J. Sains & Teknologi, Desember 2016, Vol.16 No.3 : 289 – 294
ISSN 1411-4674
KARAKTER FISIOLOGI BEBERAPA GALUR JAGUNG SINTETIK TOLERAN CEKAMAN NITROGEN RENDAH The Physiological Characteristics of Some Synthetic Maize Strains Tolerant to the Low Nitrogen Stress Andriyana Gustam,1 Yunus Musa,2 Muhammad Yusuf3 1
Prodi Sistem-sistem Pertanian, Program Pascasarjana, Universitas Hasanuddin (Email :
[email protected]) 2 Budidaya Pertanian, Fakultas Pertanian, Universitas Hasanuddin (Email :
[email protected]) 3 Produksi Ternak, Fakultas Peternakan, Universitas Hasanuddin (Email :
[email protected])
ABSTRAK Jagung (Zea mays L.) adalah komoditas pangan yang penting yang membutuhkan unsur hara nitrogen (N) dalam jumlah paling besar dibanding unsur hara lainnya dan telah berkontribusi besar dalam peningkatan produksi pangan dan menjadi pembatas utama produksi tanaman di dunia, sehingga permintaan pupuk sumber N seperti urea lebih besar dibanding pupuk lainnya. Tujuan penelitian ini adalah untuk memperoleh satu atau lebih galur jagung yang toleran terhadap nitrogen rendah. Penelitian ini dilaksanakan di lahan percobaan kelompok tani Wanuae Dusun Pajjekko Desa Samaelo, Kecamatan Barebbo, Kabupaten Bone yang dilaksanakan dari bulan September – Desember 2015. Penelitian ini dilaksanakan dengan menggunakan rancangan petak terpisah (RPT) dalam rancangan kelompok dengan tiga ulangan.Petak utama (PU) dosis nitogen (n) yang terdiri dari tiga taraf yaitu tanpa nitrogen (n1), 75 kg N ha-1 (n2), dan 150 kg N ha-1 (n3) dan anak petak (AP) galur jagung (g) yang terdiri dari 10 taraf. Berdasarkan hasil penelitian yang diperoleh, maka dapat disimpulkan bahwa galur Syn 2-8 merupakan galur yang terbaik. Ini ditunjukkan dengan produktivitas jagung yang dihasilkan yaitu 8,90 ton/ha pada perlakuan dosis nitrogen 75 kg ha-1 yang hanya mengalami penurunan hasil sebanyak 0,49 juta ton jika dibandingkan dengan tanpa pemupukan nitrogen yaitu 4,22 juta ton. Kata Kunci: Galur, jagung sintetik, dosis nitrogen
ABSTRACT Maize (Zea mays L.) is an important food commodity which requires nutrients, such as nitrogen (N) in greater amount than most other nutrients, and it has had a great contribution in increasing the food production and simultaneously become the main constraint in the plant production in the world. Consequently, the demand for the fertilizers as the main source of N, such as urea has been greater compared to other fertilizers. The aim of this research was to obtain one or more the maize strains tolerant to the low nitrogen. The research was conducted in the experiment garden of Wanuae Farmer Groups, Dusun Pajjekko, Samaelo Village, Barebbo Sub-District, Bone regency, from September through December, 2015. The research was carried out using the split plot design (SPD)in the group design with three replication. The main plot (MP) was treated with the nitrogen doses (N) consisting of three levels of applications: 0 kg N/ha (n1), 75 kg N/ha (n2), and 150 kgN/ha (n3), and the sub-plots with 10 maize strain. The research result revealed that the strain of Syn 2-8 treated with 75 kg N/ha had the best performance in growth and production with the productivity of 8.90 ton/ha, which could decrease by 0.49 million tons compared to the time when no nitrogen fertilizers was applied, i.e 4.22 million tons. Keywords: Strain, synthetic maize, nitrogen dose
289
Andriyana Gustam
ISSN 1411-4674
PENDAHULUAN
mendapatkan hasil yang baik maka unsur hara N dalam tanah harus cukup tersedia selama fase pertumbuhan tersebut. Poerwowidodo dalam Aisyah (2014), menyatakan defisiensi nitrogen menyebabkan proses pembelahan sel terhambat dan mengakibatkan terhambatnya pertumbuhan tanaman. Selain itu, defisiensi senyawa protein menyebabkan kenaikan nisbah C/N, dan kelebihan karbohidrat ini akan meningkatkan kandungan selulosa dan lignin. Hal tersebut menyebabkan tanaman jagung yang kekurangan nitrogen tampak kecil, kering, tidak sekulen, dan sudut daun terhadap batang sangat runcing Salah satu alternatif pemecahan masalah tersebut adalah merakit varietas jagung sintetik yang toleran nitrogen rendah sehingga dapat memanfaatkan lahan-lahan yang kurang subur dalam hal ini kekurangan hara N. Varietas jagung sintetik tersebut dapat mendukung penanaman jagung yang lebih luas dan melibatkan petani yang kurang modal sehingga dapat mendukung peningkatan produksi jagung nasional. Berdasarkan uraian di atas maka salah satu langkah awal untuk memperoleh galur jagung toleran nitrogen rendah adalah dengan melakukan seleksi beberapa galur jagung untuk melihat ketahanannya pada berbagai dosis nitrogen yang digunakan. Penelitian ini bertujuan untuk memperoleh satu atau lebih galur jagung yang toleran terhadap pemupukan nitrogen rendah.
Jagung (Zea mays L.) adalah komoditas pangan yang penting dan menempati urutan kedua setelah padi. Di Indonesia, jagung merupakan komoditas pangan strategis dan bernilai ekonomis serta mempunyai peluang untuk dikembangkan karena kedudukannya sebagai sumber utama karbohidrat dan protein setelah beras. Berdasarkan komposisi kimia dan kandungan nutrisi, jagung mempunyai prospek sebagai pangan, pakan ternak dan bahan baku industri (Yusuf, 2009). Perkembangan produksi jagung di Indonesia berdasarkan data BPS (2016), menunjukkan bahwa produksi jagung tahun 2015 adalah 19,83 juta ton. Namun produksi tersebut belum mampu memenuhi kebutuhan jagung di Indonesia yang cukup tinggi. Hal ini pula yang menyebabkan kebijakan impor jagung yang mencapai nilai sebesar 2,34juta ton pada tahun 2015 (BPS, 2015). Rendahnya produksi jagung disebabkan karena sebagian besar pertanaman jagung dilakukan pada lahan yang berproduktifitas rendah akibat cekaman lingkungan dalam hal ini adalah cekaman unsur hara nitrogen. Tanaman jagung merupakan salah satu tanaman pangan yang membutuhkan unsur hara nitrogen (N) dalam jumlah paling besar dibanding unsur hara lainnya dan telah berkontribusi besar dalam peningkatan produksi pangan dan menjadi pembatas utama produksi tanaman di dunia, sehingga permintaan pupuk sumber N seperti urea lebih besar dibanding pupuk lainnya. Tanaman jagung termasuk tanaman sensitif dan rakus terhadap unsur hara nitrogen, sehingga pemberian pupuk nitrogen sangat mutlak diberikan untuk menunjang keberhasilan budidaya jagung (Syafruddin dkk., 2007). Pupuk nitrogen merupakan kunci utama dalam usaha meningkatkan produksi jagung. Absorbsi N oleh tanaman jagung berlangsung selama pertumbuhannya. Oleh karena itu untuk
BAHAN DAN METODE Tempat dan Waktu Penelitian ini dilaksanakan di lahan percobaan kelompok tani Wanuae Dusun Pajjekko Desa Samaelo, Kecamatan Barebbo, Kabupaten Bone. Penelitian dilaksanakan dari bulan September – Desember 2015.
290
Galur, jagung sintetik, dosis nitrogen
ISSN 1411-4674
memperlihatkan rata-rata jumlah klorofil daun terbanyak yaitu 0,0306 mg/cm2 dan tidak berbeda nyata dengan perlakuan lainnya, kecuali g2.
Alat dan Bahan Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah traktor tangan, cangkul, meteran, tugal, bambu, papan perlakuan, mesin pemompa air, selang air, alat penyemprot (tangki semprot), alat takar pupuk, mistar,kaca preparat, isolasi bening, mikroskop elektrik, kamera digital, papan alas, timbangan, alat pengukur kadar air biji (PM-400 Multi Grain Moisture Tester), kantong plastik, dan alat tulis menulis. Bahan yang digunakan dalam penelitian adalah benih dari 10 galur jagung, pupuk kandang, urine sapi, furadan, SP 36, KCl, Urea, kuteks bening, dan kertas label.
Tabel 1. Rata-Rata Klorofil Daun (mg/cm2) Tanaman Jagung Pada Berbagai Dosis Nitrogen
Jumlah Stomata Sidik ragam menunjukkan bahwa perlakuan dosis nitrogen berpengaruh sangat nyata sedangkan galur dan interaksi keduanya berpengaruh tidak nyata terhadap jumlah stomata tanaman jagung. Tabel 2 menunjukkan dosis nitrogen 150 kg/ha (n2) memperlihatkan rata-rata jumlah stomata terbanyak 221,6 dan berbeda nyata dengan perlakuan lainnya.
Analisis Data Penelitian menggunakan rancangan petak terpisah dalam kelompok dengan tiga ulangan. PetakUtama (PU) adalah dosis nitrogen yang terdiri dari tiga taraf pemupukan, yaitu tanpa pemupukan (n1), 75 kg N ha-1 (n2), dan 150 kg N ha-1 (n3). Anak Petak (AP) adalah galur jagung yang terdiri dari 10galur, yaitu Sin 2-1 (g1); Sin2-2 (g2); Sin2-4 (g3); Sin2-7 (g4); Sin2-8 (g5); Sin2-10 (g6); Sin2-15 (g7); Sin2-16 (g8) dan 2 varietas sebagai pembanding yaitu Lamuru (g9) dan Bisma (g10). Data hasil pengamatan yang diperoleh dari penelitian dianalisis menggunakan Analisis of Variance (ANOVA) dalam Microsoft Excell 2010. Apabila ada pengaruh perlakuan pada analisis sidik ragam maka dilakukan uji lanjut untuk membedakan rerata antar perlakuan dengan menggunakan Uji Beda Nyata Terkecil (BNT) dengan tingkat kepercayaan 95%.
Tabel 2. Rata-Rata Jumlah Stomata Tanaman Jagung Pada Berbagai Dosis Nitrogen (n)
HASIL
Panjang Stomata Sidik ragam menunjukkan bahwa perlakuan galur dan dosis nitrogen berpengaruh sangat nyata sedangkan interaksi keduanya berpengaruh nyata terhadap panjang stomata tanaman jagung. Tabel 3 menunjukkan Syn 2-8 (g5) memperlihatkan rata-rata panjang stomata terpanjang yaitu 0,118 mm pada
Klorofil Daun Sidik ragam menunjukkan bahwa perlakuan dosis nitrogen berpengaruh tidak nyata sedangkan galur berpengaruh sangat nyata dan interaksi keduanya berpengaruh tidak nyata terhadap klorofil daun tanaman jagung. Tabel 1 menunjukkan galur Syn 2-8 (g5) 291
Andriyana Gustam
ISSN 1411-4674
tanpa pemupukan nitrogen dan berbeda nyata dengan g1, g3, dan g4. Pada dosis 75 kg/ha Syn 2-8 (g5) memperlihatkan ratarata panjang stomata terpanjang yaitu 0,125 mm dan berbeda nyata dengan g1 dan g2 sedangkan pada dosis 150 kg/ha Syn 2-8 (g5) memperlihatkan rata-rata panjang stomata terpanjang yaitu 0,134 mm dan tidak berbeda nyata dengan perlakuan g3 dan g8.
Tabel 4. Rata-Rata Lebar Bukaan Stomata (mm) Tanaman Jagung Pada Interaksi Dosis Nitrogen (n) dan Galur (g)
Tabel 3. Rata-Rata Panjang Stomata (mm) Tanaman Jagung Pada Interaksi Dosis Nitrogen (n) dan Galur (g) Produktivitas Sidik ragam menunjukkan bahwa perlakuan galur dan dosis nitrogen berpengaruh sangat nyata sedangkan interaksi keduanya berpengaruh nyata terhadap produktivitas tanaman jagung. Tabel 5 menunjukkan Syn 2-8 (g5) memperlihatkan rata-rata produktivitas terbaik yaitu 05,17 ton/ha pada tanpa pemupukan nitrogen dan berbeda nyata dengan perlakuan lainnya. Pada dosis 75 kg/ha Syn 2-8 (g5) memperlihatkan ratarata produktivitas terbaik yaitu 8,90 ton/ha dan berbeda nyata dengan perlakuan lainnya sedangkan pada dosis 150 kg/ha Syn 2-8 (g5) memperlihatkan rata-rata produktivitas terbaik yaitu 9,39 ton/ha dan berbeda nyata dengan perlakuan lainnya.
Lebar Bukaan Stomata Sidik ragam menunjukkan bahwa perlakuan galur dan dosis nitrogen berpengaruh sangat nyata sedangkan interaksi keduanya berpengaruh nyata terhadap lebar bukaan stomata tanaman jagung. Tabel 4 menunjukkan Syn 2-8 (g5) memperlihatkan rata-rata lebar bukaan stomata terluas yaitu 0,018 mm pada tanpa pemupukan nitrogen dan berbeda nyata dengan perlakuan lainnya. Pada dosis 75 kg/ha Syn 2-8 (g5) memperlihatkan rata-rata lebar bukaan stomata terluas yaitu 0,018 mm dan berbeda nyata dengan g1, g4, g7, g8 dan g10 sedangkan pada dosis 150 kg/ha Syn 2-8 (g5) memperlihatkan rata-rata lebar bukaan stomata terluas yaitu 0,018 mm dan berbeda nyata dengan perlakuan g2 dan g8.
Tabel 5. Rata-Rata Produktivitas (ton/ha) Tanaman Jagung Pada Berbagai Dosis Nitrogen (n)
292
Galur, jagung sintetik, dosis nitrogen
ISSN 1411-4674
banyak daripada melalui kutikula epidermis (Palit, 2008). Pemberian kombinasi dosis kompos yang berbeda menunjukkan respon tanaman yang berbeda pula. Galur Syn 28 (g5) menunjukkan jumlah stomata lebih banyak dibanding galur lainnya. Hal ini menunjukkan bahwa galur tersebut dapat memacu tanaman jagung untuk meningkatkan aktivitas fisiologi tanaman yang berkontribusi terhadap zat perangsang tumbuh yang dapat mempercepat pengisian biji jagung. Penyerapan unsur hara melalui daun umumnya melalui stomata untuk menunjang proses fotosintesis dan respirasi. Oleh karena itu, aktivitas fotosintesis sangat bergantung antara lain pada pembukaan dan penutupan stomata untuk menyerap unsur hara. Hal ini sesuai dengan pendapat Setyamidjaja dalam Amilia (2011), bahwa mekanisme pengambilan unsur hara melalui daun terjadi karena adanya difusi dan osmosis melalui lubang stomata, sehingga mekanismenya berhubungan dengan membuka dan menutupnya stomata yang merupakan proses mekanis yang diatur oleh tekanan turgor dan pada saat itu unsur hara akan berdifusi ke dalam stomata bersamaan dengan air. Berdasarkan hasil pengamatan galur yang menunjukkan respon terbaik dengan produktivitas tertinggi adalah galur Syn 2-8 pada dosis nitrogen 75 kg/ha. Berdasarkan hasill tersebut maka dapat dikatakan bahwa galur tersebut toleran terhadap cekaman nitrogen rendah. Produksi yang tinggi sangat erat kaitannya dengan kandungan klorofil daun tanaman tersebut. Dimana klorofil pada tanaman sangat dibutuhkan dalam proses fotosintesis tanaman dan menghasilkan asimilat lebih banyak pada tanaman. Hal ini sesuai dengan pendapat Purwanti dkk (2014), bahwa ukuran biji jagung dipengaruhi oleh faktor-faktor yang mengendalikan penyediaan asimilat untuk pengisian biji, jumlah biji yang tumbuh, dan batas-batas pertumbuhan biji
PEMBAHASAN Berdasarkan hasil yang diperoleh, maka dikatakan bahwa gejala yang diperlihatkan dari masing-masing galur yang mengalami cekaman juga berbedabeda walaupun ditanam pada lingkungan yang sama. Dosis pemupukan nitrogen sangat berpengaruh terhadap klorofil daun. Daun tanaman yang mengalami defisiensi nitrogen cenderung berwarna lebih muda dibandingkan dengan tanaman yang dosis nitrogennya optimal. Engelstad dalam Aisyah (2014), menyatakan bahwa pemberian nitrogen yang optimal dapat meningkatkan pertumbuhan tanaman, meningkatkan sintesis protein, pembentukan klorofil yang menyebabkan warna daun menjadi lebih hijau dan meningkatkan ratio tajuk akar. Pemberian nitrogen yang optimal dapat meningkatkan laju pertumbuhan tanaman. Faktor ini ditambah dengan optimalnya penyerapan unsur hara. Penyerapan unsur hara akan optimal jika didukung oleh faktor lingkungan, terutama air. Hal ini karena air sangat berperan dalam proses penyerapan hara pada tanaman, dimana air merupakan agen yang dapat berperan dalam melarutkan unsur hara dan mentransportasikannya ke dalam jaringan tanaman. Hal ini sejalan dengan pendapat Haryadi & Yahya (1988), yang menyatakan bahwa kurangnya ketersediaan air akan menghambat sintesis klorofil pada daun akibat laju fotosintesis yang menurun dan terjadinya peningkatan temperatur dan transpirasi yang menyebabkan disentegrasi klorofil. Stomata atau mulut daun merupakan komponen sel epidermis daun yang berperan sebagai lintasan masuk keluarnya CO2, O2, dan H2O selama berlangsungnya fotosintesis dan respirasi. Oleh karena itu aktivitas fotosintesis sangat bergantung antara lain pada pembukaan dan penutupan stomata. Selain melalui stomata, transpirasi juga dapat berlangsung melalui kutikula. Namun transpirasi melalui stomata lebih 293
Andriyana Gustam
ISSN 1411-4674
individual yang ditentukan secara genetik. Semakin tinggi nilai biji yang diperoleh semakin efisien galur tersebut dalam menggunakan unsur N dalam menghasilkan biji. Hal ini membuktikan bahwa nitrogen yang diberikan ke tanaman tidak banyak yang terbuang percuma, melainkan banyak dimanfaatkan untuk menghasilkan produksi karena galur tersebut mempunyai produksi terbaik. Hal ini sesuai dengan pendapat Nasaruddin & Musa (2012), yang menyatakan bahwa tanaman menunjukkan respon yang sangat tinggi terhadap perlakuan nitrogen, karena nitrogen merupakan elemen nutrisi utama penyusun asam amino. Konsentrasi nitrogen dalam tanaman mencerminkan pasokan nitrogen dalam media perakaran, dan meningkatkan hasil sebagai akibat peningkatan konsentrasi internal nitrogen dalam jaringan tanaman.
(Tesis). Makassar: Universitas Hasanuddin. Amilia Y. (2011). Penggunaan Pupuk Organik Cair Untuk Mengurangi Dosis Penggunaan Pupuk Anorganik Pada Padi Sawah (Oryza sativa). Fakultas Pertanian. Institut Pertanian Bogor. Badan Pusat Statistik. (2015). Data Produksi Tanaman Pangan dan Hortikultura. Jakarta: Pusat Data Statistik Pertanian. Badan Pusat Statistik. (2016). Data Produksi Jagung. Diakses pada tanggal 25 Januari 2016. Available from: www.bps.go.id pada pukul 13.00 WITA. Haryadi S.S & Yahya S. (1988). Fisiologi Stres Lingkungan. PAU Bioteknologi IPB. Nasaruddin & Musa Y. (2012). Nutrisi Tanaman. Makassar: Masagena Press. Palit J. (2008). Teknik Perhitungan Jumlah Stomata Beberapa Kultivar Kelapa. Bulletin Teknik. Purwanti L., Sutari., & Wawan K. (2014). Pengaruh Konsentrasi Pupuk Hayati dan Dosis Pupuk NPK Terhadap Pertumbuhan dan Hasil Tanaman Jagung Manis (Zea mays saccharatasturt) Kultivar Talenta. Agric, 1(4) : 177-188. Syafruddin, Faesal, & Akil M. (2007). Pengelolaan Hara Tanaman Jagung. Teknik produksi dan pengembangan. Pusat Penelitian dan Pengembangan Tanaman Pangan, Departemen Pertanian Bogor, pp. 205-218. Yusuf R.P. (2009). Kajian Pendapatan Petani Pada Usahatani Jagung (Kasus di Desa Sangalangit, Kecamatan Gerokgak, Kabupaten Buleleng). Jurnal Sosial Ekonomi Pertanian SOCA, 9(3) : 263-390.
KESIMPULAN DAN SARAN Berdasarkan hasil penelitian yang diperoleh, maka dapat disimpulkan bahwa galur Syn 2-8 merupakan galur yang terbaik. Ini ditunjukkan dengan produktivitas jagung yang dihasilkan yaitu 8,90 ton/ha pada perlakuan dosis nitrogen 75 kg/ha yang hanya mengalami penurunan hasil sebanyak 0,49 juta ton jika dibandingkan dengan tanpa pemupukan nitrogen yaitu 4,22 juta ton. Sebaiknya dilakukan penelitian uji multilokasi untuk menguji ketahanan galur yang toleran dengan dosis nitrogen rendah. DAFTAR PUSTAKA Aisyah S.S. (2014). Keragaan Genetik Galur Jagung Di Dua Lingkungan Pada Kondisi Cekaman Kekeringan dan Pemupukan Nitrogen Rendah
294
