KRITERIA INDEKS TOLERAN JAGUNG TERHADAP CEKAMAN KEKERINGAN DAN NITROGEN RENDAH

Prosiding Seminar Nasional Serealia, 2015

1

KRITERIA INDEKS TOLERAN JAGUNG TERHADAP CEKAMAN KEKERINGAN DAN NITROGEN RENDAH

Roy Efendi dan Muh. Azrai

Balai Penelitian Tanaman Serealia Jl. Dr. Ratulangi No. 274 Maros, Sulawesi Selatan

ABSTRAK

Perhitungan kriteria toleran sangat berguna untuk menyeleksi suatu genotipe yang toleran pada kondisi cekaman, namun beberapa perhitungan kriteria toleran berdasarkan nilai indeks perlu dikaji agar dapat digunakan dengan tepat dalam melakukan seleksi genotipe tanaman yang toleran. Percobaan dilakukan dengan menggunakan rancangan petak-petak terbagi (split-split plot) dengan tiga ulangan. Sebagai petak utama adalah tingkat cekaman kekeringan yang terdiri dari cekaman kekeringan dan pengairan normal. Sebagai anak petak adalah tingkat pemupukan N rendah. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kriteria toleran genotipe jagung hibrida berdasarkan nilai indeks sensitivitas cekaman (ISC) dan indeks stabilitas hasil (ISH) pada kondisi cekaman kekeringan dan N rendah ditentukan oleh kemampuan genotipe jagung menekan kehilangan, namun tidak memperhitungkan tingkat produktivitas biji pada kondisi cekaman kekeringan dan N rendah. Kriteria toleran genotipe jagung berdasarkan nilai indeks toleran (ITC) dan indeks harmonik (IH) mengacu pada kemampuan suatu genotipe jagung memiliki tingkat produktifitas yang tinggi pada kondisi cekaman dan optimum, namun kriteria toleran berdasarkan IH lebih akurat dalam menyeleksi genotipe jagung yang tingkat produktivitasnya tinggi baik pada kondisi cekaman kekeringan dan N rendah serta optimum. Genotipe jagung hibrida yang toleran cekaman kekeringan dan N rendah berdasarkan ITC dan IH adalah genotipe hibrida H25, H57 dan H58 dengan hasil pada lingkungan cekaman kekeringan berkisar 10,30 – 10,72 t/ha, pada lingkungan dengan kombinasi cekaman kekeringan dan N rendah berkisar 8,38 – 8,61 t/h, dan pada kondisi optimum berkisar 11,32 - 12,21 t/ha.

Kata kunci: cekaman kekeringan, cekaman N rendah, indeks toleran, dan kriteria toleran

PENDAHULUAN

Luas areal panen tanaman jagung di Indonesia pada tahun 2013 sekitar 3,86

juta hektar dengan produksi mencapai sekitar 18,51 juta ton (BPS 2014). Produksi

tersebut belum mampu mencukupi kebutuhan jagung domestik, dimana dalam kurun

waktu 2010 – 2013 rata-rata impor jagung per tahun sebesar 3,4 juta ton (Direktorat

Jendral Pengolahan dan Pemasaran Hasil Pertanian 2014). Upaya peningkatan

produksi jagung untuk mengurangi impor mengalami berbagai kendala, dimana

sebagian besar budidaya jagung dilakukan di lahan kering sekitar 69% dan sawah

irigasi 21%. Kendala utama yang dihadapi pada lahan tersebut adalah terbatasnya

ketersediaan air dan unsur hara N dalam tanah sehingga tidak mencukupi kebutuhan

tanaman jagung (Faesal and Syuryawati 2009; Sutoro 2012).

Suplai air untuk lahan pertanian semakin terbatas karena selain bersaing

dengan kebutuhan air di sektor industri dan pemukiman dan diperparah dengan

adanya anomali iklim yang mengakibatkan ketidakpastian suplai air ke lahan pertanian.

Pada musim kemarau, luas penanaman jagung menurun akibat suplai air yang

terbatas, sehingga produksi jagung pada musim kemarau lebih rendah dibanding

Roy Efendi dan Muhammad Azrai: Kriteria Indeks Toleran Jagung ....

2

musim hujan. Hanya sekitar 24% produksi biji jagung di Indonesia dihasilkan pada

musim kemarau (MK) I dan dan dan 19% pada MK II (Kasryno 2002). Selain luas

tanam jagung menurun pada musim kemarau, resiko tanaman mengalami cekaman

kekeringan sangat luas. Pada tahun 2010, pertanaman jagung yang mengalami

kekeringan mencapai sekitar 33.000 ha (Direktorat Jendral Pengolahan dan

Pemasaran Hasil Pertanian 2014). Pada daerah tropis cekaman kekeringan

mengakibatkan penurunan hasil jagung 17–60% (Monneveux et al. 2006).

Salah satu alternatif pemecahan masalah tersebut adalah merakit varietas

jagung yang toleran cekaman kekeringan dan N rendah sehingga dapat memanfaatkan

lahan-lahan yang ketersediaan air dan N yang terbatas. Varietas unggul dapat

diperoleh melalui program pemuliaan tanaman yang berkelanjutan (Banziger et al.

2000; O’Neill et al. 2004). Salah satu kegiatan tersebut adalah melakukan evaluasi

atau seleksi pada lingkungan target yaitu (lingkungan suboptimal). Seleksi pada

lingkungan target dapat memaksimalkan ekspresi gen-gen yang mengendalikan daya

adaptasi maupun daya hasil tanaman pada kondisi cekaman (Ceccarelli et al. 1994;

Jambormias 2011) sehingga diperoleh genotipe tanaman yang toleran sesuai dengan

tujuan.

Beberapa kriteria seleksi yang diusulkan untuk memilih genotipe berdasarkan

kemampuan tingkat produktivitas pada kondisi cekaman dan optimum Ada beberapa

perhitungan nilai indeks seleksi untuk mengetahui tingkat toleran genotipe tanaman

pada kondisi cekaman yang dikemukakan oleh Fischer and Maurer (1978), Bouslama

and Schapaugh (1984), Fernandez (1992), dan Jafari et al. (2009), namun masing-

masing perhitungan nilai indeks sebagai kriteria tingkat toleran tanaman pada kondisi

cekaman perlu dikaji satu persatu agar dapat digunakan secara tepat. Penelitian ini

dilakukan bertujuan untuk menentukan nilai indeks cekaman dan menyeleksi genotipe

jagung hibrida yang toleran cekaman kekeringan dan N rendah.

BAHAN DAN METODE

Percobaan dilakukan di Kebun Percobaan Balai Penelitian Tanaman Serealia,

di Maros pada bulan Juni – Oktober 2015, dengan menggunakan rancangan petak-

petak terbagi (split-split plot) dengan tiga ulangan. Sebagai petak utama adalah tingkat

cekaman kekeringan yang terdiri dari cekaman kekeringan dan pengairan normal.

Sebagai anak petak adalah tingkat pemupukan N, yaitu 0, 100 kg dan 200 kg N/ha.

Sebagai anak-anak petak adalah 56 genotipe jagung hibrida hasil silang dialel dan 4

varietas jagung hibrida yaitu P 27, NK 33, Bima 3, dan Bisi 2.

Cekaman kekeringan yang merujuk metode CIMMYT (Banzinger et al. 2000)

yaitu (a) cekaman kekeringan pada fase pembungaan, diamana saat tanaman berumur

40 hst (12 – 15 hst menjelang berbunga) pemberian air dihentikan sehingga cekaman

kekeringan akan berlangsung saat fase pembungaan – sampai dua minggu setelah

berbunga, kemudian diberikan air kembali pada saat tanaman 75 hst, (b) pengairan

normal sebagai kontrol adalah pemberian air interval 10 hari mulai saat tanaman

hingga menjelang masak fisiologis.

Tingkat toleran genotipe jagung hibrida dihitung berdasarkan hasil biji pada

kondisi lingkungan cekaman (cekaman kekeringan dan N rendah) dan optimum. Hasil


3

biji dikonversi dari luas panen dari petak plot ke per hektar pada kadar air biji 15%

dengan menggunakan rumus:

Hasil biji (t/ha) .

Rendemem biji dihitung dengan rumus

Data hasil biji digunakan untk menghitung indeks cekaman kekeringan dan N

rendah. Perhitungan nilai indeks cekaman kekeringan dan N rendah adalah:

1. Indeks stabilitas hasil (ISH)

ISH = Ysi / Ypi ………………………… …. (Bouslama and Schapaugh 1984)

2. Indeks sensitivitas cekaman (ISC)

ISC = [1-YSI]/[1-(Ys/Yp)] ……… ……….. (Fischer and Maurer 1978)

Kriteria untuk menentukan tingkat toleran terhadap cekaman kekeringan adalah jika

nilai ISC≤0.5 maka genotipe tersebut toleran, jika 0,5<ISC≤1,0 maka genotipe

tersebut medium toleran, dan jika ISC>,.0 maka genotipe tersebut peka.

3. Indeks toleran cekaman (ITC)

ITC = (Ypi x Ysi)/Yp2…………………….. (Fernandez 1992)

Kriteria untuk menentukan tingkat toleran terhadap cekaman kekeringan adalah jika

nilai ITC≤0.5 maka genotipe tersebut peka, jika 0.5<ITC≤1.0 maka genotipe tersebut

medium toleran, dan jika ITC>1.0 maka genotipe tersebut toleran.

4. Indeks harmonik

IH = [2 x (Ypi x Ysi)]/[Ypi + Ysi]……………. (Jafari et al. 2009)

Keterangan

Ysi = Hasil biji dari suatu genotipe pada kondisi cekaman

Ypi = Hasil biji dari suatu genotipe pada kondisi optimum

Ys = Rata-rata hasil biji dari seluruh genotipe pada kondisi cekaman

Yp = Rata-rata hasil biji dari seluruh genotipe pada kondisi optimum

Indeks toleran setiap genotipe dikelompokkan dalam: (1) genotipe toleran

kekeringan diperoleh dengan membandingkan perlakuan yang mendapat cekaman

kekeringan dengan perlakuan pengairan normal dengan takaran pemupukan 150 kg

N/ha, (2) genotipe toleran N rendah diperoleh dari perlakuan pemupukan 0 dan 75 kg

N/ha dibandingkan dengan pemupukan 150 kg N/ha dengan pemberian air normal, (3)

genotipe toleran kombinasi cekaman kekeringan dan N rendah diperoleh dari

perlakuan cekaman kekeringan dengan pemupukan 0 dan 75 kg N/ha dibandingkan

dengan perlakuan pemberian air normal dengan pemupukan 150 kg N/ha.


4

HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Hubungan Kriteria Toleran dengan Tingkat Penurunan Hasil

Toleran tanaman adalah kemampuan untuk bertahan hidup dan berproduksi

pada kondisi atau lingkung yang tercekam (Simms 2000). Tanaman yang mengalami

cekaman umumnya akan mengalami penurunan hasil dimana tingkat penurunan hasil

tiap genotipe tanaman akan berbeda-beda tergantung kemampuan adaptasi dari setiap

genotipe pada kondisi cekaman. Tingkat toleran suatu genotipe jagung pada

lingkungan cekaman (kondisi cekaman kekeringan dan N rendah) dapat ditentukan

berdasarkan nilai indeks cekaman yang dihitung berdasarkan perbandingan hasil pada

kondisi cekaman dan optimum. Beberapa nilai indeks cekaman untuk menentukan

tingkat toleran genotipe tanaman adalah indeks sensitivitas cekaman (ISC), indeks

stabilitas hasil (ISH), indeks toleran cekaman (ITC), dan indeks harmonik.

Kriteria tingkat toleran tanaman pada kondisi cekaman kekeringan dan N

rendah berdasarkan nilai ISC dan ISH berkaitan dengan kemampuan genotipe jagung

menekan kehilangan. Hal tersebut dapat dilihat dari nilai ISC dan ISH yang berkorelasi

nyata secara linier dengan persentase penurunan hasil relatif pada kondisi cekaman

dengan nilai koefisien determinan (r) sebesar 1,00 (Gambar 1). Korelasi tersebut

menunjukkan bahwa semakin kecil persentase penurunan hasil suatu genotipe jagung

pada kondisi cekaman kekeringan dan N rendah maka semakin toleran genotipe

tersebut. Kriteria toleran berdasarkan ISC dan ISH sebaiknya digunakan untuk

menyeleksi jagung inbrida atau koleksi plasma nutfah jagung.

Genotipe jagung yang toleran memiliki nilai ISC yang semakin kecil atau nilai

ISH yang semakin besar. Gambar 1 menunjukkan bahwa semakin kecil nilai ISC

semakin rendah persentase penurunan hasil atau semakin toleran terhadap kondisi

cekaman. Sedangkan Nilai ISH yang semakin besar menunjukkan bahwa suatu

genotipe semakin mampu menekan kehilangan hasil atau semakin toleran pada

kondisi cekaman. Pada Tabel 1 menunjukkan bahwa kondisi cekaman kekeringan dan

N rendah (CK+NR) genotipe jagung hibirda H41, H42, H43, dan H44 memiliki nilai ISC

yang semakin meningkat atau nilai ISH yang semakin menurun. Genotipe jagung

hibirda H41, H42, H43, dan H44 masing-masing memiliki nila ISC sebesar 0,36 dan

0,90 dengan kriteria toleran, 0,6 dan 0,83 dengan kriteria medium toleran, 0,91 dan

0,75 dengan kriteria peka, dan 0,15 dan 0,57 dengan kriteria sangat peka pada kondisi

cekaman kekeringan dan N rendah.


5

Keterangan: CK = cekaman kekeringan CK+NR = kombinasi cekaman kekeringan dengan nitrogen rendah CK+NRS = kombinasi cekaman kekeringan dengan nitrogen sangat rendah

Gambar 1. Hubungan nilai indeks sensitivitas cekaman, indeks stabilitas hasil, indeks

toleran dan indeks harmonik stabilitas hasil dengan persentase penurunan hasil pada kondisi cekaman kekeringan dan N rendah

Kriteria tingkat toleran genotipe jagung berdasarkan ISC dan ISH tidak dapat

memberikan informasi tentang perbedaan potensi hasil antar genotipe jagung yang

sama-sama memiliki tingkat kriteria toleran yang sama, karena genotipe yang berdaya

hasil tinggi dan rendah dapat memiliki nilai ISC yang relatif sama. Pada Tabel 1

menunjukkan bahwa pada kondisi cekaman kekeringan hibrida H16 memiliki nilai ISC

sebesar 0,26 dan ISH sebesar 0,97 yang hampir sama dengan H58 yang memiliki nilai

ISC dan ISH masing-masing sebesar 0,25 dan 0,97, namun produktivitas H58 lebih

besar yaitu 11,37 t/ha dibanding H16 dengan produktivitas 6,62 t/ha pada kondisi

cekaman kekeringan.


6

Tabel 1. Hasil pada kondisi cekaman dan optimum serta nilai indeks sensitivitas cekaman (ISC)

dan indeks stabilitas hasil (ISH) pada beberapa jagung hibrida

No. Genotipe Hasil biji (t/ha) pada kondisi

Nilai ISC dan kriteria toleran pada kondisi

Nilai ISH pada kondisi

CK+NSR CK+NR CK OPT CK+NSR CK+NR CK CK+NSR CK+NR CK

1 H1 3.78 6.13 6.95 7.65 0.91 P 0.71 MT 0.91 P 0.49 0.80 0.91 2 H2 2.84 4.26 6.57 7.17 1.09 SP 1.46 SP 0.83 P 0.40 0.59 0.92 3 H3 4.82 7.21 9.66 10.24 0.96 P 1.06 SP 0.56 MT 0.47 0.70 0.94 4 H4 3.83 7.24 8.61 9.89 1.11 SP 0.96 P 1.28 SP 0.39 0.73 0.87 5 H5 4.39 6.82 7.66 8.76 0.90 P 0.79 P 1.25 SP 0.50 0.78 0.87 6 H6 4.06 6.38 7.32 9.19 1.01 SP 1.10 SP 2.02 SP 0.44 0.69 0.80 7 H7 3.92 7.03 8.12 8.90 0.96 P 0.59 MT 0.43 T 0.47 0.84 0.97 8 H8 3.44 5.29 6.56 7.59 0.99 P 1.08 SP 1.34 SP 0.45 0.70 0.87 9 H9 3.32 5.44 8.20 8.83 1.13 SP 1.38 SP 0.71 MT 0.38 0.62 0.93

10 H10 3.97 5.87 8.48 9.63 1.06 SP 1.40 SP 1.19 SP 0.41 0.61 0.88 11 H11 3.16 7.00 9.33 10.05 1.24 SP 1.09 SP 0.71 MT 0.31 0.70 0.93 12 H12 4.19 5.62 7.40 8.45 0.91 P 1.20 SP 1.23 SP 0.50 0.67 0.88 13 H13 4.59 5.87 8.36 9.17 0.90 P 1.29 SP 0.87 P 0.50 0.64 0.91 14 H14 3.33 6.70 7.88 8.32 1.08 SP 0.70 MT 0.52 MT 0.40 0.81 0.95 15 H15 3.23 7.05 7.38 8.24 1.10 SP 0.52 MT 1.04 SP 0.39 0.86 0.90 16 H16 3.18 5.47 6.62 6.80 0.96 P 0.70 MT 0.26 T 0.47 0.80 0.97 17 H17 4.42 8.29 10.07 10.92 1.08 SP 0.87 P 0.78 P 0.40 0.76 0.92 18 H18 4.40 8.05 9.84 11.25 1.10 SP 1.02 SP 1.25 SP 0.39 0.72 0.87 19 H19 4.64 6.93 8.41 9.34 0.91 P 0.92 P 0.99 P 0.50 0.74 0.90 20 H20 4.22 6.39 9.10 9.83 1.03 SP 1.25 SP 0.74 MT 0.43 0.65 0.93 21 H21 3.95 5.22 8.96 9.52 1.06 SP 1.62 SP 0.58 MT 0.41 0.55 0.94 22 H22 4.41 8.10 8.40 10.16 1.02 SP 0.72 MT 1.72 SP 0.43 0.80 0.83 23 H23 4.45 6.03 7.91 8.50 0.86 P 1.04 SP 0.70 MT 0.52 0.71 0.93 24 H24 4.57 7.29 8.28 9.90 0.97 P 0.94 P 1.62 SP 0.46 0.74 0.84 25 H25 4.13 8.85 10.30 12.21 1.20 SP 0.99 P 1.55 SP 0.34 0.72 0.84 26 H26 4.82 7.07 8.96 9.92 0.93 P 1.03 SP 0.96 P 0.49 0.71 0.90 27 H27 4.36 7.32 8.59 9.70 1.00 P 0.88 P 1.14 SP 0.45 0.75 0.89 28 H28 4.32 7.62 8.85 10.04 1.03 SP 0.86 P 1.18 SP 0.43 0.76 0.88 29 H29 4.63 7.30 8.75 10.18 0.98 P 1.01 SP 1.40 SP 0.46 0.72 0.86 30 H30 3.69 6.30 9.22 9.72 1.12 SP 1.26 SP 0.51 MT 0.38 0.65 0.95 31 H31 4.63 7.05 8.06 9.61 0.94 P 0.96 P 1.60 SP 0.48 0.73 0.84 32 H32 5.16 8.48 9.23 10.72 0.94 P 0.75 MT 1.38 SP 0.48 0.79 0.86 33 H33 4.40 7.06 8.27 9.09 0.93 P 0.80 P 0.89 P 0.48 0.78 0.91 34 H34 3.58 6.78 9.77 10.71 1.20 SP 1.31 SP 0.87 P 0.33 0.63 0.91 35 H35 4.97 6.77 9.43 10.88 0.98 P 1.35 SP 1.33 SP 0.46 0.62 0.87 36 H36 4.33 6.74 8.19 8.87 0.92 P 0.86 P 0.77 P 0.49 0.76 0.92 37 H37 3.84 6.34 8.30 8.86 1.02 SP 1.02 SP 0.63 MT 0.43 0.72 0.94 38 H38 4.40 6.19 8.06 9.14 0.94 P 1.16 SP 1.18 SP 0.48 0.68 0.88 39 H39 3.96 7.42 9.33 10.81 1.15 SP 1.12 SP 1.36 SP 0.37 0.69 0.86 40 H40 3.68 7.45 8.33 9.17 1.08 SP 0.67 MT 0.91 P 0.40 0.81 0.91 41 H41 4.74 7.31 7.70 8.11 0.75 P 0.36 T 0.51 MT 0.58 0.90 0.95 42 H42 3.62 6.50 7.09 7.84 0.97 P 0.61 MT 0.95 P 0.46 0.83 0.90 43 H43 5.03 7.14 8.94 9.56 0.86 P 0.91 P 0.65 MT 0.53 0.75 0.93 44 H44 3.99 5.20 8.61 9.17 1.02 SP 1.55 SP 0.60 MT 0.44 0.57 0.94 45 H45 3.80 7.10 8.34 9.27 1.07 SP 0.84 P 1.00 P 0.41 0.77 0.90 46 H46 4.34 6.89 9.38 11.03 1.10 SP 1.34 SP 1.49 SP 0.39 0.62 0.85 47 H47 4.21 7.61 9.72 10.24 1.06 SP 0.92 P 0.51 MT 0.41 0.74 0.95 48 H48 4.92 7.09 8.00 8.74 0.79 P 0.68 MT 0.85 P 0.56 0.81 0.91 49 H49 3.78 6.95 7.83 8.29 0.98 P 0.58 MT 0.56 MT 0.46 0.84 0.94 50 H50 3.95 5.15 7.20 9.05 1.02 SP 1.54 SP 2.04 SP 0.44 0.57 0.80 51 H51 4.66 5.90 7.05 8.03 0.76 P 0.95 P 1.21 SP 0.58 0.73 0.88 52 H52 3.25 6.12 7.65 8.22 1.09 SP 0.92 P 0.69 MT 0.40 0.74 0.93 53 H53 3.68 6.42 8.95 9.83 1.13 SP 1.24 SP 0.88 P 0.37 0.65 0.91 54 H54 3.69 7.06 8.21 9.47 1.10 SP 0.91 P 1.32 SP 0.39 0.75 0.87 55 H55 4.84 6.50 7.82 8.62 0.79 P 0.88 P 0.92 P 0.56 0.75 0.91 56 H56 5.67 6.55 7.07 8.50 0.60 MT 0.82 P 1.67 SP 0.67 0.77 0.83 57 H57 5.83 8.61 10.72 11.32 0.88 P 0.86 P 0.52 MT 0.51 0.76 0.95 58 H58 5.32 8.38 10.37 11.67 0.98 P 1.01 SP 0.55 MT 0.46 0.72 0.97 59 H59 3.82 6.59 7.93 9.03 1.04 SP 0.97 P 1.22 SP 0.42 0.73 0.88 60 H60 4.01 5.91 8.52 8.96 1.00 P 1.22 SP 0.49 T 0.45 0.66 0.95

Keterangan:ISC = indeks sensitivitas cekaman, ISH = indeks stabilitas hasil, CK+NSR = kombinasi cekaman kekeringan dan N sangat rendah, CK+NR = kombinasi cekaman kekeringan dan N rendah, CK = cekaman kekeringan, T = toleran, MT = medium toleran, P = peka, SP = sangat peka


7

Hal yang sama pada kondisi cekaman kekeringan dan N rendah (CK+NR) dimana

hibrida H1 memiliki nilai ISC dan ISH masing-masing sebesar 0,71 dan 0,91, nilai

tersebut hampir sama pada H22 dengan nilai ISC dan ISH masing-masing sebesar

0,72 dan 0,83, namun produktivitas H22 lebih besar yaitu 8,10 t/ha dibanding H1

dengan produktivitas hanya 6,13 t/ha pada kondisi cekaman kekeringan + N rendah.

Hal tersebut menunjukkan bahwa kriteria tingkat toleran berdasarkan nilai ISC dan ISH

tidak terkait dengan tingkat produktifitas suatu genotipe jagung pada kondisi cekaman

namun ditentukan oleh kemampuan genotipe jagung menekan penurunan hasil pada

kondisi cekaman. sehingga dalam memilih genotipe jagung yang toleran berdasarkan

ISC dan ISH perlu juga diperhatikan tingkat produktivitas.

Terdapat dua pengelompokan kriteria toleran suatu tanaman berdasarkan ISC

dan ISH, yaitu (a) genotipe jagung yang toleran dengan produktivitas tinggi baik pada

kondisi cekaman kekeringan maupun kondisi optimum, yaitu hibrida H7 dan H8

dengan produktivitas 8,12 dan 8,52 t/ha pada kondisi cekaman kekeringan dan 8,90

dan 8,96 t/ha pada kondisi optimum (Tabel 1), (b) genotipe jagung yang toleran

dengan produktivitas rendah pada kondisi cekaman kekeringan dan optimum, yaitu

jagung hibrida H 16 dengan produktivitas 6,62 t/ha pada kondisi cekaman kekeringan

dan 6,80 t/ha pada kondisi optimum.

B. Hubungan kriteria toleran dengan tingkat produktifitas

Kriteria toleran suatu genotipe jagung didasarkan pada tingkat produktifitasnya

pada kondisi cekaman sebaiknya berdasarkan ITC dan IH . Hal tersebut terlihat pada

Gambar 2 dimana nilai ITC dan IH berkorelasi nyata linier dengan tingkat produktivitas

genotipe jagung pada kondisi cekaman kekeringan dan N rendah dengan nilai

koefisien determinan sebesar 0,768 – 0,964. Namun demikian nilai IH lebih kuat

berkorelasi dengan tingkat produktivitas pada berbagai kondisi cekaman dimana nilai

korelasi koefisien determinan (r) IH dengan hasil pada tiga kondisi cekaman (cekaman

kekeringan, cekaman kekeringan+ N rendah, dan cekaman kekeringan + N sangat

rendah) adalah 0,914 – 0,964 sedangkan ITC memiliki r antara 0,768 – 0,959.

Kriteria suatu genotipe jagung yang toleran berdasarkan nilai ITC atau IH yaitu

semakin besar nilai ITC dan IH dari suatu genotipe jagung maka semakin besar

produktifitas genotipe tersebut pada kondisi cekaman (Gambar 2) atau semakin toleran

terhadap kondisi cekaman kekeringan dan N rendah (Tabel 2). Hal tersebut

menunjukkan bahwa kriteria toleran ITC dan IH dapat menyeleksi genotipe jagung

yang mempunyai produktivitas tinggi pada kondisi cekaman. Hal serupa juga

dikemukakan oleh Moradi et al. (2012) bahwa pemilihan jagung hibrida berdasarkan

ITC dapat menyaring genotipe jagung hibrida yang toleran dengan potensi hasil tinggi

pada kondisi cekaman.

Tingkat toleran suatu genotipe jagung terhadap cekaman kekeringan dan N

rendah berdasarkan nilai ITC dan IH yang dikaitkan dengan kemampuan suatu

genotipe jagung memiliki tingkat produktifitas yang tinggi pada kondisi cekaman. Hal

tersebut ditunjukkan pada jagung hibrida H25, H57 dan H58, dimana pada kondisi

cekaman kekeringan memiliki nilai ITC lebih besar dari 1,31 dan nilai IH lebih besar

dari 11,00 dimana tingkat produktivitasnya juga paling tinggi yaitu 10,30 – 10,72 t/ha

pada kondisi cekaman kekeringan (Tabel 2).


8

Keterangan: CK = cekaman kekeringan CK+NR = kombinasi cekaman kekeringan dengan nitrogen rendah CK+NRS = kombinasi cekaman kekeringan dengan nitrogen sangat rendah

Gambar 2. Hubungan nilai indeks sensitivitas cekaman, indeks stabilitas hasil, indeks

toleran dan indeks harmonik stabilitas hasil dengan persentase penurunan hasil pada kondisi cekaman kekeringan dan N rendah.

Pada lingkungan dengan kombinasi cekaman kekeringan dan N rendah

(CK+NR) genotipe hibrida H25, H57 dan H58 juga memiliki nilai ITC > 1,10 dan nilai IH

> 9,75 dengan produktivitas paling tinggi yaitu berkisar 8,38 – 8,61 t/h dibanding

genotipe lainnya pada lingkungan kombinasi cekaman kekeringan dan N rendah

(CK+NR). Hal yang sama juga diperlihatkan di lingkungan dengan kombinasi cekaman

kekeringan dan N sangat rendah (CK+NSR) genotipe hibrida H57 dan H58 juga

memiliki nilai ITC > 0,70 dan nilai IH > 7,30 dengan produktivitas paling tinggi yaitu

berkisar 5,32 - 5,83 t/h dibanding genotipe lainnya pada lingkungan kombinasi

cekaman kekeringan dan N rendah (CK+NR) (Tabel 2).


9

Tabel 2. Tabel 1. Hasil pada kondisi cekaman dan optimum serta nilai indeks toleran cekaman (ITC) dan indeks harmonik (IH) pada beberapa jagung hibrida

No Geno-

tipe

Hasil biji (t/ha) pada kondisi Nilai ITC dan kriteria toleran pada

kondisi Nilai IH pada kondisi

CK+NSR CK+NR CK OPT CK+NSR CK+NR CK CK+NSR CK+NR CK

1 H1 3.78 6.13 6.95 7.65 0.33 SP 0.53 MT 0.61 MT 5.06 6.81 7.28 2 H2 2.84 4.26 6.57 7.17 0.23 SP 0.35 SP 0.54 MT 4.07 5.34 6.86 3 H3 4.82 7.21 9.66 10.24 0.56 MT 0.84 P 1.13 T 6.56 8.46 9.94 4 H4 3.83 7.24 8.61 9.89 0.43 SP 0.81 P 0.97 P 5.52 8.36 9.20 5 H5 4.39 6.82 7.66 8.76 0.44 SP 0.68 MT 0.76 P 5.85 7.67 8.17 6 H6 4.06 6.38 7.32 9.19 0.42 SP 0.67 MT 0.77 P 5.63 7.53 8.15 7 H7 3.92 7.03 8.12 8.40 0.37 SP 0.67 MT 0.78 P 5.34 7.65 8.26 8 H8 3.44 5.29 6.56 7.59 0.30 SP 0.46 SP 0.57 MT 4.73 6.23 7.04 9 H9 3.32 5.44 8.20 8.83 0.33 SP 0.55 MT 0.82 P 4.82 6.73 8.50

10 H10 3.97 5.87 8.48 9.63 0.44 SP 0.64 MT 0.93 P 5.63 7.30 9.02 11 H11 3.16 7.00 9.33 10.05 0.36 SP 0.80 P 1.07 T 4.81 8.25 9.68 12 H12 4.19 5.62 7.40 8.45 0.40 SP 0.54 MT 0.71 MT 5.60 6.75 7.89 13 H13 4.59 5.87 8.36 9.17 0.48 SP 0.61 MT 0.87 P 6.12 7.15 8.75 14 H14 3.33 6.70 7.88 8.32 0.32 SP 0.63 MT 0.75 MT 4.75 7.42 8.09 15 H15 3.23 7.05 7.38 8.24 0.30 SP 0.66 MT 0.69 MT 4.64 7.60 7.79 16 H16 3.18 5.47 6.62 6.80 0.25 SP 0.42 SP 0.51 MT 4.34 6.06 6.71 17 H17 4.42 8.29 10.07 10.92 0.55 MT 1.03 T 1.25 T 6.29 9.42 10.81 18 H18 4.40 8.05 9.84 11.25 0.56 MT 1.03 T 1.26 T 6.32 9.39 10.50 19 H19 4.64 6.93 8.41 9.34 0.49 SP 0.74 MT 0.89 P 6.20 7.96 8.85 20 H20 4.22 6.39 9.10 9.83 0.47 SP 0.71 MT 1.02 T 5.90 7.75 9.45 21 H21 3.95 5.22 8.96 9.52 0.43 SP 0.57 MT 0.97 P 5.58 6.75 9.24 22 H22 4.41 8.10 8.40 10.16 0.51 MT 0.94 P 0.97 P 6.15 9.01 9.19 23 H23 4.45 6.03 7.91 8.50 0.43 SP 0.58 MT 0.77 P 5.84 7.05 8.19 24 H24 4.57 7.29 8.28 9.90 0.51 MT 0.82 P 0.93 P 6.25 8.39 9.02 25 H25 4.13 8.85 10.30 12.21 0.57 MT 1.23 T 1.43 T 6.17 10.26 11.17 26 H26 4.82 7.07 8.96 9.92 0.54 MT 0.80 P 1.01 T 6.49 8.25 9.41 27 H27 4.36 7.32 8.59 9.70 0.48 SP 0.81 P 0.95 P 6.01 8.34 9.11 28 H28 4.32 7.62 8.85 10.04 0.49 SP 0.87 P 1.01 T 6.04 8.66 9.41 29 H29 4.63 7.30 8.75 10.18 0.54 MT 0.85 P 1.01 T 6.37 8.50 9.41 30 H30 3.69 6.30 9.22 9.72 0.41 SP 0.70 MT 1.02 T 5.35 7.65 9.46 31 H31 4.63 7.05 8.06 9.61 0.51 MT 0.77 P 0.88 P 6.25 8.13 8.77 32 H32 5.16 8.48 9.23 10.72 0.63 MT 1.04 T 1.13 T 6.97 9.47 10.47 33 H33 4.40 7.06 8.27 9.09 0.46 SP 0.73 MT 0.86 P 5.93 7.95 8.66 34 H34 3.58 6.78 9.77 10.71 0.44 SP 0.83 P 1.19 T 5.37 8.30 10.22 35 H35 4.97 6.77 9.43 10.88 0.61 MT 0.84 P 1.17 T 6.82 8.35 10.10 36 H36 4.33 6.74 8.19 8.87 0.44 SP 0.68 MT 0.83 P 5.82 7.66 8.52 37 H37 3.84 6.34 8.30 8.86 0.39 SP 0.64 MT 0.84 P 5.36 7.39 8.57 38 H38 4.40 6.19 8.06 9.14 0.46 SP 0.64 MT 0.84 P 5.94 7.38 8.57 39 H39 3.96 7.42 9.33 10.81 0.49 SP 0.91 P 1.15 T 5.80 8.80 10.02 40 H40 3.68 7.45 8.33 9.17 0.38 SP 0.78 P 0.87 P 5.26 8.22 8.73 41 H41 4.74 7.31 7.70 8.11 0.44 SP 0.67 MT 0.71 MT 5.99 7.69 8.00 42 H42 3.62 6.50 7.09 7.84 0.32 SP 0.58 MT 0.63 MT 4.95 7.11 7.45 43 H43 5.03 7.14 8.94 9.56 0.55 MT 0.78 P 0.97 P 6.60 8.17 9.24 44 H44 3.99 5.20 8.61 9.17 0.42 SP 0.54 MT 0.90 P 5.56 6.63 9.04 45 H45 3.80 7.10 8.34 9.27 0.40 SP 0.75 MT 0.88 P 5.39 8.04 8.78 46 H46 4.34 6.89 9.38 11.03 0.54 MT 0.86 P 1.18 T 6.22 8.48 10.14 47 H47 4.21 7.61 9.72 10.24 0.49 SP 0.89 P 1.13 T 5.97 8.74 9.98 48 H48 4.92 7.09 8.00 8.74 0.49 SP 0.71 MT 0.80 P 6.29 7.83 8.35 49 H49 3.78 6.95 7.83 8.29 0.36 SP 0.66 MT 0.74 MT 5.20 7.56 8.06 50 H50 3.95 5.15 7.20 9.05 0.41 SP 0.53 MT 0.74 MT 5.50 6.57 8.02 51 H51 4.66 5.90 7.05 8.03 0.43 SP 0.54 MT 0.65 MT 5.89 6.81 7.51 52 H52 3.25 6.12 7.65 8.22 0.30 SP 0.57 MT 0.72 MT 4.66 7.01 7.93 53 H53 3.68 6.42 8.95 9.83 0.41 SP 0.72 MT 1.00 T 5.35 7.76 9.37 54 H54 3.69 7.06 8.21 9.47 0.40 SP 0.76 P 0.89 P 5.31 8.09 8.80 55 H55 4.84 6.50 7.82 8.62 0.47 SP 0.64 MT 0.77 P 6.20 7.41 8.21 56 H56 5.67 6.55 7.07 8.50 0.55 MT 0.63 MT 0.68 MT 6.80 7.40 7.72 57 H57 5.83 8.61 10.72 11.32 0.75 P 1.11 T 1.38 T 7.69 9.78 11.01 58 H58 5.32 8.38 10.37 11.67 0.71 MT 1.11 T 1.51 T 7.31 9.75 11.52 59 H59 3.82 6.59 7.93 9.03 0.39 SP 0.68 MT 0.81 P 5.37 7.62 8.44 60 H60 4.01 5.91 8.52 8.96 0.41 SP 0.60 MT 0.87 P 5.54 7.12 8.73

Keterangan: ITC = indeks toleran cekaman, I = indeks hamonik, CK+NSR = kombinasi cekaman kekeringan dan N sangat rendah, CK+NR = kombinasi cekaman kekeringan dan N rendah, CK = cekaman kekeringan, T = toleran, MT = medium toleran, P = peka, SP = sangat peka


10

Selain memiliki potensi hasil yang tinggi pada kondisi cekaman. Hal di atas

menunjukkan bahwa kriteria toleran genotipe jagung terhadap kondisi cekaman

berdasarkan nilai ITC dan IH mengacu pada tingkat produktivitas yang tinggi pada

kondisi cekaman dan potensi hasil pada kondisi optimum. Genotipe jagung hibrida

H25, H57 dan H58 yang memiliki tingkat produktivitas yang tinggi pada kondisi

cekaman juga memiliki potensi hasil yang tinggi pada kondisi optimum yaitu 11,32 -

12,21 t/ha. Hal tersebut sejalan dengan beberapa hasil penelitian yang juga

menyatakan bahwa IST dan IH berkorelasi positif dengan hasil biji pada kondisi

cekaman dan optimum (Mhike et al. 2012; Ngugi et al. 2013; Andjelkovic et al. 2014;

El-Mohsen et al. 2015). Amiri et al. (2014) dan Menezes et al. (2014) juga

menambahkan dari beberapa perhitungan indeks toleran cekaman kekeringan pada

tanaman gandum menunjukkan bahwa kriteria tingkat toleran berdasarkan nilai IST

dan IH lebih tepat dalam menyeleksi genotipe tanaman dengan tingkat produktivitas

tinggi dibanding berdasarkan nilai ISC dan ISH. Oleh karena itu, penggunaan kriteria

toleran cekaman dengan menggunakan IST dan IH sebaiknya digunakan untuk

menyeleksi calon-calon varietas jagung hibrida yang akan dilepas untuk memperoleh

jagung hibrida yang toleran dengan tingkat produktivitas tinggi pada kondisi cekaman

maupun optimum.

KESIMPULAN

Kriteria toleran genotipe jagung hibrida berdasarkan nilai indeks sensitivitas

cekaman (ISC) dan indeks stabilitas hasil (ISH) pada kondisi cekaman kekeringan dan

N rendah ditentukan oleh kemampuan genotipe jagung menekan kehilangan hasil

pada kondisi cekaman kekeringan dan N rendah. Kriteria toleran berdasarkan ISC dan

ISH sebaiknya digunakan untuk menyeleksi jagung inbrida atau koleksi plasma nutfah

jagung.

Kriteria toleran genotipe jagung berdasarkan nilai indeks toleran (ITC) dan

indeks harmonik (IH) mengacu pada kemampuan suatu genotipe jagung memiliki

tingkat produktifitas yang tinggi pada kondisi cekaman dan optimum. Penggunaan

kriteria toleran cekaman berdasarkan IST dan IH sebaiknya digunakan untuk

menyeleksi calon-calon varietas jagung hibrida yang akan dilepas untuk memperoleh

jagung hibrida yang toleran dengan tingkat produktivitas tinggi pada kondisi cekaman

maupun optimum.

Genotipe jagung hibrida yang toleran cekaman kekeringan dan N rendah

berdasarkan ITC dan IH adalah genotipe hibrida H25, H57 dan H58 dengan hasil pada

lingkungan cekaman kekeringan berkisar 10,30 – 10,72 t/ha, pada lingkungan dengan

kombinasi cekaman kekeringan dan N rendah berkisar 8,38 – 8,61 t/h, dan pada

kondisi optimum berkisar 11,32 - 12,21 t/ha.

DAFTAR PUSTAKA

Amiri, R., S. Bahraminejad, S. Sasani, and M. Ghobadi. 2014. Genetic evaluation of 80 irrigated bread wheat genotypes for drought tolerance indices. Bulgarian Journal of Agricultural Science 20(1) 101-111.


11

Andjelkovic, V., N. Kravic, V. Babic, D. Ignjatovic-Micic, Z. Dumanovic, and J. Vancetovic. 2014. Estimation of drought tolerance among maize landraces from mini-core collection. Genetika 46: 775-788.

Bouslama, M. and W. T. Schapaugh. 1984. Stress tolerance in soybean. Part 1: evaluation of three screening techniques for heat and drought tolerance. Crop Sci 24: 933-937.

BPS. 2014. Luas panen, Produksi, dan Produktivitas Komoditas Palawija. Retrieved 2 April 2015, 2013.

Ceccarelli, S., W. Erskine, J. Hamblin, and S. Grando. 1994. Genotype by Environment Interaction and International Breeding Programmes. Experimental Agriculture 30: 177-187.

Direktorat Jendral Pengolahan dan Pemasaran Hasil Pertanian. 2014. Statistik Ekspor Impor Komoditas Pertanian 2001-2013. pp. 39. Kementerian Pertanian RI, Jakarta.

El-Mohsen, A. A., M. A. El-Shafi, E. M. S. Gheith, and H. S. Suleiman. 2015. Using different statistical procedures for evaluating drought tolerance indices of bread wheat genotypes. Advance in Agriculture and Biology 4.

Faesal and Syuryawati. 2009. Kendala dan prospek pengembangan jagung pada lahan sawah tadah hujan di Sulawesi Selatan. Inovasi Teknologi Serealia Menuju Kemandirian Pangan dan Agroindustri, Maros, 29 Juli 2009.

Fernandez, G. C. J. 1992. Effective selection criteria for assessing stress tolerance. Tainan. Taiwan.

Fischer, R. and R. Maurer. 1978. Drought resistance in spring wheat cultivars. I. Grain yield responses. Australian Journal of Agricultural Research 29: 897-912.

Jafari, A., A. Paknejad, and J. Al-Ahmad. 2009. Evaluation of selection indices for drought tolerance of corn (Zea mays L.) hybrids. Int. J. Plant. Prot. 3: 33-38.

Jambormias, E. 2011. Peragaan grafis GGE-Biplot untuk evaluasi keragaan genotipe-genotipe dan perubahan lingkungan bercekaman di pulau-pulau kecil. . Universitas Pattimura.

Kasryno, F. 2002. Perkembangan produksi dan komsumsi jagung dunia selama empat dekade yang lalu dan implikasinya bagi Indonesia Makalah disampaikan pada diskusi nasional agribisnis jagung. Badan Litbang Pertanian, Bogor.

Menezes, C. B., C. A. Ticona-Benavente, F. D. Tardin, M. J. Cardoso, E. A. Bastos, D. W. Nogueira, A. F. Portugal, C. V. Santos, and R. E. Schaffert. 2014. Selection indices to identify drought-tolerant grain sorghum cultivars. Genet Mol Res 13: 9817-9827.

Mhike, X., P. Okori, C. Magorokosho, and T. Ndlela. 2012. Validation of the use of secondary traits and selection indices for drought tolerance in tropical maize (Zea mays L.). African Journal of Plant Science 6: 96-102.

Monneveux, P., C. Sa¡nchez, D. Beck, and G. O. Edmeades. 2006. Drought Tolerance Improvement in Tropical Maize Source Populations: Evidence of Progress. Crop Science 46: 180-191.

Moradi, H., G. A. Akbari, S. K. Khorasani, and H. A. Ramshini. 2012. Evaluation of drought tolerance in corn (Zea mays L.) new hybrids with using stress tolerance indices. European Journal of Sustainable Development 1: 543-559.


12

Ngugi, K., J. O. Collins, and S. Muchira. 2013. Combining, earliness, short anthesis to silking interval and yield based selection indices under intermittent water stress to select for drought tolerant maize. Australian Journal of Crop Science 7(13): 2014-2020

Simms, E. 2000. Defining tolerance as a norm of reaction. Evolutionary Ecology 14: 563-570.

Sutoro. 2012. Kajian penyediaan varietas jagung untuk lahan suboptimal. Iptek Tanaman Pangan 7(2): 108-112.

Documents

KRITERIA INDEKS TOLERAN JAGUNG TERHADAP CEKAMAN KEKERINGAN DAN NITROGEN RENDAH