Vol. 4 No. 2. Hal 102-107 ISSN: 2087-7706
KETAHANAN SUMBERDAYA GENETIK JAGUNG SULAWESI TENGGARA
TERHADAP CEKAMAN KEKERINGAN PADA BERBAGAI FASE VEGETATIF
Tolerance of Maize Germplasms of Southeast Sulawesi to Drought
Stress at Different Vegetative Phases
TEGUH WIJAYANTO*), CANDRA GINTING, DIRVAMENA BOER DAN WA ODE AFU
Jurusan Agroteknologi, Fakultas Pertanian, Universitas Halu Oleo
ABSTRACT
Maize crops experiencing water stress can experience cell damage, loss of turgor, closed stomata, plant leaf roll then wilt. Germination and vegetative growth are thought to be a very sensitive phases in relation to the availability of water, because it can influence subsequent growth processes. This study aimed to determine the potential tolerance of Southeast Sulawesi’s maize genotypes to drought stress at different vegetative growth phases. This study was based on completely randomized design (CRD) with factorial pattern consisting of two factors: the first factor composed of 9 local maize genotypes of Southeast Sulawesi and 1 national variety (cv. Arjuna), while the second factor was drought stress at different vegetative growth phases, consisting of four levels ie: C0 = plants irrigated with 100 % water availability during the growth phase, C1 = Stress for 5 days , at 21-26 days old (vegetative phase), C2 = Stress for 5 days starting at panicle emergence (early flowering stage), and C3 = Stress for 5 days starting 2 weeks after silking. Research results showed that Genotype (G) treatment significantly influenced all observed growth variables (at age 21 and 42 days after planting, DAP), except for the variable of number of leaf, age 21 DAP. However, water stress treatment (C) only significantly affected plant height variable, at the age of 42 DAP. In general, G6 and G7 genotypes tended to have a higher crop and trunk diameter than the other genotypes. Contrary, G3 genotype tended to have shorter crop and smaller stem diameter than the other genotypes. There are indications that the drought stress treatment (C) significantly inhibited the growth of maize crops.
Keyw or ds: dr ought str ees, maize genotypes, toler ance, and vegetative phases
1
PENDAHULUAN
Sebagian besar tanaman jagung (Zea mays
L.) di Indonesia (79 % dar i ar eal per tanian jagung) ditanam pada lahan tegalan, sehingga keter sediaan air ter gantung pada cur ah hujan (Soegiyatni dan Dahlan, 1992). Tanaman jagung yang mengalami cekaman air dapat mengalami ker usakan sel, kehilangan tur gor , stomata ter tutup, daun tanaman menggulung kemudian layu, per tukar an gas ter ganggu dan akhir nya tanaman tidak member ikan hasil pada kandungan lengas tanah yang sangat r endah (Rashidi dan Seyfi, 2007). Tanaman
*)Alamat korespondensi:
Email : wijayanto_teguh@yahoo.com
jagung yang mengalami keker ingan akan ber ubah war na menjadi kuning pucat, daun tanaman menggulung seper ti pensil dan tidak sinkr on w aktu pembentukan malai dan keluar nya r ambut (Edmeadeset al., 1992).
Fase per kecambahan dan fase vegetatif diduga mer upakan fase yang sangat sensitif dalam kaitannya dengan keter sediaan air , sebab dapat menghambat pr oses per tumbuhan selanjutnya. Kekur angan air menghambat pr oses defer ensiasi sel, pembelaan sel, dan pembentangan sel pada jar ingan mer istematik sehingga mengur angi jumlah biji. Jumlah biji yang ter bentuk sangat ditentukan oleh jumlah fotosintat yang dapat ditr anslokasikan untuk pembentukan biji ter sebut (Sasmita, 1996; Jatoi et al., 2014).
Masa kr itis tanaman jagung ter hadap keker ingan adalah pada w aktu tanaman ber bunga, keter sediaan air pada w aktu ber bunga ber hubungan dengan hasil biji. Kekur angan air pada w aktu ber bunga dapat mengur angi hasil sampai 22 % (Soegiyatni dan Dahlan, 1992). Cekaman air dapat mengur angi tinggi tanaman, luas daun, ber at tajuk dan ber at akar tanaman jagung. Tanaman jagung yang mendapat cekaman air selama dua minggu sejak tanaman ber umur tiga minggu seger a member ikan tanggapan yang cepat sedangkan tanaman sor gum tanggapannya lebih lambat. Semakin tinggi cekaman air mengakibatkan makin r endahnya tr anspir asi dan meningkatnya ketahanan difusi daun (Sutor oet al., 1989).
Sulawesi Tenggar a mer upakan salah satu daer ah di Indonesia yang didominasi per iode hujan singkat (3 bulan) dengan kondisi lahan ker ing. Pada wilayah yang demikian per akitan genotipe untuk kultivar jagung tahan keker ingan mer upakan suatu str ategi untuk mendapatkan hasil tinggi dan stabil, kar ena famili dalam setiap populasi mempunyai sifat ketahanan genetik yang ber beda ter hadap cekaman abiotik ter tentu (Edmeades et al., 1992; Monneveux et al., 2006; Ahadiyat et al., 2014). Pada keadaan cur ah hujan yang kur ang menentu dan ber var iasi, hasil jagung juga sangat ber var iasi dar i w aktu ke w aktu dan dar i lokasi ke lokasi ter utama pada per tanaman jagung di lahan tegalan. Salah satu car a untuk menanggulangi ker ugian hasil jagung akibat keker ingan ialah dengan menggunakan var ietas jagung yang tahan ter hadap keker ingan, penggunaan var ietas unggul, per baikan teknik ber cocok tanam, per baikan tingkat kesubur an tanah dan pengendalian hama dan penyakit (Amer , 2010; Abdelmoneim et al., 2014; Azizian, 2014)
Penggunaan var ietas unggul yang dihasilkan melalui pr ogr am pemuliaan atau seleksi sangat ditentukan oleh ter sedianya ker agaman genetik hayati yang disebut plasma nutfah (Monneveux et al., 2006; Al-Badeir y et al., 2014). Telah dikoleksi sekitar 33 genotip jagung lokal Sulawesi (6 kultivar dar i Sulteng, 2 kultivar Sulsel, 10 kultivar dar i Sulut, dan 15 kultivar dar i Sultr a). Ke 33 jenis jagung lokal ter sebut memiliki ker agaman sifat seper ti umur ber bunga, tinggi tanaman, jumlah daun, panjang malai, panjang tongkol,
w ar na biji, ser ta tipe biji. Ber agamnya sifat dar i setiap jagung dalam beber apa hal dikendalikan oleh faktor genetik (Boer , 1998; Rusell dan Sandall, 2006). Dar i koleksi yang ada ter sebut, sangat sedikit infor masi mengenai r espon genotipe jagung Sulaw esi Tenggar a ter hadap cekaman keker ingan pada ber bagai fase per tumbuhan, dan kur ang ter sedianya infor masi mengenai genotipe jagung lokal yang paling tahan ter hadap cekaman keker ingan pada masing-masing fase per tumbuhan. Sehubungan dengan hal itu maka per lu dilakukan suatu penelitian r espon plasma nutfah jagung Sulaw esi Tenggar a ter hadap cekaman keker ingan pada ber bagai fase per tumbuhan. Penelitian ini ber tujuan untuk mengetahui potensi ketahanan genotipe jagung Sulaw esi Tenggar a ter hadap cekaman keker ingan pada ber bagai fase per tumbuhan.
BAHAN DAN METODE
Lokasi Penelitian.Penelitian dilaksanakan pada station hibr idisasi (r umah plastik) Fakultas Per tanian Univer sitas Halu Oleo Anduonohu Kendar i.
Bahan dan Alat Penelitian. Bahan-bahan yang digunakan adalah benih jagung lokal Sulawesi Tenggar a, benih jagung unggul (Ar juna), pupuk kandang (kotor an sapi), pupuk ur ea, SP-36, dan KCl, air ser ta media tanam (lapisan top soil). Alat-alat yang digunakan adalah per alatan tanam, meter an, timbangan, polibeg pot-1, label, gembor , gelas ukur dan alat tulis menulis.
Metode Penelitian. Penelitian ini disusun ber dasar kan Rancangan Acak Lengkap (RAL) dengan pola faktor ial yang ter dir i dar i dua faktor yaitu: faktor per tama adalah var ietas jagung ter dir i atas 9 genotipe lokal Sulaw esi Tenggar a (Wijayanto et al., 2012) dan 1 var ietas Ar juna, sedangkan faktor kedua adalah cekaman keker ingan pada ber bagai fase per tumbuhan, ter dir i dar i empat tar af yaitu :
C0 = Tanaman diair i dengan keter sediaan air 100 % selama fase per tumbuhan.
C1 = Cekaman air selama 5 har i, umur 21-26 har i (fase vegetatif).
C2 = Cekaman air selama 5 har i mulai saat keluar malai (aw al fase pembungaan).
C3 = Cekaman air selama 5 har i mulai 2 minggu sesudah silking.
Dengan demikian ter dapat 40 (10 X 4) kombinasi per lakuan. Per lakuan diulang 3 kali, sehingga secar a keselur uhan ter dapat 120 satuan per cobaan (pot polybag-1). Tiap pot ditanam dua benih jagung.
Penyediaan Media Tanam, Penanaman, Pemupukan dan Pemeliharaan. Media tanam yang digunakan dalam penelitian ini adalah tanah yang diambil secar a komposit sedalam lapisan olah dengan kedalaman 10-20 cm dar i Kebun Per cobaan Fakultas Per tanian Univer sitas Halu Oleo Kampus Bumi Tir dhar ma Anduonohu Kendar i. Tanah yang digunakan dihaluskan kemudian diber sihkan dar i sisa tanaman selanjutnya diker ing udar akan dan diayak. Penyiapan media tanah sebagaimana dilapor kan oleh Wijayanto et al. (2012). Polybag-polybag yang sudah ber isi disusun dalam r umah plastik dengan jar ak 30 cm x 30 cm. Untuk membedakan setiap polybag diber i label per lakuan. Pr osedur penanaman dan pemupukan juga sesuai dengan yang dijelaskan oleh Wijayanto et al.
(2012). Penyir aman dilakukan sesuai dengan per lakuan. Tanaman disir am setiap har i, kecuali pada saat per lakuan cekaman keker ingan.
Variabel Pengamatan dan Analisa Data.
Var iabel pengamatan antar a lain: tinggi tanaman, jumlah daun dan diameter batang, masing-masing dilakukan pada saat umur 21 dan 42 har i setelah tanam. Hasil pengamatan dar i setiap var iabel pengamatan dianalisis menggunakan anova, dan jika diper lukan dilanjutkan dengan Uji Jar ak Ber ganda Duncan (UJBD) pada tar af keper cayaan 95 %.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil sidik r agam menunjukkan bahwa pada umur 21 hst per lakuan cekaman keker ingan ber pengar uh tidak nyata ter hadap ketiga var iabel per tumbuhan yang diamati (tinggi tanaman, diameter batang dan jumlah daun), kecuali tinggi tanaman umur 42 hst. Hal ini har us dipahami kar ena sebenar nya aw al cekaman keker ingan bar u dilakukan pada umur 21 hst, sehingga sangat w ajar apabila faktor per lakuan cekaman ini belum member ikan pengar uh ter hadap
per tumbuhan ketiga var iabel yang diamati pada umur 21 hst ter sebut (Tabel 1). Selama per iode 0 sampai 21 hst, semua tanaman memper oleh pengair an yang sama, sehingga keter sediaan air dan unsur har a yang ada dalam tanah juga ser agam.
Pada umur 42 hst, per lakuan cekaman keker ingan hanya ber pengar uh sangat nyata ter hadap tinggi tanaman, tetapi ber pengar uh tidak nyata ter hadap diameter batang dan jumlah daun (Tabel 1). Hal ini mungkin disebabkan kar ena per tumbuhan (jumlah) daun dan diameter batang tanaman jagung lebih dikontr ol oleh faktor genetik dar ipada faktor lingkungan. Setiap genotipe yang diber i per lakuan cekaman keker ingan memper lihatkan r espon ter hadap keker ingan dengan helain daun menggulung seper ti pensil dan jar ak antar a daun yang satu dengan daun yang lain cender ung r apat, hal ini menunjukkan bahw a tanaman mengalami str es air . Edmeadeset al. (1992), menyatakan bahw a tanaman jagung yang mengalami kekur angan air akan ber ubah w ar na menjadi kuning pucat, daun menggulung seper ti pensil dan tidak sinkr on w aktu pembentukan malai dan keluar nya r ambut.
Tabel 1. Rekapitulasi hasil analisis sidik r agam pengar uh per lakuan cekaman keker ingan (C) dan genotipe (G) ser ta inter aksinya (CG) ter hadap beber apa var iabel per tumbuhan jagung Sulaw esi Tenggar a
Var iabel pengamatan C G CG
Tinggi tanaman (21 hst) tn * tn Tinggi tanaman (42 hst) ** ** tn Jumlah daun (21 hst) tn tn tn Jumlah daun (42 hst) tn ** tn Diameter batang (21 hst) tn ** tn Diameter batang (42 hst) tn ** tn Keter angan: *) ber pengar uh nyata; **)
ber pengar uh sangat nyata; tn) ber pengar uh tidak nyata.
Per lakuan cekaman keker ingan umur 42 hst menghasilkan jumlah daun ter tinggi pada G1 (15,54). Hal ini dikar enakan pada per lakuan G1 memper lihatkan r espon ter hadap cekaman keker ingan dengan cir i jumlah daun yang banyak dan susunan helaian daun yang r apat sehingga per tumbuhan fase
vegetatif lama, sebaliknya pada per lakuan G8 (12,27) menghasilkan jumlah daun yang ter endah dimana jumlah daun ter susun agak r enggang sehingga jumlah daun yang ada sedikit dan per tumbuhan dar i fase vegetatif ke gener atif agak cepat dibanding dengan G1.
Ber dasar kan hasil sidik r agam ter lihat bahw a pada umur 21 hst per tumbuhan diameter batang tidak dipengar uhi secar a nyata oleh cekaman keker ingan, demikian pula pada umur 42 hst (Tabel 1). Sebaliknya per lakuan var ietas atau genotipe pada umur 21 dan 42 hst member ikan pengar uh sangat nyata ter hadap per tumbuhan diameter batang
(Tabel 3), dimana per tumbuhan ter tinggi untuk umur 21 hst diper oleh pada G7 (12,29 mm) dan ter endah diper oleh pada Ar juna (10,13 mm) dan umur 42 hst per tumbuhan diameter tanaman ter tinggi adalah G1 (15,54) dan ter endah G8 (12,27), hal ini dikar enakan pada tanaman G1, tidak ter lalu tinggi dibanding pada tanaman G8 dimana tanaman yang per tumbuhannya r elatif pendek diduga hasil-hasil fotosintat yang ter bentuk banyak diar ahkan pada batang dibanding dengan tanaman yang tinggi hasil-hasil fotosintat memacu per tumbuhan tingi tanaman dibanding per tumbuhan diameter batang. Tabel 2. Pengar uh per lakuan cekaman keker ingan ter hadap tinggi tanaman jagung umur 42 hst Per lakuan cekaman keker ingan Rata-r ata tinggi tanaman (cm) *
C0 (diair i selama per tumbuhan) 173,86 a
C1 (cekaman umur 21-26 hst) 166,61 ab
C2 (cekaman 5 har i saat keluar malai) 156,88 b
C3 (cekaman 5 har i pada 2 minggu setelah silking) 170,23 ab
Keter angan.: *)Angka-angka yang diikuti oleh hur uf yang sama ber beda tidak nyata pada uji UJBD dengan tar af keper cayaan 95%
Tabel 3. Rekapitulasi hasil uji UJBD pengar uh per lakuan genotipe ter hadap var iable tinggi tanaman (21 dan 42 hst) dan diameter batang (21 hst) jagung Sulaw esi Tenggar a
Per lakuan Genotipe
Rata-r ata *
Tinggi tanaman (cm) Diameter batang (cm) Jumlah daun
21 hst 42 hst 21 hst 42 hst 42 hst G1 G2 G3 G4 G5 G6 G7 G8 G9 Ar juna 46,30 ab 45,06 ab 42,02 b 47,95 a 48,40 a 49,26 a 49,39 a 44,00 ab 48,28 a 44,14 ab 120,39 e 180,95 b 173,71 bc 177,56 b 158,04 c 201,05 a 168,26 bc 173,19 bc 180,21 b 135,56 d 11,29 abc 11,88 ab 10,49 cd 11,38 abc 11,50 ab 12,00 ab 12,29 a 11,13 bc 11,94 ab 10,13 d 15,54 a 12,94 cde 13,19 bcd 13,04 bcde 13,83 b 13,44 bc 12,48 de 12,27 e 13,29 bcd 13,31 bc 15,54 a 12,94 cde 13,19 bcd 13,04 bcde 13,83 b 13,44 bc 12,48 de 12,27 e 13,29 bcd 13.31 bc Keter angan: *) Angka-angka yang diikuti oleh hur uf yang sama pada kolom yang sama ber beda tidak
nyata pada uji UJBD dengan tar af keper cayaan 95% Hasil analisis r agam dan uji UJBD (Tabel 2)
menunjukkan bahw a pada umur 42 hst per lakuan cekaman keker ingan ber pengar uh nyata ter hadap per tumbuhan tinggi tanaman. Pada tabel ter sebut ter lihat bahwa per lakuan C0 menyebabkan tinggi tanaman ter tinggi dan
hanya ber beda nyata dengan per lakuan C2, yang menyebabkan tinggi tanaman ter endah. Pengar uh cekaman keker ingan ter hadap tinggi tanaman ini, sesuai dengan pendapat Sutor oet al.(1989), Henr y (2013) dan Jatoiet al. (2014) yang menyatakan bahwa cekaman air atau
cekaman keker ingan dapat mengur angi atau menekan per tumbuhan tinggi tanaman dan dapat mempengar uhi pembukaan stomata yang dapat ditandai dengan per istiwa menggulungnya daun, dengan menggulungnya daun laju asimilasi ber kur ang.
Secar a umum faktor genotipe ber pengar uh nyata atau sangat nyata ter hadap semua var iabel per tumbuhan yang diamati (umur 21 dan 42 hst), kecuali ter hadap var iabel jumlah daun umur 21 hst. Pengar uh nyata atau sangat nyata dar i genotipe ini diduga disebabkan adanya per bedaan atau ker agaman secar a genetik dar i genotipe jagung yang diuji (Azizian et al., 2014). Demikian pula Boer (1998) dan Monneveuxet al. (2006) menyatakan bahw a per bedaan sifat dar i setiap tanaman dalam beber apa hal dapat dikendalikan oleh faktor genetis.
Dar i Tabel 3 dapat dilihat bahw a secar a umum genotipe G6 dan G7 cender ung memiliki nilai tinggi tanaman dan diameter batang yang lebih besar dibanding genotipe yang lain. Sebaliknya genotipe G3 cender ung memiliki tinggi tanaman (21 hst) dan diameter batang yang lebih kecil dibanding genotipe yang lain.
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan. Ber dasar kan hasil dan pembahasan yang telah dikemukakan maka dapat ditar ik beber apa kesimpulan sebagai ber ikut: (1) Per lakuan genotipe (G) ber pengar uh nyata atau sangat nyata ter hadap semua var iabel per tumbuhan yang telah diamati (umur 21 dan 42 hst), kecuali ter hadap var iabel jumlah daun umur 21 hst. Namun per lakuan cekaman air (C) hanya ber pengar uh sangat nyata ter hadap var iabel tinggi tanaman umur 42 hst. (2) Secar a umum genotipe G6 dan G7 cender ung memiliki nilai tinggi tanaman dan diameter batang yang lebih besar dibanding genotipe yang lain. Sebaliknya genotipe G3 cender ung memiliki nilai tinggi tanaman dan diameter batang yang lebih kecil dibanding genotipe yang lain, dan (3) Ter dapat indikasi bahw a per lakuan cekaman (C) secar a nyata menghambat per tumbuhan tinggi tanaman.
Saran. Dihar apkan penelitian ini dapat dilanjutkan sehingga dapat diketahui secar a lebih komper hensif mengenai pengar uh dar i
setiap per lakuan yang diber ikan dan diper oleh infor masi tentang genotipe-genotipe jagung yang memiliki potensi ketahanan ter hadap ber bagai str es lingkungan yang diber ikan.
DAFTAR PUSTAKA
Abdelmoneim TS, Mousa T, Abdelbagi I. 2014. Incr easing plant toler ance to dr ought str ess. Life Science J. 11(1): 10-17.
Ahadiyat YR, Hidayat P, Susanto U. 2014. Dr ought toler ance, phosphor us efficiency and yield char acter s of upland r ice lines. Emir . J. Food Agr ic. 26 (1): 25-34.
Al-Badeir y NA, Al-Saadi AH, Mer za TK. 2014. Analysis of genetic diver sity in maize (Zea mays
L.) var ieties using simple sequence r epeat (SSR) Mar ker s. Jour nal of Pur e and Applied Sciences. 6(22): 1768 -1774
Amer KH. 2010. Cor n r esponse under differ ent ir r igation levels. Agr ic. Water Manage. 97:1553-1563.
Azizian A, Sepaskhah AR. 2014. Maize r esponse to w ater levels. Int. J. of Plant Pr oduction 8(1): 131-162.
Boer D. 1998. Eksplor asi plasma nutfah jagung di kaw asan timur Indonesia. Mimbar Akademik, Edisi No. 8. Th VIII. Univer sitas Haluoleo Kendar i.
Edmeades GO, Balanos J, Lafittle HR. 1992. Pr ogr ess. In Br eeding for dr ought toler ance in maize. Pr oceeding of the 47 tn. Annual Cor n and Shor ghum Industr y Resear ch Conffer ence. ASTA. Washington.Dalam M. Yasin HG,M. Anas Bar ata, Ar bi Mappe, dan Fir daus Kasim, 1997. Seleksi Famili Jagung Ter hadap Keker ingan. Risalah Penelitian Jagung dan Ser ealia Lain. 2: 1-6.
Henr y A. 2013. IRRI’s dr ought str ess r esear ch in r ice w ith emphasis on r oots: accomplishments over the last 50 year s. Plant Root 7: 5-19. Jatoi WA, Baloch M, Gul S. 2014. Heter osis for yield
and tr aits in w heat under w ater str ess conditions. J. of An. & Plant Sci. 24(1): 252-261. Monneveux P, Sánchez C, Beck D, Edmeades GO,
2006. Dr ought toler ance impr ovement in tr opical maize sour ce populations: evidence of pr ogr ess. Cr op Science. Madison 46(1): 180-192.
Rashidi M, Seyfi K. 2007. Effect of w ater str ess on cr op yield. Int J. Agr ic. Biol. 9:271-273.
Russell WK, Sandall L. 2006. Cor n br eeding: types of cultivar s. Jour nal of Natur al Resour ces and Life Sciences Education. Madison 35: 242. Sasmita ER. 1999. Pengar uh cekaman keker ingan
ter hadap hasil dan mutu benih kacang hijau var ietas mer ak dan betet. Agr ivet 3(3): 46-53. Soegiyatni S, Dahlan M. 1992. Seleksi Jagung untuk
Kumpulan Makalah-makalah Seminar hal 1-14. Fakultas Per tanian Univer sitas Jember . Jember . Sutor o I, Somadir edja, Tir toutomo S. 1989.
Pengar uh cekaman air dan r eaksi pemuliaan tanaman jagung (Zea mays L.) dan sor gum (Sorghum bicolor L. Moench) pada fase per tumbuhan vegetatif. Dalam: Penelitian Per tanian 19(4): 147-151. Balai Penelitian Tanaman Pangan. Bogor .
Wijayanto T, Sadimantar a GR, Etikaw ati M. 2012. Respon fase per tumbuhan beber apa genotipe jagung lokal Sulaw esi Tenggar a ter hadap kondisi kekur angan air . J. Agr oteknos 2(2):86-91.
