SKRIPSI

ADAPTASI DAN STABILITAS HASIL GENOTIPE JAGUNG HIBRIDA DENGAN UJI MULTILOKASI DI JAWA TENGAH

Oleh Widya Kartika Laksmawati

H0713193

PROGRAM STUDI AGROTEKNOLOGI FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA

AGUSTUS 2017

ii

ADAPTASI DAN STABILITAS HASIL GENOTIPE JAGUNG HIBRIDA DENGAN UJI MULTILOKASI DI JAWA TENGAH

SKRIPSI

untuk memenuhi sebagian persyaratan guna memperoleh derajat Sarjana Pertanian

di Fakultas Pertanian Universitas Sebelas Maret

Oleh Widya Kartika Laksmawati

H0713193

PROGRAM STUDI AGROTEKNOLOGI

FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA AGUSTUS 2017

iii

z

iv

v

PERNYATAAN

Dengan ini saya Nama: Widya Kartika Laksmawati NIM: H0713193

Program Studi: Agroteknologi menyatakan bahwa dalam skripsi saya yang

berjudul “ADAPTASI DAN STABILITAS HASIL GENOTIPE JAGUNG HIBRIDA

DENGAN UJI MULTILOKASI DI JAWA TENGAH” ini tidak terdapat karya yang

pernah diajukan untuk memperoleh gelar akademik dan sepanjang pengetahuan

penulis juga tidak ada unsur plagiarisme, falsifikasi, fabrikasi karya, data, atau

pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh penulis lain, kecuali yang

secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.

Pernyataan ini saya buat dengan sebenar-benarnya dan apabila

dikemudian hari terbukti ada penyimpangan dari pernyataan tersebut, maka saya

bersedia menerima sanksi sesuai ketentuan yang berlaku.

Surakarta, Agustus 2017

Yang menyatakan

Widya Kartika Laksmawati NIM. H0713193

vi

KATA PENGANTAR

Puji syukur senantiasa penulis panjatkan kepada Allah SWT yang telah

memberikan segala rahmat, hidayah, inayah dan petunjuk serta berbagai

kemudahan-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian dan

penyusunan skripsi dengan judul “ADAPTASI DAN STABILITAS HASIL

GENOTIPE JAGUNG HIBRIDA DENGAN UJI MULTILOKASI DI JAWA

TENGAH ”. Penyusunan skripsi ini bertujuan untuk memenuhi sebagian

persyaratan guna memperoleh derajat Sarjana Pertanian di Fakultas Pertanian

Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Dalam penyusunan skripsi penulis mendapatkan bantuan, bimbingan,

arahan dan dukungan dari berbagai pihak. Untuk itu, pada kesempatan ini

penulis mengucapkan terima kasih kepada:

1. Dosen pembimbing utama, pembimbing pendamping serta pembahas yang

telah memberikan arahan, bimbingan dan saran dalam pelaksanaan

penelitian dan penulisan skripsi

2. Orang tua, kerabat dan teman-teman yang selalu mendukung dan memberi

dorong untuk menyelesaikan skripsi ini

Penulis selalu berusaha membuat karya ini dengan baik, saran dan

masukan selalu diharapkan untuk membuat karya ini lebih baik lagi. Penulis

berharap semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi penulis khususnya dan

memberikan wawasan untuk memajukan dunia pertanian pada umumnya.

Surakarta, Agustus 2017

Penulis

vii

DAFTAR ISI

Halaman

PERNYATAAN .................................................................................................. v

KATA PENGANTAR .......................................................................................... vi

DAFTAR ISI ....................................................................................................... vii

DAFTAR TABEL ................................................................................................ ix

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ x

RINGKASAN ..................................................................................................... xi

SUMMARY ........................................................................................................ xiii

I. PENDAHULUAN .......................................................................................... 1

A. Latar Belakang ......................................................................................... 1

B. Perumusan Masalah ................................................................................. 3

C. Tujuan Penelitian ..................................................................................... 3

II. TINJAUAN PUSTAKA .................................................................................. 4

A. Jagung (Zea mays L.) dan Jagung Hibrida ............................................... 4

B. Syarat Tumbuh Jagung ............................................................................. 5

C. Adaptasi dan Stabilitas Tanaman ............................................................. 6

D. Metode Statistik untuk Identifikasi Adaptasi dan Stabilitas Tanaman ........ 7

III. METODE PENELITIAN ................................................................................. 10

A. Tempat dan Waktu.................................................................................... 10

B. Bahan dan Alat Penelitian ......................................................................... 10

C. Perancangan Penelitian ............................................................................ 10

D. Pelaksanaan Penelitian ............................................................................ 11

F. Pengamatan Peubah ................................................................................ 12

G. Analisis Data ............................................................................................ 14

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ......................................................................... 15

A. Kondisi Umum .......................................................................................... 15

B. Tinggi Tanaman ........................................................................................ 15

C. Tinggi Letak Tongkol ................................................................................ 18

D. Berat 1000 Biji .......................................................................................... 20

E. Rendemen Biji .......................................................................................... 22

F. Berat Tongkol Panen ................................................................................ 24

G. Hasil Panen .............................................................................................. 28

H. Uji Korelasi antara Pertumbuhan,

Komponen Hasil dan Hasil Panen ............................................................ 29

I. Interaksi Genotipe dengan Lingkungan..................................................... 30

viii

J. Adaptasi dan Stabilitas Hasil ..................................................................... 31

V. KESIMPULAN DAN SARAN .......................................................................... 35

A. Kesimpulan ............................................................................................... 35

B. Saran ........................................................................................................ 35

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

ix

DAFTAR TABEL

Nomor Judul Halaman

1. Rata-rata tinggi tanaman (cm) dari 8 genotipe jagung hibrida pada

4 lokasi penelitian ....................................................................................... 16

2. Rata-rata tinggi letak tongkol (cm) dari 8 genotipe jagung hibrida pada 4 lokasi penelitian .......................................................................................... 18

3. Rata-rata berat 1000 biji (g) dari 8 genotipe pada 4 lokasi penelitian .......... 21

4. Rata-rata rendemen biji (%) dari 8 genotipe pada 4 lokasi penelitian .......... 23

5. Rata-rata berat tongkol panen (kg) dari 8 genotipe pada 4 lokasi

penelitian .................................................................................................... 25

6. Rata-rata hasil panen (ton/ha) dari 8 genotipe pada 4 lokasi penelitian ...... 27

7. Hasil Uji Korelasi antara Pertumbuhan, Komponen Hasil

dan Hasil Panen ......................................................................................... 29

8. Hasil analisis ragam pada keempat lokasi uji .............................................. 30

9. Rata-rata hasil koefisien keragaman, nilai ragam lingkungan, koefisien regresi dan simpangan regresi .................................................................... 31

10. Kriteria tiga analisis stabilitas ...................................................................... 33

x

DAFTAR GAMBAR

Nomor Judul Halaman

1 . Gambaran umum pola genotip yang diperoleh ketika koefisien

regresi genotip diplotkan terhadap rata-rata hasil genotip, diadaptasi

dari Finlay dan Wilkinson (1963) ................................................................. 8

2. Interpretasi parameter regresi bi dan Sd2 ................................................. 8

3. Rata-Rata Tinggi Tanaman Delapan Genotipe Jagung ................................. 17

4. Rata-Rata Tinggi Tanaman pada Keempat Lokasi Penelitia ......................... 17

5. Rata-Rata Tinggi Letak Tongkol Delapan Genotipe Jagung Hibrida ............. 19

6. Rata-Rata Tinggi Letak Tongkol Keempat Lokasi Penelitian ......................... 20

7. Rata-Rata Tinggi Letak Tongkol Delapan Genotipe Jagung Hibrida ............. 21

8. Rata-Rata Tinggi Letak Tongkol Keempat Lokasi Penelitian ......................... 22

9. Rata-Rata Tinggi Letak Tongkol Delapan Genotipe Jagung Hibrida .............. 23

10. Rata-Rata Tinggi Letak Tongkol Keempat Lokasi Penelitian ........................ 24

11. Rata-Rata Tinggi Letak Tongkol Delapan Genotipe Jagung Hibrida ............ 26

12. Rata-Rata Tinggi Letak Tongkol Keempat Lokasi Penelitian ........................ 25

13. Hubungan antara Koefisien regresi dengan Rata-Rata Hasil

Berdasarkan Finlay dan Wilkinson ............................................................... 33

14. Interpretasi paramer koefisien regresi dan simpangan regresi

Becker dan Leon .......................................................................................... 33

xi

DAFTAR LAMPIRAN

Nomor Judul Halaman

1. Analisis Ragam pada Keempat Lokasi Uji .................................................... 39

2. Analisis Ragam Lokasi Karangrayung, Grobogan ........................................ 41

3. Analisis Ragam Lokasi Teras, Boyolali ........................................................ 42

4. Analisis Ragam Lokasi Kumpulsari, Purworejo ........................................... 43

5. Analisis Ragam Lokasi Prambanan, Klaten................................................. 44

6. Dokumentasi ............................................................................................... 45

xii

RINGKASAN

ADAPTASI DAN STABILITAS HASIL GENOTIPE JAGUNG HIBRIDA DENGAN UJI MULTILOKASI DI JAWA TENGAH. Skripsi: Widya Kartika Laksmawati (H0713193). Pembimbing: Retna Bandriyati Arni Putri, Ahmad Yunus dan Sukaya. Program Studi Agroteknologi, Fakultas Pertanian Universitas Sebelas Maret (UNS) Surakarta.

Jagung merupakan sumber bahan pangan penting setelah beras di Indonesia. Kebutuhan jagung dalam negeri terus meningkat. Produksi jagung dalam negeri masih belum dapat memenuhi kebutuhan jagung dalam negeri sehingga pemerintah melakukan impor. Nilai impor jagung tercatat dalam data BPS tahun 2016 menunjukkan bahwa pada bulan Agustus 2016 impor jagung menduduki nilai tertinggi yaitu sebesar 46.571.550kg setelah diikuti beras sebesar 38.490.002kg. Upaya untuk menanggulanginya perlu dilakukan perakitan varietas unggul berdaya hasil tinggi seperti varietas jagung hibrida. Varietas jagung hibrida tersebut harus memiliki kemampuan adaptasi dan stabilitas yang baik sehingga mampu tumbuh optimum didaerah budidayanya. Kemampuan adaptasi adalah kemampuan suatu genotip untuk tetap hidup dan melakukan perkembangbiakan dalam keadaan lingkungan yang beragam. Stabilitas hasil merupakan karakter yang diwariskan melalui daya sangga populasi yang secara genetik heterogen. Sesuai dengan peraturan mentri pertanian nomor 61/Permentan/OT.140/10/2011 bab II pasal 4 bahwa tanaman semusim hasil pemuliaan perlu dilakukan uji kemampuan adaptasi. Informasi kemampuan adaptasi dan stabilitas hasil dari calon varietas merupakan salah satu syarat dalam pelepasan suatu varietas di Indonesia. Kemampuan adaptasi dan stabilitas suatu genotipe dapat diketahui melalui uji multilokasi. Penelitian ini dilakukan adaptabilitas dan stabilitas delapan genotipe jagung hibrida baru pada empat lokasi percobaan di Jawa Tengah.

Penelitian ini dilakukan dengan uji multilokasi pada empat lokasi di Jawa Tengah yaitu Grobogan, Boyolali, Purworejo dan Klaten. Genotipe jagung hibrida yang digunakan yaitu ADV777, P35, NK28, PACER, PAC132, PAC139, PAC164 dan PAC196. Rancangan yang digunakan yaitu rancangan acak lengkap (RAKL) dengan empat kali ulangan. Variabel pengamatan meliputi tinggi tanaman, tingi letak tongkol, berat 1000 biji, rendemen biji, berat tongkol panen, hasil panen, adaptasi dan stabilitas. Penentuan kriteria kemampuan adaptasi dan stabilitas menggunakan tiga model yaitu Francis dan Kannenberg (1978), Finlay dan Wilkinson (1963) serta Eberharrt dan Russell (1966).

Hasil penelitian meunjukkan lokasi Grobogan memiliki hasil rata-rata tinggi tanaman dan presentase rendemen biji tertinggi dibandingkan ketiga lokasi lainnya yaitu 240,81cm dan 83,56%. Tinggi letak tongkol pada kedelapan genotipe pada keempat lokasi penelitian berkisar antara 56,60-113,00cm. Lokasi Klaten memiliki berat 1000 biji tertinggi yaitu sebesar 439,29g sementara lokasi Purworejo memiliki berat 1000 biji terrendah sebesar 322,25g. Berat tongkol panen delapan genotipe diatas berkisar antara 5,75-10,67kg. NK28 memiliki berat tongkol panen terbesar, yaitu 8,95kg dan berbeda nyata dengan PAC139. Lokasi Klaten memiliki berat tongkol panen tertinggi dari ketiga lokasi lain yaitu sebesar 9,35kg. Lokasi Boyolali dan Purworejo dikatakan kurang produktif karena memiliki nilai indeks lingkungan -0,9 hinga -1,1 sedangkan lokasi Grobogan produktif dengan indeks lingkungan 1,6. Lokasi Grobogan memiliki rata-rata hasil 10,18ton/ha, hasil tersebut lebih tinggi dan berbeda nyata dari rata-rata hasil di lokasi Boyolali (7,69ton/ha) dan Purworejo (7,46ton/ha). Berat tongkol panen, rendemen biji dan berat 100 biji merupakan indikator yang mempengaruhi hasil. Uji korelasi meunjukkan adanya korelasi positif antara berat

xiii

tongkol panen dengan hasil. Berdasarkan analisis ragam menunjuukan bahwa perbedaan lokasi dan genotipe memberikan pengaruh yang signifikan sedangkan pada interaksi genotipe dengan lingkungan tidak signifikan. Kemampuan adaptasi dan stabilitas hasil dapaat diukur melalui koefisien keragaman genotipe, koefisien regresi, nilai ragam lingkungan dan simpangan regresi. Francis dan Kannenberg (1978) menyatakan bahwa semakin kecil nalai koefisien keragaman genotipe dan nilai ragam lingkungan suatu genotipe maka semakin tinggi tingkat kestabilannya. PACER, PAC132, PAC164 dan PAC196 menunjukkan nilai koefisien keragaman genotipe yaitu masing-masing 9,19%; 6,45%; 19,13%; 7,77% dan nilai ragam lingkungan masing-masing 0,58; 0,33; 0,70; 0,49. Finaly dan Wilkinson (1963) suatu genotipe yang memiliki koefisien regresi sama dengan 1 dan rata-rata hasil lebih tinggi dari rata-rata total dapat dinyatakan sebagai genotipe stabil dengan kemampuan adaptasi tinggi di semua lingkungan. Genotipe yang memiliki koefisien regresi sama dengan 1 dan rata-rata hasil lebih rendah dari rata-rata total dapat dinyatakan sebagai genotipe stabil dengan kemampuan adaptasi rendah di semua lingkungan. Eberhart dan Russell (1966) menyatakan bahwa suatu genotipe dinyatakan stabil apabila memiliki nilai koefisien regresi mendekati 1 dan nilai simpangan regresi mendekati 0. Analisis adaptasi dan stabilitas pada model Francis dan Kannenberg, Finlay-Wilkinson dan Eberhart-Russell menunjukkan bahwa PAC132 merupakan genotipe yang stabil serta memiliki kemampuan adaptasi yang tinggi di semua lingkungan. PACER, PAC164 dan PAC196 juga dinyatakan stabil pada ketiga model analisis tetapi memiliki kemampuan adaptasi yang rendah di semua lingkungan.

xiv

SUMMARY

ADAPTABILITY AND YIELD STABILITY OF HYBRID MAIZE GENOTYPE WITH MULTILOCATION TRIAL IN CENTRAL JAVA. Thesis-S1: Widya Kartika Laksmawati (H0713193). Advisor: Retna Bandriyati Arni Putri, Ahmad Yunus and Sukaya. Agrotechnology Study Program, Faculty of Agriculture, Universitas Sebelas Maret (UNS) Surakarta.

Maize is an important source of food after rice in Indonesia. Domestic maize demand continues to increase. Domestic maize production is still unable to meet domestic maize demand so the government do imports. The number of maize imports recorded in the 2016 BPS data indicates that in August 2016, maize imports occupied the highest value of 46,571,550kg after followed by rice of 38,490,002kg. Attempts to address them is need to be assembled of high yielding varieties such as hybrid maize varieties. Hybrid maize varieties must have a good ability of adaptation and good yield stability so as to grow optimum in the area of cultivation. Adaptability is the ability of a genotype to stay alive and breed in diverse environmental conditions. The yield stability is a character inherited through the genetically heterogeneous population by heterogen genetical. In accordance with the regulation of Minister of Agriculture No. 61 / Permentan / OT.140 / 10/2011 Chapter II Article 4 said that annual crops of breeding results need to be tested for adaptation ability. Information on adaptability and stability of the results of varietal candidates is one of the requirements in the variety releasing in Indonesia. The adaptability and stability of a genotype can be determined through multilocation trial. This research is carried out the adaptability and stability of eight new hybrid maize genotypes at four experimental sites in Central Java.

This research was conducted by multilocation trials at four locations in Central Java namely Grobogan, Boyolali, Purworejo and Klaten. The hybrid maize genotypes used are ADV777, P35, NK28, PACER, PAC132, PAC139, PAC164 and PAC196. The design used was randomized complete design with four replications. Observation variables included plant height, cobs height, weight of 1000 seeds, yield of seeds, cob harvest weight, yield, adaptation and stability. The determination of adaptation and stability criteria uses three models are Francis and Kannenberg (1978), Finlay and Wilkinson (1963) and Eberharrt and Russell (1966).

The results show that Grobogan has the highest average of plant height and grain yield percentage compared to the other location of 240,81cm and 83,56%. The height of the cobs on the eight genotypes at the four study sites ranged from 56.60-113.00cm. Klaten site has the highest 1000 seed weight of 439,29g while Purworejo location has the lowest weight of 1000 seeds of 322.25g. The weight of cobs of eight genotypes above ranged from 5.75 to 10.67 kg. NK28 has the largest harvest cob weight, which is 8.95kg and significantly different with PAC139. Klaten site has the highest harvest cob weight from the other three locations of 9.35 kg. The location of Boyolali and Purworejo is said to be less productive because it has an environmental index value of -0.9 hinga -1.1 while Grobogan is productive with an environmental index of 1.6. Grobogan site has an average yield of 10.18 tons ha, the result is the highest and significantly different from the average yield at Boyolali (7.69tons/ha) and Purworejo (7.46tons/ha). The weight of the cob harvest, the yield of seeds and the weight of 100 seeds are the indicators that affect the results. The correlation test showed a positive correlation between harvested cob weight and yield. According to variance analysis showed that the diferrences og genotype and location give a significant effect but the interaction among genotype and environdemnt is not

xv

significant. Adaptability and yield stability can be measured through genotipic coefficient of variance, regression coefficients, environmental variety values and regression deviations. Francis and Kannenberg (1978) stated that the smaller the genotipic coefficient of variance and the environmental variety value is means a genotype have a high stability level. PACER, PAC132, PAC164 and PAC196 showed genotipic coefficient of variance values of 9.19%; 6.45%; 19.13%; 7,77% and environmental variety value 0,58; 0.33; 0.70; 0.49. Finaly and Wilkinson (1963) a genotype that has a regression coefficient equal to 1 and a higher mean yield than the total average can be expressed as a stable genotype with high adaptability in all environments. Genotypes which having a regression coefficient equal to 1 and average yields lower than the total mean can be expressed as stable genotypes with low adaptability in all environments. Eberhart and Russell (1966) stated that a genotype is stable if it has a coefficient value of regression close to 1 and the regression deviation value is close to 0. Analysis of adaptation and stability in Francis and Kannenberg, Finlay-Wilkinson and Eberhart-Russell models shows that PAC132 is a genotype Is a stable genotype and has high adaptability in all environments. PACER, PAC164 and PAC196 are also stable in all three models of analysis but have low adaptability in all environments.