedangkan pengaruh interaksi dimodelkan dengan model bilinear (Mattjik dan Sumertajaya 2006). Hasil penguraian bilinear terhadap matriks pengaruh interaksi dari data produksi GKG padi gogo hasil kultur antera diperoleh nilai singular (vektor ciri) yaitu : 5.56, 3.17, 2.83, 2.20, 1.36, 1.16, 0.86, dan Berdasarkan nilai singular tersebut, maka banyaknya komponen yang dapat dipertimbangkan untuk model

64 35 AMMI adalah komponen ke-1 sampai komponen ke-7. Kontribusi ragam yang dapat diterangkan oleh masing-masing komponen utama interaksi (KUI) berturutturut adalah 53.53%, 17.44%, 13.89%, 8.35%, 3.18%, 2.33%, dan 1.27%. Analisis ragam AMMI dari 12 genotipe di 8 lokasi pengujian disajikan pada Tabel 8. Tabel 8 Analisis ragam AMMI genotipe-genotipe padi gogo hasil kultur antera di 8 lokasi pengujian Sumber Keragaman Db JK KT F hit Nilai P Kontribusi thd Keragaman (%) Kontribusi thd Keragaman G E (%) Lokasi Ulangan/Lokasi Genotipe Genotipe Lokasi IAKU IAKU IAKU IAKU IAKU IAKU IAKU Galat Total Keterangan : db= derajat bebas, JK=Jumlah Kuadrat, KT=kuadrat Tengah, Nilai P=Peluang, IAKU=Interaksi Analisis Komponen Utama. Berdasarkan analisis ragam AMMI tersebut, diperoleh empat komponen utama interaksi yang nyata dengan nilai F sebesar 12.68, 4.68, 4.30, dan 3.06, serta nilai peluang nyata masing-masing sebesar 0.000, 0.000, 0.000, dan Hal ini menunjukkan bahwa produksi GKG padi gogo hasil kultur antera dalam penelitian ini dapat diterangkan dengan model AMMI4. Mattjik (2005) menyatakan bahwa jumlah komponen utama yang terbaik adalah yang rataan akar kuadrat tengah sisa (Root Mean Square Predictive Different/RMSPD) dari data validasinya paling kecil. Nilai RMSPD AMMI4 menunjukkan nilai paling kecil yaitu Nilai AMMI1 sampai dengan AMMI3 berturut-turut adalah 1.09, 1.06, dan 1.08, sedangkan nilai AMMI5 sampai dengan AMMI7 berturut-turut adalah 1.06, 1.05, dan Hal ini memperkuat bahwa model AMMI4 adalah model terbaik untuk menjelaskan fenomena interaksi genotipe-genotipe padi gogo hasil kultur antera tersebut dengan lingkungannya.

65 36 Model AMMI4 mampu menerangkan keragaman pengaruh interaksi sebesar %. Namun karena keterbatasan visualisasi grafik yang hanya mampu menampilkan grafik dua dimensi, maka model yang digambarkan dalam tesis ini adalah AMMI2. Biplot pengaruh interaksi model AMMI2 untuk produksi GKG genotipe-genotipe padi gogo hasil kultur antera disajikan pada Gambar 8. Gambar 8 Biplot pengaruh interaksi model AMMI2 untuk produksi GKG genotipe-genotipe padi gogo hasil kultur antera Model AMMI2 hanya dapat menerangkan keragaman pengaruh interaksi sebesar 70.98%, ini berarti keragaman yang tidak diterangkan oleh model sebesar 29.02%. Menurut Mattjik (2005), model AMMI akan dapat meningkatkan akurasi dugaan respon interaksi genotipe dan lingkungan jika hanya sedikit komponen AMMI saja yang nyata. Sedikitnya komponen yang nyata sama artinya dengan menyatakan bahwa jumlah kuadrat sisanya hanya berupa galat sehingga dengan menghilangkan galat ini berarti mengakuratkan dugaan respon interaksi genotipe dan lingkungan. Pada Gambar 8, biplot antara komponen utama 1 dan komponen utama 2 dapat menjelaskan genotipe-genotipe mana saja yang stabil pada seluruh lokasi uji atau spesifik pada lokasi tertentu. Mattjik dan Sumertajaya (2006) menyatakan bahwa suatu galur atau genotipe dikatakan stabil apabila berada dekat dengan sumbu atau titik (0,0). Adapun galur atau genotipe yang berada jauh dari sumbu

66 37 tetapi berdekatan dengan garis lokasi, maka genotipe tersebut tergolong genotipegenotipe yang spesifik lokasi. Berdasarkan hal tersebut maka genotipe-genotipe yang stabil pada seluruh lokasi pengujian adalah I , WI-44, IG-38, dan Way Rarem. Genotipe IW-56 dan IW-67 spesifik untuk lokasi Purworejo, Batutegi spesifik untuk lokasi Natar, genotipe IG-19 spesifik untuk lokasi Malang, sedangkan genotipe O18-b-1 dan GI-7 spesifik untuk lokasi Bogor. Rekapitulasi analisis stabilitas pada genotipe-genotipe yang diuji disajikan dalam Tabel 9. Konsep stabilitas yang dikemukakan Lin et al. (1986) menunjukkan bahwa metode Francis & Kannenberg dan Eberhart & Russell menunjukkan analisis stabilitas yang bersifat statis, dimana suatu genotipe hanya dapat dilihat stabil atau tidaknya saja. Metode Finlay & Wilkinson menunjukkan analisis stabilitas yang bersifat dinamis yang juga dapat menunjukan pola adaptabilitas suatu genotipe. Tabel 9 Rekapitulasi analisis stabilitas pada genotipe-genotipe yang diuji Analisis Stabilitas Rata-rata Genotipe (ton/ha) Francis - Finlay- Eberhart- AMMI Kannenberg Wilkinson Russell III I Stabil Stabil Stabil Stabil WI Stabil - - Stabil GI O18-b IW IG Stabil - - IG Stabil - Stabil IW Stabil - - B13-2e 3.79 Stabil - Stabil - Batutegi Stabil - - Way Rarem 4.62 Stabil Stabil - Stabil Rata-rata 3.81 Statis atau dinamisnya konsep stabilitas juga didasarkan pada metode pembandingan genotipe yang diuji. Stabilitas statis hanya membandingkan keragaan hasil suatu genotipe pada beberapa lingkungan. Pada konsep stabilitas

67 38 dinamis, keragaan hasil suatu genotipe pada beberapa lingkungan juga dibandingkan dengan keragaan hasil genotipe-genotipe lain dalam suatu set pengujian. Konsep stabilitas dinamis ini menjelaskan keragaan suatu genotipe dengan membandingkan langsung dengan genotipe-genotipe lain. Di antara sepuluh galur yang diuji dalam penelitian ini, enam galur terkategori stabil. Galur WI-44 dan B13-2e tergolong stabil statis. Galur IG-19, IG-38, dan IW-56 tergolong stabil dinamis. Galur I tergolong stabil, baik stabil statis maupun dinamis. Hal ini menjadi menarik karena umumnya fenomena stabilitas cukup dijelaskan oleh satu konsep statis atau dinamis saja. Hal ini juga mengindikasikan bahwa potensi hasil galur I relatif sama pada setiap lingkungan, tetapi terdapat kenaikan hasil, walaupun kecil, di tiap lingkungan sesuai kenaikan indeks rata-rata hasil lingkungannya. Secara kuantitas, dari 4 metode analisis stabilitas hasil, galur I terkategori stabil oleh semua metode analisis. Galur WI-44, IG-38, dan B13-2e terkategori stabil berdasarkan 2 metode analisis. Galur IG-19 dan IW-56 terkategori stabil berdasarkan 1 metode analisis (Tabel 9). Untuk kepentingan pelepasan varietas, konsep stabilitas dinamis lebih tepat dijadikan dasar pemilihan galur. Konsep ini dapat menjelaskan stabilitas dan adaptabilitas suatu genotipe, walaupun demikian potensi produksi suatu galur tetap harus diperhatikan mengingat tujuan pelepasan varietas masih pada peningkatan produksi secara kuantitas. Keragaan Karakter Agronomi Keragaan Umum Hasil analsis ragam gabungan pada karakter agronomi menunjukkan bahwa genotipe berpengaruh sangat nyata terhadap semua karakter yang diamati. Pengaruh lokasi juga menunjukkan hal yang serupa. Interaksi antara genotipe dan lokasi (G E) ini juga berpengaruh secara nyata (Tabel 10). Hal ini menunjukkan adanya perbedaan respon genotipe-genotipe yang diuji dari lokasi yang satu ke lokasi lainnya. Tingkat keunggulan genotipe yang diuji tidak akan sama pada tiap lokasi. Bos dan Caligari (1995) menyatakan bahwa besar kecilnya pengaruh

68 39 interaksi G E sangat tergantung pada susunan genetik suatu genotipe dan kompleksitas lingkungan yang mempengaruhinya. Tabel 10. Analisis ragam pengaruh genotipe (G), lokasi (E), dan interaksi G E pada karakter agronomi padi gogo Karakter KT Genotipe F Hit Genotipe KT Lokasi ** Jumlah Anakan Total ** Jml Anakan Produktif Tinggi Tanaman Umur Berbunga Umur Panen Panjang Malai Jumlah Gabah Isi Jumlah Gabah Hampa Bobot 1000 butir Produksi ** ** ** ** ** ** ** ** F Hit Lokasi KT G E ** ** ** ** ** ** ** ** ** ** F Hit G E 3.79 ** ** ** ** ** ** ** ** ** 5.23 ** Keterangan :* berpengaruh nyata pada taraf kesalahan 5 %, ** berpengaruh sangat nyata pada taraf kesalahan 1 %. Nilai rata-rata karakter agronomi pada delapan lokasi pengujian disajikan pada Tabel 11. Genotipe IW-67 memiliki jumlah anakan total dan anakan produktif paling banyak. Batutegi memiliki postur paling tinggi dan jumlah gabah paling banyak. Genotipe yang paling cepat dipanen adalah GI-7, IG-38 memiliki bobot 1000 butir paling tinggi, sedangkan genotipe yang memiliki produktivitas hasil paling tinggi adalah WI-44. Tinggi Tanaman Tinggi tanaman merupakan karakter penting yang seringkali menjadi perhatian dalam mempengaruhi tingkat penerimaan petani terhadap varietas baru. Tingkat kerebahan dan efisiensi dalam pemanenan sangat dipengaruhi oleh tinggi tanaman. Umumnya petani kurang menyenangi varietas yang berpostur tinggi karena rentan rebah, sedangkan varietas berpostur pendek seringkali menyulitkan ketika panen. Keragaan tinggi tanaman rata-rata dari genotipe yang diuji pada delapan lokasi pengujian tersaji pada Tabel 12.

69 40

70 41

71 42 Indeks lingkungan untuk karakter tinggi tanaman di tiap lokasi pengujian sangat berbeda. Purworejo memiliki indeks lingkungan karakter tinggi tanaman paling tinggi yaitu 134, sedangkan Indramayu memiliki indeks lingkungan paling rendah yaitu Tinggi tanaman genotipe-genotipe yang diuji di Purworejo rata-rata di atas 100 cm, sedangkan di Indramayu berkisar antara cm. Hal ini mengindikasikan perbedaan kompleksitas faktor lingkungan yang mempengaruhi keragaan tinggi tanaman. Air menjadi faktor pembatas yang penting dalam pertumbuhan tanaman. Ketersediaan air di lokasi Indramayu paling minim di antara lokasi-lokasi lainnya. Curah hujan yang rendah di Indramayu pada awalawal pertumbuhan menyebabkan pertumbuhan tanaman kurang optimal. Rata-rata tinggi tanaman genotipe-genotipe di 8 lokasi pengujian dalam penelitian ini dikelompokkan menjadi 3, yaitu : (1) < 90 cm, genotipe-genotipe yang termasuk kelompok ini adalah O18-b-1, IW-67, dan IW-56 (2) cm, yaitu genotipe I , WI-44, GI-7, IG-19, dan IG-38 (3) > 111 cm, yaitu genotipe III , B13-2e, Batutegi, dan Way Rarem. Ideotipe tanaman varietas unggul padi gogo yang berdaya hasil tinggi berdasarkan Vergara et al. (1973) adalah genotipe yang memiliki tinggi tanaman sedang, yaitu kurang dari 130 cm. Sepuluh galur yang diuji pada penelitian ini memiliki tinggi tanaman rata-rata kurang dari 130 cm, sehingga memenuhi sebagai ideotipe varietas unggul. Jumlah Anakan Total dan Jumlah Anakan Produktif Jumlah anakan total per rumpun tiap genotipe menunjukkan pola yang bervariasi di tiap lokasi pengujian (Tabel 13). Hal ini mengindikasikan adanya interaksi antara genotipe dan lingkungan yang mempengaruhi keragaan jumlah anakan total per rumpun. Menurut Soemartono (1993) karakter jumlah anakan selain dipengaruhi secara genetik, juga dipengaruhi oleh lingkungan. Arraudeau dan Vergara (1988) lebih lanjut menjabarkan bahwa faktor lingkungan yang mempengaruhi jumlah anakan adalah curah hujan, jarak tanam, teknik budidaya, dan ketersediaan unsur hara. Rata-rata jumlah anakan total seluruh galur di Indramayu lebih sedikit dibanding lokasi lain. Hal ini terkait dengan kondisi lingkungan di Indramayu

72 43

73 44 yang memiliki curah hujan yang rendah. Lain halnya di Natar dan Purworejo, rata-rata jumlah anakan total seluruh galur relatif banyak. Faktor lingkungan di kedua lokasi tersebut cukup mendukung untuk pertumbuhan anakan. Las et al. (2004) mengkategorikan varietas padi menjadi 4 kelompok berdasarkan jumlah anakan total per rumpun, yaitu varietas dengan jumlah anakan sedikit (< 10), sedang (11-15), banyak (16-20), dan sangat banyak (> 20). Berdasarkan pengelompokan tersebut maka genotipe GI-7, IG-19, dan IG-38 termasuk genotipe dengan jumlah anakan sedikit. Genotipe III , I , O18-b-1, Batutegi, dan Way Rarem termasuk memiliki jumlah anakan sedang. Genotipe B13-2e memiliki jumlah anakan banyak, sedangkan WI-44, IW-67, dan IW-56 termasuk genotipe dengan jumlah anakan sangat banyak (Gambar 9). Tabel 14 menyajikan rata-rata jumlah anakan produktif per rumpun. Genotipe-genotipe WI-44, IW-67, dan IW-56 menunjukkan keragaan jumlah anakan produktif per rumpun paling banyak diantara genotipe yang lainnya, yaitu berturut-turut 15.6, 19.2, dan Rata-rata jumlah anakan produktif berkisar antara % dari total jumlah anakan per rumpunnya. Ideotipe tanaman varietas unggul padi gogo yang berdaya hasil tinggi berdasarkan Vergara et al. (1973) adalah genotipe dengan daya merumpun sedang (11-15) tetapi produktif. Genotipe-genotipe yang tergolong memiliki jumlah anakan sedang, persentase anakan produktifnya berkisar %. Genotipe-genotipe yang tergolong memiliki jumlah anakan sedikit, persentase anakan produktifnya berkisar %. Genotipe-genotipe yang tergolong memiliki jumlah anakan sangat banyak, persentase anakan produktifnya berkisar %. Gambar 9 Keragaan galur-galur padi gogo dengan anakan sedikit (GI-7), sedang (I ), dan banyak (WI-44)

74 45

75 46 Umur Berbunga dan Umur Panen Umur berbunga dan umur panen berbeda antar genotipe (Tabel 15 dan 16). Zen (1995) menyatakan bahwa umur berbunga dan umur panen memiliki nilai heritabilitas yang tinggi, sehingga tampak bahwa umur berbunga dan panen ini lebih dominan dipengaruhi oleh faktor genetik. Pada penelitian ini umur berbunga 50 % tiap genotipe menunjukkan pola yang bervariasi di tiap lokasi pengujian. Hal ini mengindikasikan adanya interaksi antara genotipe dan lingkungan yang mempengaruhi umur berbunga 50 %. Pola umum keragaan umur berbunga 50 % dan panen hampir sama antar genotipe pada tiap lokasi. Tabel 15 Rata-rata umur berbunga 50 % (hari) LOKASI Genotipe Ind Won Pur Smi Bgr Mlng Nat T. Bogo Ratarata (hari) III cd 81 d 86 c 90 b 81 b 96 bc 82 b 87 ab 86 c I e 80 d 81 e 86 ef 79 c 88 e 79 c 82 ab 82 e WI-44 80e 80 d 81 e 85 f 77 e 89 e 79 c 82 b 82 e GI-7 71f 74 g 74 f 75 h 64 g 78 f 69 d 71 c 72 fg O18-b-1 72f 77 e 80 e 71 i 63 h 77 f 65 e 69 c 72 g IW-67 83de 77 e 83 d 90 b 77 e 92 d 81 b 88 a 84 d IG-19 72f 76 ef 75 f 77 g 65 f 78 f 69 d 70 c 73 f IG-38 71f 75 fg 74 f 75 h 64 g 78 f 70 d 68 c 72 fg IW-56 86cd 86 b 84 d 89 bc 78 d 97 b 81 b 87 ab 86 c B13-2e 89ab 83 c 84 d 88 cd 78 d 94 c 79 c 82 ab 85 d Batutegi 91a 95 a 93 a 95 a 86 a 103 a 83 a 85 ab 91 a Way Rarem 87abc 95 a 90 b 87 de 78 d 97 b 78 c 87 ab 87 b Rata-rata 80D 81 C 82 C 84 B 74 F 89 A 76 E 80 D 81 KK (%) Keterangan : Ind=Indramayu, Won=Wonosari, Pur=Purworejo, Smi=Sukabumi, Bgr=Bogor, Mlg=Malang, Nat=Natar, T.Bogo=Taman Bogo. Angka yang diikuti huruf yang sama dalam satu kolom menunjukkan tidak berbeda nyata pada uji DMRT 5 %. Angka yang diikuti oleh huruf kapital yang sama dalam satu baris menunjukkan tidak berbeda nyata pada uji DMRT 5 %. Kisaran rata-rata umur berbunga 50 % genotipe-genotipe di 8 lokasi adalah antara hari setelah tanam (HST). Genotipe GI-7, O18-b-1, dan IG- 38 mempunyai umur berbunga 50 % lebih cepat yaitu pada umur rata-rata 72 HST, selisih 1 hari dengan IG-19 pada 73 HST. Batutegi memiliki umur rata-rata berbunga 50 % paling lama yaitu pada 91 HST.

76 47 Siregar (1981) mengelompokkan umur panen varietas padi menjadi empat kelompok, yaitu sangat genjah (< 110 hari), genjah ( hari), sedang ( hari), dan berumur dalam ( hari). Berdasarkan pengelompokan tersebut maka seluruh genotipe yang diuji tergolong sangat genjah, kecuali Batutegi yang tergolong genjah. Hal ini sesuai dengan kriteria yang dikemukakan Vergara et al. (1973). Ideotipe tanaman varietas unggul padi gogo yang berdaya hasil tinggi adalah tanaman dengan umur genjah ( hari). Tabel 16 Rata-rata umur panen (hari) LOKASI Ratarata Genotipe Ind Won Pur Smi Bgr Mlng Nat T. Bogo (hari) III bcd 94 c 111 b 119 b 112 a 126 a 110 b 105 b 110 c I e 90 d 100 e 114 c 105 c 120 c 101 de 100 c 104 f WI de 90 d 100 e 115 c 105 c 118 d 101 d 100 c 104 f GI-7 92 f 84 g 94 g 103 d 93 d 106 e 92 g 90 d 94 h O18-b-1 93 f 88 e 95 f 103 d 92 e 106 e 91 g 88 d 94 gh IW cd 89 de 102 d 119 b 105 c 121 c 107 c 106 b 107 e IG f 86 f 94 g 103 d 93 d 107 e 94 f 90 d 95 g IG f 85 fg 94 g 103 d 93 d 107 e 94 f 91 d 95 g IW bc 97 b 99 e 120 ab 105 c 121 c 107 c 106 b 108 d B13-2e 106 bc 96 c 110 c 115 c 105 c 123 b 100 e 100 c 107 e Batutegi 112 a 108 a 113 a 120 a 110 b 127 a 115 a 111 a 114 a Way Rarem 107 b 108 a 113 a 115 c 112 a 124 b 107 c 106 b 111 b Rata-rata 101 E 93 G 102 C 112 B 103 C 117 A 101 D 99 F 104 KK (%) Keterangan : Ind=Indramayu, Won=Wonosari, Pur=Purworejo, Smi=Sukabumi, Bgr=Bogor, Mlg=Malang, Nat=Natar, T.Bogo=Taman Bogo. Angka yang diikuti huruf yang sama dalam satu kolom menunjukkan tidak berbeda nyata pada uji DMRT 5 %. Angka yang diikuti oleh huruf kapital yang sama dalam satu baris menunjukkan tidak berbeda nyata pada uji DMRT 5 %. Kisaran rata-rata umur berbunga 50 % dan umur panen seluruh galur berbeda-beda di tiap lokasi pengujian. Umur berbunga 50 % dan panen di Malang lebih lama dibandingkan dengan lokasi lain, yaitu masing-masing mencapai 89 dan 117 hari. Rata-rata umur panen paling cepat terjadi di Wonosari yaitu 93 hari. Faktor lingkungan yang paling dominan berpengaruh terhadap umur berbunga dan panen adalah suhu. Suhu lingkungan sangat ditentukan oleh ketinggian tempat. Lokasi pengujian di Malang terletak di dataran tinggi, dengan suhu rata-rata harian lebih rendah dibanding lokasi lain. Semakin tinggi suatu tempat, maka

77 48 suhu semakin rendah, dan umur tanaman semakin lama. Hal yang berbeda terjadi di Wonosari, Gunung Kidul, yang tergolong dataran rendah. Waktu rata-rata antara berbunga sampai panen berkisar antara hari. Seluruh genotipe yang diuji memiliki umur panen yang lebih cepat dibanding varietas ceknya yaitu Batutegi (114 HST) dan Way Rarem (111 HST). Sifat genjah suatu varietas (galur/genotipe) dapat mempengaruhi pola tanam. Petani dapat menggunakan varietas-varietas genjah dalam kegiatan budidayanya, baik sebagai varietas rotasi dan tanam sisip sehingga dalam setahun panen bisa dicapai 3 4 kali. Pemanfaatan varietas-varietas genjah ini diharapkan dapat meningkatkan indeks panen (IP). Umur tanaman dapat menunjukkan tingkat efisiensi laju pembentukan hasil. Varietas atau galur yang memiliki potensi hasil rendah tetapi berumur sangat genjah, dapat memiliki tingkat efisiensi laju pembentukan hasil yang baik. Sebaliknya varietas atau galur yang memiliki potensi hasil tinggi tetapi berumur sangat dalam, tingkat efisiensi laju pembentukan hasilnya belum tentu optimal. Tabel 17 menyajikan tingkat rata-rata efisiensi laju pembentukan hasil genotipe yang diuji dalam penelitian ini. Tabel 17 Rata-rata tingkat efisiensi laju pembentukan hasil Genotipe Produksi Umur Tanaman (ton/ha) (hari) Efisiensi (kg/hari) III f 2.95 c e 26.8 I bc 4.01 f bc 38.6 WI-44 a 4.72 f a 45.6 GI-7 de 3.52 h 94.1 cd 37.5 O18-b-1 ef 3.13 gh 94.4 d 33.2 IW-67 ab 4.39 e b 41.2 IG-19 ef 3.30 g 94.8 cd 34.8 IG-38 ef 3.28 g 94.8 cd 34.6 IW-56 cd 3.82 d cd 35.5 B13-2e cd 3.79 e cd 35.6 Batutegi bc 4.22 a cd 36.8 Way Rarem a 4.62 b b 41.6 Keterangan : Angka yang diikuti huruf yang sama dalam satu kolom menunjukkan tidak berbeda nyata pada uji DMRT 5 %.

78 49 WI-44 memiliki nilai efisiensi laju pembentukan hasil paling baik dibanding genotipe-genotipe lain yaitu Nilai tersebut menunjukkan bahwa WI-44 mampu menghasilkan gabah dalam sehari sebesar ton/ha. Pada tabel 17 terlihat bahwa potensi produksi antara WI-44 dan Way Rarem tidak berbeda nyata, tetapi umur tanamannya berbeda sangat signifikan dengan selisih hampir 10 hari. Umur WI-44 yang lebih genjah dibanding Way Rarem ini menyebabkan tingkat efisiensi laju pembentukan hasilnya juga lebih baik. Hal yang berbeda ditunjukkan oleh varietas Batutegi dan IG-38. Potensi hasil varietas Batutegi jauh lebih tinggi dibanding IG-38 dengan selisih hampir 1 ton/ha. Disisi lain umur tanaman IG-38 lebih genjah dibanding Batutegi dengan selisih hampir 20 hari. Kondisi ini menyebabkan Batutegi dan IG-38 memliki tingkat efisiensi laju pembentukan hasil yang sama. Panjang Malai, Jumlah Gabah Isi, Jumlah Gabah Hampa Rata-rata panjang malai genotipe-genotipe pada delapan lokasi pengujian disajikan pada Tabel 18. Panjang malai merupakan karakter yang dapat digunakan untuk memperkirakan jumlah biji per malai. Semakin panjang malai diharapkan dapat memperbanyak jumlah biji. Kisaran rata-rata panjang malai yang diuji di delapan lokasi adalah cm sampai dengan cm. Genotipe IW-56 memiliki panjang malai terpendek, sedangkan genotipe III memiliki ukuran malai terpanjang. Rusdiansyah (2006) mengelompokkan panjang malai dalam tiga kelompok, yaitu pendek ( 20 cm), sedang (20 30 cm), dan panjang (> 30 cm). Berdasarkan kriteria tersebut maka seluruh genotipe yang diuji termasuk kategori malai dengan ukuran sedang. Ukuran malai genotipe III , I , dan WI-44 lebih panjang dibanding varietas Way Rarem (23.05 cm). Hanya genotipe III yang memiliki ukuran malai lebih panjang dari kedua varietas cek. Kerapatan malai juga dapat digunakan sebagai kriteria visual untuk menentukan tingkat produksi. Kerapatan malai dipengaruhi oleh bentuk dan ukuran gabah. Pada penelitian ini galur-galur dengan ukuran gabah yang besar memiliki kerapatan yang lebih kecil dibanding galur-galur dengan ukuran gabah yang kecil (Gambar 10). Tabel 19 menyajikan tingkat rata-rata kerapatan malai genotipe yang diuji dalam penelitian ini.

79 50

80 51 Gambar 10 Kerapatan malai galur-galur padi gogo hasil kultur antera Tabel 19 Rata-rata tingkat kerapatan malai Genotipe Panjang Malai Kerapatan malai Jumlah Gabah Total (cm) (butir gabah/cm) III a c d 6.0 I c bc c 6.7 WI-44 c e e 5.0 GI-7 ef e e 5.1 O18-b-1 f bc b 7.7 IW-67 f f 98.6 f 4.4 IG-19 f e e 5.3 IG-38 ef e e 5.3 IW-56 f f f 4.6 B13-2e d d d 6.1 Batutegi b a a 10.0 Way Rarem de b b 7.7 Keterangan : Angka yang diikuti huruf yang sama dalam satu kolom menunjukkan tidak berbeda nyata pada uji DMRT 5 %. Seluruh genotipe yang diuji pada penelitian ini memiliki kisaran panjang malai yang terkategori sedang, dengan demikian penentuan kerapatan malai lebih ditentukan oleh jumlah gabah total per malainya. Batutegi memiliki jumlah gabah total paling banyak yaitu 252.6, sehingga kerapatan malainya paling tinggi mencapai 10 butir gabah/cm. IW-67 memiliki jumlah gabah total paling sedikit yaitu 98.6, sehingga kerapatan malainya paling rendah yaitu 4.4 butir gabah/cm (Tabel 19). Nilai kerapatan malai berhubungan dengan bentuk gabah. Bentuk gabah lebih dominan disebabkan oleh faktor genetik. Identifikasi bentuk gabah dilakukan secara visual. Gambar 11 menunjukkan bentuk gabah galur-galur padi

81 52 gogo hasil kultur antera yang diuji pada penelitian ini. Gambar 11(A) adalah kelompok galur dengan bentuk gabah besar dan bulat yaitu galur GI-7, IG-19, dan IG-38. Gambar 11(B) adalah kelompok galur dengan bentuk gabah panjang dan ramping yaitu galur WI-44, IW-56, dan IW-67. Gambar 11(C) adalah kelompok galur dengan bentuk ramping kecil yaitu galur I , O18-b-1, dan B13-2e. A B Gambar 11 Keragaan bentuk gabah galur-galur padi gogo hasil kultur antera Nilai kerapatan malai Varietas Batutegi, Way Rarem, dan O18-b-1 tergolong tinggi (Tabel 19), kedua varietas ini memiliki bentuk gabah agak bulat dan kecil jika dibandingkan dengan galur lain (Gambar 11). Galur-galur GI-7, IG- 19, dan IG-38 memiliki nilai kerapatan malai 5 butir gabah/cm. Ketiga galur ini memiliki bentuk gabah agak bulat dan besar (Gambar 11-A). Tiga galur dengan kerapatan malai paling rendah yaitu IW-67, IW-56, dan WI-44 memiliki bentuk gabah yang ramping dan panjang (Gambar 11-B). Adapun galur-galur III , B13-2e, dan I memiliki bentuk gabah bulat (Gambar 11-C) dengan kisaran nilai kerapatan malai 6 7 butir/cm (Tabel 19).

82 53 Jumlah gabah isi dan hampa per malai genotipe-genotipe yang diuji di delapan lokasi disajikan dalam Tabel 20 dan 21. Batutegi memiliki jumlah gabah isi dan hampa paling banyak, yaitu berturut-turut dan Way Rarem menepati peringkat kedua dalam hal jumlah gabah isi per malai yaitu Genotipe-genotipe yang diuji seluruhnya memiliki jumlah gabah isi per malai yang lebih sedikit disbanding kedua varietas ceknya. Koefisien keragaman (% KK) karakter jumlah gabah hampa per malai di tiap-tiap lokasi pengujian relatif tinggi, berkisar antara % di Natar sampai % di Wonosari. Kondisi tersebut lebih dominan disebabkan oleh serangan organisme pengganggu tanaman (OPT). Serangan hama dan penyakit secara sporadis di lokasi-lokasi pengujian, seperti blas daun, blas leher malai, walang sangit, dan lain-lain menyebabkan daun menjadi kering, proses fotosintesis terhambat, dan pengisian gabah tidak optimum. Persentase gabah isi sangat dipengaruhi oleh genotipe dan cara budidaya. Genotipe WI-44 memiliki persentase gabah isi paling tinggi yaitu 86.38%, sedangkan Batutegi memiliki persentase gabah isi per malai-nya paling rendah yaitu 71.25%. Sebaliknya persentase gabah hampa per malai paling tinggi terdapat pada Batutegi yaitu sebesar 28.75% dan paling rendah pada galur WI-44 yaitu sebesar % (Gambar 12). Gambar 12 Persentase rata-rata gabah isi dan hampa per malai dari 8 lokasi uji

83 54

84 55

85 56 Bobot 1000 butir Bobot 1000 butir gabah dapat digunakan sebagai penanda ukuran gabah. Makin tinggi bobot 1000 butir maka ukuran gabah semakin besar. Tabel 22 menyajikan nilai rata-rata bobot 1000 butir gabah bernas genotipe-genotipe yang diuji di delapan lokasi. Genotipe IG-38, GI-7, dan GI-19 adalah tiga genotipe yang memiliki bobot 1000 butir gabah paling tinggi. Rata-rata bobot 1000 butir genotipe IG-38 mencapai 38.1 gram, dengan rentang kisaran di tiap lokasi antara gram. Rata-rata bobot 1000 butir genotipe GI-7 dan GI-19 masingmasing adalah gram dan gram. Genotipe yang memiliki bobot 1000 butir paling rendah adalah I yaitu gram. Varietas cek yang digunakan, yaitu Way Rarem dan Batutegi, rata-rata bobot 1000 butir gabahnya berturut-turut adalah gram dan gram.

86 57