tinjauan pustaka

3
TINJAUAN PUSTAKA
Botani Jagung
Taksonomi jagung yang dikutip dari Rubatzky dan Yamaguchi (1998)
adalah sebagai berikut:
Kingdom
: Plantae
Divisi
: Spermatophyta
Kelas
: Monocotyledone
Ordo
: Poates
Famili
: Gramineae
Sub famili
: Myadeae
Genus
: Zea
Spesies
: Zea mays L.
Jagung merupakan tanaman monokotil semusim iklim panas dengan
bunga jantan dan bunga betina terletak dalam satu pohon (monoecius), tetapi
terletak terpisah satu sama lain (Rubatzky dan Yamaguchi, 1998). Bunga jantan
(tassel) tumbuh di ujung batang utama (titik tumbuh apikal), sedangkan bunga
betina (cob) tumbuh dari titik tumbuh lateral (Paliwal, 2000).
Genotipe jagung yang mempunyai batang kuat memiliki lebih banyak
lapisan jaringan sklerenkim berdinding tebal di bawah epidermis batang dan
sekeliling pembuluh vaskular (Paliwal, 2000). Jumlah daun umumnya berkisar
antara 10 - 18 helai. Waktu munculnya daun hingga daun terbuka sempurna
berkisar 3 - 4 hari setiap daun.Tanaman jagung di daerah tropis mempunyai
jumlah daun relatif lebih banyak dibanding di daerah beriklim sedang (Paliwal,
2000).
Akar jagung berfungsi sebagai penunjang struktur batang, menyerap air
dan unsur hara dari dalam tanah. Sistem perakaran jagung merupakan sistem
perakaran serabut yang terdiri atas akar seminal, akar adventif, dan akar kait atau
penyangga. Akar seminal merupakan akar yang berkembang dari radikula embrio.
Pertumbuhan akar seminal akan melambat setelah plumula muncul ke permukaan
tanah. Akar adventif adalah akar yang semula berkembang dari buku di ujung
mesokotil yang kemudian berkembang dari tiap buku secara berurutan dan terus
4
ke atas antara 7 - 10 buku. Akar adventif tunbuh di bawah permukaan tanah dan
berkembang menjadi serabut akar tebal. Akar adventif berperan dalam
pengambilan air dan hara. Akar kait atau penyangga adalah akar adventif yang
muncul pada dua atau tiga buku di atas permukaan tanah. Fungsi dari akar
adventif adalah menjaga tanaman agar tetap tegak membantu penyerapan hara dan
air (Subekti et al., 2007).
Tanaman jagung merupakan tanaman protandry, dimana pada sebagian
besar varietas, bunga jantannya muncul (anthesis) 1 - 3 hari sebelum rambut
bunga betina muncul (silking). Serbuk sari (polen) terlepas mulai dari spikelet
yang terletak pada spika bagian tengah, 2 - 3 cm dari ujung malai kemudian turun
ke bawah. Satu bulir anthera melepas 15 - 30 juta serbuk sari.
Tanaman jagung mempunyai satu atau dua tongkol, tergantung varietas.
Tongkol jagung diselimuti oleh daun kelobot. Tongkol jagung yang terletak pada
bagian atas umumnya lebih dahulu terbentuk dan lebih besar dibanding yang
terletak pada bagian bawah. Setiap tongkol terdiri atas 10 - 16 baris biji yang
jumlahnya selalu genap sampai masak fisiologis (Subekti et al., 2007).
Biji jagung terdiri atas tiga bagian utama, yaitu (1) pericarp, berupa lapisan
luar yang tipis, berfungsi melindungi embrio dari organisme pengganggu dan
kehilangan air, (2) endosperm, sebagai cadangan makanan, mencapai 75% dari
bobot biji yang mengandung 90% pati dan 10% protein, mineral, minyak, dan
lainnya, dan (3) embrio, sebagai miniatur tanaman yang terdiri atas plumula, akar
radikal, dan koleoptil (Hardman and Gunsolus 1998).
Syarat Tumbuh
Tinggi tanaman jagung dapat mencapai 1.5 – 3.5 meter dalam beberapa
minggu. Jagung dapat tumbuh baik pada suhu 30 – 47 oC dengan kelembaban
sedang (40 – 50 %) dan pH sekitar 5.5 - 7.0. Jagung baik dibudidayakan pada
daerah tropis (latitude 0 – 55 o) dengan altitude 0 - 12 000 meter di atas
permukaan laut (dpl). Jagung dapat tumbuh selama 42 hingga 150 hari (White
and Johnson, 2003).
5
Lingkungan
tumbuh
tanaman
jagung
perlu
diperhatikan
untuk
mendapatkan produksi maksimal. Untuk menghasilkan benih jagung dengan mutu
yang tinggi diusahakan agar tanaman dapat dipanen pada kondisi tidak ada hujan,
sehingga pola curah hujan di wilayah pengembangan produksi benih perlu
diidentifikasi. Hasil penelitian Arief dan Saenong. (2003) di Bone, Sulawesi
Selatan, menunjukkan bahwa benih jagung yang dipanen lebih awal atau lambat
mempunyai viabilitas yang menurun dengan cepat.
Benih
Struktur benih dan biji sama, yaitu kulit benih, cadangan makanan dan
embrio, secara fungsional benih dan biji berbeda. Benih adalah sarana produksi
untuk menghasilkan pertanaman sehingga benih harus hidup. Benih yang bermutu
harus melalui kegiatan pengolahan seperti pengeringan, pembersihan, pemilahan
dan penyimpanan, sedangkan biji merupakan bahan tanam dari suatu tanaman dan
tidak ditujukan untuk menghasilkan pertanaman. Biji digunakan dalam industri,
seperti industri makanan dan pakan ternak (Sadjad, 2006).
Mutu Benih
Sadjad (1992) menyatakan bahwa benih yang memiliki mutu fisik tinggi
merupakan benih yang bersih dari kotoran, serta seragam dalam bentuk, ukuran,
warna dan berat jumlah per volume. Benih bermutu fisik tinggi harus bebas dari
hama penyakit sehingga benih perlu diberikan perlakuan dengan bahan kimia
(pestisida). Untuk mempertinggi mutu fisik benih diberikan pewarna, aroma serta
mengemas benih dengan kemasan yang cantik.
Viabilitas adalah mutu fisiologis benih yang ditujukkan oleh kemampuan
berkecambah dan vigor benih. Daya berkecambah mencerminkan kemampuan
benih untuk tumbuh dan berkembang menjadi tanaman normal pada kondisi
lingkungan yang optimum. Vigor benih mencerminkan kemampuan benih untuk
tumbuh dan berkembang menjadi tanaman normal pada kondisi lingkungan
suboptimum atau berkembang di atas normal pada kondisi lingkungan optimum
(Sadjad, 1992).
6
Mutu genetik benih menunjukkan keragaman benih dalam sifat genetik.
Campuran kotoran pada benih mengakibatkan turunnya mutu genetik benih
karena benih yang tercampur kotoran tumbuh tidak seragam apabila ditanam di
lapangan akibat kontaminasi kotoran (Sadjad, 1992). Pemilihan varietas sangat
mempengaruhi mutu genetik benih karena karakteristik tertentu dari tetua dapat
diturunkan melalui perkawinan silang balik (Justice dan Bass, 2002).
Benih Inbrida dan Benih Hibrida Jagung
Benih
inbrida
merupakan
benih
tetua
yang
memiliki
tingkat
homozigositas sangat tinggi. Benih inbrida jagung diperoleh melalui penyerbukan
sendiri (selfing) atau melalui persilangan antar saudara. Inbrida jagung dapat
dibentuk
menggunakan
bahan dasar varietas bersari bebas atau komposit
dan inbrida lain. Pembentukan benih inbrida dari varietas bersari bebas atau
hibrida dilakukan melalui seleksi tanaman (Takdir et al., 2007).
Varietas hibrida merupakan generasi pertama (F1) hasil persilangan antara
tetua berupa galur inbrida atau varietas bersari bebas yang berbeda genotipe. Hal
yang perlu dilakukan dalam pemuliaan varietas hibrida adalah pembuatan galur
inbrida, yakni galur tetua yang homozigot melalui silang dalam (inbreeding) pada
tanaman menyerbuk silang. Dalam pembuatan varietas hibrida dua galur yang
homozigot disilangkan dan diperoleh generasi F1 yang heterozigot, kemudian
ditanam sebagai varietas hibrida (Takdir et al., 2007). Bagan persilangan untuk
mendapatkan tanaman hibrida secara sederhana dapat dilihat pada Gambar 1
Inbrida A
x
Inbrida B
Inbrida C
x
Inbrida D
Hibrida
Silang tunggal
CxD
Hibrida
Silang tunggal
AxB
Hibrida
Silang ganda
(A x B) x (C x D)
Gambar 1. Pembentukan Hibrida Silang Tunggal dan Silang Ganda
7
Disamping memiliki hasil yang tinggi, hibrida silang tunggal lebih
seragam dan produksi benihnya relatif lebih mudah dibandingkan dengan hibrida
silang tiga dan silang ganda. Namun demikian, hibrida silang tunggal memiliki
stabilitas penampilan yang lebih rendah dibandingkan dengan hibrida silang ganda
(Sprague dan Dudley, 1988). Berdasarkan hasil penelitian Idris (2005),
penanaman generasi kedua (F2) hibrida silang tunggal akan menurunkan hasil
pertanaman 15 – 20 %, kemudian silang puncak (top cross) dan silang tiga jalur
(three way cross) akan berkurang hingga 10 %.
Produksi Benih Hibrida Jagung
Produksi benih membutuhkan perhatian khusus. Hal tersebut dikarenakan
terdapat perbedaan hasil benih hibrida pada daerah penanaman yang berbeda.
Dalam produksi benih, dilakukan isolasi jarak minimal 201 m dan pemotongan
bunga jantan pada tetua betina (detasseling) untuk mendapatkan kemurnian benih
hingga 99 % atau lebih (White dan Johnson, 2002).
Rasio tanaman tetua inbrida untuk produksi hibrida umumnya berada
dalam pengawasan pemulia. Saran untuk rasio penanaman baris tetua betina dan
jantan harus berasal dari pemulia. Hal tersebut bertujuan untuk menjamin serbuk
sari tetua jantan cukup membuahi tetua betina. Rasio yang digunakan untuk tetua
betina dan jantan pada produksi benih beberapa varietas jagung hibrida adalah 4 :
2 atau 4 : 1 (Gambar 2).
♂ ♀ ♀ ♀ ♀ ♂ ♀ ♀ ♀ ♀ ♂
♂ ♂ ♀ ♀ ♀ ♀ ♂ ♂ ♀ ♀ ♀ ♀ ♂ ♂
♂ ♀ ♀ ♀ ♀ ♂ ♀ ♀ ♀ ♀ ♂
♂ ♂ ♀ ♀ ♀ ♀ ♂ ♂ ♀ ♀ ♀ ♀ ♂ ♂
♂ ♀ ♀ ♀ ♀ ♂ ♀ ♀ ♀ ♀ ♂
♂ ♂ ♀ ♀ ♀ ♀ ♂ ♂ ♀ ♀ ♀ ♀ ♂ ♂
♂ ♀ ♀ ♀ ♀ ♂ ♀ ♀ ♀ ♀ ♂
♂ ♂ ♀ ♀ ♀ ♀ ♂ ♂ ♀ ♀ ♀ ♀ ♂ ♂
♂ ♀ ♀ ♀ ♀ ♂ ♀ ♀ ♀ ♀ ♂
♂ ♂ ♀ ♀ ♀ ♀ ♂ ♂ ♀ ♀ ♀ ♀ ♂ ♂
♂ ♀ ♀ ♀ ♀ ♂ ♀ ♀ ♀ ♀ ♂
♂ ♂ ♀ ♀ ♀ ♀ ♂ ♂ ♀ ♀ ♀ ♀ ♂ ♂
(a)
(b)
Keterangan : ♂ : Tanaman Induk Jantan
♀ : Tanaman Induk Betina
Gambar 2. Sketsa Petak Penanaman Jagung Rasio Penanaman 4:1 (a) dan 4:2 (b)
8
Gambar 2 menunjukkan posisi baris tetua jagung pada lahan produksi.
Penanaman rasio 4 : 1 berati setiap empat baris tanaman tetua betina diselingi
satu baris tanaman tetua jantan. Rasio 4 : 2 berati setiap empat baris tanaman tetua
betina diselingi 2 baris tetua jantan. Rasio penanaman 4 : 2 lebih menguntungkan
dalam produksi polen karena jumlah tanaman induk jantan lebih banyak sehingga
tongkol jagung yang dihasilkan lebih rapat dibandingkan penanaman rasio 4 : 1,
tetapi jumlah tongkol yang dihasilkan pada penanaman rasio 4 : 2 lebih rendah
dibandingkan rasio 4 : 1 (White dan Johnson, 2003).
Sistem Bedengan
Penggunaan sistem bedengan dapat mengurangi penggenangan air dilahan
pada musim hujan. Kondisi ini dapat membantu fase perkecambahan tanaman,
khususnya pada tanaman serealia yang sangat sensitif terhadap genangan air
(Bakker et al., 2005). Dalam penelitian Bakker et al (2007) menambahkan
mengenai sistem bedengan, bahwa 11 dari 28 eksperimennya pada tanaman
serealia memiliki produktivitas yang lebih tinggi dibandingkan dengan tanaman
kontrol tanpa menggunakan bedengan.
Pengolahan lahan dapat meningkatkan produksi jagung dan menurunkan
penggunaan material kimia pada pertanaman jagung (Tawainga et al., 2000).
Ortega et al. (2000) menyatakan bahwa penggunaan bedengan dapat
meningkatkan efisiensi nitrogen sebanyak 3 % dan penyerapan nitrogen sebanyak
10 %. Sharma (2003), menambahkan bahwa penggunaan bedengan dapat
meningkatkan aerasi pada zona perakaran, menjaga kelembaban tanah dan dapat
menurunkan aliran permukaan (run off) saat musim hujan dan mencegah
terjadinya genangan air yang menyebabkan kelembaban terlalu tinggi.
Pemupukan
Pemupukan merupakan salah satu tindakan pemeliharaan tanaman yang
berpengaruh besar terhadap pertumbuhan dan produksi tanaman. Dalam
pemupukan terdapat beberapa hal yang harus diperhatikan, yaitu tanaman yang
akan dipupuk, jenis tanah yang akan dipupuk, jenis pupuk yang akan digunakan,
9
dosis pupuk yang diberikan, cara aplikasi, dan waktu pemupukan (Hardjowigeno,
2003). Pengelolaan aplikasi pemupukan merupakan hal yang paling penting
karena merupakan kunci utama tercapainya target produksi yang diharapkan.
Pemupukan pada tanaman jagung perlu dilakukan untuk mendapatkan
pertumbuhan dan hasil panen yang optimal. Pupuk diberikan sesuai dengan
kebutuhan tanaman. Pemupukan yang berlebihan akan berpengaruh negatif
terhadap lingkungan, produksi, dan pendapatan. Oleh karena itu, pemupukan perlu
memperhatikan aspek efisiensinya (Subandi et al., 1998). Permadi et al (2005)
menambahkan bahwa pemberian pupuk N, P dan K dapat meningkatkan
pertumbuhan dan komponen daya hasil.
Daya kecambah benih yang tanaman induknya tidak dipupuk unsur P turun
menjadi 79.3 %, sedangkan benih dari tanaman induk yang dipupuk 90 - 135 kg
P2O5/ha, daya berkecambahnya berkisar antara 88.0 - 90.7 % setelah benih
disimpan selama 6 bulan. Tanpa pemupukan K pada tanaman induk, terjadi
penurunan daya berkecambah benih hingga 70.3 %. Pemberian K dua kali, yaitu
pada saat tanam dan 4 minggu setelah tanam, ketahanan simpan benih lebih tinggi
dibanding kalau K diberikan seluruhnya pada saat tanam atau seluruhnya pada 4
minggu setelah tanam. Pemberian 45 kg K2O/ha dengan dua kali aplikasi untuk
mempertahankan mutu benih selama 6 bulan dengan daya berkecambah benih
hingga 96 % (Arief dan Saenong, 2003).
Penggunaan pupuk N, P, dan K lengkap berpengaruh positif terhadap daya
berkecambah benih yaitu di atas 80 %, tanaman yang dipupuk N dan P atau N dan
K daya tumbuhnya 60 % dan tanaman yang tidak dipupuk daya tumbuhnya 40 %
setelah periode simpanan 16 bulan (Syarifudin dan Saenong, 2005).
Pemupukan P dapat meningkatkan kandungan protein dan bobot biji yang
selanjutnya meningkatkan vigor dan ketahanan simpan benih. Unsur K selain
untuk pertumbuhan tanaman juga berperan sebagai mineral fitin dan memperbaiki
integeritas membran sel dan kulit biji sehingga viabilitas benih tinggi dan tahan
terhadap serangan jamur pada saat penyimpanan (Saenong et al., 2007).
10
Sinkronisasi Tanaman
Interval antara keluarnya bunga betina dan bunga jantan (anthesis silking
interval, ASI) adalah hal yang sangat penting. ASI yang kecil menunjukkan bunga
jantan dan bunga betina sinkron, yang berarti peluang terjadinya penyerbukan
sempurna sangat besar. Semakin besar nilai ASI maka sinkronisasi pembungaan
dan penyerbukan semakin terhambat sehingga menurunkan hasil tanaman.
Penyerbukan pada jagung terjadi bila serbuk sari dari bunga jantan menempel
pada rambut tongkol.
Terlepasnya serbuk sari berlangsung 3-6 hari, bergantung pada varietas,
suhu, dan kelembaban. Rambut tongkol tetap reseptif dalam 3-8 hari. Serbuk sari
masih tetap hidup dalam 4 - 16 jam sesudah terlepas. Penyerbukan selesai dalam
24 - 36 jam dan biji mulai terbentuk sesudah 10 - 15 hari. Setelah penyerbukan,
warna rambut tongkol berubah menjadi cokelat dan kemudian kering (Subekti et
al., 2007).
Kerapatan tanam
Faktor yang mempengaruhi penyerapan unsur hara selain morfologi
tumbuhan adalah keberadaan tumbuhan lain yang ikut membutuhkan hara.
Persaingan dalam mendapatkan hara yang dibutuhkan berkaitan dengan
kecukupan hara sehingga mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan
tanaman. Kompetisi antar tanaman mengakibatkan hambatan pertumbuhan
terhadap tanaman jagung. Hambatan dapat berupa berkurangnya intensitas cahaya
karena naungan, atau menipisnya ketersedian hara dan air karena dekatnya
perakaran dua tanaman yang berdampingan (Hairiah et al., 2000). Hasil penelitian
Nuruzuman (2008) menunjukkan pertumbuhan tanaman dalam polibag yang
berisi satu benih lebih baik dibandingkan dengan tanaman dalam polibag yang
berisi tiga atau lima benih berdasarkan parameter pertumbuhan jumlah daun,
diameter batang dan tinggi tanaman.
11
Pemanenan
Panen dilakukan setelah memasuki fase masak fisiologis yakni ditandai
dengan lapisan warna hitam (black layer) pada pangkal biji jagung. Pada kondisi
ini kadar air berkisar 21 – 28 %. Apabila pemanenan dilakukan terlalu awal maka
biji yang dihasilkan mempunyai kadar air tinggi sehingga menurunkan vigor
benih karena komposisi kimia dalam benih belum seimbang (Kuswanto, 2003).
Kadar air jagung saat panen mempengaruhi volume dan mutu hasil.
Pemanenan pada kadar air rendah (17 – 20 %) menyebabkan terjadinya susut hasil
akibat tercecer sebesar 1.2 – 4.7 % dan susut mutu 5 – 9 %. Apabila panen
dilakukan pada kadar air tinggi, susut hasil akibat tercecer mencapai 1.7 – 5.2 %
dan susut mutu 6 – 10 % (Subandi et al., 1998).
Jagung yang dipanen pada kadar air tinggi dapat merusak biji baik dari
segi fisik, mekanis maupun fisiologis. Kerusakan tersebut menyebabkan
menurunya vigor benih sebelum disimpan (Saenong et al., 2007).