TINJAUAN PUSTAKA
Karakter Vegetatif dan Reproduktif Jagung (Zea mays L.)
Perkembangan akar jagung (kedalaman dan penyebarannya)bergantung pada varietas, pengolahan tanah, fisik dan kimia tanah, keadaan air tanah, dan pemupukan. Jagung mempunyai akar serabut dengan tiga macam akar, yaitu (a) akar seminal, (b) akar adventif, dan (c) akar kait atau penyangga. Akar seminal adalah akar yang berkembang dari radikula dan embrio. Akar adventif adalah akar yang semula berkembang dari buku di ujung mesokotil, kemudian set akar adventif berkembang dari tiap buku secara berurutan dan terus ke atas antara 7-10 buku, semuanya di bawah permukaan tanah. Fungsi dari akar penyangga adalah menjaga tanaman agar tetap tegak dan mengatasi rebah batang. Akar ini juga membantu penyerapan hara dan air. (Syafruddin, 2002).
Tanaman jagung mempunyai batang yang tidak bercabang, berbentuk silindris, dan terdiri atas sejumlah ruas dan buku ruas. Pada buku ruas terdapat tunas yang berkembang menjadi tongkol. Dua tunas teratas berkembang menjadi tongkol yang produktif. Batang memiliki tiga komponen jaringan utama, yaitu kulit (epidermis), jaringan pembuluh (bundles vaskuler), dan pusat batang (pith) (Subekti et al.,2008).
Tipe daun digolongkan linier, panjang daun bervariasi berkisar antara 30 sampai 150 cm, lebar daun dapat mencapai 15 cm, sedangkan tangkai daun/pelepah daun panjangnya berkisar antara 3 - 6 cm. Jumlah daun pada tanaman jagung berkisar antara 12-18 helai, tergantung varietas dan umur tanaman jagung. Jagung berumur genjah biasanya memiliki jumlah daun lebih sedikit dibandingkan yang berumur lebih lama. (Zubachtirodin et al., 2011).
Jagung disebut juga tanaman berumah satu (monoeciuos) karena bungajantan dan betinanya terdapat dalam satu tanaman. Bunga betina, tongkol, muncul dari axillary apices tajuk. Bunga jantan (tassel) berkembang dari titik tumbuh apikal di ujung tanaman. Pada tahap awal, kedua bunga memiliki primordia bunga biseksual. Selama proses perkembangan, primordia stamen pada axillary bunga tidak berkembang dan menjadi bunga betina. Demikian pula halnya primordia ginaecium pada apikal bunga, tidak berkembang dan menjadi bunga jantan (Palliwal, 2000).
Biji jagung disebut kariopsis, dinding ovari atau perikarp menyatu dengan kulit biji atau testa, membentuk dinding buah. Biji jagung terdiri atas tiga bagian utama, yaitu (a) pericarp, berupa lapisan luar yang tipis, berfungsi mencegah embrio dari organisme pengganggu dan kehilangan air; (b) endosperm, sebagai cadangan makanan, mencapai 75% dari bobot biji yangmengandung 90% pati dan 10% protein, mineral, minyak, dan lainnya; dan(c) embrio (lembaga), sebagai miniatur tanaman yang terdiri atas plamule, akar radikal, scutelum, dan koleoptil (Hardman and Gunsolus, 1998).
Cekaman Tanah Masam
Tanah masam merupakan tanah dengan kadar aluminium yang tinggi. Tingginya kadar aluminium di dalam tanah dapat menghambat pertumbuhan dan meracuni tanaman. Salah satu upaya untuk mengatasi sifat toksik yang ditimbukan dari aluminium yang dapat dipertukarkan pada tanah masam adalah dengan memanfaatkan limbah biomassa pertanian (Endriani et.al., 2013).
Pada umumnya tanah ultisol mempunyai potensi keracunan Al dan miskin kandungan bahan organik. Tanah ini juga miskin kandungan hara lainnya
terutama P dan kation-kation dapat tertukar lainnya, seperti Ca, Mg, Na dan K, kadar Al tinggi, kapasitas tukar kation (KTK) rendah, dan peka terhadap erosi. Pada umumnya tanah ultisol belum ditangani dengan baik. Dalam skala besar tanah ini dimanfaatkan untuk perkebunan kelapa sawit, karet dan hutan tanaman industri (Prasetyo dan Suriadikarta, 2000).
Aluminium dalam tanah merupakan salah satu penyebab utama peningkatan ion H+ pada tanah, hal ini karena aluminium menjadi larut dan terdapat bentuk kation aluminium hidroksi atau kation Al3+. Kation ini teradsorbsi dan berada dalam keseimbangan dengan ion Al3+ di dalam larutan tanah, ion Al3+ cenderung mengalami hidrolisa dan melepaskan H+ menyebabkan kemasaman tanah (Syafruddin, 2002).
Konsentrasi aluminium yang cukup tinggi pada tanahmasam (pH<4.7) dapat menghambat pertumbuhan beberapa spesies, tidak hanya karena efeknya yang merusak ketersediaan fosfat, tapi tampaknya juga karena penghambatan besi dan karena efek beracun secara langsung terhadap metabolisme tumbuhan (Salisbury dan Ross, 1995).
Beberapa hasil penelitian menunjukkan target utama keracunan Al adalah jaringan akartanaman, terutama ujung akar. Akar tanaman jagung dan kedelai dapat berkembang dengan baik pada larutan Al yang diberi kapur dibandingkan yang tanpa pengapuran. Gejala pertama yang tampak dari keracunan Al adalah sistem perakaran yang tida berkembang (pendek dan tebal) sebagai akibat penghambatan perpanjangan sel. Selain itu pengaruh buruk yang lain yaitu terjadi gangguan penyerapan unsur hara mineral, penggabungan Al dengan dinding sel dan penghambatan pembelahan sel (Prasetiyono dan Tasliah, 2003).
Adaptasi Tanaman Terhadap Cekaman Aluminium
Tanaman akan keracunan Al jika konsentrasi dalam larutan ≥ 5 ppm Al yang ditunjukkan oleh penurunan pertumbuhan akar dan tajuk. Makin tinggi kosentrasi Al makin tinggi penurunan pertumbuhan akar maupun tajuk. Secara visual, tanaman jagung yang keracunan Al mempunyai akar serabut lebih sedikit, akar sekunder memendek dan tampak licin serta ujungakar terpotong. (Syafruddin et al., 2006).
Batas kritis pada setiap tanaman terhadap kejenuhan Al berbeda-beda. Berdasarkan Arief (1990) menyatakan batas kritis kejenuhan Al di tanah masam Oksisol dan Ultisol bervariasi antar spesies yaitu 70% untuk padi, 55% untuk kacang uci, 29% untuk jagung, 28% untuk kacang tanah, 15% untuk kedelai dan 5% untuk kacang hijau.
Blum (1996) mengemukakan bahwa tanaman yang mampu beradaptasi pada Altinggi disebabkan oleh tanaman tersebut yang memiliki suatu mekanisme tertentu untuk menekan pengaruh buruk Al sehingga tidak mengganggu serapan hara dan air, juga mampu mengefisienkannya. Efisiensi ini dapat dalam proses absorbsi, reduksi, translokasi, dan redistribusi hara.
Terdapat dua cara tumbuhan mengatasi cekaman Al tersebut, yaitu dengan mekanisme eksternal dan mekanisme internal. Pada mekanisme eksternal, tumbuhan mencegah Al masuk ke dalam jaringan antara lain dengan mengeksudasi asam organik dari akar yang dapat berikatan dengan Al di rizosfer. Asam organik tersebut dapat membentuk kompleks dengan Al di rizosfer sehingga tidak bersifat racun bagi tumbuhan. Mekanisme kedua adalah secara internal di mana tumbuhan dapat mentolerir kehadiran Al di dalam jaringan
dengan cara menghasilkan asam organik atau ligan organik yang dapat berikatan dengan Al sehingga terbentuk kompleks yang tidak bersifat racun (Watanabe dan Osaki, 2002).
Penambahan Kompos Sampah Kota
Pemupukan sangat penting karena disamping menambah kebutuhan hara tanaman, pupuk juga dapat memperkaya unsur hara dalam tanah. Pupuk yang diberikan dapat berupa pupuk organik maupun anorganik. Namun karena saat ini ketersediaan pupuk anorganik yang langka di pasaran menyebabkan harga semakin naik dan tentu saja sangat memberatkan petani. Sebagai pemecahan masalah yang baik adalah dengan mengurangi ketergantungan terhadap penggunaan pupuk anorganik dan beralih ke pupuk organik (Efendi, 2011).
Salah satu bahan organik itu adalah kompos. Kompos memiliki kandungan asam humat yang sangat bermanfaat bagi tanaman. Kompos juga berperan sebagai nutrisi bagi mikroba, sehingga aktivitas mikroba tanah yang berada di sekitar perakaran semakin meningkat. Sinergi dari aktivitas biofertilizer dan kompos ini akan meningkatkan kualitas hasil panen. Kompos dapat dibuat dari sampah kota berupa sampah pasar dan sampah rumah tangga yang telah mengalami pelapukan (pengomposan) (Berutu, 2009).
Berdasarakan Santoso (2005) dalam Evita (2009) menyatakan bahwa dalam 10 ton kompos sampah kota mengandung 45 Kg N, 30 Kg P2O5, dan 50 Kg
K2O.Berdasarakan hasil analisis Sahwan (2012) kandungan N, P dan K rata-rata
kompos sampah kota dari 3 (tiga) kota yakni Jakarta, Probolinggo dan Singaraja adalah: 1,27 % N, 0,46 % P dan 1,27 % K. Dengan demikian kalau setiap harinya terdapat 58.616,25 ton kompos sampah kota, hal tersebut berarti setiap harinya
terdapat 744.426 ton N, 269.634 ton P dan 744.426 ton K, yang setara dengan 1.618,317 ton urea 46 % N, 748.983 ton SP 36 dan 1.240,71 ton KCl 60 % K. Melihat komposisi unsur hara N,P dan K tersebut di atas, terlihat adanya kekurangan unsur P agar terbentuk komposisi pupuk N,P,K yang berimbang. Kekurangan unsur P tersebut dapat dipenuhi dengan penambahan pupuk fosfat alam.
Pemberian pupuk organik dalam bentuk kompos sampah kota terhadap tanah pertanian dapat mempengaruhi pertumbuhan dan hasil tanaman. Hadijah (2000) melaporkan bahwa pemberian kompos sampah kota dengan takaran 10 ton ha-1 memberikan hasil terbaik bagi pertumbuhan vegetatif kacang buncis dan jagung dalam pola tanam tumpang sari. Selanjutnya Shanty (2002) juga melaporkan bahwa pemberian kompos sampah kota dengan dosis 20 ton ha-1 memberikan pengaruh terbaik terhadap bibit kopi arabika.
Heritabilitas
Pertumbuhan tanaman dipengaruhi oleh potensi genetik dan lingkungantempat tumbuh tanaman. Cekaman lingkungan akan berdampak negatif pada pertumbuhan dan perkembangan tanaman. Heritabilitas adalah perbandingan antara besaran ragam genotipe dengan besaran total ragam fenotipe dari suatu karakter. Heritabilitas dibedakan menjadi dua yaitu heritabilitas dalam arti luas (broad sense heritability) dan heritabilitas dalam arti sempit (narrowsense heritability). Heritabilitas dalam arti luas merupakan perbandingan antara ragam genetik total dan ragam fenotipik, sedangkan heritabilitas arti sempit merupakan perbandingan antara ragam aditif dan ragam fenotipik (Syukur et al. 2012).
Heritabilitas merupakan gambaran besarnya kontribusi genetik pada suatu karakter. Nilai duga heritabilitas yang tinggi menunjukkan bahwa faktor genetiklebih berperan dibandingkan faktor lingkungan, sedangkan nilai duga heritabilitas
yang rendah menunjukkan faktor lingkungan berpengaruh lebih besardibandingkan faktor genetik (Saleh 2011). Kriteria nilai heritabilitas menurut Stansfield (1969) yaitu tinggi jika h2> 0.5, sedang jika 0.2 ≤ h2 ≤ 0.5, dan rendah jika h2< 0.2.
Karakter yang muncul dari suatu tanaman merupakan hasil dari genetik danlingkungan, yaitu P = G + E. Ragam fenotipe terdiri dari ragam genetik ( σ2G) danragam lingkungan σ2E serta interaksi antara keduanya. Rumus matematisnya: σ2
P =σ2G + σ2E + σ2GxE. Ragam genetik suatu populasi sangat penting dalam program pemuliaan sehingga pendugaan peranannya perlu dilakukan. Seberapa besar ragam fenotipe akan diwariskan dan diukur oleh parameter yang dinamakan heritabilitas. Nilai duga heritabilitas perlu diketahui untuk menduga kemajuan dari suatu seleksi, apakah karakter tersebut banyak dipengaruhi oleh faktor genetik atau lingkungan. Jika keturunannya mempunyai ragam genetik lebih tinggi daripada ragam lingkungan maka heritabilitas akan tinggi (Nurhidayah, 2013).
Berdasarkan hasil penelitian Amalia (2015), beberapa karakter tanaman jagung yang ditanam pada lahan masam, menunjukkan nilai heritabilitas dalam arti luas yang tinggi. Karakter yang memiliki nilai heritabilitas arti luas yang tinggi adalah daya tumbuh,umur anthesis, tinggi tanaman, panjang tongkol, diameter tongkol, jumlah baris biji, bobot tongkol, bobot biji tongkol-1, bobot
tongkolplot-1, rendemen hasil, dan hasil pipilan plot-1. Karakter yang memiliki nilai heritabilitas arti luas yang sedang adalah umur silking, tinggi tongkol, diameter batang, dan bobot 100 biji. Karakter yang memiliki nilai heritabilitas arti luas yang rendah adalah jumlah tongkol tanaman-1. Nilai heritabilitas yang tinggi menunjukkan bahwa faktor genetik lebih dominan mengendalikan karakter tersebut dibandingkan dengan faktor lingkungan.
