Keragaman Genetik, Pertumbuhan Tanaman dan Produksi Benih Kacang Bambara (Vigna subterranea (L.) Verdc.) pada Musim Tanam Berbeda

Abstract

Bambara adalah tanaman legum yang biasa ditanam oleh petani subsisten di wilayah kering sub-Sahara Afrika. Tanaman kacang bambara hingga saat ini termasuk tanaman underultilized crop, yaitu tanaman yang kurang diperhatikan oleh pemerintah, peneliti dan perusahaan. Tidak tersedianya varietas menjadi kendala bagi peneliti untuk mengembangkan varietas unggul kacang bambara. Pemurnian galur dan karakterisasi beberapa lanras Indonesia penting dalam pengembangan kacang bambara di Indonesia. Kacang bambara memiliki banyak keragaman, baik dari warna testa, bentuk benih, bentuk polong, bentuk daun, tinggi tanaman, lebar kanopi dan lain-lain. Karakterisasi beberapa genotipe kacang bambara lanras lokal maupun luar negeri sangat penting dilakukan. Karakterisasi berdasarkan morfo-agronomi bertujuan untuk menggali informasi tentang sifat-sifat penting yang menguntungkan dan dapat dikembangkan. Analisis molekuler juga merupakan salah satu analisis penting guna memastikan bahwa terdapat perbedaan secara genetik dari setiap individu. Kacang bambara dikenal dapat beradaptasi dengan baik pada kondisi gersang. Beberapa wilayah di Indonesia memiliki curah hujan yang cukup rendah yaitu Maluku, NTT, NTB, dan Sulawesi Selatan. Sejumlah daerah di Indonesia dilaporkan memiliki tingkat kekeringan atau curah hujan yang rendah sehingga cocok untuk pengembangan kacang bambara. Kondisi kekeringan pada tanah dapat diukur dengan Normalized Difference Vegetation Index (NDVI). Pengukuran NDVI digunakan untuk mengukur kadar N pada berbagai tanaman seperti jagung dan tebu. Pengukuran NDVI diharapkan mampu memprediksi tanaman yang toleran terhadap cekaman kekeringan. Penelitian ini bertujuan untuk: (1) mengevaluasi keragaman genetik kacang bambara lanras Indonesia dan respon pertumbuhan tanaman pada dua metode budidaya, (2) mendeskripsikan karakter pertumbuhan tanaman, karakter hasil dan mutu benih kacang bambara lanras Indonesia dan galur murni koleksi CFF, (3) mengevaluasi respon pertumbuhan tanaman dan produksi benih kacang bambara lanras Indonesia pada dua musim tanam. Penelitian ini dilaksanakan di Desa Mekarmulya, Kecamatan Situraja, Kabupaten Sumedang, pada 1 Agustus hingga 29 Desember 2017. Percobaan kedua dilaksanakan di tempat yang sama pada 24 Maret hingga Juli 2018. Analisis molekuler dilaksanakan di Molecular Laboratory, Crops For the Future (CFF), Jalan Broga, Semenyih, Malaysia dari 7 Agustus hingga 22 Agustus 2019. Percobaan pertama terdiri atas dua faktor yang disusun split plot dengan faktor metode budidaya sebagai petak utama, dan faktor genotipe sebagai anak petak. Faktor metode budidaya terdiri atas dua taraf, yaitu metode budidaya petani lokal dan metode standar yang digunakan oleh CFF. Faktor genotipe terdiri atas delapan lanras lokal Indonesia yaitu Sumedang krem, Sumedang cokelat, Sumedang hitam, Gresik hitam, Gresik cokelat, Madura hitam, Tasikmalaya hitam, Sukabumi hitam. Pengamatan karakter kuantitatif dan kualitatif mengikuti deskriptor kacang bambara yang kemudian dianalisis dengan analisis cluster. Analisis cluster dilakukan berdasarkan marka morfologi, kemudian dibandingkan dengan analisis molekuler menggunakan 3 primer. Amplifikasi PCR menggunakan label M13 pada tiga primer, produk PCR selanjutnya di-running menggunakan gel agarose dan DNA fragment analysis Applied Biosystem atau dinamakan elektroforesis kapiler. Percobaan kedua terdiri atas dua faktor yang disusun split plot dengan faktor metode budidaya sebagai petak utama, dan faktor genotipe sebagai anak petak. Faktor metode budidaya terdiri atas dua taraf, yaitu metode budidaya petani lokal dan metode standar yang digunakan oleh CFF. Faktor genotipe terdiri atas 16 taraf, delapan lanras lokal (Sumedang krem, Sumedang cokelat, Sumedang hitam, Gresik hitam, Gresik cokelat gelap, Madura hitam, Tasikmalaya hitam, Sukabumi hitam) dan delapan genotipe core lines (M-14 Gresik, LUNT, Tiga Necuru, IITA 686, DodR-R II, S 19-3, Uniswa Red, Uniswa R/G) dari lembaga riset CFF (Malaysia). Kacang bambara lanras Indonesia dapat dikelompokkan menjadi tiga kelompok berdasarkan marka morfologi. Kelompok 1 terdiri atas Sumedang krem dan Sumedang cokelat, kelompok 2 terdiri atas Sumedang hitam dan Tasikmalaya hitam, sedangkan kelompok 3 terdiri atas Sukabumi hitam, Gresik cokelat, Gresik hitam dan Madura hitam. Kelompok 1 dan 3 menunjukkan perbedaan jarak yang paling jauh. Tingkat kemiripan antar kelompok yang tinggi (81.87%) menunjukkan rendahnya keragaman genetik kacang bambara lanras Indonesia. Pembagian lanras berdasarkan warna testa menunjukkan perbedaan pada lanras Sumedang hitam yang berbeda dengan Sumedang krem dan cokelat, sedangkan pada lanras Gresik, perbedaan warna testa tidak terlihat. Terdapat kecenderungan persamaan antara lanras Gresik hitam dan Madura hitam berdasarkan marka morfologi dan molekuler (SSR). Penggunaan elektroforesis kapiler pada analisis molekuler dapat menunjukkan polimorfisme antar lanras dan dalam lanras. Faktor metode budidaya berpengaruh pada lebar kanopi, bobot polong basah per plot, panjang benih dan lebar benih pada musim 2. Ukuran benih (panjang dan lebar) pada musim 1 nyata lebih tinggi daripada musim 2. Ukuran benih pada metode petani nyata lebih tinggi daripada metode CFF di musim 2. Penggunaan pupuk kandang pada metode petani diduga mempengaruhi ketersediaan air pada saat pengisian polong sehingga pengisian polong lebih optimal. Nilai NDVI tidak sepenuhnya berkorelasi dengan bobot polong. Budidaya kacang bambara pada musim 1 (total curah hujan 882 mm) menghasilkan polong yang lebih banyak dibandingkan musim 2 (total curah hujan 454.7 mm). Waktu berkecambah, periode muncul bunga, dan umur panen musim tanam 2 lebih cepat dibandingkan musim tanam 1. Genotipe yang memiliki umur panen cepat yaitu Tiga Necuru (99.2 hari), Gresik hitam (107.3 hari), Madura (105 hari), Sukabumi hitam (105 hari) dan DodR-R II (106.2 hari) pada musim tanam 2. Perbedaan musim tanam tidak berpengaruh nyata terhadap produksi benih, perbedaan nyata hanya terdapat pada faktor genotipe. Produksi benih tertinggi yaitu genotipe Sukabumi hitam (2.52 ton ha-1) yang berbeda nyata dengan tujuh genotipe lain. Beberapa galur koleksi CFF menunjukkan produktivitas polong kering yang cukup tinggi, diantaranya Uniswa R/G, S 19-3 dan DodR R-II.