TINJAUAN PUSTAKA Botani Tanaman Menurut Tjitrosoepomo (2004) taksonomi jagung adalah sebagai berikut : kingdom Plantae, divisio Spermatophyta, kelas Angiospermae, ordo Poales, family Poaceae, genus Zea, spesies Zea mays. Zea mays termasuk dalam golongan poaceae (Graminae) atau family rumput-rumputan. Anggota / jenis lain dari family ini adalah gandum, sorghum, dan padi. Jagung merupakan tanaman annual, monocotyledoneae dsn dapat tumbuh sampai ketinggian 12 feet (Decoteau, 2000). Akar serabut yang tumbuh di pangkal batang, menyebar luas sebagai akar lateral yang toleran terhadap tanah relative basah tidak tergenang namun rentan terhadap kekeringan. Kemudian akar seminal (seminal cord) yang tumbuh ke bawah (sub soil) dari lembaga benih jagung dan mampu mencapai sub soil pada kedalaman 1,5-2 meter. Fungsi akar seminal untuk meningkatkan kemampuan akar dalam meningkatkan daya tahan tanaman jagung terutama pada saat kekeringan di musim kemarau (http://www.tanindo.com/htm, 2007). Batang tanaman kaku, tingginya berkisar antara 1,5-2,5 m dan terbungkus oleh pelepah daun yang berselang seling yang berasal dari setiap buku. Buku batang mudah terlihat. Pelepah daun terbentuk pada buku dan membungkusnya rapat-rapat panjang batang utama, sering melingkupi hingga buku berikutnya. (Rubatzky dan Yamaguchi, 1998).
Kasifikasi kriteria tinggi tanaman jagung dinyatakan rendah apabila < 160 cm, tinggi tanaman jagung dinyatakan sedang pada interval 160-200 cm, dan dinyatakan tinggi apabila >200 cm (Sitompul, 2007) Daun jagung berbentuk pedang, tumbuh lebar dan panjang dengan kelopak daunnya tampak melekat sehingga batang jagung tampak gepeng. Jagung hibrida old type dengan daun jagung kurang tegak dan 1/3 ujung daun melengkung ke bawah (kurva) sehingga menutupi daun dibawahnya dari sinar matahari (ternaungi). Jagung hibrida new type dengan daun jagung tumbuh lurus menjulang ke atas, hanya ujung daun agak melengkung ke bawah, sehingga mampu meningkatkan efisiensi sinar matahari dalam mendukung proses karbon asimilasi. Sehingga dapat ditanam dalam populasi tinggi dengan produksi lebih tinggi dibanding jagung hibrida old type (http://www.tanindo.com/htm, 2007) Bunga jantan jagung berada di ujung batang dalam bentuk malai di ujung. 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) (Loveless, 1989). Serbuk sari mengandung hormon pertumbuhan dan merangsang pertumbuhan buah. Serbuk sari jagung merupakan sumber yang kaya akan auksin
dan GA. Selanjutnya buah dan biji juga kaya akan hormon pertumbuhan. Pematangan buah melibatkan sekelompok hormon yang berbeda dengan hormon yang dibutuhkan untuk pertumbuhan. Hormon tersebut berasal dari serbuk sari yang aktivitasnya akan meningkat karena pengaruh lingkungan yang mempengaruhi cepatnya proses pematangan buah (Gardner,dkk, 1991). Syarat Tumbuh Iklim Perkecambahan benih optimal pada suhu 27 0 C dan berlangsung lambat atau gagal berkecambah pada suhu dibawah 19 0 C. Setelah berkecambah pertumbuhan bibit dan tanaman dapat berlangsung pada kisaran suhu 19-40 0 C, tetapi terbaik pada suhu 21-30 0 C. Suhu rendah kurang berpengaruh terhadap fase bibit tetapi setelah itu, suhu harus lebih tinggi untuk pertumbuhan yang baik. Suhu rendah mempengaruhi pertumbuhan khususnya setelah mulai tumbuh bunga jantan (Rubatzky dan Yamaguchi, 1998). Tanaman akan tumbuh normal pada curah hujan berkisar 20-500 mm per tahun. Curah hujan kurang atau lebih dari angka diatas akan menurunkan produksi. Air banyak dibutuhkan pada saat perkecambahan dan setelah berbunga. Idealnya tanaman jagung membutuhkan curah hujan 100-125 mm per bulan dengan distribusi yang merata (Ginting,1995). Selama pertumbuhannya tanaman jagung harus mendapatkan sinar matahari yang cukup karena sangat mempengaruhi pertumbuhannya. Tanaman jagung bila banyak ternaungi pertumbuhannya akan terhambat dan menghasilkan biji yang kurang baik (Decoteau,2000).
Pengaruh panjang hari terhadap pertumbuhan batang biasanya kurang jelas dibandingkan pengaruh pembungaan. Hari panjang menyebabkan peningkatan panjang ruas dan tinggi tanaman, terutama terhadap tanaman hari pendek seperti jagung. Aktivitas enzim nitrat reduktase pada saat tanaman ternaungi menurun, karena reduksi nitrat bergantung pada proses fotosintesis sehingga hasil asimilasi tidak maksimal digunakan untuk pembentukan biji.(gardner,dkk,1991). Produksi atau hasil biji suatu tanaman sangat dipengaruhi oleh faktor eksternal. hasil biji per tanaman sangat dipengaruhi oleh proses fotosintesis, dimana proses fotosintesis sangat dipengaruhi oleh cahaya. Semakin banyak cahaya yang diterima oleh tanaman jagung maka akan mengakibatkan meningkatnya laju fotosintesis sehingga hasil per tanaman tinggi (Thompson dan Kelly, 1957). Tanah Tanaman jagung tidak membutuhkan persyaratan khusus karena tanaman ini dapat tumbuh hampir pada semua jenis tanah asalkan tanah tersebut subur, gembur, kaya akan bahan organik dan drainase maupun aerasi baik. Kemasaman tanah (ph) yang diperlukan untuk pertumbuhan optimal tanaman jagung antara 5,5-6,5; tetapi yang paling baik adalah 6,8. Kemasaman tanah dibawah 5,5 kurang baik untuk pertumbuhan tanaman jagung, tanah tersebut sudah perlu dikapur (Ginting,1995). Jagung tumbuh baik pada kisaran ph tanah antara 5,5-7,0. Jagung toleran terhadap keasaman tinggi dan resisten pada keracunan aluminium, yang sering terjadi pada tanah dengan tingkat keasaman yang tinggi. Walaupun ph tanah
antara 6,0-6,5 tetapi dibutuhkan pemupukan agar pertumbuhan tanaman bagus dan tidak terganggu (Thompson dan Kelly, 1957). Varietas Varietas merupakan sekelompok tanaman dari suatu jenis atau spesies yang ditandai oleh bentuk tanaman, pertumbuhan, daun, bunga, biji, dan ekspresi karakteristik genotipe atau kombinasi genotip yang dapat membedakan jenis/spesies yang sama oleh sekurang-kurangnya satu sifat yang menentukan (http://www.deptan.go.id, 2008). Varietas hibrida adalah varietas yang berasal dari turunan pertama (F1) pada persilangan beberapa genotipe terpilih yang tidak sama. Dari persilangan antara 2 galur inbreed akan menghasilkan F1, bila F1 ditanam akan tumbuh jagur dengan hasil yang tinggi. Perbanyak hibrida F1 secara kawin acak akan mengakibatkan generasi berikutnya produksi berkurang, depresi inbreeding dan keseragaman berkurang (Hasyim, 2008). Keuntungan varietas hibrida yaitu pada kondisi optimum mampu berproduksi lebih tinggi, lebih mudah diperoleh daya gabung dan kekurangannya yaitu komponen penyusunan terbatas dan produksi benih sulit, karena setiap kali menanam harus memperbarui benih (Mangoendidjojo, 2003). Kultivar hibrida merupakan generasi pertama progeny dari dua tanaman dengan genetik atau garis inbreed yang berbeda. Semua tanaman adalah heterozigot. Yang secara normal seragam dan dapat ditujukan kevigoran hibridanya. Kultivar hibrida bagaimana pun tidak dapat digunakan sebagai sumber benih pada generasi berikutnya (F2) (Hartmann and Kester, 1995).
Dalam garis besar secara singkat kegiatan yang telah mengantarkan kesuksesan praktek yang besar dari jagung hibrida adalah : 1. Memilih tanaman yang dikehendaki dalam populasi penyerbukan bebas. 2. Selfing (penyerbukan sendiri) tanaman ini melalui berbagai generasi untuk membuat galur hibrid yang homozigot. 3. Mengawinsilangkan galur yang dipilih. (Allard, 1994). Varietas jagung yang berbunga lebih awal cenderung masak lebih cepat dibandingkan dengan varietas jagung yang berbunga lambat. Genotip atau varietas yang mempunyai umur berbunga lebih pendek, maka umur masak genotip atau varietas tersebut juga lebih pendek atau biasa disebut dengan berumur genjah (Effendi dan Sulistiati (1991). Seleksi Diantara hal-hal seleksi, ada dua yang sangat penting untuk memahami prinsip pemuliaan : 1. Seleksi dapat bekerja efektif hanya dalam perbedaan yang dapat diwariskan. 2. Seleksi tidak dapat menciptakan variabilitas, tetapi hanya bekerja pada sifat yang ada. Pemuliaan dengan cara ini menyebabkan naiknya homozigositas. (Allard, 1992). Seleksi dibuat baik untuk garis superior dan untuk tanaman unggul dalam baris yang dipilih. Seleksi pada generasi awal didasarkan pada karakteristik visual
dari tanaman jagung, tetapi dapat dilengkapi dengan tes ketahanan karakter penginapan khusus, penyakit resistensi, kualitas gabah, atau lainnya yang sesuai untuk tujuan pembiakan selama setiap generasi penangkaran sanak, peternak hanya memiilih tanaman yang kuat dengan kematangan yang sesuai, akar dan batang yang kuat, tahan penyakit, serangga dan sifat-sifat yang diinginkan lainnya karena benih yang digunakan untuk menanam tunggal saling digunakan dalam produksi komersial dari jagung hibrida diproduksi di pabrik in-breed, penting bahwa inbree menghasilkan produksi biji tinggi. Secara umum, inbreed lebih kuat cenderung memberikan progeny hibrida lebih kuat (Sleeper and Poehlman, 2006). Dua bentuk seleksi dikatakan tersedia untuk para petani, pemilihan positif dan negatif. Dalam hal sederhana seleksi negatif adalah menghasilkan tanaman terburuk dan dibuang sementara seleksi positif adalah menghasilkan tanaman terpilih. Mungkin deskripsi sederhana berhubungan dengan kriteria tanaman yang dipilih dari populasi. Jika kurang dari 50% tanaman dipertahankan maka ini akan menjadi seleksi positif. Jika lebih dari 50 % tanaman yang dipilih maka ini dapat dianggap seleksi negatif (Brown and Caligari, 2008). Variabilitas Keragaman penampilan tanaman akibat perbedaan susunan genetic mungkin terjadi sekalipun bahan tanaman yang digunakan berasal dari jenis tanaman yang sama. Jika ada dua jenis tanaman yang sama ditanam pada lingkungan yang berbeda, dan timbul variasi yang sama dari kedua tanaman tersebut maka hal ini dapat disebabkan oleh genetik dari tanaman yang bersangkutan. Metode pemuliaan tanaman berikutnya adalah seleksi yang
berpedoman pada nilai variabilitas genetik dan fenotif serta heritabilitas dapat membantu ketajaman seleksi sehingga hasil yang didapatkan akan lebih baik. Variabilitas genetik yang tinggi akan mempengaruhi variabilitas fenotifik dalam suatu populasi, sehingga pemulia mempunyai peluang yang lebih besar dalam melakukan seleksi (Sitompul dan Guritno, 1995). Gen-gen tidak dapat menyebabkan berkembangnya karakter terkecuali jika mereka berada di lingkungan yang sesuai, dan sebaliknya tidak ada pengaruh terhadap perkembangan karakteristik dengan mengubah tingkat keadaan lingkungan terkecuali jika gen yang diperlukan ada. Namun harus disadari bahwa keragaman yang diamati terhadap sifat-sifat yang terutama disebabkan oleh perbedaan gen yang dibawa oleh individu yang berlainan dan terhadap variabilitas di dalam sifat yang lain, pertama-tama disebabkan oleh perbedaan lingkungan dimana individu itu berada (Allard, 1992). Keragaman genetik alami merupakan sumber bagi setiap program pemuliaan tanaman. Variasi ini dapat dimanfaatkan, seperti semula dilakukan manusia, dengan cara melakukan introduksi sederhana dan seleksi atau dapat dimanfaatkan dalam program persilangan yang canggih untuk mendapatkan kombinasi genetik yang baru. Jika perbedaan dua individu yang mempunyai faktor lingkungan yang sama dapat diukur, maka perbedaan ini berasal dari genotipe kedua tanaman tersebut. Keragaman genetik menjadi perhatian utama para pemulia tanaman, karena melalui pengelolaan yang tepat dapat menghasilkan varietas baru yang lebih baik (Welsh, 2005).
Heritabilitas Salah satu analisis yang umum digunakan untuk mengevaluasi sumbangan perbedaan genetik terhadap keragaman penampilan tanaman adalah heritabilitas (heritability) yaitu suatu ukuran tingkat pengaruh genetik terhadap fenotip. Ini dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut: H2 = V(P) V(E)/V(P) Dimana V(P) adalah keragaman individu dalam suatu proporsi, akibat perbedaan genetik dan perbedaan lingkungan dan V(E) keragaman lingkungan. Akan tetapi tanaman tingkat tinggi bukanlah suatu organisme yang ideal untuk percobaan genetik, karena waktu yang dibutuhkan untuk menyelesaikan suatu siklus cukup panjang (Sitompul dan Guritno, 1995). Menurut Hadiati, Murdaningsih, Baihaki dan Rostini (2003) heritabilitas merupakan suatu tolak ukur yang bersifat kuantitatif untuk menentukan apakah perbedaan penampilan suatu karakter disebabkan oleh faktor genetik atau lingkungan, sehingga akan diketahui sejauh mana sifat tersebut akan diturunkan pada generasi selanjutnya. Heritabilitas juga merupakan parameter yang digunakan untuk seleksi pada lingkungan tertentu, karena heritabilitas merupakan gambaran apakah suatu karakter lebih dipengaruhi faktor genetik atau faktor lingkungan. Nilai heritabilitas tinggi menunjukkanbahwa factor genetik relatif lebih berperan dibandingkan dengan faktor lingkungan. Sifat yang mempunyai nilai heritabilitas yang tinggi maka sifat tersebut akan mudah diwariskan pada keturunan berikutnya (Alnopri, 2004). Variasi keseluruhan dalam suatu populasi merupakan hasil kombinasi genotip dan pengaruh lingkungan. Proporsi variasi merupakan sumber yang
penting dalam program pemuliaan karena dari jumlah variasi genetik ini diharapkan terjadi kombinasi genetik yang baru. Proporsi dari seluruh variasi yang disebabkan oleh perubahan genetik disebut heritabilitas. Heritabilitas dalam arti luas adalah semua aksi gen termasuk sifat dominan, aditif, dan epistatis. Nilai heritabilitas secara teoritis berkisar dari 0 sampai 1. Nilai 0 ialah bila seluruh variasi yang terjadi disebabkan oleh faktor lingkungan, sedangkan nilai 1 bila seluruh variasi disebabkan oleh faktor genetik. Dengan demikian nilai heritabilitas akan terletak antara kedua nilai ekstrim tersebut (Welsh, 2005).