PENDAHULUAN UMUM Metode dan karakter seleksi toleransi genotipe jagung terhadap cekaman kekeringan

BAB I PENDAHULUAN UMUM

Latar Belakang Cekaman kekeringan merupakan salah satu cekaman terluas yang mempengaruhi pertumbuhan dan produksi di area pertanian. Hal ini dapat dilihat dari beberapa faktor cekaman abiotik ternyata presentasi cekaman kekeringan merupakan faktor cekaman terluas yaitu sekitar 26, kemudian diikuti cekaman mineral 20, cekaman suhu rendah 15, sedangkan sisanya adalah cekaman biotik yaitu 39 Kalefetoglu Ekmekci 2005. Pada daerah tropis, kondisi cekaman kekeringan mengakibatkan penurunan hasil jagung sekitar 17 - 60 Monneveux et al. 2005. Beberapa faktor penyebab terjadinya kekeringan adalah ketersedian air tanah yang semakin menurun, perubahan iklim yang tidak menentu seperti anomali iklim El-Nino yang menyebabkan kemarau yang lebih panjang, sehingga tidak selamanya lahan pertanaman ideal untuk pertumbuhan. Dampak kekeringan pada tanaman jagung di Indonesia terlihat dari produktivitas jagung yang rendah pada: a lahan kering beriklim kering seperti di Nusa Tenggara, b pertanaman jagung kedua pada lahan kering beriklim lembabbasah, dan c lahan sawah tadah hujan setelah padi tanpa dukungan irigasi yang cukup. Hasil rendah karena curah hujan yang rendah terdapat di Jawa seperti di Sumenep, Madura dengan produktivitas 2.03 t ha -1 dan Gunung Kidul 2.36 t ha -1 . Pada Zone iklim D3 dan D4 yang bulan basahnya hanya 3 - 4 bulan seperti di NTB dan NTT hasil rata- rata jagung pada tahun 2003 masing-masing 2.57 dan 2.63 t ha -1 Deptan 2004. Menurut Dahlan 2001 pertumbuhan tanaman jagung memerlukan curah hujan rata-rata 25 mm per minggu, namun petani sering menanam jagung awal musim hujan, sehingga sering mengalami kekeringan pada awal pertumbuhan, sedangkan pada akhir musim hujan kekeringan terjadi pada akhir pembungaan sampai pengisian biji. Salah satu strategi pengembangan jagung pada lahan yang sering mengalami kondisi defisit air adalah perakitan varietas toleran terhadap cekaman kekeringan. Langkah awal untuk perakitan varietas tersebut adalah melakukan seleksi terhadap genotipe jagung yang telah ada untuk mengetahui toleransinya pada kondisi cekaman kekeringan. Untuk mendukung seleksi toleransi genotipe jagung terhadap cekaman kekeringan diperlukan informasi mendasar mengenai mekanisme ketahanan tanaman jagung terhadap cekaman kekeringan sehingga proses seleksi dapat berjalan secara efisien dan efektif. Pendekatan utama yang sering digunakan untuk melihat kemampuan tanaman beradaptasi pada kondisi cekaman kekeringan adalah: a kemampuan akar mengabsorbsi air secara maksimal dengan perluasan dan kedalaman perakaran; b kemampuan tanaman mempertahankan turgor melalui penurunan potensial osmotik sel Tardieu 1997 dalam Sopandie 2006. Menurut Dubrovsky dan Go´mez-lomeli 2003 bahwa strategi tanaman toleran menghadapi kondisi cekaman kekeringan dimulai pada saat fase perkecambahan dan pertumbuhan vegetatif untuk membentuk formasi akar yang dalam dan percabangan akar yang banyak. Perakaran tersebut berpengaruh positif terhadap absorbsi air. Hal ini merupakan ciri penting dari sifat tanaman yang toleran kekeringan. Beberapa hasil penelitian menunjukkan bahwa beberapa varietas jagung yang memiliki akar primer yang lebih dalam ternyata mampu mengabsorbsi air lebih banyak Weele et al. 2000. Selain melakukan modifiksi perakaran pada kondisi cekaman kekeringan, tanaman jagung juga melakukan mekanisme pengaturan tekanan osmotik sel dengan cara akumulasi solut kompatibel di dalam sel. Salah satu senyawa solut tersebut adalah prolin. Menurut Sharp dan Davies 1979 menyatakan bahwa prolin berkontribusi lebih dari 50 pada osmotic adjustment OA di akar primer jagung. Metode simulasi cekaman kekeringan pada media tanam umumnya menggunakan larutan osmotikum yaitu polietilena glikol polyethylen glycol, PEG 6000 yang telah digunakan pada tanaman cabai, gandum, tomat, tembakau, padi dan jagung Verslues et al. 2006. Hal ini dikarenakan PEG dapat mengontrol tingkat penurunan potensial air Michel Kaufman 1973 dan tidak meracuni tanaman karena PEG tidak dapat masuk ke dalam jaringan perakaran tanaman Verslues et al. 1998. Seleksi genotipe toleran cekaman kekeringan pada fase vegetatif pada tanaman tembakau, kedelai, kacang tanah menggunakan PEG 6000 dengan konsentrasi 5 dan 10 Widoretno et al. 2002; Adisyahputra et al. 2005. Pendekatan Masalah Dalam melakukan seleksi untuk menentukan toleransi genotipe jagung terhadap cekaman kekeringan selalu dihadapkan pada banyaknya galur yang diuji di lapang, sehingga perlu dicari suatu metode seleksi dini yang bertujuan mengurangi jumlah galur pada pengujian di lapang. Seleksi dini untuk menduga toleransi genotipe jagung dilakukan pada fase perkecambahan dan vegetatif pada kondisi cekaman kekeringan dengan cara memberikan larutan PEG ke dalam media tanam Verslues et al. 2006. Toleransi terhadap cekaman kekeringan melibatkan oleh banyak sifat, maka untuk memperoleh metode seleksi yang efektif perlu dilakukan serangkaian percobaan indentifikasi sifat toleransi cekaman kekeringan. Selanjutnya dilakukan pemilihan karakter seleksi yang secara representatif dinilai dapat mengelompokkan respon genotipe jagung terhadap cekaman kekeringan. Menurut Banziger et al. 2000 karakter yang digunakan untuk seleksi toleransi genotipe jagung sebaiknya a berkorelasi dengan hasil, b sebagai penyebab yang berkaitan terjadinya penurunan hasil, c stabil bila diukur dalam periode tertentu, d mudah dan murah untuk diukur. Evaluasi toleransi tanaman terhadap cekaman kekeringan biasanya dilakukan dengan dua pendekatan: 1 secara langsung, dengan mengamati pengaruh langsung cekaman kekeringan terhadap pertumbuhan, perkembangan, dan daya hasil; 2 secara tidak langsung, dengan mengamati berbagai peubah morfologi dan fisiologi yang terkait dengan sifat toleransi terhadap cekaman kekeringan. Adanya respon genotipe jagung yang berbeda pada kondisi cekaman kekeringan menunjukkan peluang untuk mendapatkan genotipe jagung yang toleran terhadap cekaman kekeringan. Respon genotipe jagung pada kondisi cekaman PEG kekeringan yang diukur dari keragaan karakter kuantitatif pada fase perkecambahan dan vegetatif dapat digunakan untuk menduga toleransi genotipe jagung pada kondisi cekaman kekeringan, namun permasalahan yang dihadapi apakah hasil pendugaan tersebut konsisten dengan hasil seleksi pada kondisi cekaman kekeringan di lapang. Tujuan Penelitian Penelitian ini bertujuan untuk: 1. Mempelajari respon genotipe toleran dan peka terhadap cekaman kekeringan. 2. Menentukan konsentrasi PEG 6000 yang dapat menapis toleransi genotipe jagung terhadap cekaman kekeringan pada fase perkecambahan dan vegetatif. 3. Menentukan karakter seleksi pada fase perkecambahan, vegetatif dan generatif yang dapat digunakan sebagai indikator toleransi genotipe jagung terhadap cekaman kekeringan. 4. Mengevaluasi metode seleksi genotipe jagung pada kondisi cekaman PEG 6000 dan karakter seleksi pada fase perkecambahan dan vegetatif untuk menduga toleransi genotipe jagung terhadap cekaman kekeringan. Kegunaan Penelitian Kegunaan penelitian ini adalah mempercepat siklus seleksi toleransi genotipe jagung dalam program perbaikan atau perakitan varietas jagung toleran cekaman kekeringan . Hipotesis 1. Terdapat konsentrasi PEG 6000 yang dapat digunakan untuk menapis toleransi genotipe jagung terhadap cekaman kekeringan. 2. Terdapat karakter kuantitatif yang dapat digunakan sebagai indikator toleransi genotipe jagung terhadap cekaman kekeringan, baik pada fase perkecambahan, vegetatif dan generatif. 3. Kombinasi konsentrasi PEG dan karakter seleksi pada fase perkecambahan dan vegetatif merupakan metode seleksi yang dapat mengevaluasi toleransi genotipe jagung terhadap cekaman kekeringan. Penapisan genotipe jagung pada kondisi cekaman kekeringan Metode seleksi Fase perkecambahan Fase vegetatif Fase vegetatif – generatif Genotipe toleranpeka dan karakter kuantitatif sebagai kriteria seleksi Genotipe toleranpeka dan karakter kuantitatif sebagai kriteria seleksi Gambar 1. Bagan alur penelitian Cekaman kekeringan dengan larutan PEG 6000 dilakukan di labotarium dan rumah kaca Cekaman kekeringan dengan pengairan di lapang dan rumah kaca Metode seleksi dini dan karakter kuantitatif sebagai kriteria seleksi genotipe jagung terhadap cekaman kekeringan Konsistensi hasil seleksi pada fase perkecambahan dan vegetatif dengan hasil seleksi di lapang pada kondisi cekaman kekeringan Bagan Alur Penelitian

BAB II TINJAUAN PUSTAKA