1) Fakultas Pertanian/Program Pascasarjana Universitas Sriwijaya. Jl. Raya Prabumulih OI 30662, Sumatera Selatan
PERTUMBUHAN AKAR DAN TAJUK SERTA HASIL BEBERAPA
VARIETAS/GALUR JAGUNG PADA KONDISI DEFISIEN HARA
(GROWTH OF ROOTS, CANOPY AND YIELD OF SOME MAIZE VARIETIES UNDER NUTRIENT DEFICIENCY CONDITION)
Kata kunci: Defisien hara, jagung, morpologi akar, tajuk, hasil
Key words: Maize, root morphology, canopy, yield, nutrient deficiency
Abstract
! "
#
! $
%
& ' " (
% )
' ' ' !
$ $
%
*
++,
-. / 0* 1+,
- .
2
# $
% # *
# # 0
3 4 3
1++ ++ 4+ ) 3 5%3( ' 16
-7 + #
( #
$ #
8
# #
$ 3
3 ! 9
3
9 : + ;<6
$ 9 : + <00 3 9 :
+ 64= 3
9 : + <;=
Sari
> )
)
) )
) ) ) )
" )
) " )
) "
) )
) ) & )
( ' " )
. % ! ) !
9%! ' '
) ! )
) )
9)
- . ++, 0 91+,
) )
9 ) *
) 0 3 ) ) 4 3
5%3( ' 16 -7 1++ ++ 4+
* ) ) nesia. Kebutuhan yang terus meningkat, terutama untuk pakan ternak dan indus-tri, tetapi tidak diimbangi peningkatan produksi yang memadai menyebabkan Indonesia harus mengimpor jagung da-lam jumlah besar. Perluasan areal tanam merupakan salah satu upaya untuk me-ningkatkan produksi sehingga dapat mengurangi impor dan menghemat de-visa negara. Upaya ini menghadapi kendala karena sebagian besar lahan ke-ring potensial untuk budidaya jagung di Indonesia merupakan lahan marginal dengan pH dan ketersediaan hara makro tanah yang rendah. Pengapuran dan pe-mupukan dosis tinggi merupakan alter-natif untuk mengatasi hal tersebut, teta-pi cara ini memiliki beberapa keterba-tasan, terutama jika diterapkan pada la-han yang luas karena memerlukan biaya yang mahal, selain itu masih sulit dila-kukan oleh sebagian petani.
Hasil survey Djafar dan Halimi (1998) menunjukkan bahwa petani jagung di Sumatera tidak pernah melakukan pe-ngapuran, sedangkan pemupukan hanya
dilakukan seperlunya yaitu dengan do-sis pupuk Urea, SP-36 dan KCl masing-masing 75, 50, 50 kg/ha. Oleh karena itu bagi petani di lahan marginal perlu tersedia varietas yang efisien hara seka-ligus toleran terhadap keracunan hara seperti Al dan Fe yang umum terjadi di lahan masam.
Genotipe tanaman yang efisien hara akan memiliki kemampuan untuk mem-produksi hasil panen yang lebih tinggi pada kondisi tanah dengan kandungan hara terbatas dibandingkan dengan
ge-notipe lainnya (Presterl et al., 2003).
Kant dan Kafkafi (2004) menambahkan bahwa untuk menseleksi genotipe ta-naman yang efisien hara pada lahan marginal perlu dilakukan perbandingan antara suatu genotipe tanaman yang ber-ada pber-ada kondisi defisien hara dengan
Penyerapan hara oleh akar merupakan faktor penting yang menentukan efi-siensi hara. Genotipe tanaman dapat berbeda dalam mengembangkan meka-nisme morfologi perakaran untuk me-ningkatkan penyerapan dan efisiensi ha-ra jika ditanam pada tanah yang defisien hara. Adaptasi morfologi perakaran ter-hadap defisien hara di antaranya yaitu pemanjangan akar, peningkatan kerapa-tan perakaran, maupun peningkakerapa-tan jumlah dan panjang rambut akar
(Gerl-off, 1987; Costa et al., 2002).
Modifi-kasi morfologi perakaran tersebut dapat meningkatkan luas permukaan akar yang bersentuhan dengan tanah sehing-ga luas permukaan penyerapan hara me-ningkat.
te-tapi juga penggunaan hara tersebut oleh seluruh bagian tanaman. Rendahnya pe-nyerapan dan pemanfaatan hara menye-babkan rendahnya hasil. Maka dilaku-kan penelitian yang bertujuan untuk mengevaluasi sistem perakaran dan juk serta hasil dan komponen hasil ta-naman jagung pada kondisi defisien ha-ra. Informasi yang didapatkan dapat digunakan untuk program seleksi dalam rangka mengembangkan varietas efisien hara di lahan marginal.
Bahan dan Metode
Penelitian dilaksanakan di rumah kaca Jurusan Budidaya Pertanian, Fakultas Pertanian Universitas Sriwijaya dan di lahan kering masam di Balai Agro Tek-nologi Terpadu (ATP), Sumatera Selat-an. Ketinggian tempat 20 m di atas per-mukaan laut dengan jenis tanah Kam-bisol yang bertekstur lempung berpasir.
Rancangan Percobaan yang digunakan yaitu Rancangan Petak Terbagi dengan perlakuan hara sebagai petak utama dan varietas/galur sebagai anak petak de-ngan tiga ulade-ngan. Petak utama di ru-mah kaca adalah konsentrasi unsur hara yaitu H1 (konsentrasi standar larutan
Kimura B 100%) (Yoshida et al., 1979)
dan H2 (30% dari konsentrasi standar) sedangkan di lapangan yaitu H1 (pemu-pukan optimum : kapur 2 ton/ha, pupuk kandang 5 ton/ha, ZA + Urea, SP-36 dan KCl 100 + 200, 100, 50 kg/ha) dan H2 (pemupukan sub optimum : kondisi defisien hara tanpa kapur dan pupuk kandang, ZA + Urea, SP36, KCl dengan dosis 30% dosis optimum).
Anak petak untuk penelitian di rumah kaca terdiri dari 18 varietas/galur ja-gung bersari bebas yaitu V1 = Sukmara-ga, V2 = Lagaligo, V3 = Lamuru, V4 = Bisma, V5 = Bayu, V6 = Srikandi Ku-ning-1, V7 = Srikandi Putih-1, V8 = Pozarica 8666, V9 = Maros Sintetik-2, V10 = Pulut, V11 = Toray-1, V12 = 2, V13 = 5, V14 = Toray-6, V15 = GH-1, V16 = GH-5, V17 = GH-9, dan V18 = GH-12. Galur Toray
merupakan koleksi galur dengan kan-dungan protein tinggi, sedangkan galur GH adalah koleksi galur tahan lahan masam. Penelitian di lapangan hanya menggunakan 10 varietas pertama, ke-cuali Lagaligo diganti Iroperendra 8666.
Di rumah kaca, bibit jagung berumur 1 minggu diletakkan pada potongan styro-foam yang telah dilubangi tengahnya dengan diameter 1 cm. Masing-masing potongan styrofoam dengan satu bi-bit/lubang diletakkan di bagian atas pa-ralon berdiameter 10 cm dan tinggi 60 cm yang telah diisi larutan hara sesuai perlakuan sehingga styrofoam terapung dan akar tanaman terendam larutan hara.
Larutan hara diganti satu minggu sekali dan pH larutan dipertahankan pada ki-saran 5.5–5.8 dengan menambahkan HCl 1 N. Larutan hara diberi gelem-bung udara dari pompa udara yang di-alirkan melalui selang plastik. Peng-amatan untuk seluruh peubah dilakukan pada akhir penelitian, yaitu setelah ta-naman berumur empat minggu. Peubah yang diamati adalah panjang akar, jum-lah akar, berat kering akar bagian atas (0.00 cm–10 cm), tengah (10.01 cm–20 cm), bawah (>20 cm), rasio akar tajuk, tinggi tanaman, dan luas daun.
Di lapangan, benih setiap varietas dita-nam pada petakan berukuran 7 m × 3 m dengan jarak tanam 70 cm × 20 cm se-hingga pada setiap petakan terdapat 10 baris dengan 15 tanaman/baris. Tinggi tanaman diukur pada 10 tanaman sam-pel/petak 6 MST. Total luas daun di-ukur 9 MST secara non destruktif untuk
luasan lahan 1.4 m2 sehingga
Hasil dan Pembahasan
Tanaman yang ditumbuhkan pada larut-an defisien hara (H2) umumnya mem-punyai akar yang lebih panjang diban-dingkan tanaman pada kondisi hara standar (H1). Varietas yang mempunyai peningkatan panjang akar tertinggi yaitu Lamuru (V3), Bayu (V5), Lagaligo (V2), dan Pozarica 8666 (V8) (Gambar
1A). Menurut Mi et al. (2005) salah
sa-tu cara tanaman beradaptasi pada kondi-si defikondi-sien hara yaitu dengan mening-katkan panjang akarnya. Akar yang panjang diharapkan mampu menjang-kau lapisan tanah lebih dalam untuk memperoleh unsur hara.
Semua varietas/galur pada perlakuan H2 mengalami penurunan jumlah akar. Varietas yang mempunyai penurunan jumlah akar paling sedikit adalah Suk-maraga (V1), Lamuru (V3), dan Sri-kandi Kuning-1 (V6) (Gambar 1B).
Su-wignyo et al. (1998) menjelaskan
bah-wa perakaran yang banyak dan mampu
menembus lapisan tanah yang lebih da-lam akan memberikan peluang bagi ta-naman untuk menyerap unsur hara lebih banyak.
Gambar 1. Karakteristik perakaran dan rasio akar-tajuk 18 varietas/galur jagung pada kondisi hara normal (H1) dan defisien hara (H2) di rumah kaca.
Varietas Bisma (V4) dan Bayu (V5) mempunyai peningkatan rasio akar-tajuk yang lebih tinggi daripada Lamuru (V3) bagian akar dan tajuk tanaman. Fotosintat dari bagian tajuk menentukan kemampuan akar untuk memperoleh ha-ra dan sebaliknya suplai haha-ra ke tajuk mengontrol laju fotosintesis.
Beberapa varietas seperti Sukamaraga (V1), Bisma (V4) dan Bayu (V5) me-nunjukkan adaptasi yang berbeda de-ngan Lamuru pada kondisi defisien hara. Pertumbuhan tajuk ketiga varietas tersebut jauh lebih tertekan dibanding-kan pertumbuhan akarnya sehingga ra-sio akar tajuknya lebih tinggi dari La-muru (Gambar 1F). Peningkatan rasio akar tajuk pada kondisi defisien hara
juga dikemukakan oleh Eghball et al.
(1993) dan Orcutt dan Nielsen (2000).
Menurut Marschner (1986), dalam kon-disi defisien hara umumnya fotosintat akan lebih terkonsentrasi ke akar diban-dingkan tajuk sehingga pertumbuhan ta-juk akan lebih tertekan.).
Pera-laskan hal yang sama bahwa terdapat hubungan timbal balik antara
Varietas yang ditanam di lapangan umumnya juga menunjukkan tinggi
ta-naman, dan indeks luas daun yang lebih rendah pada kondisi defisien hara (H2) dibandingkan pada kondisi pemupukan optimum (H1) kecuali Maros Sintetik-2 (Gambar 2B dan D).
Gambar 2. Tinggi tanaman, klorofil daun dan luas daun pada kondisi hara normal (H1) dan defisien hara (H2) di rumah kaca (A, C, dan E) dan di lapangan (B, D, dan F).
Tinggi tanaman dan luas daun
berkorelasi nyata dengan hasil yaitu berat tongkol/petak dengan nilai r = 0.476 dan r = 0.722, sehingga penurunan pertumbuhan tajuk terutama indeks luas daun memberikan
kontribu-si terhadap penurunan bobot tongkol/ petak (Gambar 3F). Daun merupakan organ utama yang menyerap cahaya, maka penurunan indeks luas daun me-nyebabkan penurunan kanopi fotosin-tesis dan akhirnya penurunan hasil. 0
Suk maraga Lamuru B isma B ayu Srikandi
Kuning-1 Srik andi
P utih-1
P o zarica 8666 M aro s
Sintetik-2
P ulut Iro perendra
8666
Sukmaraga Lamuru B isma B ayu Srikandi
Kuning-1
P ulut Iro perendra
0.00
Sukmaraga Lamuru B isma B ayu Srikandi
Kuning-1
P ulut Iro perendra
8666
Sukmaraga Lamuru B isma B ayu Srikandi
Kuning-1
P ulut Iro perendra
8666
Sukmaraga Lamuru Bisma B ayu Srikandi
Kuning-1
Sukmaraga Lamuru B isma B ayu Srikandi
Kuning-1
P ulut Iro perendra
8666
Sukmaraga Lamuru B isma Bayu Srikandi
Kuning-1 Srikandi P ut
Gambar 3. Hasil (bobot tongkol/petak) dan komponen hasil 10 varietas jagung pada kondisi hara normal (H1) dan defisien hara (H2) di lapangan.
Seluruh peubah komponen hasil menga-lami penurunan pada kondisi defisien hara untuk hampir seluruh varietas di-bandingkan dengan kondisi pemupukan optimum (Gambar 3A sampai E) dan berkorelasi nyata dengan hasil kecuali bobot 1000 biji. Hal ini mengindikasi-kan bahwa penurunan bobot tongkol/pe-tak terutama disebabkan oleh penurunan jumlah biji/tongkol (r = 0.659) dan jum-lah tongkol/petak (r = 0.749) bukan oleh bobot 1000 biji kecuali pada varietas Pulut.
Jacobs dan Pearson (1991) mendapat-kan bahwa defisiensi N menurunmendapat-kan jumlah baris/tongkol dan jumlah biji/ba-ris. Jumlah biji/baris dapat menentukan panjang tongkol. Berdasarkan data jum-lah biji/tongkol dan jumjum-lah tongkol/pe-tak akan didapatkan jumlah biji/petongkol/pe-tak atau jumlah biji/satuan luas salah satu komponen hasil. Variasi pada hasil ja-gung umumnya lebih dipengaruhi oleh variasi pada jumlah biji per satuan luas daripada oleh bobot seribu biji atau
ukuran biji (Barbieri et al., 2000).
Kesimpulan
Genotipe jagung mempunyai tanggapan yang berbeda terhadap kondisi defisien hara berdasarkan sistem perakaran dan pertumbuhan tajuk.
Varietas Lamuru mempunyai pertum-buhan akar dan tajuk yang paling baik yang dicirikan oleh oleh akar yang lebih panjang, jumlah akar lebih banyak, bobot kering akar dan luas daun lebih
besar, serta tanaman lebih tinggi diban-dingkan varietas/galur lainnya di rumah kaca.
Penurunan hasil (bobot tongkol/petak) di lapangan berkorelasi nyata dengan tinggi tanaman (r = 0.476), indeks luas daun (r = 0.722), jumlah biji/tongkol (r = 0.659), maupun jumlah tongkol/petak (r = 0.749).
Daftar Pustaka
Barbieri, P.A., H.R. Sainz Rozas, F.H. Andrade, and H.E. Echeverria. 2000. Row spacing effects at different levels of nitrogen availability in maize. Agron J. 92: 283−288.
Costa, C., L.M. Dwyer, X. Zhou, P. Dutilleul, C. Hamel, L.M. Reid, and D.L. Smith. 2002. Root morphology of contrasting maize genotypes. Agron. J. 94: 96−101.
Djafar, Z.R., dan E.S. Halimi. 1998. Upaya peningkatan produksi jagung di Sumatera Selatan. J. Tanaman Tropika. 1: 128−134.
Eghball, B., J.R. Settimi, J.W.
Maranville, dan A.M. Parkhurst.
1993. Fractal analysis for
morphological description of corn roots under nitrogen stress. Agron. J. 85: 287−289.
Fitter, A.H., dan R.K.M. Hay. 1981. En-vironmental physiology of plants.
Diterjemahkan oleh S. Andani dan
Purbayanti. Fisiologi lingkungan
0.00
Sukmaraga Lamuru B isma B ayu Srik andi
Kuning-1
P ulut Iro perendra
tanaman. 1991. Gajah Mada University Press, Yogyakarta.
Gerloff, G.C. 1987. Intact plant
screening for tolerant of nutrient deficiency stress. Plant and Soil. 99: 3−16.
Jacobs, B.C. and C.J. Pearson. 1991. Potential yield of maize determined by rates of growth and development of ears. Field Crops Research. 27: 281−289.
Kant, S. dan U. Kafkafi. 2004. Mitigation of mineral deficiency
stress (Online)
(http://www.plantstress.com/ articles/min_deficiency_m/mitigation. htm, diakses 27 Februari 2007).
Marschner, H. 1986. Mineral nutrition of higher plants. Academic Press Inc., London.
Mi, G., F. Zhang, F. Chen, C. Li, L. Liu, dan W. Li. 2005. Plant nitrogen nutrition and root development (Online)
(http://www.cau.edu.cn/psi/research/ NUE/ gaikuang.htm, diakses 27 Februari 2007).
Orcutt, D.M., dan E.T. Nielsen. 2000. The physiology of plants under stress. Soil and Biotic Factors. John Wiley and Sons Inc., New York.
Presterl, T., G. Seitz, M. Landbeck, E.M. Thiemt, W. Schimdt, and H.H. Geiger. 2003. Crop breeding genetics and citology improving nitrogen-use efficiency in european maize : estimation of quantitative genetic
parameters. Crop Sci. 43:
1259−1265.
Suwignyo, R.A., Marsi, dan L.
Robiartini. 1998. Respon beberapa varietas padi terhadap keberadaan
lapisan sulfurik pada berbagai
kedalaman tanah. J. Tanaman
Tropika 1: 41−49.
