Identifikasi Karakter Morfofisiologi Akar dari Beberapa F1 Hasil Persilangan Jagung (Zea mays L.) Pada Dua Media Tanam di Rhizotron

4

TINJAUAN PUSTAKA
Morfologi dan Fisiologi Tanaman Jagung (Zea mays L.)
Setelah perkecambahan, akar primer awal memulai pertumbuhan tanaman.
Sekelompok akar sekunder berkembang pada buku-buku pangkal batang dan
tumbuh menyamping. Akar yang tumbuh relatif dangkal ini merupakan akar
adventif dengan perkecambahan yang amat lebat yang memberi hara pada
tanaman. Akar layang penyokong memberikan tambahan topangan untuk tumbuh
tegak dan membantu penyerapan hara. Akar layang ini yang tumbuh di atas
permukaan tanah, tumbuh rapat pada buku-buku dasar dan tidak bercabang
sebelum masuk ke tanah (Rubatzky dan Yamaguchi, 1998).
Seperti halnya pada jenis rumput-rumputan yang lain, akar tanaman
jagung dapat tumbuh dan berkembang dengan baik pada kondisi tanah yang sesuai
untuk pertumbuhan dan perkembangan tanaman. Pada kondisi tanah yang subur
dan gembur karena sistem pengolahan tanahnya cukup baik, akan didapat jumlah
akar yang cukup banyak, sedang pada tanah yang kurang baik (jelek) akar yang
tumbuh jumlahnya terbatas (Warisno, 2007).
Akar adalah bagian yang tidak dapat dipisahkan dari tanaman dan
mempunyai fungsi yang sama pentingnya dengan bagian atas tanaman, potensi
pertumbuhan akar perlu dicapai sepenuhnya untuk mendapatkan potensi

pertumbuhan bagian atas tanaman, ini berarti bahwa semakin banyak akar
semakin tinggi hasil tanaman, konsep keseimbangan morfologi merupakan yang
paling sering digunakan sebagaimana yang dilakukan dalam hubungan allometrik.
Konsep ini yang mempunyai pengertian bahwa pertumbuhan suatu bagian
tanaman diikuti dengan pertumbuhan bagian lain. Hasil pengamatan akar dapat

Universitas Sumatera Utara

5

dinyatakan per satuan tanaman satuan volume tanah dan per satuan luas tanah,
parameter yang dapat diamati langsung adalah berat akar, jumlah akar dan
panjang akar. Sedang luas permukaan akar dan volume akar biasanya diperoleh
dengan penaksiran, indeks yang dapat dibentuk dari berat akar adalah Nisbah
berat akar yaitu nisbah berat akar dengan biomassa total tanaman. Ini dapat
digunakan untuk menjelaskan efisiensi akar dalam mendukung pembentukan
biomassa total tanaman (Sitompul dan Guritno, 1995).
Kebanyakan ordo Poales memiliki bentuk batang seperti silinder panjang,
jelas berbuku-buku dan beruas-reruas , bersekat pada buku-bukunya. Daun-daun
tersusun berseling dalam dua baris pada batang. Batang tanaman jagung memiliki

ruas-ruas dengan jumlah 8-21 ruas. Rata-rata batang tanaman jagung antara 1-3
meter diatas permukaan tanah (Tjitrosoepomo, 2005).
Daun jagung memanjang dan keluar dari buku-buku batang. Jumlah daun
terdiri dari 4-48 helaian, tergantung varietasnya. Daun terdiri dari tiga bagian
yaitu kelopak daun, lidah daun dan helaian daun. Kelopak daun umumnya
menembus batang. Antara kelopak dan helaian terdapat lidah daun yang disebut
ligula. Ligula ini berbulu dan berlemak. Fungsi ligula adalah mencegah air masuk
kedalam kelopak daun dan batang sempurna. Bentuknya memanjang antara
helaian dan pelepah daun terdapat ligula dua baris bunga. Tiap-tiap jurai terdiri
atas 5 hingga 12 bunga. Mahkota bunga nya berwarna kuning muda, bentuk bakal
buahnya ada yang bulat panjang, berbentuk bola atau jurang melintang
(Rismunandar, 2001).
Jagung merupakan tanaman berumah satu. Jagung menghasilkan bunga
jantan dalam satu pembungaan terminal (malai) dan bunga betina pada tunas

Universitas Sumatera Utara

6

samping (tongkol). Jagung adalah protandus, yaitu mekarnya bunga jantan

(pelepasan tepung sari) biasa terjadi satu atau dua hari setelah muncul tangkai
putik (umum dikenal sebagai rambut). Karena pemisahan tongkol dan malai
bunga jantan serta protandri pembungaan nya, jagung merupakan spesies yang
terutama menyerbuk silang (Fischer dan Palmer, 1992).
Rambut pertama berasal dari putik dasar tongkol dan ada satu helai rambut
untuk satu biji jagung yang akan terbentuk. Rambut biasanya muncul 1-3 hari
setelah sari mulai tersebar dan siap diserbuki (reseptif) ketika keluar dari kelobot.
Bergantung pada suhu dan kejaguran tanaman, diperlukan waktu 2-7 hari untuk
memunculkan semua rambut secara sempurna. Hampir semua biji jagung
terbentuk pada 3-5 hari setelah rambut pertama muncul. Suhu tinggi selama
persebaran tepung sari dan munculnya rambut dapat berpengaruh buruk karena
tepung sari dapat mengering. Penyerbukan dapat terjadi dalam kisaran suhu yang
lebar, suhu optimumnya sekitar 30 oC. pada banyak kultivar, suhu di atas 36 oC
dengan terapan angin kering yang panas atau ketika tanaman mengalami cekaman
kelengasan, menyebabkan penyerbukan buruk yang berakibat pada buruknya
pengisian biji (Rubatzky dan Yamaguchi, 1998).
Karakteristik Tanah Masam
Tingginya curah hujan di sebagian wilayah Indonesia menyebabkan
tingkat pencucian hara tinggi terutama basa-basa, sehingga basa-basa dalam tanah
akan segera tercuci keluar lingkungan tanah dan yang tinggal dalam kompleks

adsorpsi liat dan humus adalah ion H dan Al. Akibatnya tanah menjadi bereaksi
masam dengan kejenuhan basa rendah, dan menunjukkan kejenuhan aluminium
yang tinggi. Selain itu, tanah-tanah yang terbentuk umumnya merupakan tanah

Universitas Sumatera Utara

7

berpenampang dalam, berwarna merah-kuning, dan mempunyai kesuburan alami
yang rendah (Subagyo et al., 1998).
Lahan kering bertanah masam dicirikan dengan pH < 5,0 dan kejenuhan
basa < 50%, yang tergolong pada tanah-tanah yang mempunyai sifat distrik.
Sebaliknya lahan yang bertanah tidak masam adalah lahan dengan pH > 5,0 dan
kejenuhan basa > 50%, yang tergolong pada tanah-tanah yang bersifat eutrik
(Hidayat dan Mulyani, 2002).
Tingkat kemasaman (pH) tanah sangat mempengaruhi status ketersediaan
hara bagi tanaman. Reaksi (pH) tanah masam dapat mengakibatkan berkurangnya
jumlah ketersediaan unsur hara tertentu dan kadang menyebabkan kelebihan
ketersediaan unsur hara lainnya. Hal ini dapat berakibat terganggunya serapan
hara oleh tanaman sehingga menghambat pertumbuhan dan menurunkan

produktivitas tanaman. Posfor merupakan salah satu unsur makro yang sangat
penting bagi pertumbuhan tanaman tetapi kadarnya di dalam tanaman lebih
rendah dari N, K dan Ca.Sifat mobil dari unsur P di dalam tanah menyebabkan
unsur ini cepat sekali berkurang konsentrasinya di dalam larutan tanah, tetapi
apabila kelarutan ini dapat diperbesar maka jumlah yang sedikit saja dari unsur ini
akan segera memperlihatkan pengaruhnya yang positif (Tufaila dan Alam, 2014).
Rhizotron
Rhizotron adalah tempat tumbuh tanaman yang berisi tanah dengan sisi
kaca transparan, memungkinkan untuk analisis pertumbuhan akar. Hal ini Dapat
dijadikan sebagai sebuah hasil viasualisasi mengenai sistem perakaran (arsitektur
sistem akar dan dinamika pertumbuhan akar ) dari berbagai spesies tanaman yang
ditumbuhkan di dalam rhizotron. Telah terbukti bahwa akar terlihat pada kaca

Universitas Sumatera Utara

8

transparan dan biomassa akar ditentukan dari sampel akar yang telah dicuci
(Pfeifer, 2013).
Tanggap fisiologis pada kondisi cekaman Al dan defisiensi fosfor dalam

rhizotron, menunjukkan bahwa terdapat pengaruh yang sangat nyata akibat
perlakuan kondisi cekaman dan genotipe serta interaksinya terhadap bobot kering
total. Perbedaan nilai tengah bobot kering total menunjukkan perbedaan kemampuan membentuk bahan kering antara genotipe toleran dan peka pada berbagai
kondisi cekaman pada media (Agustina, 2010).
Pada sebuah penelitian menggunakan rhizotron yang telah dilakukan
oleh Lubis et al.

(2013) menunjukkan bahwa bahwa ada perbedaan yang

signifikan antara genotipe untuk semua karakter morfofisiologi diamati, kecuali
panjang akar (cm). Hal ini menunjukkan bahwa keragaman genetik pada karakter
morfofisiologi, berbeda secara signifikan antara media yang digunakan.
Pendugaan Parameter Genetik
Dalam pendugaan parameter genetik, nilai ragam genotipe, fenotipe, dan
lingkungan dapat dipisahkan dan dapat diduga antara satu dan lainnya, sehingga
mudah mengukur nilai variabilitas, heritabilitas, dan kemajuan genetik.
Pendugaan parameter genetik dalam kaitan karakterisasi sifat-sifat tanaman
merupakan komponen utama dalam upaya perbaikan sifat tanaman sesuai dengan
yang dikehendaki. Keberhasilan seleksi tanaman dalam pemuliaan bergantung
pada seberapa luas variabilitas genetik yang ada dari suatu materi yang akan

diseleksi (Akhtar et al., 2007).
Beberapa parameter genetik yang dapat digunakan sebagai pertimbangan
agar seleksi efektif dan efisien adalah keragaman genetik, heritabilitas, korelasi

Universitas Sumatera Utara

9

dan pengaruh dari karakter-karakter yang erat hubungannya dengan hasil. Adanya
keragaman genetik, yang berarti terdapat perbedaan nilai antar individu genotipe
dalam populasi merupakan syarat keberhasilan seleksi terhadap karakter yang
diinginkan. Heritabilitas adalah salah satu alat ukur dalam sistem seleksi yang
efisien yang dapat menggambarkan efektivitas seleksi genotipe berdasarkan
penampilan fenotipenya. Sedangkan korelasi antar karakter fenotipe diperlukan
dalam seleksi tanaman, untuk mengetahui karakter yang dapat dijadikan petunjuk
seleksi terhadap produktivitas yang tinggi (Suharsono et al., 2006).
Heritabilitas
Variasi keseluruhan dalam suatu populasi merupakan hasil kombinasi
genotipe dan pengaruh lingkungan. Proporsi variasi merupakan sumber yang
penting dalam progam pemuliaan karena dari jumlah variasi genetik ini

diharapkan terjadi kombinasi genetik yang baru. Proporsi dari seluruh variasi yang
disebabkan oleh perubahan genetik disebut heritabilitas. 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).
Variasi genetik akan membantu dalam mengefisienkan kegiatan seleksi.
Apabila variasi genetik dalam suatu populasi besar, ini menunjukkan individu
dalam populasi beragam sehingga peluang untuk memperoleh genotip yang
diharapkan akan besar. Sedangkan pendugaan nilai heritabilitas tinggi
menunjukkan bahwa faktor pengaruh genetik lebih besar terhadap penampilan
fenotip bila dibandingkan dengan lingkungan. Untuk itu informasi sifat tersebut

Universitas Sumatera Utara

10

lebih diperankan oleh faktor genetik atau faktor lingkungan, sehingga dapat
diketahui sejauh mana sifat tersebut dapat diturunkan pada generasi berikutnya
(Steel dan Torrie, 1993).

Heritabilitas merupakan parameter genetik untuk memilih sistem seleksi
yang efektif.

Digunakan untuk mengukur kemampuan suatu genotipe dalam

populasi tanaman dalam mewariskan karakter yang dimilikinya atau suatu
pendugaan yang mengukur sejauh mana variabilitas penampilan suatu genotipe
dalam populasi terutama yang disebabkan oleh peranan faktor genetik.
Keragaman genetik dan heritabilitas sangat bermanfaat dalam proses seleksi.
Seleksi akan efektif jika populasi tersebut mempunyai keragaman genetik yang
luas dan heritabilitas yang tinggi. Selain informasi ragam populasi, nilai tengah
masing – masing genotipe juga berperan dalam efektivitas seleksi. Nilai tengah
tersebut

dihubungkan

dengan

idiotipe


tanaman

yang

ingin

dicapai

(Syukur et al., 2011).
Koefisien keragaman genetik yang telah diperoleh dapat dikelompokkan
menjadi 4 kriteria keragaman yaitu : keragaman rendah ( 0 – 25 % ), keragaman
sedang (25 – 50%), keragaman tinggi (50 -75 %) dan keragaman sangat tinggi
(> 75 % ) (Moedjiono dan Mejaya, 1994).

Universitas Sumatera Utara