TINJAUAN PUSTAKA Botani Jagung

3 TINJAUAN PUSTAKA Botani Jagung Taksonomi jagung yang dikutip dari Rubatzky dan Yamaguchi (1998) adalah sebagai berikut: Kingdom Divisi Kelas Ordo Famili Sub famili Genus : Plantae : Spermatophyta : Monocotyledone : Poates : Gramineae : Myadeae : 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 o C 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 A x B Hibrida Silang tunggal C x D 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 P 2 O 5 /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 K 2 O/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).