15 BAHAN DAN METODE Tempat dan Waktu Percobaan dilaksanakan di Kebun Percobaan Balai Penelitian Tanaman Sayuran (Balitsa) Lembang (ketinggian tempat 1250 m di atas permukaan laut/dpl) dan di Kebun Percobaan Balai Penelitian Tanaman Sayuran (Balitsa) Subang (ketinggian tempat 100 m dpl). Percobaan dilaksanakan dari bulan Agustus 2011 sampai Agustus 2012. Pengujian viabilitas serbuk sari serta mutu benih dilakukan di Laboratorium Penyakit dan Laboratorium Benih Balitsa Lembang. Bahan dan Alat Bahan yang digunakan pada percobaan ini yaitu umbi bawang merah varietas Bima Brebes ukuran 5-7 gram (Lampiran 1 dan 2), Benzyl Amino Purine (BAP), Borax (Boron), pupuk SP 36 (90 kg P 2 O 5 /ha), pupuk NPK (16-16-16) 600 kg/ha, pupuk kandang ayam 10 ton/ha, dolomit 1.0 ton/ha, serangga penyerbuk (Apis mellifera, Apis cerana, Trigona sp., Lucillia sp.), kain kasa, bambu, PGM (Polen Germination Media), pestisida selektif, plastik putih untuk atap, polybag, substrat kertas, aquadest, gula merah, udang busuk. Alat yang digunakan terdiri atas termohygrometer, haemocytometer, pipet, objek glass, cawan petri, mikroskop cahaya, timbangan dan alat pengecambah Copenhagen table, serta Cool storage untuk vernalisasi umbi. Metode Penelitian Penelitian terdiri atas tiga percobaan, yaitu Percobaan 1. Pengaruh perlakuan BAP dan boron terhadap pembungaan, viabilitas serbuk sari dan produksi serta mutu benih TSS. Percobaan dilakukan di Kebun Percobaan Balitsa Lembang (dataran tinggi/1250 m dpl) dari bulan Agustus 2011 sampai bulan Januari 2012, dan di
16 Kebun Percobaan Balitsa Subang (dataran rendah/100 m dpl) dari bulan Maret sampai bulan Mei 2012. Perlakuan disusun dalam rancangan faktorial (dua faktor) dengan rancangan lingkungan menggunakan acak kelompok lengkap. Faktor pertama yaitu konsentrasi BAP terdiri atas lima taraf yaitu 0, 50, 100, 150, dan 200 ppm. Faktor kedua yaitu boron terdiri atas lima taraf yaitu 0, 1, 2, 3, dan 4 kg/ha. Dari kedua faktor tersebut diperoleh 25 kombinasi perlakuan dan tiap perlakuan diulang tiga kali, sehingga terdapat 75 satuan percobaan masing-masing untuk dataran tinggi dan dataran rendah. Tiap satuan percobaan terdiri atas empat polibag dan setiap polibag ditanami tiga tanaman, maka jumlah umbi bibit bawang merah yang digunakan ada 900 umbi. Varietas bawang merah yang digunakan adalah Bima. Peubah yang diamati meliputi waktu berbunga (sekitar 50% tanaman), jumlah tanaman berbunga, jumlah umbel per tanaman, jumlah bunga per umbel, jumlah dan viabilitas serbuk sari, jumlah kapsul per umbel, jumlah TSS per umbel, bobot TSS per umbel, bobot TSS per tanaman, bobot TSS per plot (12 tanaman), bobot TSS 100 butir, daya berkecambah dan potensi tumbuh maksimum. Model linier yang digunakan yaitu sebagai berikut: Y ijk = µ + α i + β j + (αβ) ij + ρ k + ε ijk, dimana i = 1,2,3,4,5; j= 1,2,3,4,5; k = 1,2,3 Y ijk = nilai pengamatan dari pengaruh BAP ke-i, pengaruh boron ke-j dan kelompok ke-k; µ = rataan umum; α i, = pengaruh BAP ke-i; β j = pengaruh boron ke-j; (αβ) ij = interaksi BAP dan boron ke-i dan ke-j; ρ k ε ijk = pengaruh kelompok ke-k; = pengaruh galat percobaan pada dosis BAP ke-i, dosis boron ke-j, dan kelompok ke-k Data yang diperoleh dianalisis dengan uji F dan jika berpengaruh nyata secara statistik dilakukan uji lanjut menggunakan DMRT (Duncan Multiple
17 Range Test) pada taraf 5%. Antar lokasi penanaman (dataran tinggi dan dataran rendah) dianalisis dengan uji t. Percobaan 2. Sistem perkawinan bawang merah dalam produksi benih TSS Percobaan dilakukan di Kebun Percobaan Balitsa Lembang (dataran tinggi/1250 m dpl) dari bulan Maret sampai bulan Agustus 2012, dan di Kebun Percobaan Balitsa Subang (dataran rendah/100 m dpl) dari bulan Mei sampai bulan Agustus 2012. Perlakuan terdiri atas penyerbukan silang dan penyerbukan sendiri, yang dilakukan secara manual menggunakan bantuan tangan. Pada percobaan ini terdapat 150 tanaman bawang merah yang ditanam pada 50 polibag dengan tiga tanaman per polibag sehingga jumlah benih bawang merah yang digunakan sebanyak 150 umbi varietas Bima Brebes (ukuran umbi 5-7 g) untuk masingmasing lokasi (dataran tinggi dan dataran rendah). Setiap perlakuan mendapatkan aplikasi perlakuan BAP dan boron yang paling baik dari hasil Percobaan 1. Peubah yang diamat meliputi jumlah bunga per umbel, jumlah kapsul per umbel, jumlah TSS per umbel, bobot TSS per umbel, bobot TSS 100 butir, daya berkecambah dan potensi tumbuh maksimum. Data yang diperoleh dianalisis dengan uji t pada taraf 5%. Percobaan 3. Peran serangga penyerbuk dalam produksi dan mutu TSS Percobaan dilakukan di Kebun Percobaan Balitsa Lembang (dataran tinggi/1250 m dpl) dari bulan Maret sampai bulan Agustus 2012, dan di Kebun Percobaan Balitsa Subang (dataran rendah/100 m dpl) dari bulan Mei sampai bulan Agustus 2012. Perlakuan disusun dalam rancangan faktor tunggal dengan rancangan lingkungan acak kelompok lengkap. Perlakuan yang digunakan yaitu jenis serangga penyerbuk terdiri atas lebah madu Apis mellifera dan Apis cerana serta lebah hutan Trigona sp. (Apidae), lalat hijau Lucilia sp. (Calliphoridae) serta penyerbukan terbuka. Tiap perlakuan diulang lima kali, sehingga terdapat 25 satuan percobaan. Tiap satuan percobaan terdiri atas 20 polibag yang berisi tiga
18 tanaman per polibag, maka jumlah benih bawang merah yang digunakan sebanyak 1500 umbi (ukuran umbi 5-7 g) untuk masing-masing lokasi (dataran tinggi dan dataran rendah). Setiap perlakuan akan mendapatkan aplikasi perlakuan BAP dan Boron yang paling baik dari hasil Percobaan 1. Varietas bawang merah yang digunakan adalah varietas Bima Brebes. Peubah yang diamati meliputi jumlah umbel per plot, jumlah umbel per tanaman, jumlah bunga per umbel, jumlah kapsul per umbel, jumlah TSS per umbel, bobot TSS per umbel, bobot TSS per tanaman, bobot TSS per plot (60 tanaman), bobot 100 benih TSS, daya berkecambah dan potensi tumbuh maksimum. Model linier yang digunakan yaitu sebagai berikut: Y ij = µ + α i + ρ j + ε ij, dimana i = 1,2,3,4,5; j= 1,2,3,4,5 Yij = nilai pengamatan dari pengaruh serangga penyerbuk ke-i, dan kelompok pada taraf ke-j; µ = rataan umum; α i, = pengaruh serangga penyerbuk ke-i; ρ j = pengaruh kelompok ke-j; ε ij = pengaruh galat percobaan pada perlakuan serangga penyerbuk ke-i dan kelompok ke-j Data yang diperoleh dianalisis dengan uji F pada taraf 5% menggunakan program SAS (Statistical Analysis System) dan jika berpengaruh nyata secara statistic maka dilakukan uji lanjut Tukey pada taraf 5% untuk membandingkan antar perlakuan. Produksi dan mutu benih dari serangga penyerbuk yang terbaik dari dua lokasi (dataran tinggi dan dataran rendah) dianalisis dengan uji t. Pelaksanaan Penelitian Persiapan Bibit Umbi bawang merah yang digunakan sebagai bibit (benih vegetatif) berukuran 5-7 gram per umbi dan berumur 2 bulan dari panen (Lampiran 2). Sebelum ditanam umbi divernalisasi di dalam cool storage pada suhu 10 o C selama 4 minggu. Satu hari sebelum tanam, umbi dikeluarkan dari cool storage.
19 Untuk mencegah infeksi penyakit, umbi bawang merah dicampur fungisida berbahan aktif mankozeb sebanyak 2 gram/kg umbi bawang. Persiapan Media Tanam Media tanam yang digunakan yaitu campuran tanah, dolomit dan pupuk kandang ayam yang diaduk rata dan dimasukkan ke dalam polybag kemudian dibiarkan selama seminggu. Untuk satu polibag diisi tanah sebanyak 8 kg, dolomit 13 gram dan pupuk kandang ayam 130 gram. Satu hari sebelum tanam pupuk P diaplikasikan ke media tanam dalam polibag sebanyak 3 gram SP-36. Penanaman Umbi bawang merah ditanam di dalam polibag sebanyak 3 umbi per polibag dan diatur jaraknya sekitar 15 cm antar umbi (Lampiran 2). Sebelumnya media tanam sudah disiram air sampai kondisinya cukup lembab (tidak becek). Umbi ditanam ke dalam media tanam sampai sebatas leher umbi. Polybag ditempatkan pada bedengan yang ditutup mulsa plastik hitam perak dan diberi naungan plastik putih. Pemupukan Tanaman bawang merah dipupuk seminggu sekali dengan 100 ml larutan pupuk (0.8 g NPK/polibag). Larutan pupuk diaplikasikan selama 10 kali mulai umur satu minggu. Cara pemberian pupuk yaitu dengan disiramkan ke tanah sekitar tanaman. Pemeliharaan Pemeliharaan tanaman dilakukan supaya tanaman dapat tumbuh dan berproduksi yang baik meliputi pemberian pupuk, penyiraman, pengendalian gulma dan penyemprotan pestisida untuk mencegah dan mengendalikan hama penyakit tanaman. Penyiraman dilakukan dua hari sekali untuk menjaga media dalam kondisi lembab tetapi tidak sampai terlalu basah (becek). Untuk menghilangkan embun yang menempel di ujung daun, setiap pagi sebelum pukul 7.00 daun tanaman
20 disemprot air. Embun yang menempel di daun jika tidak dihilangkan akan menimbulkan penyakit bercak ungu yang disebabkan oleh Alternaria porri. Untuk mencegah berkembangnya penyakit daun tersebut, selain disemprot air juga dua minggu sekali di semprot fungisida berbahan aktif difenokonazol. Untuk mengendalikan hama terutama ulat daun pada awal pertumbuhan tanaman sampai umur 6 minggu disemprot insektisida berbahan aktif emamektin benzoat dan klorantranilinprol. Abamectin disemprotkan untuk mengendalikan kutu yang menyerang tangkai dan bunga bawang pada tahap pembungaan dan pembuahan. Setelah penyerbuk dimasukkan ke dalam kerodong, untuk mengendalikan hama dan penyakit digunakan Agonal (campuran nimba, lengkuas dan sereh wangi). Pengendalian rumput atau gulma lainnya dilakukan secara manual dengan mencabutnya sampai bersih di sekitar bedengan maupun pada polybag. Antar barisan polybag tanaman diberi tali supaya tanaman bawang tidak rebah. Aplikasi Perlakuan BAP dan Boron Perlakuan BAP diaplikasikan tiga kali yaitu pada umur 1, 3 dan 5 minggu setelah tanam (MST) dengan cara menyiramkan BAP sesuai perlakuan (50, 100, 150 dan 200 ppm) sebanyak 100 ml setiap polibag ke bagian titik tumbuh apikal pada umbi. Perlakuan unsur Boron (Borax) diaplikasikan tiga kali pada umur 3, 5 dan 7 MST sesuai perlakuan (0.093 g, 0.186 g, 0.278, dan 0.371 g/polibag). Borax dilarutkan dalam air sebanyak 100 ml setiap polibag dan disiramkan ke bagian titik tumbuh apikal dan bunga. Perlakuan system perkawinan Perlakuan penyerbukan silang dan penyerbukan sendiri dilakukan secara manual yang dilakukan setiap hari dari pukul 07.00 sampai 12.00 selama bunga mekar atau sekitar satu bulan. Perlakuan penyerbukan silang dilakukan dengan cara mengusapkan antera pada umbel yang berbeda dari tanaman berbeda atau tanaman yang sama, sedangkan pada perlakuan penyerbukan sendiri dengan cara mengusapkan antera dari bunga yang berbeda dalam satu umbel. Pengambilan sampel untuk penyerbukan silang dan penyerbukan sendiri dilakukan dengan cara
21 memilih ukuran umbel yang sama dari satu tanaman atau tanaman yang sama. Jumlah sampel yang berhasil dipilih ada 46 tanaman yang terdiri atas 46 umbel untuk penyerbukan silang dan 46 umbel untuk penyerbukan sendiri. Pengerodongan umbel dengan kain kasa dilakukan setelah selaput umbel pecah dan antar perlakuan dibedakan warna kain kasanya. Pada perlakuan penyerbukan silang, setiap hari antera dari bunga yang baru mekar pada setiap umbel dibuang anteranya. Kemudian stigma bunga setiap umbel diusap kuas yang sudah diusapkan pada antera dari umbel lain. Pada perlakuan penyerbukan sendiri, kerodong kain kasa dibuka setiap hari dan antera diusap kuas kemudian diusapkan ke stigma bunga yang lain di dalam satu umbel. Perlakuan serangga penyerbuk Pada perlakuan serangga penyerbuk terdapat 20 kerodong kain kasa nylon masing-masing 5 kerodong kain kasa nylon untuk A. mellifera, A. cerana, Trigona sp. dan Lucilia sp., serta lima tanpa kerodong kain kasa untuk perlakuan penyerbukan terbuka sebagai kontrol. Introduksi serangga penyerbuk dilakukan pada saat bunga mulai ada yang mekar sampai semua umbel membentuk buah. Kotak kayu (sarang lebah) yang berisi masing-masing lebah Apis mellifera, Apis cerana, serta Trigona sp. dimasukkan ke dalam kerodongan kain kasa. Satu kotak kayu berisi 400-500 ekor lebah. Kotak kayu yang berukuran 5 cm x 35 cm diletakkan setinggi 1.5 m dari permukaan tanah di dalam kerodongan kain kasa. Bagian atas ditutup plastik putih transparan untuk menghindari siraman air hujan terhadap lebah dan bunga. Pada bagian atas kotak kayu diberi tutup dari kardus untuk mengurangi panas matahari. Sebagai sumber makanan lebah, baki plastik kecil berisi cairan gula merah yang diberi kertas tissue disimpan pada bedengan di bawah kotak kayu. Seminggu sekali baki plastik dengan cairan gula dan tissue diganti dengan yang baru. Gulma-gulma yang tumbuh baik pada polibag tanaman bawang maupun pada pinggir bedengan di dalam kerodongan kain kasa dibersihkan. Untuk perlakuan lalat hijau Lucilia sp., sekitar 400-500 ekor lalat juga dimasukkan ke dalam kerodongan kain kasa. Agar lalat hijau tersebut dapat bertahan hidup selama fase pembungaan, maka di dalam kerodongan tersebut
22 diletakkan baki plastik yang berisi udang segar sebanyak ½ kg dan setiap seminggu sekali baki plastik akan diisi kembali dengan udang segar yang baru sampai berakhir masa pembungaan. Untuk perlakuan penyerbukan terbuka, plot tanaman bawang dibiarkan terbuka atau tidak dikerodong kain kasa sehingga berbagai serangga di alam dapat mengunjungi bunga bawang. Untuk menarik serangga penyerbuk mengunjungi bunga bawang, dipinggir plot percobaan ditanami tanaman tagetes yang berbunga kuning. Dalam satu satuan percobaan terdapat 60 tanaman atau tanaman bawang merah dan setiap tanaman dibiarkan rata-rata empat tangkai umbel sehingga dalam satu satuan percobaan ada sekitar 240 umbel. Sampel umbel diambil dari enam tanaman bawang dengan ukuran yang hampir sama dari fase bunga pertama, kedua dan ketiga. Pengamatan 1. Waktu berbunga 50%. Penghitungan dilakukan berdasarkan jumlah umbel yang muncul sebanyak 50% tanaman dari setiap satuan percobaan/plot (hari setelah tanam) 2. Persentase tanaman berbunga. Penghitungan dilakukan berdasarkan jumlah tanaman berbunga pada satuan percobaan atau plot (12 tanaman). 3. Jumlah umbel per tanaman. Penghitungan dilakukan berdasarkan jumlah umbel yang terdapat pada satu tanaman. 4. Jumlah bunga per umbel. Penghitungan dilakukan berdasarkan jumlah bunga yang terbentuk pada satu umbel. 5. Jumlah kapsul per umbel. Penghitungan dilakukan berdasarkan jumlah kapsul yang terbentuk pada satu umbel. 6. Jumlah TSS per umbel. Penghitungan dilakukan berdasarkan jumlah TSS yang terbentuk pada satu umbel 7. Bobot TSS per umbel, per tanaman dan per plot (g). Pengukuran dilakukan dengan menimbang jumlah benih yang terbentuk pada setiap umbel, pada setiap tanaman dan pada setiap plot.
23 8. Bobot 100 butir. Pengukuran dilakukan dengan menimbang berat 100 butir benih. 9. Daya berkecambah. Pengujian dilakukan dengan metode uji diatas kertas (UDK) menggunakan alat pengecambah benih Copenhagen table. Substrat yang digunakan adalah kertas stensil tiga lembar. Suhu media pengecambahan yang digunakan adalah konstan 20 0 C. Penghitungannya menggunakan rumus: DB = ( KN I + KN II) x 100% benih Dimana: KN I : Jumlah kecambah normal pada hitugan pertama (6 hari) KN II : Jumlah kecambah normal pada hitungan kedua (12 hari) 10. Potensi tumbuh maksimum adalah proporsi benih yang berkecambah, baik kecambah normal maupun abnormal pada waktu tertentu (12 hari setelah benih dikecambahkan). Benih dikatakan berpotensi tumbuh apabila radikula telah muncul. 11. Viabilitas serbuk sari Penghitungan viabilitas serbuk sari didasarkan persentase serbuk sari yang berkecambah (fertil) dengan ciri serbuk sari yang berkecambah akan membentuk tabung sepanjang minimal sama dengan diameter serbuk sari. Pengambilan serbuk sari dilakukan pada waktu bunga mekar dan satu hari setelah bunga mekar. Penghitungan viabilitas dengan metode perkecambahan menggunakan rumus: Viabilitas serbuk sari = serbuk sari yang berkecambah x100% serbuk sari yang dikecambahkan 12. Jumlah serbuk sari Pengamatan jumlah serbuk sari per antera dengan menggunakan alat haemocytometer. Cara pengamatan yaitu meletakkan coverglass di atas haemocytometer. Sebanyak 50 µl larutan serbuk sari diteteskan dalam parit kaca haemocytometer. Larutan menyebar di dalam parit secara merata hingga diam di tempat kemudian dihitung jumlah serbuk sari di bawah mikroskpenyerbukan terbuka pada perbesaran 40x. Sampel dihitung paling
24 tidak sebanyak 5 kotak sedang. Hasil perhitungan dirata-rata dan hasil rataan dimasukkan rumus untuk kotak sedang. 11. Data pendukung : suhu, kelembaban, dan curah hujan