RESPON VARIETAS TANAMAN JAGUNG (Zea mays L.) TERHADAP CEKAMAN KEKERINGAN PADA FASE PERTUMBUHAN VEGETATIF.
RESPON VARIETAS TANAMAN JAGUNG (Zea mays L.)
TERHADAP CEKAMAN KEKERINGAN PADA FASE
PERTUMBUHAN VEGETATIF
SKRIPSI
Diajukan untuk Memenuhi Sebagai Prasyaratan
dalam Memperoleh Gelar Sarjana Pertanian
Program Studi Agroteknologi
Disusun Oleh :
IMELDA VIRGO VINTIA
NPM. 1025010032
Kepada
PROGRAM STUDI AGROTEKNOLOGI
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL“ VETERAN” JAWA TIMUR
SURABAYA
2014
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
RESPON VARIETAS TANAMAN JAGUNG (Zea mays L.) TERHADAP
CEKAMAN KEKERINGAN PADA FASE PERTUMBUHAN VEGETATIF
Disusun Oleh :
IMELDA VIRGO VINTIA
NPM : 1025010032
Telah dipertahankan dihadapan dan diterima oleh Tim Penguji Skripsi
Jurusan Agroteknologi Fakultas Pertanian
Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur
PadaTanggal 20 Januari 2014
Pembimbing :
1. Pembimbing Utama
Ir. Ida Retno Moeljani, MP
2. Pembimbing Pendamping
Ir. Yonny Koentjoro, MM
Tim Penguji :
1. Ketua
Ir. Ida Retno Moeljani, MP
2 . Sekretaris
Ir. Yonny Koentjoro, MM
3 . Anggota
Ir. Mulyadi, MS
4 . Anggota
Ir. Didik Utomo P, MP
Mengetahui :
Dekan
Fakultas Pertanian
Dr. Ir. Ramdan Hidayat, MS
Ketua
`Progdi Agroteknologi
Ir. Mulyadi. MS
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
RESPON VARIETAS TANAMAN JAGUNG (Zea mays L.)
TERHADAP CEKAMAN KEKERINGAN PADA FASE
PERTUMBUHAN VEGETATIF
SKRIPSI
Diajukan untuk Memenuhi Sebagai Prasyaratan
dalam Memperoleh Gelar Sarjana Pertanian
Program Studi Agroteknologi
Disusun Oleh :
IMELDA VIRGO VINTIA
NPM. 1025010032
Kepada
PROGRAM STUDI AGROTEKNOLOGI
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL“ VETERAN” JAWA TIMUR
SURABAYA
2014
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
LEMBAR PENGESAHAN SKRIPSI
RESPON VARIETAS TANAMAN JAGUNG (Zea mays L.) TERHADAP
CEKAMAN KEKERINGAN PADA FASE PERTUMBUHAN VEGETATIF
Diajukan Oleh :
IMELDA VIRGO VINTIA
1025010032
Menyetujui,
DOSEN PEMBIMBING I
DOSEN PEMBIMBING II
IR. IDA RETNO MOELJANI, MP
19600620 198811 2001
IR. YONNY KOENTJORO, MM
19610606 198903 1001
Mengetahui,
KETUA
PROGDI AGROTEKNOLOGI
IR. MULYADI, MS
NIP. 19530503 198503 1001
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
SURAT PERNYATAAN
Berdasarkan Undang-undang No. 19 Tahun 2002 tentang Hak Cipta
dan Permendiknas No. 17 tahun 2010 Pasal 1 Ayat 1 tentang Plagiatisme.
Maka saya sebagai penulis skripsi dengan judul :
RESPON VARIETAS TANAMAN JAGUNG (Zea mays L.) TERHADAP
CEKAMAN KEKERINGAN PADA FASE PERTUMBUHAN VEGETATIF
Menyatakan bahwa skripsi tersebut diatas bebas dari Plagiatisme.
Demikian surat pernyataan ini saya buat dengan sebenar-benarnya dan
saya
sanggup
mempertanggungjawabkan
sesuai
dengan
hukum
dan
perundangan yang berlaku.
Surabaya, Februari 2014
Yang membuat pernyataan
Imelda Virgo Vintia
NPM. 1025010032
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ............................................................................... i
DAFTAR ISI ........................................................................................... iii
DAFTAR TABEL .................................................................................... vi
DAFTAR GAMBAR ................................................................................ ix
I. Pendahuluan
1.1. Latar Belakang ............................................................................. 1
1.2. Perumusan Masalah..................................................................... 4
1.3. Tujuan Penelitian.......................................................................... 4
1.4. Manfaat Penelitian........................................................................ 4
1.5. Hipotesa ....................................................................................... 4
II. Tinjauan Pustaka
2.1. Karakteristik Tanaman Jagung ..................................................... 5
2.2. Pertumbuhan Tanaman Jagung ................................................... 6
2.3. Peranan Air Pada Tanaman ......................................................... 9
2.4. Kebutuhan Air Tanaman Jagung ................................................. 11
2.5. Varietas ........................................................................................ 12
2.6. Reaksi Tanaman Terhadap Cekaman Kekeringan ....................... 13
2.6.1. Pengaruh Kekeringan terhadap Anatomi Daun ...................... 17
2.6.2. Efek Kekeringan Terhadap Fotosintesis ................................ 18
2.7. Daya Adaptasi Tanaman terhadap Cekaman Kekeringan ............ 18
III. Bahan dan Metode
3.1. Tempat dan Waktu Penelitian....................................................... 20
3.2. Bahan dan Alat ............................................................................. 20
3.3. Metode Penelitian......................................................................... 20
3.4. Pelaksanaan Penelitian ................................................................ 23
3.4.1. Persiapan Lahan ................................................................... 23
iii
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
3.4.2. Pemilihan Benih .................................................................... 23
3.4.3. Penanaman .......................................................................... 23
3.4.4. Perlakuan ............................................................................. 23
3.4.5. Penyulaman .......................................................................... 24
3.4.6. Penyiangan .......................................................................... 25
3.5. Pengamatan ................................................................................. 25
3.5.1. Panjang Tanaman ................................................................ 25
3.5.2. Jumlah Daun ........................................................................ 25
3.5.3. Luas Daun ............................................................................ 25
3.5.4. Prosentase Jumlah Daun ...................................................... 26
3.5.5. Berat Basah Total Tanaman ................................................. 26
3.5.6. Berat Kering Total Tanaman .................................................. 26
3.5.7. Berat Basah Akar ................................................................. 26
3.5.8. Berat Kering Akar ................................................................. 26
3.5.9. Kadar Air Tanaman................................................................ 26
3.5.10. Kadar Air Akar................................................................... 27
3.5.11. Diameter Batang .............................................................. 27
3.5.12. Nisbah Biomasa ...............................................................
3.6. Analisa Data ................................................................................. 27
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil Pengamatan
4.1.1. Panjang Tanaman ............................................................... 28
4.1.2. Jumlah Daun ....................................................................... 30
4.1.3. Luas Daun ........................................................................... 33
4.1.4. Prosentase Jumlah Daun Menggulung ............................... 35
4.1.5. Berat Basah Total Tanaman ............................................... 37
4.1.6. Berat Kering Total Tanaman ............................................... 38
iv
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
4.1.7. Hubungan Antar Parameter ................................................ 39
4.1.8. Berat Basah Akar ............................................................... 40
4.1.9. Berat Kering Akar ............................................................... 42
4.1.10. Kadar Air Akar .................................................................... 44
4.1.11. Kadar Air Tanaman ............................................................ 45
4.1.12. Diameter Batang ................................................................. 47
4.1.13. Nisbah Biomasa ................................................................. 49
4.2. Pembahasan
4.2.1. Kombinasi Varietas Tanaman Jagung Pada Berbagai Tingkat
Cekaman Kekeringan ........................................................... 51
4.2.2. Perlakuan Varietas Tanaman Jagung ................................... 54
4.2.3. Perlakuan Tingkat Cekaman Kekeringan .............................. 55
V. PENUTUP
5.1. Kesimpulan .................................................................................. 59
5.2. Saran ........................................................................................... 59
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
v
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
RESPON VARIETAS TANAMAN JAGUNG (Zea mays L.) TERHADAP
CEKAMAN KEKERINGAN PADA FASE PERTUMBUHAN VEGETATIF
Imelda Virgo V, Ida Retno M, Yonny Koentjoro, Makhziah
ABSTRAK
Sifat tanaman toleran terhadap cekaman kekeringan merupakan sikap
kompleks, karena dicerminkan oleh beberapa karakteristik morfologi tanaman.
Strategi tanaman toleran menghadapi cekaman kekeringan dimulai pada saat
fase perkecambahan dan pertumbuhan vegetatif dengan membentuk formasi
akar, akumulasi prolin, dan kepekaan penggulungan daun merupakan indikator
tanaman toleran terhadap cekaman kekeringan. Penelitian terdiri atas 2 faktor,
faktor pertama (I) yaitu 10 macam varietas tanaman jagung dan faktor kedua (II)
yaitu tingkat pemberian air yang terdiri dari 3 level. Penelitian disusun secara
faktorial dengan menggunakan kaidah Rancangan Acak Kelompok (RAK). Setiap
satuan percobaan diulang tiga kali. Faktor I adalah varietas jagung (V), faktor II
adalah tingkat pemberian air, yang terdiri dari 3 level yaitu, A1 = Kebutuhan Air
100%, A2 = Kebutuhan Air 50%, dan A3 = Kebutuhan Air 25%. Respon tanaman
terhadap cekaman kekeringan, pada parameter berat kering tanaman
menunjukkan pengaruh berbeda nyata pada seluruh varietas dengan tingkat
pemberian air yang berbeda. Perlakuan varietas menunjukan pengaruh yang
nyata terhadap beberapa parameter yang diamati yaitu panjang tanaman, berat
basah tanaman, berat basah akar, dan diameter batang. Perlakuan tingkat
pemberian air menunjukkan pengaruh berbeda nyata terhadap semua parameter
pengamatan kecuali parameter kadar air tanaman. Rata-rata semua parameter
tanaman dengan tingkat pemberian air A1 menunjukkan hasil yang lebih baik
dibandingkan dengan perlakuan tingkat pemberian air A2 dan A3, hal ini
dikarenakan bahwa tingkat pemberian A1 merupakan tingkat kebutuhan air
normal pada tanaman jagung sehingga hasil yang ditunjukkan yaitu lebih baik
dibandingkan dengan yang lain.
Kata kunci : Jagung, Cekaman Kekeringan, Varietas
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
I. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Tanaman jagung (Zea mays. L) merupakan salah satu tanaman bahan
pangan pokok yang sudah populer diseluruh dunia. Jagung juga berperan
penting dalam perekonomian nasional dengan adanya perkembangan industri
pangan yang ditunjang dengan teknologi budidaya dan varietas unggul. Komoditi
jagung mempunyai peran besar sebagai bahan baku makanan, minuman, dan
pakan ternak. Menurut Suryana (2005) dalam Kaswan dan Amzeri (2011), dalam
beberapa tahun terakhir proporsi penggunaan jagung oleh industri pakan telah
mencapai 50% dari total keseluruhan kebutuhan nasional. Dalam 20 tahun
kedepan, penggunaan jagung untuk pakan diperkirakan terus meningkat bahkan
setelah tahun 2020 penggunaan jagung untuk kebutuhan pakan diperkirakan
lebih dari 60% dari total kebutuhan nasional. Dengan meningkatnya kebutuhan
jagung setiap tahunnya, maka budidaya tanaman jagung sangat menguntungkan
dan mempunyai prospek cukup baik bagi yang mengusahakannya.
Di Indonesia jagung lebih banyak ditanam di lahan kering (79 %). Luas
areal pertanaman jagung di lahan sawah tadah hujan dan sawah irigasi masingmasing 10 % dan 11 % dari total luas pertanaman. Hal ini merupakan salah satu
penyebab rendahnya produktivitas jagung. Peluang perluasan area jagung di
lahan kering masih cukup besar. Luas lahan kering di Indonesia meliputi 23 juta
hektar lahan tidur. Salah satu upaya peningkatan produktivitas guna mendukung
program pengembangan agribisnis jagung adalah penyediaan air yang cukup
untuk pertumbuhan tanaman (Damardjati, Subandi, Kariyasa, Zubachtirodin dan
Saenong, 2005).
Jagung merupakan tanaman hari pendek, jumlah daunnya ditentukan pada
saat inisiasi bunga jantan dan dikendalikan oleh genotipe, lama penyinaran dan
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
2
suhu. Secara umum jagung memiliki pola pertumbuhan yang sama. Pada fase
vegetatif yaitu pada fase munculnya daun pertama yang terbuka smepurna
sampai tasseling sebelum keluarnya bunga betina yang diawali munculnya
rambut dari dalam tongkol yang terbungkus kelobot, biasanya 2-3 hari setelah
tasseling (Subekti, Syafruddin, Effendi, dan Sunarti, 2007).
Jagung merupakan tanaman dengan tingkat penggunaan air sedang,
berkisar antar 400-500 mm. Namun demikian, budidaya jagung terkendala oleh
tidak tersedianya air dalam jumlah dan waktu yang tepat. Khusus pada lahan
sawah tadah hujan dataran rendah, masih tersisanya lengas tanah dalam jumlah
yang berlebihan akan mengganggu pertumbuhan tanaman. Sementara itu,
penundaan waktu tanam akan menyebabkan terjadinya cekaman kekurangan air
pad fase pertumbuhan sampai pembentukan biji (Aqil dan Firmansyah, 2008)
Perubahan iklim (climate changes) berpengaruh secara langsung terhadap
siklus musim. Prediksi pergantian musim kemarau ke musim penghujan atau
sebaliknya tidak dapat dilakukan secara akurat. Akibat dari perubahan iklim
adalah pergantian musim yang tidak menentu salah satunya adalah musim
kemarau yang panjang sehingga menyebabkan ketersedian air tanah semakin
menurun. Perubahan iklim juga berdampak pada potensi lahan karena
mengalami cekaman kekeringan (terjadi musim kemarau yang panjang), hal
tersebut berdampak terhadap penurunan hasil atau kegagalan panen (Cahyo,
2012).
Sifat tanaman toleran terhadap cekaman kekeringan merupakan sikap
kompleks, karena dicerminkan oleh beberapa karakteristik morfologi tanaman.
Strategi tanaman toleran menghadapi cekaman kekeringan dimulai pada saat
fase perkecambahan dan pertumbuhan vegetatif dengan membentuk formasi
akar, akumulasi prolin, dan kepekaan penggulungan daun merupakan indikator
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
3
tanaman toleran terhadap cekaman kekeringan (Moussa dan Aziz, 2008 dalam
Effendi, Suwardi, dan Isnaini, 2010).
Pertumbuhan tanaman didefinisikan sebagai bertambah besarnya tanaman
yang diikuti oleh peningkatan berat kering. Proses pertumbuhan tanaman terdiri
dari pembelahan sel, perbesaran sel dan diferensiasi sel. Cekaman kekeringan
menyebabkan kehilangan air pada jaringan tanaman sehingga turgor sel
menurun, mempengaruhi membran sel dan potensi aktivitas kimia air dalam
tanaman (Mubiyanto, 1997).
Menurut Iriany, Takdir, Subekti, dan Dahlan (2001), varietas hibrida
memberikan hasil yang lebih tinggi dibandingkan dengan varietas bersari bebas,
karena hibrida menggabungkan gen-gen dominan karakter yang diinginkan dari
penyusunnya, dan hibrida mampu memanfaatkan gen adiktif dan non adiktif.
Varietas hibrida akan memberikan keuntungan yang lebih tinggi bila ditanam
pada lahan yang produktivitasnya tinggi.
Budidaya tanaman jagung biasanya mengalami tingkat penurunan hasil
yang mengakibatkan kerugian pada musim kemarau berkepanjangan. Oleh
karena itu, salah satu teknologi yang relatif murah dan efektif untuk menekan
kerugian akibat cekaman kekeringan adalah menggunakan varietas tanaman
jagung yang tahan terhadap cekaman kekeringan. Berdasarkan uraian diatas
maka akan dilakukan penelitian tentang uji ketahanan beberapa varietas jagung
yang toleran terhadap cekaman kekeringan. Hal ini sangat bermanfaat dalam
mengetahui pertumbuhan varietas yang tahan kekeringan utuk dibudidayakan
dan meningkatkan hasil produksi jagung dilahan kering atau di musim kemarau
berkepanjangan.
1.2. Perumusan Masalah
Bagaimana respon pertumbuhan vegetatif dari sepuluh varietas tanaman
jagung (Zea mays L.) akibat cekaman kekeringan.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
4
1.3. Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah mengetahui respon varietas jagung
terhadap cekaman kekeringan pada fase pertumbuhan vegetatif.
1.4. Manfaat Penelitian
a.
Dari hasil penelitian ini dapat diperoleh informasi varietas tanaman
jagung berkaitan dengan toleran terhadap cekaman kekeringan.
b.
Dari sepuluh varietas yang diperoleh dapat dijadikan tetua dan bahan
genetik terhadap keturunan tanaman jagung yang tahan cekaman
kekeringan kepada pemulia tanaman.
1.5. Hipotesa
a.
Diduga terdapat respon yang berbeda dari pertumbuhan vegetatif
setiap varietas tanaman jagung terhadap cekaman kekeringan.
b.
Diduga terdapat interaksi antara tingkat cekaman kekeringan yang
berbeda pada berbagai varietas terhadap pertumbuhan dan hasil
tanaman jagung.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
LEMBAR PENGESAHAN SKRIPSI
RESPON VARIETAS TANAMAN JAGUNG (Zea mays L.) TERHADAP
CEKAMAN KEKERINGAN PADA FASE PERTUMBUHAN VEGETATIF
Diajukan Oleh :
IMELDA VIRGO VINTIA
1025010032
Menyetujui,
DOSEN PEMBIMBING I
DOSEN PEMBIMBING II
IR. IDA RETNO MOELJANI, MP
19600620 198811 2001
IR. YONNY KOENTJORO, MM
19610606 198903 1001
Mengetahui,
KETUA
PROGDI AGROTEKNOLOGI
IR. MULYADI, MS
NIP. 19530503 198503 1001
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
SURAT PERNYATAAN
Berdasarkan Undang-undang No. 19 Tahun 2002 tentang Hak Cipta
dan Permendiknas No. 17 tahun 2010 Pasal 1 Ayat 1 tentang Plagiatisme.
Maka saya sebagai penulis skripsi dengan judul :
RESPON VARIETAS TANAMAN JAGUNG (Zea mays L.) TERHADAP
CEKAMAN KEKERINGAN PADA FASE PERTUMBUHAN VEGETATIF
Menyatakan bahwa skripsi tersebut diatas bebas dari Plagiatisme.
Demikian surat pernyataan ini saya buat dengan sebenar-benarnya dan
saya
sanggup
mempertanggungjawabkan
sesuai
dengan
hukum
dan
perundangan yang berlaku.
Surabaya, Februari 2014
Yang membuat pernyataan
Imelda Virgo Vintia
NPM. 1025010032
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ............................................................................... i
DAFTAR ISI ........................................................................................... iii
DAFTAR TABEL .................................................................................... vi
DAFTAR GAMBAR ................................................................................ ix
I. Pendahuluan
1.1. Latar Belakang ............................................................................. 1
1.2. Perumusan Masalah..................................................................... 4
1.3. Tujuan Penelitian.......................................................................... 4
1.4. Manfaat Penelitian........................................................................ 4
1.5. Hipotesa ....................................................................................... 4
II. Tinjauan Pustaka
2.1. Karakteristik Tanaman Jagung ..................................................... 5
2.2. Pertumbuhan Tanaman Jagung ................................................... 6
2.3. Peranan Air Pada Tanaman ......................................................... 9
2.4. Kebutuhan Air Tanaman Jagung ................................................. 11
2.5. Varietas ........................................................................................ 12
2.6. Reaksi Tanaman Terhadap Cekaman Kekeringan ....................... 13
2.6.1. Pengaruh Kekeringan terhadap Anatomi Daun ...................... 17
2.6.2. Efek Kekeringan Terhadap Fotosintesis ................................ 18
2.7. Daya Adaptasi Tanaman terhadap Cekaman Kekeringan ............ 18
III. Bahan dan Metode
3.1. Tempat dan Waktu Penelitian....................................................... 20
3.2. Bahan dan Alat ............................................................................. 20
3.3. Metode Penelitian......................................................................... 20
3.4. Pelaksanaan Penelitian ................................................................ 23
3.4.1. Persiapan Lahan ................................................................... 23
iii
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
3.4.2. Pemilihan Benih .................................................................... 23
3.4.3. Penanaman .......................................................................... 23
3.4.4. Perlakuan ............................................................................. 23
3.4.5. Penyulaman .......................................................................... 24
3.4.6. Penyiangan .......................................................................... 25
3.5. Pengamatan ................................................................................. 25
3.5.1. Panjang Tanaman ................................................................ 25
3.5.2. Jumlah Daun ........................................................................ 25
3.5.3. Luas Daun ............................................................................ 25
3.5.4. Prosentase Jumlah Daun ...................................................... 26
3.5.5. Berat Basah Total Tanaman ................................................. 26
3.5.6. Berat Kering Total Tanaman .................................................. 26
3.5.7. Berat Basah Akar ................................................................. 26
3.5.8. Berat Kering Akar ................................................................. 26
3.5.9. Kadar Air Tanaman................................................................ 26
3.5.10. Kadar Air Akar................................................................... 27
3.5.11. Diameter Batang .............................................................. 27
3.5.12. Nisbah Biomasa ...............................................................
3.6. Analisa Data ................................................................................. 27
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil Pengamatan
4.1.1. Panjang Tanaman ............................................................... 28
4.1.2. Jumlah Daun ....................................................................... 30
4.1.3. Luas Daun ........................................................................... 33
4.1.4. Prosentase Jumlah Daun Menggulung ............................... 35
4.1.5. Berat Basah Total Tanaman ............................................... 37
4.1.6. Berat Kering Total Tanaman ............................................... 38
iv
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
4.1.7. Hubungan Antar Parameter ................................................ 39
4.1.8. Berat Basah Akar ............................................................... 40
4.1.9. Berat Kering Akar ............................................................... 42
4.1.10. Kadar Air Akar .................................................................... 44
4.1.11. Kadar Air Tanaman ............................................................ 45
4.1.12. Diameter Batang ................................................................. 47
4.1.13. Nisbah Biomasa ................................................................. 49
4.2. Pembahasan
4.2.1. Kombinasi Varietas Tanaman Jagung Pada Berbagai Tingkat
Cekaman Kekeringan ........................................................... 51
4.2.2. Perlakuan Varietas Tanaman Jagung ................................... 54
4.2.3. Perlakuan Tingkat Cekaman Kekeringan .............................. 55
V. PENUTUP
5.1. Kesimpulan .................................................................................. 59
5.2. Saran ........................................................................................... 59
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
v
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
RESPON VARIETAS TANAMAN JAGUNG (Zea mays L.) TERHADAP
CEKAMAN KEKERINGAN PADA FASE PERTUMBUHAN VEGETATIF
Imelda Virgo V, Ida Retno M, Yonny Koentjoro, Makhziah
ABSTRAK
Sifat tanaman toleran terhadap cekaman kekeringan merupakan sikap
kompleks, karena dicerminkan oleh beberapa karakteristik morfologi tanaman.
Strategi tanaman toleran menghadapi cekaman kekeringan dimulai pada saat
fase perkecambahan dan pertumbuhan vegetatif dengan membentuk formasi
akar, akumulasi prolin, dan kepekaan penggulungan daun merupakan indikator
tanaman toleran terhadap cekaman kekeringan. Penelitian terdiri atas 2 faktor,
faktor pertama (I) yaitu 10 macam varietas tanaman jagung dan faktor kedua (II)
yaitu tingkat pemberian air yang terdiri dari 3 level. Penelitian disusun secara
faktorial dengan menggunakan kaidah Rancangan Acak Kelompok (RAK). Setiap
satuan percobaan diulang tiga kali. Faktor I adalah varietas jagung (V), faktor II
adalah tingkat pemberian air, yang terdiri dari 3 level yaitu, A1 = Kebutuhan Air
100%, A2 = Kebutuhan Air 50%, dan A3 = Kebutuhan Air 25%. Respon tanaman
terhadap cekaman kekeringan, pada parameter berat kering tanaman
menunjukkan pengaruh berbeda nyata pada seluruh varietas dengan tingkat
pemberian air yang berbeda. Perlakuan varietas menunjukan pengaruh yang
nyata terhadap beberapa parameter yang diamati yaitu panjang tanaman, berat
basah tanaman, berat basah akar, dan diameter batang. Perlakuan tingkat
pemberian air menunjukkan pengaruh berbeda nyata terhadap semua parameter
pengamatan kecuali parameter kadar air tanaman. Rata-rata semua parameter
tanaman dengan tingkat pemberian air A1 menunjukkan hasil yang lebih baik
dibandingkan dengan perlakuan tingkat pemberian air A2 dan A3, hal ini
dikarenakan bahwa tingkat pemberian A1 merupakan tingkat kebutuhan air
normal pada tanaman jagung sehingga hasil yang ditunjukkan yaitu lebih baik
dibandingkan dengan yang lain.
Kata kunci : Jagung, Cekaman Kekeringan, Varietas
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
I. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Tanaman jagung (Zea mays. L) merupakan salah satu tanaman bahan
pangan pokok yang sudah populer diseluruh dunia. Jagung juga berperan
penting dalam perekonomian nasional dengan adanya perkembangan industri
pangan yang ditunjang dengan teknologi budidaya dan varietas unggul. Komoditi
jagung mempunyai peran besar sebagai bahan baku makanan, minuman, dan
pakan ternak. Menurut Suryana (2005) dalam Kaswan dan Amzeri (2011), dalam
beberapa tahun terakhir proporsi penggunaan jagung oleh industri pakan telah
mencapai 50% dari total keseluruhan kebutuhan nasional. Dalam 20 tahun
kedepan, penggunaan jagung untuk pakan diperkirakan terus meningkat bahkan
setelah tahun 2020 penggunaan jagung untuk kebutuhan pakan diperkirakan
lebih dari 60% dari total kebutuhan nasional. Dengan meningkatnya kebutuhan
jagung setiap tahunnya, maka budidaya tanaman jagung sangat menguntungkan
dan mempunyai prospek cukup baik bagi yang mengusahakannya.
Di Indonesia jagung lebih banyak ditanam di lahan kering (79 %). Luas
areal pertanaman jagung di lahan sawah tadah hujan dan sawah irigasi masingmasing 10 % dan 11 % dari total luas pertanaman. Hal ini merupakan salah satu
penyebab rendahnya produktivitas jagung. Peluang perluasan area jagung di
lahan kering masih cukup besar. Luas lahan kering di Indonesia meliputi 23 juta
hektar lahan tidur. Salah satu upaya peningkatan produktivitas guna mendukung
program pengembangan agribisnis jagung adalah penyediaan air yang cukup
untuk pertumbuhan tanaman (Damardjati, Subandi, Kariyasa, Zubachtirodin dan
Saenong, 2005).
Jagung merupakan tanaman hari pendek, jumlah daunnya ditentukan pada
saat inisiasi bunga jantan dan dikendalikan oleh genotipe, lama penyinaran dan
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
2
suhu. Secara umum jagung memiliki pola pertumbuhan yang sama. Pada fase
vegetatif yaitu pada fase munculnya daun pertama yang terbuka smepurna
sampai tasseling sebelum keluarnya bunga betina yang diawali munculnya
rambut dari dalam tongkol yang terbungkus kelobot, biasanya 2-3 hari setelah
tasseling (Subekti, Syafruddin, Effendi, dan Sunarti, 2007).
Jagung merupakan tanaman dengan tingkat penggunaan air sedang,
berkisar antar 400-500 mm. Namun demikian, budidaya jagung terkendala oleh
tidak tersedianya air dalam jumlah dan waktu yang tepat. Khusus pada lahan
sawah tadah hujan dataran rendah, masih tersisanya lengas tanah dalam jumlah
yang berlebihan akan mengganggu pertumbuhan tanaman. Sementara itu,
penundaan waktu tanam akan menyebabkan terjadinya cekaman kekurangan air
pad fase pertumbuhan sampai pembentukan biji (Aqil dan Firmansyah, 2008)
Perubahan iklim (climate changes) berpengaruh secara langsung terhadap
siklus musim. Prediksi pergantian musim kemarau ke musim penghujan atau
sebaliknya tidak dapat dilakukan secara akurat. Akibat dari perubahan iklim
adalah pergantian musim yang tidak menentu salah satunya adalah musim
kemarau yang panjang sehingga menyebabkan ketersedian air tanah semakin
menurun. Perubahan iklim juga berdampak pada potensi lahan karena
mengalami cekaman kekeringan (terjadi musim kemarau yang panjang), hal
tersebut berdampak terhadap penurunan hasil atau kegagalan panen (Cahyo,
2012).
Sifat tanaman toleran terhadap cekaman kekeringan merupakan sikap
kompleks, karena dicerminkan oleh beberapa karakteristik morfologi tanaman.
Strategi tanaman toleran menghadapi cekaman kekeringan dimulai pada saat
fase perkecambahan dan pertumbuhan vegetatif dengan membentuk formasi
akar, akumulasi prolin, dan kepekaan penggulungan daun merupakan indikator
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
3
tanaman toleran terhadap cekaman kekeringan (Moussa dan Aziz, 2008 dalam
Effendi, Suwardi, dan Isnaini, 2010).
Pertumbuhan tanaman didefinisikan sebagai bertambah besarnya tanaman
yang diikuti oleh peningkatan berat kering. Proses pertumbuhan tanaman terdiri
dari pembelahan sel, perbesaran sel dan diferensiasi sel. Cekaman kekeringan
menyebabkan kehilangan air pada jaringan tanaman sehingga turgor sel
menurun, mempengaruhi membran sel dan potensi aktivitas kimia air dalam
tanaman (Mubiyanto, 1997).
Menurut Iriany, Takdir, Subekti, dan Dahlan (2001), varietas hibrida
memberikan hasil yang lebih tinggi dibandingkan dengan varietas bersari bebas,
karena hibrida menggabungkan gen-gen dominan karakter yang diinginkan dari
penyusunnya, dan hibrida mampu memanfaatkan gen adiktif dan non adiktif.
Varietas hibrida akan memberikan keuntungan yang lebih tinggi bila ditanam
pada lahan yang produktivitasnya tinggi.
Budidaya tanaman jagung biasanya mengalami tingkat penurunan hasil
yang mengakibatkan kerugian pada musim kemarau berkepanjangan. Oleh
karena itu, salah satu teknologi yang relatif murah dan efektif untuk menekan
kerugian akibat cekaman kekeringan adalah menggunakan varietas tanaman
jagung yang tahan terhadap cekaman kekeringan. Berdasarkan uraian diatas
maka akan dilakukan penelitian tentang uji ketahanan beberapa varietas jagung
yang toleran terhadap cekaman kekeringan. Hal ini sangat bermanfaat dalam
mengetahui pertumbuhan varietas yang tahan kekeringan utuk dibudidayakan
dan meningkatkan hasil produksi jagung dilahan kering atau di musim kemarau
berkepanjangan.
1.2. Perumusan Masalah
Bagaimana respon pertumbuhan vegetatif dari sepuluh varietas tanaman
jagung (Zea mays L.) akibat cekaman kekeringan.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
4
1.3. Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah mengetahui respon varietas jagung
terhadap cekaman kekeringan pada fase pertumbuhan vegetatif.
1.4. Manfaat Penelitian
a.
Dari hasil penelitian ini dapat diperoleh informasi varietas tanaman
jagung berkaitan dengan toleran terhadap cekaman kekeringan.
b.
Dari sepuluh varietas yang diperoleh dapat dijadikan tetua dan bahan
genetik terhadap keturunan tanaman jagung yang tahan cekaman
kekeringan kepada pemulia tanaman.
1.5. Hipotesa
a.
Diduga terdapat respon yang berbeda dari pertumbuhan vegetatif
setiap varietas tanaman jagung terhadap cekaman kekeringan.
b.
Diduga terdapat interaksi antara tingkat cekaman kekeringan yang
berbeda pada berbagai varietas terhadap pertumbuhan dan hasil
tanaman jagung.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Karakteristik Tanaman Jagung
Jagung (Zea mays L.) adalah tanaman semusim dan termasuk jenis
rumputan/graminae yang mempunyai batang tunggal (batang semu), meski
terdapat kemungkinan munculnya cabang anakan pada beberapa genotipe dan
lingkungan tertentu. Batang jagung terdiri atas buku dan ruas. Daun jagung
tumbuh pada setiap buku, berhadapan satu sama lain. Bunga jantan terletak
pada bagian terpisah pada satu tanaman sehingga lazim terjadi penyerbukan
silang. Jagung merupakan tanaman har pendek, jumlah daunnya ditentukan pda
saat inisiasi bunga jantan, dan dikendalikan oleh genotipe, lama penyinaran, dan
suhu (Subekti dkk, 2007).
Jagung, tebu, dan sergum merupakan jenis tanaman C4 yaitu hasil dari
fotosintesisnya adalah molekul dengan 4 atom karbon. Mempunyai 2 tipe sel
fotosintesis, yaitu mesofil dan bundle-sheath, sehingga CO2 yang dihasilkan dari
siklus Calvin di Bundel Sheath ditangkap kembali dan dipergunakan di mesofil.
Fiksasi CO2 dilakukan oleh enzim PEPC yang afinitas terhadap CO2 lebih tinggi
dibandingkan pada tanaman C3, yaitu enzim Rubisco. Substrat pada tanaman
C4 adalah CA (Carbonic Anhydrose). Ada pemisahan tempat antara: reduksi
NO2 + NO3 dan reduksi CO2. Dan tidak ada fotorespirasi yang terukur (Deptan,
2013).
Fotosintesis C4 pertama kali ditemukan pada rumput-rumputan 24-35 tahun
yang lalu dan pada tumbuhan dikotil 15-21 juta tahun yang lalu termasuk
tanaman jagung. Konsentrasi CO2 di udara yang menurun sangat berpengaruh
terhadap evolusi tumbuhan C4. Penurunan konsentrasi CO2 di udara sebabkan
oleh aktivitas fotosistensis dan perubahan geokimia (Pons and Chapin, 2008
dalam Ai, 2012).
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
6
Beberapa hal penting dalam proses peningkatan CO2 pada tumbuhan C4
dibandingkan dengan tumbuhan C3 (Lambers 2008 dalam Ai, 2012) adalah
sebagai berikut :
1. Membutuhkan lebih banyak ATP (Adenosina trifosfat).
2. Sintetis glukosa berlangsung lebih luas persatuan luas daun.
3. Berlangsungnya lebih efisien dalam keadaan cahaya yang tinggi.
4. Afinitas enzim yang besar terhadap CO2.
5. Proses fotosintesis dapat berlangsung lebih baik pada saat konsentrasi
CO2 yang sangat sedikit di udara.
Tidak terjadi atau sedikit sekali terjadi fotorespirasi (pernapasan dalam
keadaan terang di kloroplas).
2.2. Pertumbuhan Tanaman Jagung
Dalam budidaya jagung untuk mendapatkan tanaman berproduksi
maksimal perlu adanya pemahaman tentang fase/stadium pertumbuhan tanaman
jagung. Subekti dkk (2007) menyebutkan bahwa jagung mempunyai pola
pertumbuhan yang sama, namun interval waktu antar tahap pertumbuhan dan
jumlah daun yang berkembang dapat berbeda. Pertumbuhan jagung dapat
dikelompokan ke dalam tiga tahap yaitu fase perkecambahan saat proses
imbibisi air yang ditandai dengan pembengkakan biji sampai dengan sebelum
munculnya daun pertama, fase pertumbuhan vegetatif yaitu fase mulai muncul
daun pertama yang terbuka sempurna sampai tasseling dan sebelum keluarnya
bunga betina (silking), fase reprodiltif yaitu fase pertumbuhan setelah silking
sampai masak fisiologis. Adapun stadia fase pertumbuhan tanaman jagung
setelah perkecambahan dan fase reproduktif disajikan pada tabel 1.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
7
Tabel 1. Uraian Stadia Vegetatif dan Reproduktif Pertumbuhan Tanaman Jagung
Singkatan
Stadium
V3 – V5
V6 – V10
Tingkatan Stadium
Uraian
Jumlah daun yang terbuka
sempurna 3-5
Jumlah
daun
terbuka
sempurna 6-10
Pada saat tanaman berumur 10-18 hari setelah
berkecambah.
Pada saat tanaman umur 18-35 hari setelah
berkecambah
Perkembangan akar dan pemanjangan batang
meningkat dengan cepat
Bakal bunga jantan dan perkembangan tongkol
dimulai
Pada saat tanaman berumur 33-50 hari setelah
berkecambah
Kebutuhan hara dan air tinggi
Tanaman sensitif terhadap cekaman kekeringan
dan kekurangan hara
Berpengaruh
pada
pertumbuhan,
perkembangan tongkol, dan hasil
Antara 45-52 hari
Ditandai dengan adanya bunga jantan muncul
sebelum kemunculan bunga betina
Tinggi maksimum dan mulai menyebarkan
serbuk sari
Muncul bunga betina 2-3 hari setelah tasseling
Munculnya rambut dari dalam tongkol
10-14 hari setelah silking rambut tongkol sudah
kering dan berwarna gelap
18-22 hari setelah silking
Pengisian biji dalam bentuk cairan bening
Kekeringan pada R1-R3 menurunkan ukuran
dan jumlah biji terbentuk
Kadar air mencapai 80%
24-28 hari setelah silking
Biji seperti pasta (belum mengeras)
Kadar air biji menurun 70%
Cekaman kekeringan berpengaruh pada bobot
biji
35-42 setelah silking
Biji terbentuk sempurna
Kadar air biji 55%
55-56 hari setelah silking
Biji pada tongkol mencapai bobot kering
maksimum
Biji berkembang sempurna
Kadar air biji 30-35%
Pada varietas hibrida tanaman tetap hijau yang
tinggi
V11 – Vn
Jumlah
daun
terbuka
sempurna 11 sampai daun
akhir 15-18
Tasseling
Berbunga Jantan
R1
Silking
R2
Blister
R3
Masak Susu
R4
Dough
R5
Pengerasan biji
R6
Masak Fisiologis
Sumber : Subekti dkk (2007).
Selama siklus hidup tanaman, mulai dari perkecambahan sampai panen
selalu membutuhkan air. Tidak satupun proses kehidupan tanaman yang dapat
bebas dari air. Besarnya kebutuhan air setiap fase pertumbuhan selama siklus
hidupnya tidak sama. Kebutuhan air pada tanaman dapat dipenuhi melalui tanah
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
8
dengan jalan penyerapan oleh akar. Besarnya air yang diserap, oleh akar
tanaman sangat tergantung pada kadar air dalam tanah ditentukan oleh pF
(Kemampuan partikel tanah memegang air), dan kemampuan akar untuk
menyerapnya (Jumin, 1992).
Cekaman kekeringan merupakan salah satu faktor abiotik yang sangat
berpengaruh terhadap produktivitas tanaman untuk menghasilkan produksi yang
tinggi. Menurut Baneti dan Westage (1992) dalam Kaswan dan Amzeri (2011),
kekeringan merupakan salah satu kendala produksi tanaman jagung. Kekeringan
pada setiap stadia pertumbuhan tanaman jagung sangat mempengaruhi
produktivitas jagung.
Pada gambar 1 dapat dilihat ketepatan pemberian air sesuai dengan
tingkat pertumbuhan tanaman jagung sangat berpengaruh terhadap produksi.
Periode pertumbuhan tanaman membutuhkan adanya pengairan dibagi menjadi
5 (lima) fase yaitu fase pertumbuhan awal (selama 15-25 hari), fase vegetatif (2540 hari), fase pembungaan (15-20 hari), fase pengisian biji (34-45 hari), dan fase
pematangan (10-25 hari) (Aqil dan Firmansyah 2008).
Gambar 1. Skema pertumbuhan jagung pada setiap fase
(Sumber : Subekti dkk, 2007)
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
9
Perkecambahan benih jagung terjadi ketika radikula muncul dari kulit biji.
Benih jagung akan berkecembah jika kadar air benih pada saat didalam tanah
meningkat >30% (McWilliams et al, 1999 dalam Subekti dkk , 2007). Proses
perkecambahan benih jagung, mula-mula benih menyerap air melalui proses
imbibisi dan benih membengkak yang diikuti oleh kenaikan aktivitas enzim dan
respirasi yang tinggi.
2.3. Peranan Air Pada Tanaman
Air merupakan kebutuhan pokok bagi semua tanaman juga merupakan
bahan penyusun utama dari protoplasma sel. Disamping itu, air adalah
komponen utama dalam proses fotosintesis, pengangkutan aasimilate hasil
proses ini kebagian – bagian tanaman hanya dimungkinkan melalui gerakan air
dalam tanaman. Dengan peranan tersebut di atas, jumlah pemakaian air oleh
tanaman akan berkorelasi positif dengan produksi bimase tanaman, hanya
sebagian kecil dari air yang diserap akan menguap melalui stomata atau melalui
proses transpirasi (Dwijoseputro, 1994).
Kuantitas air yang dibutuhkan oleh tanaman sangat berbeda – beda sesuai
dengan jenis dan lingkungan dimana tumbuhan itu hidup. Tanaman herba
menyerap air lebih banyak dibandingkan tanaman perdu. Tanaman golongan
efemera yang hidup didaerah gurun, akan memanfaatkan hujan yang datang
sekali dalam setahun untuk mulai hidup dan berkecambah, berbunga, berbuah,
dan mati sebelum air yang ada dalam tanah habis. Pertumbuhan yang cepat dan
pendeknya umur tanaman tersebut merupakan usaha untuk menghindari diri dari
kekurangan air yang menimpanya (Dwijoseputro, 1994).
Pentingnya air sebagai pelarut dalam organisme tampak amat jelas,
misalnya pada proses osmosis. Dalam suatu daun, volume sel dibatasi oleh
dinding sel dan relative hanya sedikit aliran air yang dapat diakomodasikan oleh
elastisitas dinding sel. Konsekuensi tekanan hidrotastis (tekanan turgor)
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
10
berkembang dalam vakuola. Dengan naiknya tekanan turgor, sel – sel yang
berdekatan saling menekan, dengan hasil bahwa sehelai daun yang mulanya
dalam keadaan layu menjadi bertambah segar (turgid). Pada keadaan seimbang,
tekanan turgor menjadi atau mempunyai nilai maksimum dan disini air tidak
cenderung mengalir dari apoplast ke vakuola (Fitter dan Hay, 1981).
Selama siklus hidupnya tanaman membutuhkan air karena itu perlu
dihindari tanaman adanya kekurangan air. Karena kecendurungan penurunan
produksi jagung disebabkan oleh cekaman kekeringan. Menurut Dwijoseputro
(1994),
kekurangan
air
akan
menyebabkan
tanaman
menjadi
kerdil,
perkembangan menjadi abnormal. Kekurangan yang terjadi terus menerus
selama periode pertumbuhan akan menyebabkan tanaman tersebut menderita
dan kemudian akan mati. Sedang tanda-tanda pertama terlihat ialah, layunya
daun-daun. Peristiwa kelayuan ini disebabkan karena penyerapan air tidak dapat
mengimbangi kecepatan penguapan air dari tanaman. Jika proses transpirasi ini
cukup besar dan penyerapan air tidak dapat mengimbanginya, maka tanaman
akan mengalami kelayuan sementara (transcient wilting), sedang tanaman yang
mengalami kelayuan tetap, apabila keadaan air dalam tanah telah mencapai
permanent wilting precentage. Tanaman dalam keadaan ini sulit untuk
disembuhkan karena sebagian besar sel – selnya telah mengalami plasmosia.
2.4. Kebutuhan Air Tanaman Jagung
Berlangsungnya pertumbuhan tanaman yang baik harus di dukung oleh
keadaan air yang optimum. Cekaman (kelebihan maupun kekurangan) air dapat
berakibat buruk karena akan mengganggu proses-proses metabolisme dalam
tubuh tanaman. Pemberian air bagi tanaman merupakan salah satu hal yang
sangat penting untuk meningkatkan hasil suatu tanaman (Kramer, 1983 dalam
Jasminarni, 2008).
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
11
Hasil penentuan nilai kebutuhan air tanaman, baik melalui estimasi maupun
pengukuran, kemudian dibandingkan dengan mempertimbangkan kondisi
lingkungan pengamatan, prosedur pengamatan, dan ketersediaan data. Misalnya
data kebutuhan air tanam, baik dalam bentuk estimasi maupun pengukuran
langsung, dikumpulkan dan dibandingkan dengan data hujan untuk menentukan
periode defisit air, sehingga jadwal dan jumlah air yang harus diberikan
direncanakan dengan baik (Aqil dan Firmansyah, 2008) . Sesuai dengan tabel 2
bahwa kebutuhan tanaman jagung pada setia fase berbeda ditandai dengan
umur tanaman jagung.
Tabel 2. Kebutuhan Air Tanaman Jagung
Umur Tanaman Jagung
(hari)
1–9
10 – 19
20 – 29
30 – 39
40 – 49
50 – 59
60 – 69
70 – 79
80 – 89
Kebutuhan Air
(mm)
24.691
24.929
32.068
44.883
55.616
56.556
55.961
54.093
51.202
400.00
Sumber Prijono Sugeng, 2008
Ketersediaan air tanah di musim kering akan mengalami penurunan. Nilai
simpanan air (kelembaban) berada diantara nol dan kapasitas maksimum tanah
menyimpan air (water holding capacity, WHC). Nilai WHC ditentukan oleh
porositas tanah dan kedalaman akar. Pergerakan air maupun laju perubahan
kadar air dalam tanah sangat ditentukan oleh karakteristik pori tanah yang
menyusun struktur tanah, seperti distribusi pori, kontinuitas pori, dan tortuositas
pori ( Hillel, 1980 dalam Ayu, Prijono, dan Soemarno, 2013).
Kebutuhan air tanaman sangat penting pertimbangan pemilihan model pola
tanam, agar tidak mengalami reduksi potensial yang besar. Kendala utama
pertanian lahan kering adalah terbatasnya ketersediaan air (Prijono, 2008).
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
12
2.5. Varietas
Tanaman jagung adalah protandry, dimana pada sebagian besar varietas,
bunga jantannya muncul (anthesis) 1-3 hari sebelum rambut bunga betina
muncul (silking). Serbuk sari (pollen) terlepas mulai dari spikelet yang terletak
pada spike yang ditengah, 2-3 cm dari ujung malai (tassel), kemudian turun
kebawah. Satu bulir anther melepas 15-30 juta serbuk sari. Serbuk sari sangat
ringan dan jatuh karena gravitasi atau tertiup angin sehingga terjadi penyerbukan
silang. Dalam keadaan tercekam (stress) karena kekurangan air, keluarnya
rambut tongkol kemungkinan tertunda sedangkan keluarnya malai tidak
berpengaruh. Interval antara keluarnya bunga betina dan bunga jantan (Anthesis
silking interval, ASI) adalah yang sangat penting. ASI yang kecil menunjukan
terdapat sinkronisasi pembungaan, yang berarti peluang terjadinya penyerbukan
sempurna sangat besar. Semakin besar nilai ASI semakin kecil sinkronisasi
pembungaan dan penyerbukan terhambat sehingga menurunkan hasil. Cekaman
abiotis umumnya mempengaruhi nilai ASI, seperti pada cekaman kekeringan dan
temperatur tinggi (Subekti dkk, 2007).
Varietas adalah individu tanaman yang memiliki sifat yang dapat
dipertahankannya setelah melewati berbagai proses pengujian keturunan.
Varietas berdasarkan tekhnik pembentukannya dibedakan atas varietas hibrida,
varietas sintetik dan varietas komposit (Mangoendidjojo, 2003).
Menurut Syafruddin (2002), perkembangan akar jagung (kedalaman dan
penyebarannya) bergantung pada varietas, pengolahan tanah, fisik dan kimia
tanah, keadaan air tanah, dan pemupukan. Akar jagung dapat dijadikan indikator
toleransi tanaman terhadap cekaman alumunium. Tanaman yang toleran
terhadap alumunium, tudung akarnya terptong dan tidak mempunyai bulu-bulu
akar. Kaswan dan Amzeri (2011) menambahkan bahwa Genotipe Jagung yang
toleran dan yang peka cekaman kekeringan mempunyai daya tanggap yang
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
13
berbeda terhadap cekaman kekeringan pada fase pertumbuhan reproduktif.
Cekaman kekeringan pada fase reproduktif menyebabkan penurunan jumlah biji,
bobot kering biji, bobot kering tongkol, bobot kering akar, dan bobot kering
batang.
2.6. Reaksi Tanaman Terhadap Cekaman Kekeringan
Kekeringan adalah sebuah
masalah
yang dialami seluruh dunia,
mempengaruhi produktivitas dan kualitas tanaman secara serius. Perubahan
iklim global akhir – akhir ini telah membuat situasi tersebut semakin serius.
Cekaman kekeringan mempengaruhi pertumbuhan tanaman dan hasil panennya.
Cekaman kekeringan juga memaksa tanaman untuk mengatasi defisit air. Hal
tersebut ditunjukkan dengan menutupnya stomata secara progresif dan
menurunnya hasil fotosintesis akibat efisiensi penggunaan air (Cahyo, 2012).
Gambar 2. Mekanisme cekaman kekeringan
Respon tanaman yang mengalami kekurangan air da
TERHADAP CEKAMAN KEKERINGAN PADA FASE
PERTUMBUHAN VEGETATIF
SKRIPSI
Diajukan untuk Memenuhi Sebagai Prasyaratan
dalam Memperoleh Gelar Sarjana Pertanian
Program Studi Agroteknologi
Disusun Oleh :
IMELDA VIRGO VINTIA
NPM. 1025010032
Kepada
PROGRAM STUDI AGROTEKNOLOGI
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL“ VETERAN” JAWA TIMUR
SURABAYA
2014
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
RESPON VARIETAS TANAMAN JAGUNG (Zea mays L.) TERHADAP
CEKAMAN KEKERINGAN PADA FASE PERTUMBUHAN VEGETATIF
Disusun Oleh :
IMELDA VIRGO VINTIA
NPM : 1025010032
Telah dipertahankan dihadapan dan diterima oleh Tim Penguji Skripsi
Jurusan Agroteknologi Fakultas Pertanian
Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur
PadaTanggal 20 Januari 2014
Pembimbing :
1. Pembimbing Utama
Ir. Ida Retno Moeljani, MP
2. Pembimbing Pendamping
Ir. Yonny Koentjoro, MM
Tim Penguji :
1. Ketua
Ir. Ida Retno Moeljani, MP
2 . Sekretaris
Ir. Yonny Koentjoro, MM
3 . Anggota
Ir. Mulyadi, MS
4 . Anggota
Ir. Didik Utomo P, MP
Mengetahui :
Dekan
Fakultas Pertanian
Dr. Ir. Ramdan Hidayat, MS
Ketua
`Progdi Agroteknologi
Ir. Mulyadi. MS
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
RESPON VARIETAS TANAMAN JAGUNG (Zea mays L.)
TERHADAP CEKAMAN KEKERINGAN PADA FASE
PERTUMBUHAN VEGETATIF
SKRIPSI
Diajukan untuk Memenuhi Sebagai Prasyaratan
dalam Memperoleh Gelar Sarjana Pertanian
Program Studi Agroteknologi
Disusun Oleh :
IMELDA VIRGO VINTIA
NPM. 1025010032
Kepada
PROGRAM STUDI AGROTEKNOLOGI
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL“ VETERAN” JAWA TIMUR
SURABAYA
2014
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
LEMBAR PENGESAHAN SKRIPSI
RESPON VARIETAS TANAMAN JAGUNG (Zea mays L.) TERHADAP
CEKAMAN KEKERINGAN PADA FASE PERTUMBUHAN VEGETATIF
Diajukan Oleh :
IMELDA VIRGO VINTIA
1025010032
Menyetujui,
DOSEN PEMBIMBING I
DOSEN PEMBIMBING II
IR. IDA RETNO MOELJANI, MP
19600620 198811 2001
IR. YONNY KOENTJORO, MM
19610606 198903 1001
Mengetahui,
KETUA
PROGDI AGROTEKNOLOGI
IR. MULYADI, MS
NIP. 19530503 198503 1001
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
SURAT PERNYATAAN
Berdasarkan Undang-undang No. 19 Tahun 2002 tentang Hak Cipta
dan Permendiknas No. 17 tahun 2010 Pasal 1 Ayat 1 tentang Plagiatisme.
Maka saya sebagai penulis skripsi dengan judul :
RESPON VARIETAS TANAMAN JAGUNG (Zea mays L.) TERHADAP
CEKAMAN KEKERINGAN PADA FASE PERTUMBUHAN VEGETATIF
Menyatakan bahwa skripsi tersebut diatas bebas dari Plagiatisme.
Demikian surat pernyataan ini saya buat dengan sebenar-benarnya dan
saya
sanggup
mempertanggungjawabkan
sesuai
dengan
hukum
dan
perundangan yang berlaku.
Surabaya, Februari 2014
Yang membuat pernyataan
Imelda Virgo Vintia
NPM. 1025010032
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ............................................................................... i
DAFTAR ISI ........................................................................................... iii
DAFTAR TABEL .................................................................................... vi
DAFTAR GAMBAR ................................................................................ ix
I. Pendahuluan
1.1. Latar Belakang ............................................................................. 1
1.2. Perumusan Masalah..................................................................... 4
1.3. Tujuan Penelitian.......................................................................... 4
1.4. Manfaat Penelitian........................................................................ 4
1.5. Hipotesa ....................................................................................... 4
II. Tinjauan Pustaka
2.1. Karakteristik Tanaman Jagung ..................................................... 5
2.2. Pertumbuhan Tanaman Jagung ................................................... 6
2.3. Peranan Air Pada Tanaman ......................................................... 9
2.4. Kebutuhan Air Tanaman Jagung ................................................. 11
2.5. Varietas ........................................................................................ 12
2.6. Reaksi Tanaman Terhadap Cekaman Kekeringan ....................... 13
2.6.1. Pengaruh Kekeringan terhadap Anatomi Daun ...................... 17
2.6.2. Efek Kekeringan Terhadap Fotosintesis ................................ 18
2.7. Daya Adaptasi Tanaman terhadap Cekaman Kekeringan ............ 18
III. Bahan dan Metode
3.1. Tempat dan Waktu Penelitian....................................................... 20
3.2. Bahan dan Alat ............................................................................. 20
3.3. Metode Penelitian......................................................................... 20
3.4. Pelaksanaan Penelitian ................................................................ 23
3.4.1. Persiapan Lahan ................................................................... 23
iii
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
3.4.2. Pemilihan Benih .................................................................... 23
3.4.3. Penanaman .......................................................................... 23
3.4.4. Perlakuan ............................................................................. 23
3.4.5. Penyulaman .......................................................................... 24
3.4.6. Penyiangan .......................................................................... 25
3.5. Pengamatan ................................................................................. 25
3.5.1. Panjang Tanaman ................................................................ 25
3.5.2. Jumlah Daun ........................................................................ 25
3.5.3. Luas Daun ............................................................................ 25
3.5.4. Prosentase Jumlah Daun ...................................................... 26
3.5.5. Berat Basah Total Tanaman ................................................. 26
3.5.6. Berat Kering Total Tanaman .................................................. 26
3.5.7. Berat Basah Akar ................................................................. 26
3.5.8. Berat Kering Akar ................................................................. 26
3.5.9. Kadar Air Tanaman................................................................ 26
3.5.10. Kadar Air Akar................................................................... 27
3.5.11. Diameter Batang .............................................................. 27
3.5.12. Nisbah Biomasa ...............................................................
3.6. Analisa Data ................................................................................. 27
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil Pengamatan
4.1.1. Panjang Tanaman ............................................................... 28
4.1.2. Jumlah Daun ....................................................................... 30
4.1.3. Luas Daun ........................................................................... 33
4.1.4. Prosentase Jumlah Daun Menggulung ............................... 35
4.1.5. Berat Basah Total Tanaman ............................................... 37
4.1.6. Berat Kering Total Tanaman ............................................... 38
iv
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
4.1.7. Hubungan Antar Parameter ................................................ 39
4.1.8. Berat Basah Akar ............................................................... 40
4.1.9. Berat Kering Akar ............................................................... 42
4.1.10. Kadar Air Akar .................................................................... 44
4.1.11. Kadar Air Tanaman ............................................................ 45
4.1.12. Diameter Batang ................................................................. 47
4.1.13. Nisbah Biomasa ................................................................. 49
4.2. Pembahasan
4.2.1. Kombinasi Varietas Tanaman Jagung Pada Berbagai Tingkat
Cekaman Kekeringan ........................................................... 51
4.2.2. Perlakuan Varietas Tanaman Jagung ................................... 54
4.2.3. Perlakuan Tingkat Cekaman Kekeringan .............................. 55
V. PENUTUP
5.1. Kesimpulan .................................................................................. 59
5.2. Saran ........................................................................................... 59
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
v
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
RESPON VARIETAS TANAMAN JAGUNG (Zea mays L.) TERHADAP
CEKAMAN KEKERINGAN PADA FASE PERTUMBUHAN VEGETATIF
Imelda Virgo V, Ida Retno M, Yonny Koentjoro, Makhziah
ABSTRAK
Sifat tanaman toleran terhadap cekaman kekeringan merupakan sikap
kompleks, karena dicerminkan oleh beberapa karakteristik morfologi tanaman.
Strategi tanaman toleran menghadapi cekaman kekeringan dimulai pada saat
fase perkecambahan dan pertumbuhan vegetatif dengan membentuk formasi
akar, akumulasi prolin, dan kepekaan penggulungan daun merupakan indikator
tanaman toleran terhadap cekaman kekeringan. Penelitian terdiri atas 2 faktor,
faktor pertama (I) yaitu 10 macam varietas tanaman jagung dan faktor kedua (II)
yaitu tingkat pemberian air yang terdiri dari 3 level. Penelitian disusun secara
faktorial dengan menggunakan kaidah Rancangan Acak Kelompok (RAK). Setiap
satuan percobaan diulang tiga kali. Faktor I adalah varietas jagung (V), faktor II
adalah tingkat pemberian air, yang terdiri dari 3 level yaitu, A1 = Kebutuhan Air
100%, A2 = Kebutuhan Air 50%, dan A3 = Kebutuhan Air 25%. Respon tanaman
terhadap cekaman kekeringan, pada parameter berat kering tanaman
menunjukkan pengaruh berbeda nyata pada seluruh varietas dengan tingkat
pemberian air yang berbeda. Perlakuan varietas menunjukan pengaruh yang
nyata terhadap beberapa parameter yang diamati yaitu panjang tanaman, berat
basah tanaman, berat basah akar, dan diameter batang. Perlakuan tingkat
pemberian air menunjukkan pengaruh berbeda nyata terhadap semua parameter
pengamatan kecuali parameter kadar air tanaman. Rata-rata semua parameter
tanaman dengan tingkat pemberian air A1 menunjukkan hasil yang lebih baik
dibandingkan dengan perlakuan tingkat pemberian air A2 dan A3, hal ini
dikarenakan bahwa tingkat pemberian A1 merupakan tingkat kebutuhan air
normal pada tanaman jagung sehingga hasil yang ditunjukkan yaitu lebih baik
dibandingkan dengan yang lain.
Kata kunci : Jagung, Cekaman Kekeringan, Varietas
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
I. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Tanaman jagung (Zea mays. L) merupakan salah satu tanaman bahan
pangan pokok yang sudah populer diseluruh dunia. Jagung juga berperan
penting dalam perekonomian nasional dengan adanya perkembangan industri
pangan yang ditunjang dengan teknologi budidaya dan varietas unggul. Komoditi
jagung mempunyai peran besar sebagai bahan baku makanan, minuman, dan
pakan ternak. Menurut Suryana (2005) dalam Kaswan dan Amzeri (2011), dalam
beberapa tahun terakhir proporsi penggunaan jagung oleh industri pakan telah
mencapai 50% dari total keseluruhan kebutuhan nasional. Dalam 20 tahun
kedepan, penggunaan jagung untuk pakan diperkirakan terus meningkat bahkan
setelah tahun 2020 penggunaan jagung untuk kebutuhan pakan diperkirakan
lebih dari 60% dari total kebutuhan nasional. Dengan meningkatnya kebutuhan
jagung setiap tahunnya, maka budidaya tanaman jagung sangat menguntungkan
dan mempunyai prospek cukup baik bagi yang mengusahakannya.
Di Indonesia jagung lebih banyak ditanam di lahan kering (79 %). Luas
areal pertanaman jagung di lahan sawah tadah hujan dan sawah irigasi masingmasing 10 % dan 11 % dari total luas pertanaman. Hal ini merupakan salah satu
penyebab rendahnya produktivitas jagung. Peluang perluasan area jagung di
lahan kering masih cukup besar. Luas lahan kering di Indonesia meliputi 23 juta
hektar lahan tidur. Salah satu upaya peningkatan produktivitas guna mendukung
program pengembangan agribisnis jagung adalah penyediaan air yang cukup
untuk pertumbuhan tanaman (Damardjati, Subandi, Kariyasa, Zubachtirodin dan
Saenong, 2005).
Jagung merupakan tanaman hari pendek, jumlah daunnya ditentukan pada
saat inisiasi bunga jantan dan dikendalikan oleh genotipe, lama penyinaran dan
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
2
suhu. Secara umum jagung memiliki pola pertumbuhan yang sama. Pada fase
vegetatif yaitu pada fase munculnya daun pertama yang terbuka smepurna
sampai tasseling sebelum keluarnya bunga betina yang diawali munculnya
rambut dari dalam tongkol yang terbungkus kelobot, biasanya 2-3 hari setelah
tasseling (Subekti, Syafruddin, Effendi, dan Sunarti, 2007).
Jagung merupakan tanaman dengan tingkat penggunaan air sedang,
berkisar antar 400-500 mm. Namun demikian, budidaya jagung terkendala oleh
tidak tersedianya air dalam jumlah dan waktu yang tepat. Khusus pada lahan
sawah tadah hujan dataran rendah, masih tersisanya lengas tanah dalam jumlah
yang berlebihan akan mengganggu pertumbuhan tanaman. Sementara itu,
penundaan waktu tanam akan menyebabkan terjadinya cekaman kekurangan air
pad fase pertumbuhan sampai pembentukan biji (Aqil dan Firmansyah, 2008)
Perubahan iklim (climate changes) berpengaruh secara langsung terhadap
siklus musim. Prediksi pergantian musim kemarau ke musim penghujan atau
sebaliknya tidak dapat dilakukan secara akurat. Akibat dari perubahan iklim
adalah pergantian musim yang tidak menentu salah satunya adalah musim
kemarau yang panjang sehingga menyebabkan ketersedian air tanah semakin
menurun. Perubahan iklim juga berdampak pada potensi lahan karena
mengalami cekaman kekeringan (terjadi musim kemarau yang panjang), hal
tersebut berdampak terhadap penurunan hasil atau kegagalan panen (Cahyo,
2012).
Sifat tanaman toleran terhadap cekaman kekeringan merupakan sikap
kompleks, karena dicerminkan oleh beberapa karakteristik morfologi tanaman.
Strategi tanaman toleran menghadapi cekaman kekeringan dimulai pada saat
fase perkecambahan dan pertumbuhan vegetatif dengan membentuk formasi
akar, akumulasi prolin, dan kepekaan penggulungan daun merupakan indikator
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
3
tanaman toleran terhadap cekaman kekeringan (Moussa dan Aziz, 2008 dalam
Effendi, Suwardi, dan Isnaini, 2010).
Pertumbuhan tanaman didefinisikan sebagai bertambah besarnya tanaman
yang diikuti oleh peningkatan berat kering. Proses pertumbuhan tanaman terdiri
dari pembelahan sel, perbesaran sel dan diferensiasi sel. Cekaman kekeringan
menyebabkan kehilangan air pada jaringan tanaman sehingga turgor sel
menurun, mempengaruhi membran sel dan potensi aktivitas kimia air dalam
tanaman (Mubiyanto, 1997).
Menurut Iriany, Takdir, Subekti, dan Dahlan (2001), varietas hibrida
memberikan hasil yang lebih tinggi dibandingkan dengan varietas bersari bebas,
karena hibrida menggabungkan gen-gen dominan karakter yang diinginkan dari
penyusunnya, dan hibrida mampu memanfaatkan gen adiktif dan non adiktif.
Varietas hibrida akan memberikan keuntungan yang lebih tinggi bila ditanam
pada lahan yang produktivitasnya tinggi.
Budidaya tanaman jagung biasanya mengalami tingkat penurunan hasil
yang mengakibatkan kerugian pada musim kemarau berkepanjangan. Oleh
karena itu, salah satu teknologi yang relatif murah dan efektif untuk menekan
kerugian akibat cekaman kekeringan adalah menggunakan varietas tanaman
jagung yang tahan terhadap cekaman kekeringan. Berdasarkan uraian diatas
maka akan dilakukan penelitian tentang uji ketahanan beberapa varietas jagung
yang toleran terhadap cekaman kekeringan. Hal ini sangat bermanfaat dalam
mengetahui pertumbuhan varietas yang tahan kekeringan utuk dibudidayakan
dan meningkatkan hasil produksi jagung dilahan kering atau di musim kemarau
berkepanjangan.
1.2. Perumusan Masalah
Bagaimana respon pertumbuhan vegetatif dari sepuluh varietas tanaman
jagung (Zea mays L.) akibat cekaman kekeringan.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
4
1.3. Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah mengetahui respon varietas jagung
terhadap cekaman kekeringan pada fase pertumbuhan vegetatif.
1.4. Manfaat Penelitian
a.
Dari hasil penelitian ini dapat diperoleh informasi varietas tanaman
jagung berkaitan dengan toleran terhadap cekaman kekeringan.
b.
Dari sepuluh varietas yang diperoleh dapat dijadikan tetua dan bahan
genetik terhadap keturunan tanaman jagung yang tahan cekaman
kekeringan kepada pemulia tanaman.
1.5. Hipotesa
a.
Diduga terdapat respon yang berbeda dari pertumbuhan vegetatif
setiap varietas tanaman jagung terhadap cekaman kekeringan.
b.
Diduga terdapat interaksi antara tingkat cekaman kekeringan yang
berbeda pada berbagai varietas terhadap pertumbuhan dan hasil
tanaman jagung.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
LEMBAR PENGESAHAN SKRIPSI
RESPON VARIETAS TANAMAN JAGUNG (Zea mays L.) TERHADAP
CEKAMAN KEKERINGAN PADA FASE PERTUMBUHAN VEGETATIF
Diajukan Oleh :
IMELDA VIRGO VINTIA
1025010032
Menyetujui,
DOSEN PEMBIMBING I
DOSEN PEMBIMBING II
IR. IDA RETNO MOELJANI, MP
19600620 198811 2001
IR. YONNY KOENTJORO, MM
19610606 198903 1001
Mengetahui,
KETUA
PROGDI AGROTEKNOLOGI
IR. MULYADI, MS
NIP. 19530503 198503 1001
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
SURAT PERNYATAAN
Berdasarkan Undang-undang No. 19 Tahun 2002 tentang Hak Cipta
dan Permendiknas No. 17 tahun 2010 Pasal 1 Ayat 1 tentang Plagiatisme.
Maka saya sebagai penulis skripsi dengan judul :
RESPON VARIETAS TANAMAN JAGUNG (Zea mays L.) TERHADAP
CEKAMAN KEKERINGAN PADA FASE PERTUMBUHAN VEGETATIF
Menyatakan bahwa skripsi tersebut diatas bebas dari Plagiatisme.
Demikian surat pernyataan ini saya buat dengan sebenar-benarnya dan
saya
sanggup
mempertanggungjawabkan
sesuai
dengan
hukum
dan
perundangan yang berlaku.
Surabaya, Februari 2014
Yang membuat pernyataan
Imelda Virgo Vintia
NPM. 1025010032
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ............................................................................... i
DAFTAR ISI ........................................................................................... iii
DAFTAR TABEL .................................................................................... vi
DAFTAR GAMBAR ................................................................................ ix
I. Pendahuluan
1.1. Latar Belakang ............................................................................. 1
1.2. Perumusan Masalah..................................................................... 4
1.3. Tujuan Penelitian.......................................................................... 4
1.4. Manfaat Penelitian........................................................................ 4
1.5. Hipotesa ....................................................................................... 4
II. Tinjauan Pustaka
2.1. Karakteristik Tanaman Jagung ..................................................... 5
2.2. Pertumbuhan Tanaman Jagung ................................................... 6
2.3. Peranan Air Pada Tanaman ......................................................... 9
2.4. Kebutuhan Air Tanaman Jagung ................................................. 11
2.5. Varietas ........................................................................................ 12
2.6. Reaksi Tanaman Terhadap Cekaman Kekeringan ....................... 13
2.6.1. Pengaruh Kekeringan terhadap Anatomi Daun ...................... 17
2.6.2. Efek Kekeringan Terhadap Fotosintesis ................................ 18
2.7. Daya Adaptasi Tanaman terhadap Cekaman Kekeringan ............ 18
III. Bahan dan Metode
3.1. Tempat dan Waktu Penelitian....................................................... 20
3.2. Bahan dan Alat ............................................................................. 20
3.3. Metode Penelitian......................................................................... 20
3.4. Pelaksanaan Penelitian ................................................................ 23
3.4.1. Persiapan Lahan ................................................................... 23
iii
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
3.4.2. Pemilihan Benih .................................................................... 23
3.4.3. Penanaman .......................................................................... 23
3.4.4. Perlakuan ............................................................................. 23
3.4.5. Penyulaman .......................................................................... 24
3.4.6. Penyiangan .......................................................................... 25
3.5. Pengamatan ................................................................................. 25
3.5.1. Panjang Tanaman ................................................................ 25
3.5.2. Jumlah Daun ........................................................................ 25
3.5.3. Luas Daun ............................................................................ 25
3.5.4. Prosentase Jumlah Daun ...................................................... 26
3.5.5. Berat Basah Total Tanaman ................................................. 26
3.5.6. Berat Kering Total Tanaman .................................................. 26
3.5.7. Berat Basah Akar ................................................................. 26
3.5.8. Berat Kering Akar ................................................................. 26
3.5.9. Kadar Air Tanaman................................................................ 26
3.5.10. Kadar Air Akar................................................................... 27
3.5.11. Diameter Batang .............................................................. 27
3.5.12. Nisbah Biomasa ...............................................................
3.6. Analisa Data ................................................................................. 27
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil Pengamatan
4.1.1. Panjang Tanaman ............................................................... 28
4.1.2. Jumlah Daun ....................................................................... 30
4.1.3. Luas Daun ........................................................................... 33
4.1.4. Prosentase Jumlah Daun Menggulung ............................... 35
4.1.5. Berat Basah Total Tanaman ............................................... 37
4.1.6. Berat Kering Total Tanaman ............................................... 38
iv
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
4.1.7. Hubungan Antar Parameter ................................................ 39
4.1.8. Berat Basah Akar ............................................................... 40
4.1.9. Berat Kering Akar ............................................................... 42
4.1.10. Kadar Air Akar .................................................................... 44
4.1.11. Kadar Air Tanaman ............................................................ 45
4.1.12. Diameter Batang ................................................................. 47
4.1.13. Nisbah Biomasa ................................................................. 49
4.2. Pembahasan
4.2.1. Kombinasi Varietas Tanaman Jagung Pada Berbagai Tingkat
Cekaman Kekeringan ........................................................... 51
4.2.2. Perlakuan Varietas Tanaman Jagung ................................... 54
4.2.3. Perlakuan Tingkat Cekaman Kekeringan .............................. 55
V. PENUTUP
5.1. Kesimpulan .................................................................................. 59
5.2. Saran ........................................................................................... 59
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
v
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
RESPON VARIETAS TANAMAN JAGUNG (Zea mays L.) TERHADAP
CEKAMAN KEKERINGAN PADA FASE PERTUMBUHAN VEGETATIF
Imelda Virgo V, Ida Retno M, Yonny Koentjoro, Makhziah
ABSTRAK
Sifat tanaman toleran terhadap cekaman kekeringan merupakan sikap
kompleks, karena dicerminkan oleh beberapa karakteristik morfologi tanaman.
Strategi tanaman toleran menghadapi cekaman kekeringan dimulai pada saat
fase perkecambahan dan pertumbuhan vegetatif dengan membentuk formasi
akar, akumulasi prolin, dan kepekaan penggulungan daun merupakan indikator
tanaman toleran terhadap cekaman kekeringan. Penelitian terdiri atas 2 faktor,
faktor pertama (I) yaitu 10 macam varietas tanaman jagung dan faktor kedua (II)
yaitu tingkat pemberian air yang terdiri dari 3 level. Penelitian disusun secara
faktorial dengan menggunakan kaidah Rancangan Acak Kelompok (RAK). Setiap
satuan percobaan diulang tiga kali. Faktor I adalah varietas jagung (V), faktor II
adalah tingkat pemberian air, yang terdiri dari 3 level yaitu, A1 = Kebutuhan Air
100%, A2 = Kebutuhan Air 50%, dan A3 = Kebutuhan Air 25%. Respon tanaman
terhadap cekaman kekeringan, pada parameter berat kering tanaman
menunjukkan pengaruh berbeda nyata pada seluruh varietas dengan tingkat
pemberian air yang berbeda. Perlakuan varietas menunjukan pengaruh yang
nyata terhadap beberapa parameter yang diamati yaitu panjang tanaman, berat
basah tanaman, berat basah akar, dan diameter batang. Perlakuan tingkat
pemberian air menunjukkan pengaruh berbeda nyata terhadap semua parameter
pengamatan kecuali parameter kadar air tanaman. Rata-rata semua parameter
tanaman dengan tingkat pemberian air A1 menunjukkan hasil yang lebih baik
dibandingkan dengan perlakuan tingkat pemberian air A2 dan A3, hal ini
dikarenakan bahwa tingkat pemberian A1 merupakan tingkat kebutuhan air
normal pada tanaman jagung sehingga hasil yang ditunjukkan yaitu lebih baik
dibandingkan dengan yang lain.
Kata kunci : Jagung, Cekaman Kekeringan, Varietas
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
I. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Tanaman jagung (Zea mays. L) merupakan salah satu tanaman bahan
pangan pokok yang sudah populer diseluruh dunia. Jagung juga berperan
penting dalam perekonomian nasional dengan adanya perkembangan industri
pangan yang ditunjang dengan teknologi budidaya dan varietas unggul. Komoditi
jagung mempunyai peran besar sebagai bahan baku makanan, minuman, dan
pakan ternak. Menurut Suryana (2005) dalam Kaswan dan Amzeri (2011), dalam
beberapa tahun terakhir proporsi penggunaan jagung oleh industri pakan telah
mencapai 50% dari total keseluruhan kebutuhan nasional. Dalam 20 tahun
kedepan, penggunaan jagung untuk pakan diperkirakan terus meningkat bahkan
setelah tahun 2020 penggunaan jagung untuk kebutuhan pakan diperkirakan
lebih dari 60% dari total kebutuhan nasional. Dengan meningkatnya kebutuhan
jagung setiap tahunnya, maka budidaya tanaman jagung sangat menguntungkan
dan mempunyai prospek cukup baik bagi yang mengusahakannya.
Di Indonesia jagung lebih banyak ditanam di lahan kering (79 %). Luas
areal pertanaman jagung di lahan sawah tadah hujan dan sawah irigasi masingmasing 10 % dan 11 % dari total luas pertanaman. Hal ini merupakan salah satu
penyebab rendahnya produktivitas jagung. Peluang perluasan area jagung di
lahan kering masih cukup besar. Luas lahan kering di Indonesia meliputi 23 juta
hektar lahan tidur. Salah satu upaya peningkatan produktivitas guna mendukung
program pengembangan agribisnis jagung adalah penyediaan air yang cukup
untuk pertumbuhan tanaman (Damardjati, Subandi, Kariyasa, Zubachtirodin dan
Saenong, 2005).
Jagung merupakan tanaman hari pendek, jumlah daunnya ditentukan pada
saat inisiasi bunga jantan dan dikendalikan oleh genotipe, lama penyinaran dan
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
2
suhu. Secara umum jagung memiliki pola pertumbuhan yang sama. Pada fase
vegetatif yaitu pada fase munculnya daun pertama yang terbuka smepurna
sampai tasseling sebelum keluarnya bunga betina yang diawali munculnya
rambut dari dalam tongkol yang terbungkus kelobot, biasanya 2-3 hari setelah
tasseling (Subekti, Syafruddin, Effendi, dan Sunarti, 2007).
Jagung merupakan tanaman dengan tingkat penggunaan air sedang,
berkisar antar 400-500 mm. Namun demikian, budidaya jagung terkendala oleh
tidak tersedianya air dalam jumlah dan waktu yang tepat. Khusus pada lahan
sawah tadah hujan dataran rendah, masih tersisanya lengas tanah dalam jumlah
yang berlebihan akan mengganggu pertumbuhan tanaman. Sementara itu,
penundaan waktu tanam akan menyebabkan terjadinya cekaman kekurangan air
pad fase pertumbuhan sampai pembentukan biji (Aqil dan Firmansyah, 2008)
Perubahan iklim (climate changes) berpengaruh secara langsung terhadap
siklus musim. Prediksi pergantian musim kemarau ke musim penghujan atau
sebaliknya tidak dapat dilakukan secara akurat. Akibat dari perubahan iklim
adalah pergantian musim yang tidak menentu salah satunya adalah musim
kemarau yang panjang sehingga menyebabkan ketersedian air tanah semakin
menurun. Perubahan iklim juga berdampak pada potensi lahan karena
mengalami cekaman kekeringan (terjadi musim kemarau yang panjang), hal
tersebut berdampak terhadap penurunan hasil atau kegagalan panen (Cahyo,
2012).
Sifat tanaman toleran terhadap cekaman kekeringan merupakan sikap
kompleks, karena dicerminkan oleh beberapa karakteristik morfologi tanaman.
Strategi tanaman toleran menghadapi cekaman kekeringan dimulai pada saat
fase perkecambahan dan pertumbuhan vegetatif dengan membentuk formasi
akar, akumulasi prolin, dan kepekaan penggulungan daun merupakan indikator
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
3
tanaman toleran terhadap cekaman kekeringan (Moussa dan Aziz, 2008 dalam
Effendi, Suwardi, dan Isnaini, 2010).
Pertumbuhan tanaman didefinisikan sebagai bertambah besarnya tanaman
yang diikuti oleh peningkatan berat kering. Proses pertumbuhan tanaman terdiri
dari pembelahan sel, perbesaran sel dan diferensiasi sel. Cekaman kekeringan
menyebabkan kehilangan air pada jaringan tanaman sehingga turgor sel
menurun, mempengaruhi membran sel dan potensi aktivitas kimia air dalam
tanaman (Mubiyanto, 1997).
Menurut Iriany, Takdir, Subekti, dan Dahlan (2001), varietas hibrida
memberikan hasil yang lebih tinggi dibandingkan dengan varietas bersari bebas,
karena hibrida menggabungkan gen-gen dominan karakter yang diinginkan dari
penyusunnya, dan hibrida mampu memanfaatkan gen adiktif dan non adiktif.
Varietas hibrida akan memberikan keuntungan yang lebih tinggi bila ditanam
pada lahan yang produktivitasnya tinggi.
Budidaya tanaman jagung biasanya mengalami tingkat penurunan hasil
yang mengakibatkan kerugian pada musim kemarau berkepanjangan. Oleh
karena itu, salah satu teknologi yang relatif murah dan efektif untuk menekan
kerugian akibat cekaman kekeringan adalah menggunakan varietas tanaman
jagung yang tahan terhadap cekaman kekeringan. Berdasarkan uraian diatas
maka akan dilakukan penelitian tentang uji ketahanan beberapa varietas jagung
yang toleran terhadap cekaman kekeringan. Hal ini sangat bermanfaat dalam
mengetahui pertumbuhan varietas yang tahan kekeringan utuk dibudidayakan
dan meningkatkan hasil produksi jagung dilahan kering atau di musim kemarau
berkepanjangan.
1.2. Perumusan Masalah
Bagaimana respon pertumbuhan vegetatif dari sepuluh varietas tanaman
jagung (Zea mays L.) akibat cekaman kekeringan.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
4
1.3. Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah mengetahui respon varietas jagung
terhadap cekaman kekeringan pada fase pertumbuhan vegetatif.
1.4. Manfaat Penelitian
a.
Dari hasil penelitian ini dapat diperoleh informasi varietas tanaman
jagung berkaitan dengan toleran terhadap cekaman kekeringan.
b.
Dari sepuluh varietas yang diperoleh dapat dijadikan tetua dan bahan
genetik terhadap keturunan tanaman jagung yang tahan cekaman
kekeringan kepada pemulia tanaman.
1.5. Hipotesa
a.
Diduga terdapat respon yang berbeda dari pertumbuhan vegetatif
setiap varietas tanaman jagung terhadap cekaman kekeringan.
b.
Diduga terdapat interaksi antara tingkat cekaman kekeringan yang
berbeda pada berbagai varietas terhadap pertumbuhan dan hasil
tanaman jagung.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Karakteristik Tanaman Jagung
Jagung (Zea mays L.) adalah tanaman semusim dan termasuk jenis
rumputan/graminae yang mempunyai batang tunggal (batang semu), meski
terdapat kemungkinan munculnya cabang anakan pada beberapa genotipe dan
lingkungan tertentu. Batang jagung terdiri atas buku dan ruas. Daun jagung
tumbuh pada setiap buku, berhadapan satu sama lain. Bunga jantan terletak
pada bagian terpisah pada satu tanaman sehingga lazim terjadi penyerbukan
silang. Jagung merupakan tanaman har pendek, jumlah daunnya ditentukan pda
saat inisiasi bunga jantan, dan dikendalikan oleh genotipe, lama penyinaran, dan
suhu (Subekti dkk, 2007).
Jagung, tebu, dan sergum merupakan jenis tanaman C4 yaitu hasil dari
fotosintesisnya adalah molekul dengan 4 atom karbon. Mempunyai 2 tipe sel
fotosintesis, yaitu mesofil dan bundle-sheath, sehingga CO2 yang dihasilkan dari
siklus Calvin di Bundel Sheath ditangkap kembali dan dipergunakan di mesofil.
Fiksasi CO2 dilakukan oleh enzim PEPC yang afinitas terhadap CO2 lebih tinggi
dibandingkan pada tanaman C3, yaitu enzim Rubisco. Substrat pada tanaman
C4 adalah CA (Carbonic Anhydrose). Ada pemisahan tempat antara: reduksi
NO2 + NO3 dan reduksi CO2. Dan tidak ada fotorespirasi yang terukur (Deptan,
2013).
Fotosintesis C4 pertama kali ditemukan pada rumput-rumputan 24-35 tahun
yang lalu dan pada tumbuhan dikotil 15-21 juta tahun yang lalu termasuk
tanaman jagung. Konsentrasi CO2 di udara yang menurun sangat berpengaruh
terhadap evolusi tumbuhan C4. Penurunan konsentrasi CO2 di udara sebabkan
oleh aktivitas fotosistensis dan perubahan geokimia (Pons and Chapin, 2008
dalam Ai, 2012).
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
6
Beberapa hal penting dalam proses peningkatan CO2 pada tumbuhan C4
dibandingkan dengan tumbuhan C3 (Lambers 2008 dalam Ai, 2012) adalah
sebagai berikut :
1. Membutuhkan lebih banyak ATP (Adenosina trifosfat).
2. Sintetis glukosa berlangsung lebih luas persatuan luas daun.
3. Berlangsungnya lebih efisien dalam keadaan cahaya yang tinggi.
4. Afinitas enzim yang besar terhadap CO2.
5. Proses fotosintesis dapat berlangsung lebih baik pada saat konsentrasi
CO2 yang sangat sedikit di udara.
Tidak terjadi atau sedikit sekali terjadi fotorespirasi (pernapasan dalam
keadaan terang di kloroplas).
2.2. Pertumbuhan Tanaman Jagung
Dalam budidaya jagung untuk mendapatkan tanaman berproduksi
maksimal perlu adanya pemahaman tentang fase/stadium pertumbuhan tanaman
jagung. Subekti dkk (2007) menyebutkan bahwa jagung mempunyai pola
pertumbuhan yang sama, namun interval waktu antar tahap pertumbuhan dan
jumlah daun yang berkembang dapat berbeda. Pertumbuhan jagung dapat
dikelompokan ke dalam tiga tahap yaitu fase perkecambahan saat proses
imbibisi air yang ditandai dengan pembengkakan biji sampai dengan sebelum
munculnya daun pertama, fase pertumbuhan vegetatif yaitu fase mulai muncul
daun pertama yang terbuka sempurna sampai tasseling dan sebelum keluarnya
bunga betina (silking), fase reprodiltif yaitu fase pertumbuhan setelah silking
sampai masak fisiologis. Adapun stadia fase pertumbuhan tanaman jagung
setelah perkecambahan dan fase reproduktif disajikan pada tabel 1.
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
7
Tabel 1. Uraian Stadia Vegetatif dan Reproduktif Pertumbuhan Tanaman Jagung
Singkatan
Stadium
V3 – V5
V6 – V10
Tingkatan Stadium
Uraian
Jumlah daun yang terbuka
sempurna 3-5
Jumlah
daun
terbuka
sempurna 6-10
Pada saat tanaman berumur 10-18 hari setelah
berkecambah.
Pada saat tanaman umur 18-35 hari setelah
berkecambah
Perkembangan akar dan pemanjangan batang
meningkat dengan cepat
Bakal bunga jantan dan perkembangan tongkol
dimulai
Pada saat tanaman berumur 33-50 hari setelah
berkecambah
Kebutuhan hara dan air tinggi
Tanaman sensitif terhadap cekaman kekeringan
dan kekurangan hara
Berpengaruh
pada
pertumbuhan,
perkembangan tongkol, dan hasil
Antara 45-52 hari
Ditandai dengan adanya bunga jantan muncul
sebelum kemunculan bunga betina
Tinggi maksimum dan mulai menyebarkan
serbuk sari
Muncul bunga betina 2-3 hari setelah tasseling
Munculnya rambut dari dalam tongkol
10-14 hari setelah silking rambut tongkol sudah
kering dan berwarna gelap
18-22 hari setelah silking
Pengisian biji dalam bentuk cairan bening
Kekeringan pada R1-R3 menurunkan ukuran
dan jumlah biji terbentuk
Kadar air mencapai 80%
24-28 hari setelah silking
Biji seperti pasta (belum mengeras)
Kadar air biji menurun 70%
Cekaman kekeringan berpengaruh pada bobot
biji
35-42 setelah silking
Biji terbentuk sempurna
Kadar air biji 55%
55-56 hari setelah silking
Biji pada tongkol mencapai bobot kering
maksimum
Biji berkembang sempurna
Kadar air biji 30-35%
Pada varietas hibrida tanaman tetap hijau yang
tinggi
V11 – Vn
Jumlah
daun
terbuka
sempurna 11 sampai daun
akhir 15-18
Tasseling
Berbunga Jantan
R1
Silking
R2
Blister
R3
Masak Susu
R4
Dough
R5
Pengerasan biji
R6
Masak Fisiologis
Sumber : Subekti dkk (2007).
Selama siklus hidup tanaman, mulai dari perkecambahan sampai panen
selalu membutuhkan air. Tidak satupun proses kehidupan tanaman yang dapat
bebas dari air. Besarnya kebutuhan air setiap fase pertumbuhan selama siklus
hidupnya tidak sama. Kebutuhan air pada tanaman dapat dipenuhi melalui tanah
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
8
dengan jalan penyerapan oleh akar. Besarnya air yang diserap, oleh akar
tanaman sangat tergantung pada kadar air dalam tanah ditentukan oleh pF
(Kemampuan partikel tanah memegang air), dan kemampuan akar untuk
menyerapnya (Jumin, 1992).
Cekaman kekeringan merupakan salah satu faktor abiotik yang sangat
berpengaruh terhadap produktivitas tanaman untuk menghasilkan produksi yang
tinggi. Menurut Baneti dan Westage (1992) dalam Kaswan dan Amzeri (2011),
kekeringan merupakan salah satu kendala produksi tanaman jagung. Kekeringan
pada setiap stadia pertumbuhan tanaman jagung sangat mempengaruhi
produktivitas jagung.
Pada gambar 1 dapat dilihat ketepatan pemberian air sesuai dengan
tingkat pertumbuhan tanaman jagung sangat berpengaruh terhadap produksi.
Periode pertumbuhan tanaman membutuhkan adanya pengairan dibagi menjadi
5 (lima) fase yaitu fase pertumbuhan awal (selama 15-25 hari), fase vegetatif (2540 hari), fase pembungaan (15-20 hari), fase pengisian biji (34-45 hari), dan fase
pematangan (10-25 hari) (Aqil dan Firmansyah 2008).
Gambar 1. Skema pertumbuhan jagung pada setiap fase
(Sumber : Subekti dkk, 2007)
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
9
Perkecambahan benih jagung terjadi ketika radikula muncul dari kulit biji.
Benih jagung akan berkecembah jika kadar air benih pada saat didalam tanah
meningkat >30% (McWilliams et al, 1999 dalam Subekti dkk , 2007). Proses
perkecambahan benih jagung, mula-mula benih menyerap air melalui proses
imbibisi dan benih membengkak yang diikuti oleh kenaikan aktivitas enzim dan
respirasi yang tinggi.
2.3. Peranan Air Pada Tanaman
Air merupakan kebutuhan pokok bagi semua tanaman juga merupakan
bahan penyusun utama dari protoplasma sel. Disamping itu, air adalah
komponen utama dalam proses fotosintesis, pengangkutan aasimilate hasil
proses ini kebagian – bagian tanaman hanya dimungkinkan melalui gerakan air
dalam tanaman. Dengan peranan tersebut di atas, jumlah pemakaian air oleh
tanaman akan berkorelasi positif dengan produksi bimase tanaman, hanya
sebagian kecil dari air yang diserap akan menguap melalui stomata atau melalui
proses transpirasi (Dwijoseputro, 1994).
Kuantitas air yang dibutuhkan oleh tanaman sangat berbeda – beda sesuai
dengan jenis dan lingkungan dimana tumbuhan itu hidup. Tanaman herba
menyerap air lebih banyak dibandingkan tanaman perdu. Tanaman golongan
efemera yang hidup didaerah gurun, akan memanfaatkan hujan yang datang
sekali dalam setahun untuk mulai hidup dan berkecambah, berbunga, berbuah,
dan mati sebelum air yang ada dalam tanah habis. Pertumbuhan yang cepat dan
pendeknya umur tanaman tersebut merupakan usaha untuk menghindari diri dari
kekurangan air yang menimpanya (Dwijoseputro, 1994).
Pentingnya air sebagai pelarut dalam organisme tampak amat jelas,
misalnya pada proses osmosis. Dalam suatu daun, volume sel dibatasi oleh
dinding sel dan relative hanya sedikit aliran air yang dapat diakomodasikan oleh
elastisitas dinding sel. Konsekuensi tekanan hidrotastis (tekanan turgor)
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
10
berkembang dalam vakuola. Dengan naiknya tekanan turgor, sel – sel yang
berdekatan saling menekan, dengan hasil bahwa sehelai daun yang mulanya
dalam keadaan layu menjadi bertambah segar (turgid). Pada keadaan seimbang,
tekanan turgor menjadi atau mempunyai nilai maksimum dan disini air tidak
cenderung mengalir dari apoplast ke vakuola (Fitter dan Hay, 1981).
Selama siklus hidupnya tanaman membutuhkan air karena itu perlu
dihindari tanaman adanya kekurangan air. Karena kecendurungan penurunan
produksi jagung disebabkan oleh cekaman kekeringan. Menurut Dwijoseputro
(1994),
kekurangan
air
akan
menyebabkan
tanaman
menjadi
kerdil,
perkembangan menjadi abnormal. Kekurangan yang terjadi terus menerus
selama periode pertumbuhan akan menyebabkan tanaman tersebut menderita
dan kemudian akan mati. Sedang tanda-tanda pertama terlihat ialah, layunya
daun-daun. Peristiwa kelayuan ini disebabkan karena penyerapan air tidak dapat
mengimbangi kecepatan penguapan air dari tanaman. Jika proses transpirasi ini
cukup besar dan penyerapan air tidak dapat mengimbanginya, maka tanaman
akan mengalami kelayuan sementara (transcient wilting), sedang tanaman yang
mengalami kelayuan tetap, apabila keadaan air dalam tanah telah mencapai
permanent wilting precentage. Tanaman dalam keadaan ini sulit untuk
disembuhkan karena sebagian besar sel – selnya telah mengalami plasmosia.
2.4. Kebutuhan Air Tanaman Jagung
Berlangsungnya pertumbuhan tanaman yang baik harus di dukung oleh
keadaan air yang optimum. Cekaman (kelebihan maupun kekurangan) air dapat
berakibat buruk karena akan mengganggu proses-proses metabolisme dalam
tubuh tanaman. Pemberian air bagi tanaman merupakan salah satu hal yang
sangat penting untuk meningkatkan hasil suatu tanaman (Kramer, 1983 dalam
Jasminarni, 2008).
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
11
Hasil penentuan nilai kebutuhan air tanaman, baik melalui estimasi maupun
pengukuran, kemudian dibandingkan dengan mempertimbangkan kondisi
lingkungan pengamatan, prosedur pengamatan, dan ketersediaan data. Misalnya
data kebutuhan air tanam, baik dalam bentuk estimasi maupun pengukuran
langsung, dikumpulkan dan dibandingkan dengan data hujan untuk menentukan
periode defisit air, sehingga jadwal dan jumlah air yang harus diberikan
direncanakan dengan baik (Aqil dan Firmansyah, 2008) . Sesuai dengan tabel 2
bahwa kebutuhan tanaman jagung pada setia fase berbeda ditandai dengan
umur tanaman jagung.
Tabel 2. Kebutuhan Air Tanaman Jagung
Umur Tanaman Jagung
(hari)
1–9
10 – 19
20 – 29
30 – 39
40 – 49
50 – 59
60 – 69
70 – 79
80 – 89
Kebutuhan Air
(mm)
24.691
24.929
32.068
44.883
55.616
56.556
55.961
54.093
51.202
400.00
Sumber Prijono Sugeng, 2008
Ketersediaan air tanah di musim kering akan mengalami penurunan. Nilai
simpanan air (kelembaban) berada diantara nol dan kapasitas maksimum tanah
menyimpan air (water holding capacity, WHC). Nilai WHC ditentukan oleh
porositas tanah dan kedalaman akar. Pergerakan air maupun laju perubahan
kadar air dalam tanah sangat ditentukan oleh karakteristik pori tanah yang
menyusun struktur tanah, seperti distribusi pori, kontinuitas pori, dan tortuositas
pori ( Hillel, 1980 dalam Ayu, Prijono, dan Soemarno, 2013).
Kebutuhan air tanaman sangat penting pertimbangan pemilihan model pola
tanam, agar tidak mengalami reduksi potensial yang besar. Kendala utama
pertanian lahan kering adalah terbatasnya ketersediaan air (Prijono, 2008).
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
12
2.5. Varietas
Tanaman jagung adalah protandry, dimana pada sebagian besar varietas,
bunga jantannya muncul (anthesis) 1-3 hari sebelum rambut bunga betina
muncul (silking). Serbuk sari (pollen) terlepas mulai dari spikelet yang terletak
pada spike yang ditengah, 2-3 cm dari ujung malai (tassel), kemudian turun
kebawah. Satu bulir anther melepas 15-30 juta serbuk sari. Serbuk sari sangat
ringan dan jatuh karena gravitasi atau tertiup angin sehingga terjadi penyerbukan
silang. Dalam keadaan tercekam (stress) karena kekurangan air, keluarnya
rambut tongkol kemungkinan tertunda sedangkan keluarnya malai tidak
berpengaruh. Interval antara keluarnya bunga betina dan bunga jantan (Anthesis
silking interval, ASI) adalah yang sangat penting. ASI yang kecil menunjukan
terdapat sinkronisasi pembungaan, yang berarti peluang terjadinya penyerbukan
sempurna sangat besar. Semakin besar nilai ASI semakin kecil sinkronisasi
pembungaan dan penyerbukan terhambat sehingga menurunkan hasil. Cekaman
abiotis umumnya mempengaruhi nilai ASI, seperti pada cekaman kekeringan dan
temperatur tinggi (Subekti dkk, 2007).
Varietas adalah individu tanaman yang memiliki sifat yang dapat
dipertahankannya setelah melewati berbagai proses pengujian keturunan.
Varietas berdasarkan tekhnik pembentukannya dibedakan atas varietas hibrida,
varietas sintetik dan varietas komposit (Mangoendidjojo, 2003).
Menurut Syafruddin (2002), perkembangan akar jagung (kedalaman dan
penyebarannya) bergantung pada varietas, pengolahan tanah, fisik dan kimia
tanah, keadaan air tanah, dan pemupukan. Akar jagung dapat dijadikan indikator
toleransi tanaman terhadap cekaman alumunium. Tanaman yang toleran
terhadap alumunium, tudung akarnya terptong dan tidak mempunyai bulu-bulu
akar. Kaswan dan Amzeri (2011) menambahkan bahwa Genotipe Jagung yang
toleran dan yang peka cekaman kekeringan mempunyai daya tanggap yang
Hak Cipta © milik UPN "Veteran" Jatim :
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber.
13
berbeda terhadap cekaman kekeringan pada fase pertumbuhan reproduktif.
Cekaman kekeringan pada fase reproduktif menyebabkan penurunan jumlah biji,
bobot kering biji, bobot kering tongkol, bobot kering akar, dan bobot kering
batang.
2.6. Reaksi Tanaman Terhadap Cekaman Kekeringan
Kekeringan adalah sebuah
masalah
yang dialami seluruh dunia,
mempengaruhi produktivitas dan kualitas tanaman secara serius. Perubahan
iklim global akhir – akhir ini telah membuat situasi tersebut semakin serius.
Cekaman kekeringan mempengaruhi pertumbuhan tanaman dan hasil panennya.
Cekaman kekeringan juga memaksa tanaman untuk mengatasi defisit air. Hal
tersebut ditunjukkan dengan menutupnya stomata secara progresif dan
menurunnya hasil fotosintesis akibat efisiensi penggunaan air (Cahyo, 2012).
Gambar 2. Mekanisme cekaman kekeringan
Respon tanaman yang mengalami kekurangan air da