TINJAUAN PUSTAKA Botani Tanaman Menurut Sharma (2002) taksonomi tanaman jagung diklasifikasikan dalam kingdm: plantae, divisio: Spermathopyta, class: Monocotyledoneae, Ordo: Graminales, Famili: Gramineae, Genus: Zea, Spesies: Zea mays L. Sistem akar primer terdiri atas radikula dan akar-akar seminal yang muncul dari bagian pangkal biji ketika berkecambah. Kemudian sistem aakar yang tetap (sekunder) berkembang dari empat sampai lima buku pertama dari batang yang tetap di bawah tanah. Akar-akar penguat atau udara terbentuk dari beberapa buku di atas permukaan tanah (Fischer dan Palmer, 1992). Batang tanaman yang kaku ini tingginya berkisar antara 1,5 m- 2,5 m dan terbungkus oleh pelepah daun yang berselang seling yang berasal dari setiap buku. Buku batang mudah terlihat. Pelepah daun terbentuk pada buku dan membungkus rapat-rapat panjang batang utama. Sering melingkupi hingga buku berikutnya. Pada lidah daun (ligula), setiap pelepah daun kemudian membengkok menjauhi batang sebagai daun yang panjang, luas dan melengkung. Ligula ini melekat kuat melingkupi batang dan ujung pelepah (Rubazky dan Yamaguchi, 1998). Jumlah daun sering dengan jumlah ruas, biasanya antara 5-20 daun. Panjang daun berbeda-beda antara 30-150 cm. Lebar daun dapat mencapai 15 cm. Daun terdapat pada buku-buku batang yang terdiri dari kelopak daun, lidah daun (ligula), helaian daun dan letaknya keliling. Antara pelepah daun dan helai daun
dibatasi oleh specula yang berguna untuk menghalangi masuknya air hujan ke dalam pelepah daun (Ginting, 1995). Jagung merupakan tanaman berumah satu. Jagung menghasilkan bungabunga jantannya dalam suatu perbungaan terminal (malai) dan bunga-bunga betina pada tunas samping (tongkol). Jagung merupaka tanaman protandri, yaitu mekarnya bunga jantan biasanya terjadi satu atau dua hari sebelum munculnya tangkai putik. Karena pemisahan tongkol dan malai, jagung merupakan suatu spesies tanaman menyerbuk silang (Fischer dan Palmer, 1992). Bunga jantan jagung berada di ujung batang dalam bentuk malai diujung. Jika kepala sari dari tassel pecah maka terbentuklah kabut debu serbuk sari. Telah dihitung bahwa sebuah tassel dapat menghasilkan sebanyak 60 juta serbuk sari. Bunga betina tumbuh dibagian bawah tanaman dalam bentuk bulir majemuk atau sering disebut tongkol yang tertutup rapat oleh upih yang disebut kulit ari. Muncul dari tongkol dijumpai sejumlah besar rambut panjang (silks) yaitu kepala putik. Sewaktu reseptif rambut sutra ini lengket, sehingga serbuk sari manapun yang tertiup kearah rambut ini akan melekat. Setiap rambut dihubungkan oleh tangkai putik yang panjang kebakal buah tunggal yang setelah dibuahi menjadi biji atau inti biji (kernel). Pada bunga jantan biasanya memancarkan serbuk sari sebelum bunga betina pada tanaman yang sama masak. Ketika kepala sari bunga betina menjadi reseptif maka serbuk sari dari tanaman jagung yang bersebelahan tertiup angin dan akan menempel padanya sehingga terjadi penyerbukan silang (Loveless, 1989). Biji jagung tersusun rapi pada tongkol, tongkol jumlahnya satu atau lebih per tanaman. Biji berkeping tunggal (monokotil). Setiap tongkol terdiri dari
beberapa barisan biji. Jumlah biji berkisar antara 200 400 butir. Jagung memproduksi Karbohidrat lebih banyak daripada serelia lainnya. Hal ini disebabkan jagung tanaman yang sangat efisien dalam penggunaan energi dan tergolong dalam tanaman C 4 yang menyimpan energi fotosintat dalam biji (Nurmala, 1998). Syarat Tumbuh Iklim Intensitas cahaya matahari sangat diperlukan dalam jumlah yang cukup, sesuai dengan sifat tanaman jagung sebagai golongan C4. Sebaiknya tanaman jagung mendapat cahaya langsung (Nurmala, 1998). Perkecambahan benih optimum terjadi pada suhu 21 o C dan 27 o C, dan berlansung sangat lambat atau gagal berkecambah pada suhu tanah lebih rendah dari 10 o C. Setelah berkecambah, pertumbuhan bibit dan tanaman dapat berlangsung pada kisaran suhu 10 o C hingga 40 o C tetapi terbaik pada suhu antara 21 o C dan 30 o C. Suhu rendah sangat mengahmbat pertumbuhan, khususnya setelah mulai tumbuh bunga jantan (terseling) (Rubatzky dan Yamaguchi, 1998). Jumlah dan distribusi hujan tahunan untuk tanaman jagung dapat tumbuh normal antara 2500-5000 mm/tahun. Pada stadia pertumbuhan awal dan pembungaan tanaman jagung membutuhkan banyak air. Kekurangan pada fase ini menyebabkan berkurangnya hasil (Nurmala. 1998).
Tanah Tanaman jagung tumbuh baik pada berbagai jenis tanah, terutama pada tanah yang bertekstur liat karena mampu menahan lengas yang tinggi atau mampu menyimpan air lebih lama dari pada tekstur tanah yang lain (Rubatzky dan Yamaguchi, 1998). Jagung dapat tumbuh diberbagai jenis tanah tetapi dengan pengolahan dan drainase yang bagus. ph tanah untuk tanaman jagung berkisar antara 5,8-6,5 (Dacoteau, 2000). Tanah yang dapat di tumbuhi jagung agar berproduksi dengan baik adalah andosol dan latosol, dan tanah berpasir atau lempung berpasir dengan drainase atau pengairan yang baik (Thompson and Kelly, 1987). Variabilitas Suatu populasi seperti suatu garis keluarga (line), suatu keturunan (breed), suatu varietas, suatu galur (strain), suatu sub varietas dan sebagainya tersusun dari individu-individu yang banyak sedikit serupa dalam komposisi genetiknya dibandingkan dengan individu-individu dalam spesies tersebut secara keseluruhannya. Variabilitas fenotif biasanya akan diekspresikan sekaligus dalam suatu kelompok organisme yang secara genetik identik. Semua variabilitas dalam keturunan (galur-galur) murni demikian, jelas awalnya adalah lingkungan. Persilangan antara dua galur murni menghasilkan suatu hibrida F1 yang secara genetik seragam. Variabilitas fenotif dalam F1 juga asalnya adalah non-genetik. Pada pembentukan generasi F2 kombinasi-kombinasi gen dipertukarkan dan
berbagi dalam kombinasi-kombinasi baru pada individu-individu F2. Secara umum terlihat generasi F2 lebih beragam dari F1 (Stansfield, 1991). Jika σ makin besar, kurvanya normalnya makin rendah (platikurtik) dan untuk σ makin kecil, kurvanya makin tinggi (leptokurtik). Beberapa bagian untuk distribusi normal umum dengan rata-rata µ dan simpangan baku σ dengan mudah dapat ditentukan. Tepatnya jika sebuah fenomena berdistribusi normal, maka fenomena itu: 1. Kira-kira 68,27% dari kasus ada dalam daerah satu simpangan baku sekitas rata-rata, yaitu antara μ- σ dan μ+ σ. 2. Ada 95,45% dari kasus terletak dalam daerah dua simpangan baku sekitar rata-rata, yaitu μ- 2σ dan μ+ 2σ. 3. Hampir 99,73% dari kasus ada dalam daerah tiga simpangan baku sekitar rata-rata yaitu antara μ- 3σ dan μ+ 3σ. (Sudjana, 1992). Penyebaran dari observasi suatu populasi dapat dideskripsikan dengan varian, varian adalah rata-rata penyimpangan dari rata-rata yang dikuadratkan. Varian digunakan dalam perhitungan standar deviasi pada perhitungan heritabilitas (Poehlman and Sleper, 1995). Heritabilitas Heritabilitas adalah ragam proporsi dari variasi fenotipe total yang disebabkan oleh efek gen. Heritabilitas untuk sifat tertentu berkisar dari 0 sampai 1. Merumuskan kriteria heritabilitas adalah sebagai berikut yaitu
heritabilitas tinggi > 0,5; heritabilitas sedang = 0,2 0,5 dan heritabilitas rendah < 0,2. Jika heritabilitas kurang dari satu, maka nilai tengah dari keturunan dalam hubungannya dengan nilai tengah induk-induknya, terjadi regresi ke arah nilai tengah generasi sebelumnya. Jika heritabilitas itu adalah 0,5 maka nilai tengah keturunan beregresi 50% ke arah nilai tengah generasi sebelumnya, jika heritabilitas itu adalah 0,25 maka nilai tengah keturunan beregresi 75% ke arah nilai tengah generasi sebelumnya. Jadi jika heritabilitas = 100%, maka sama dengan persentase regresi (Stansfield, 1991). Heritabilitas dinyatakan sebagai persentase dan merupakan bagian pengaruh genetik dari penampakan fenotif yang dapat diwariskan dari tetua kepada turunannya. Heritabilitas tinggi menunjukkan bahwa varian genetik besar dan varian lingkungan kecil. Dengan makin besarnya komponen lingkungan, heritabilitas makin kecil. Dalam hal panjang tongkol, nilai heritabilitas 45% relatif tinggi dan menunjukkan bahwa seorang pemulia tanaman dapat memperoleh kemajuan dalam mencari tongkol jagung yang lebih panjang. Dalam kebanyakan program pemuliaan tanaman, tujuan dari pemuliaan tanaman meliputi lebih dari satu sifat. Sebagai tambahan terhadap panjang tongkol, pemulia tanaman mungkin juga tertarik pada ukuran biji, rasa manis dari biji, ketebalan perikarp, panjang kelobot dan sejumlah sifat-sifat lain (Crowder, 1997). Heritabilitas menyatakan perbandingan atau proporsi varian genetik terhadap varian total (varian fenotip) yang biasanya dinyatakan dengan (%). Heritabilitas dituliskan dengan huruf H atau h 2 sehingga :
2 a H atau h 2 G = 2 σ p = 2 a G 2 2 a + σ G E (Mangoendidjojo, 2003). Kebanyakan karakter yang telah diwariskan berbeda dalam hal heritabilitas. Sebuah karakter seperti hasil, sebagian besar dipengaruhi oleh lingkungan dan akan memiliki heritabilitas yang rendah. Karakter yang tidak besar dipengaruhi oleh lingkungan biasanya memiliki heritabilitas yang tinggi. Pengaruh ini yang mungkin dipilih sebagai prosedur dalam seleksi yang digunakan oleh pemulia tanaman. Seleksi pada F2 pada persilangan antara tetua homozigot akan sangat tidak efektif untuk karakter yang heritabilitasnya rendah. Seleksi pada F2 akan lebih efektif apabila dibatasi oleh karakter yang memiliki heritabilitas tinggi. Seleksi untuk karakter yang heritabilitasnya rendah bisa dibuat lebih efektif apabila didasari penampilan keturunan F2 (Polhman and Sleper, 1995). Heritabilitas digunakan untuk mengetahui apakah di dalam suatu populasi terdapat keragaman genetik atau tidak, dan untuk mengetahui apakah memungkinkan untuk dilakukan seleksi (Hasyim, 2008).
Persilangan Persilangan resiprokal (persilangan kebalikan) ialah perkawinan yang merupakan kebalikan dari perkawinan yang semula dilakukan misalnya persilangan antara A sebagai tetua betina disilangkan dengan B sebagai tetua jantan dan sebaliknya B sebagai tetua betina disilangkan dengan A sebagai tetua jantan (Suryo, 2005). Pada proses silang dalam yang dilakukan, keturunannya akan mengalami kemunduran dalam hal ketegaran, berkurangnya ukuran dari standar normal dan berkurangnya tingkat kesuburan reproduksi dibandingkan dengan tanaman tetuanya. Kemunduran sifat-sifat ini sering disebut adanya tekanan silang dalam (Mangoendidjojo, 2003). Silang dalam menyebabkan homosigositas, yaitu munculnya gen-gen yang merugikan (letal) dan berkurangnya ketegaran tetapi dapat digunakan untuk mengembangkan galur murni dari spesies menyerbuk silang. Derajat silang dalam tergantung pada intensitas pembuahan sendiri atau perkawinan individu yang berkerabat (Crowder, 1997). Dalam persilangan dikenal namanya daya gabung daya gabung adalah kemampuan suatu genotip untuk menyatukan konfigurasi gennya dengan genotip lain untuk membentuk atau menghasilkan suatu keragaman spesifik yang lebih baik. Kemampuan demikian bisa sangat beragam diantara genotipe, oleh karena itu, daya gabung gen pada prinsipnya adalah varian dari antara persilangan (hadie,dkk, 2008)
Uji Progenitas Uji progenitas digunakan sebagai suatu sistem evaluasi mengukur karakter terbaik setiap induk yang dapat digunakan pada persilangan selanjutnya dalam seleksi berulang. Uji keturunan tersebut dengan demikian tidak mempersoalkan asal dari keturunan. Setiap produksi sistem keturunan berguna dalam mengidentifikasi karakter induk yang dapat dipergunakan dalam program pemulian sfesifik (Welsh, 1991). Galur inbreed disilangkan satu sama lain kemudian dilihat penampilan F1nya. Apabila galur inbreed yang disilangkan dengan berbagai galur inbreed menghasilkan F1 dengan penampilan rata-ratanya baik, maka galur inbreed tersebut dikatakan mempunyai daya gabung umum yang baik. Apabia suatu galur inbreed hanya menampilkan F1 yang baik bila disilanglkan dengan galur inbreed tertentu, maka galur inbreed tersebut mempunyai daya gabung khusus (Spesific Combining Ability) yang baik (Sunarto, 1997). Untuk membedakan atau membandingkan dua macam perlakuan (uji beda rata-rata) umumnya dilakukan dengan uji t (test/ uji progenitas). Pada prinsipnya berbeda nyata atau tidaknya dua macam perlakuan tersebut dapat diketahui dari perbandingan t hitung dan t tabel (daftar) (Sastrosupardi, 2004). Uji Progenitas Hasil F1 Dan Tetua Pada Setiap Karakter Uji progenitas tinggi tanaman populasi F1 dengan populasi tetua. Tetua (Ỹ1) F1(Ỹ2) V AB 154.020 230.056 19.420 2.131 V BA 191.633 242.094 12.888 V CD 180.933 259.869 20.161 V DC 154.725 233.819 20.201 V EF 174.710 235.306 15.477 V FE 150.377 249.219 25.245
Uji progenitas jumlah daun populasi F1 dengan populasi tetua. V AB 8.665 14.625 1.522 2.131 V BA 10.330 15.500 1.320 V CD 9.663 14.813 1.315 V DC 8.413 15.250 1.746 V EF 8.830 15.375 1.672 V FE 8.833 15.688 1.751 Uji progenitas umur keluar bunga jantan populasi F1 dengan populasi tetua. V AB 54.663 47.438-1.845 2.131 V BA 55.415 49.375-1.543 V CD 55.165 48.188-1.782 V DC 58.078 50.188-2.015 V EF 56.498 51.438-1.292 V FE 59.330 50.688-2.207 Uji progenitas umur keluar bunga betina populasi f1 dengan populasi tetua. V AB 59.580 48.563-2.814 2.131 V BA 59.063 51.813-1.852 V CD 57.413 50.813-1.686 V DC 65.163 52.563-3.218 V EF 59.248 53.313-1.516 V FE 62.498 52.438-2.569 Uji progenitas kelengkungan daun populasi F1 dengan populasi tetua. V AB 0.570 0.571 0.001 2.131 V BA 0.638 0.620-0.004 V CD 0.638 0.623-0.004 V DC 0.620 0.646 0.007 V EF 0.640 0.682 0.011 V FE 0.630 0.628-0.001.
Uji progenitas jumlah daun di atas tongkol populasi F1 dengan populasi tetua. V AB 4.998 6.000 0.256 2.131 V BA 5.833 6.188 0.091 V CD 5.248 5.938 0.176 V DC 5.580 6.000 0.107 V EF 5.413 6.250 0.214 V FE 5.328 6.375 0.268 Uji progenitas umur panen populasi F1 dengan populasi tetua. V AB 95.083 81.438 3.485 2.131 V BA 96.500 85.875 2.714 V CD 95.000 84.313 2.730 V DC 97.583 86.188 2.910 V EF 96.000 89.125 1.756 V FE 97.500 86.625 2.778 Uji progenitas jumlah baris per tongkol populasi F1 dengan populasi tetua. V AB 12.248 15.125 0.735 2.131 V BA 13.580 14.063 0.123 V CD 14.330 13.750-0.148 V DC 14.163 14.813 0.166 V EF 14.915 15.250 0.086 V FE 12.748 14.000 0.320 Uji progenitas jumlah biji per tongkol populasi F1 dengan populasi tetua. V AB 228.248 488.688 66.518 2.131 V BA 362.830 440.813 19.917 V CD 378.830 499.125 30.724 V DC 334.915 462.625 32.618 V EF 397.995 553.125 39.621 V FE 305.828 519.063 54.461
Uji progenitas berat biji per tongkol populasi F1 dengan populasi tetua V AB 84.383 115.600 7.973 2.131 V BA 125.168 133.413 2.106 V CD 100.035 125.894 6.604 V DC 113.260 114.238 0.250 V EF 126.843 133.806 1.779 V FE 91.058 142.731 13.198 Uji progenitas berat 100 biji populasi F1 dengan populasi tetua V AB 26.365 27.975 0.411 2.131 V BA 29.973 31.625 0.422 V CD 29.423 27.700-0.440 V DC 29.908 31.600 0.432 V EF 29.650 32.050 0.613 V FE 25.805 27.050 0.318 Uji progenitas produksi biji kering per plot (g) populasi F1 dengan populasi tetua V AB 759.178 1102.825 87.769 2.131 V BA 786.088 1221.650 111.245 V CD 794.593 1146.075 89.770 V DC 787.963 1167.175 96.853 V EF 883.425 1455.225 146.041 V FE 660.598 1184.425 133.788 Uji progenitas laju pengisian biji (g/hari) populasi F1 dengan populasi tetua V AB 2.393 3.513 0.286 2.131 V BA 2.890 3.519 0.161 V CD 2.948 3.838 0.227 V DC 3.363 3.540 0.045 V EF 3.140 3.880 0.189 V FE 2.463 3.850 0.354