Penelitian dilaksanakan di Desa Jati, Kecamatan Jaten, Kabupaten Karanganyar dan Laboratorium Biokimia dan Kimia Pangan, Fakultas Pertanian Universitas Sebelas Maret pada bulan April-Juli 2019. Metode penelitian yang digunakan adalah percobaan lapang dengan menanam benih padi hitam varietas lokal asal Boyolali dan Bantul generasi M2 dengan perlakuan iradiasi dosis 200 Gy dan tanpa iradiasi. Variabel yang diamati meliputi Indeks Luas Daun, Bobot Daun Khas, Laju Pertumbuhan Tanaman, Laju Asimilasi Bersih, Tinggi Tanaman, Jumlah Anakan Total, Jumlah Anakan Produktif, Jumlah Gabah Isi per Malai, Bobot 100 Biji, Bobot Gabah per Rumpun, Indeks Kelebatan Malai dan Kandungan Serat Kasar. Data yang diperoleh dianalisis secara deskriptif dan dilanjutkan dengan uji T. Untuk mengetahui hubungan korelasi antara komponen hasil dan hasil, dilakukan analisis korelasi antar karakter menggunakan program SPSS.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa tanaman padi hitam hasil iradiasi sinar gamma 200 Gy generasi M3 varietas lokal asal Boyolali dan Bantul memiliki karakter morfo-fisiologi yang berbeda dengan tanaman kontrol. Padi hitam hasil iradiasi sinar gamma memiliki rata-rata hasil lebih rendah dibandingkan kontrol. Beras hitam hasil iradiasi sinar gamma 200 Gy varietas lokal asal Bantul memiliki kandungan serat kasar lebih tinggi dibandingkan kontrol.