BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Botani Tanaman
Menurut Steenis (2003), jagung diklasifikasikan dalam Kingdom : Plantae,
divisio : Anthophyta, kelas : Monocotyledoneae, ordo : Poales, famili : Poaceae, genus : Zea dan spesies : Zea mays L.
Sistem perakaran jagung terdiri dari akar-akar seminal yang tumbuh ke
bawah pada saat biji berkecambah. Akar koronal yang tumbuh ke atas dari
jaringan batang setelah plumula muncul dan akar udara (brace) yang tumbuh dari
buku-buku diatas pemukaan tanah. Akar udara ini berfungsi dalam assimilasi dan
juga sebagai akar pendukung untuk memperkokoh batang terhadap kerebahan
(Muhadjir, 1998).
Batang tanaman jagung termasuk herbaceus dan terdiri dari ruas-ruas.
Jumlah ruas berkisar antara 6-20 ruas dan tinggi antara 1,5-3 meter diatas
permukaan tanah. Ruas batang pendek dan tebal pada bagian bawah dan sebelah
atas ruasnya lebih panjang dan tebal kemudian meruncing sampai pada ujung
bunga jantan (poros malai). Diameter batang dapat mencapai 3-4 cm (Rubatzky
and Yamaguchi, 1995).
Setiap daun terdiri atas helaian daun, ligula, dan pelepah daun yang erat
melekat pada batang. Jumlah daun sama dengan jumlah buku batang. Jumlah daun
umumya berkisar antara 10-18 helai, rata-rata munculnya daun yang terbuka
sempurna adalah 3-4 hari setiap daun.Tanaman jagung di daerah tropis
sedang (temperate) (Paliwal 2000). Bentuk ujung daun jagung berbeda, yaitu
runcing, runcing agak bulat, bulat, bulat agak tumpul, dan tumpul. Berdasarkan
letak posisi daun (sudut daun) terdapat dua tipe daun jagung, yaitu tegak (erect)
dan menggantung (pendant). Daun erect biasanya memiliki sudut antara kecil sampai sedang, pola helai daun bisa lurus atau bengkok. Daun pendant umumnya memiliki sudut yang lebar dan pola daun bervariasi dari lurus sampai sangat
bengkok. Jagung dengan tipe daun erect memiliki kanopi kecil sehingga dapat ditanam dengan populasi yang tinggi. Kepadatan tanaman yang tinggi diharapkan
dapat memberikan hasil yang tinggi pula (Subekti dkk., 2009).
Tanaman jagung merupakan tanaman berumah satu (monoecious) dimana
bunga jantan (staminate) berbentuk pada ujung batang, sedangkan bunga betina
(pistilate) terletak pada pertengahan batang. Tanaman jagung bersifat protandy
dimana bunga jantan umumnya tumbuh 1-2 hari sebelum munculnya rambut pada
bunga betina (Muhadjir, 1998).
Bunga jantan (tassel) berkembang dari titik tumbuh apikal diujung
tanaman. Rambut jagung (silk) adalah pemanjangan dari saluran stylar ovary yang
matang pada tongkol. Hampir 95 % dari persariannya berasal dari serbuk sari
tanaman lain, dan hanya 5 % yang berasal dari serbuk sari tanaman sendiri.
Karena itu disebut juga tanaman bersari bebas (Subekti dkk., 2009).
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
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).
Kemasakan fisiologi ditandai oleh pembentukan suatu lapisan pemisah
atau lapisan hitam pada tungkai bunga tiap biji. Periode sejak pembungaan sampai
kemasakan biji untuk setiap genotif akan sangat bergantung pada suhu, walaupun
lingkungan yang tidak menguntungkan dapat mempercepat lapisan hitam. Ukuran
biji bergantung pada faktor-faktor yang mengendalikan penyediaan asimilat untuk
pengisian biji, jumlah biji yang tumbuh dan batas-batas pertumbuhan biji-bijji
individual yang ditentukan secara genetik (Fischer dan Palmer, 1996).
Berdasarkan bentuk dan strukturnya biji jagung dapat diklasifikasikan
menjadi Jagung Mutiara (Flint Corn), Zea mays indurate, biji berbentuk bulat
licin, mengkilap, dan keras. Varietas lokal jagung di Indonesia umumnya
tergolong ke dalam tipe biji mutiara; Jagung Gigi Kuda (Dent Corn), Zea mays
indentata, biji tipe dent ini bentuknya besar, pipih, dan berlekuk; Jagung Manis
(Sweet Corn), Zea mays saccharata, biji jagung manis pada saat masak keriput
dan transparan. Kandungan gula jagung manis 4-8 kali lebih tinggi dibanding
jagung normal pada umur 18-22 hari setelah penyerbukan. Sifat ini ditentukan
oleh gen sugary (su) yang resesif (Tracy 1994); Jagung Pod, Z. tunicata Sturt
adalah jagung yang paling primitif. Jagung pod tidak dibudidayakan secara
komersial sehingga tidak banyak dikenal; Jagung Berondong (Pop Corn), Zea
mays everta, memiliki biji berukuran kecil. Endosperm biji mengandung pati
keras dengan proporsi lebih banyak dan pati lunak dalam jumlah sedikit terletak di
kandungan pati hampir 100% amilopektin. Adanya gen tunggal waxy (wx)
bersifat resesif epistasis yang terletak pada kromosom sembilan mempengaruhi
komposisi kimiawi pati, sehingga akumulasi amilosa sangat sedikit (Fergason
1994); Jagung QPM (Quality Protein Maize), memiliki kandungan protein lisin
dan triptofan yang tinggi dalam endospermnya. Jagung QPM mengandung gen
opaque-2 (o2) bersifat resesif yang mengendalikan produksi lisin dan triptofan;
dan Jagung Minyak Tinggi (High-Oil), memiliki biji dengan kandungan minyak
lebih dari 6%, sementara sebagian besar jagung berkadar minyak 3,5-5% (Subekti
dkk., 2009).
Jagung termasuk tanaman C4 yaitu tanaman ini mempunyai kelebihan
mempunyai aktivitas fotosintesis yang relatif tinggi pada keadaan normal,
fotorespirasi yang sangat rendah, transpirasi rendah serta efisiensi dalam
penggunaan air. Sifat-sifat tersebut merupakan sifat fisiologis dan anatomis yang
sangat menguntungkan dalam kaitannya dengan hasil (Leonard dan Martin, 1973).
Fase Pertumbuhan Tanaman Jagung
Perkecambahan benih jagung terjadi ketika radikula muncul dari kulit biji.
Benih jagung akan berkecambah jika kadar air benih pada saat di dalam tanah
meningkat >30% (McWilliams dkk., 1999). 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. Perubahan
awal sebagian besar adalah katabolisme pati, lemak, dan protein yang tersimpan
dihidrolisis menjadi zat-zat yang mobil, gula, asam-asam lemak, dan asam amino
yang dapat diangkut ke bagian embrio yang tumbuh aktif. Pada awal
menembus koleoriza. Setelah radikel muncul, kemudian empat akar seminal
lateral juga muncul. Pada waktu yang sama atau sesaat kemudian plumule
tertutupi oleh koleoptil. Koleoptil terdorong ke atas oleh pemanjangan mesokotil,
yang mendorong koleoptil ke permukaan tanah. Mesokotil berperan penting
dalam pemunculan kecambah ke atas tanah. Ketika ujung koleoptil muncul ke luar
permukaan tanah, pemanjangan mesokotil terhenti dan plumul muncul dari
koleoptil dan menembus permukaan tanah.
Benih jagung umumnya ditanam pada kedalaman 5-8 cm. Bila
kelembaban tepat, pemunculan kecambah seragam dalam 4-5 hari setelah tanam.
Semakin dalam lubang tanam semakin lama pemunculan kecambah ke atas
permukaan tanah. Setelah perkecambahan, pertumbuhan jagung melewati
beberapa fase berikut:
Fase V3-V5(jumlah daun yang terbuka sempurna 3-5)
Fase ini berlangsung pada saat tanaman berumur antara 10-18 hari setelah
berkecambah. Pada fase ini akar seminal sudah mulai berhenti tumbuh, akar nodul
sudah mulai aktif, dan titik tumbuh di bawah permukaan tanah. Suhu tanah sangat
mempengaruhi titik tumbuh. Suhu rendah akan memperlambat keluar daun,
meningkatkan jumlah daun, dan menunda terbentuknya bunga
jantan (McWilliams dkk., 1999).
Fase V6-V10(jumlah daun terbuka sempurna 6-10)
Fase ini berlangsung pada saat tanaman berumur antara 18 -35 hari setelah
berkecambah. Titik tumbuh sudah di atas permukaan tanah, perkembangan akar
dan penyebarannya di tanah sangat cepat, dan pemanjangan batang meningkat
dimulai (Lee, 2007). Tanaman mulai menyerap hara dalam jumlah yang lebih
banyak, karena itu pemupukan pada fase ini diperlukan untuk mencukupi
kebutuhan hara bagi tanaman (McWilliams dkk., 1999).
Fase V11- Vn(jumlah daun terbuka sempurna 11 sampai daun terakhir 15-18 helai)
Fase ini berlangsung pada saat tanaman berumur antara 33-50 hari setelah
berkecambah. Tanaman tumbuh dengan cepat dan akumulasi bahan kering
meningkat dengan cepat pula. Kebutuhan hara dan air relatif sangat tinggi untuk
mendukung laju pertumbuhan tanaman. Tanaman sangat sensitif terhadap
cekaman kekeringan dan kekurangan hara. Pada fase ini, kekeringan dan
kekurangan hara sangat berpengaruh terhadap pertumbuhan dan perkembangan
tongkol, dan bahkan akan menurunkan jumlah biji dalam satu tongkol karena
mengecilnya tongkol, yang akibatnya menurunkan hasil (McWilliams et al. 1999;
Lee 2007). Kekeringan pada fase ini juga akan memperlambat munculnya bunga
betina (silking).
Fase Tasseling(berbunga jantan)
Fase tasseling biasanya berkisar antara 45-52 hari, ditandai oleh adanya
cabang terakhir dari bunga jantan sebelum kemunculan bunga betina (silk/rambut
tongkol). Tahap VT dimulai 2-3 hari sebelum rambut tongkol muncul, di mana
pada periode ini tinggi tanaman hampir mencapai maksimum dan mulai
menyebarkan serbuk sari (pollen). Pada fase ini dihasilkan biomas maksimum dari
bagian vegetatif tanaman, yaitu sekitar 50% dari total bobot kering tanaman,
penyerapan N, P, dan K oleh tanaman masing-masing 60-70%, 50%, dan 80-90%.
Tahap silking diawali oleh munculnya rambut dari dalam tongkol yang
terbungkus kelobot, biasanya mulai 2-3 hari setelah tasseling. Penyerbukan
(polinasi) terjadi ketika serbuk sari yang dilepas oleh bunga jantan jatuh
menyentuh permukaan rambut tongkol yang masih segar. Serbuk sari tersebut
membutuhkan waktu sekitar 24 jam untuk mencapai sel telur (ovule), di mana
pembuahan (fertilization) akan berlangsung membentuk bakal biji. Rambut
tongkol muncul dan siap diserbuki selama 2-3 hari. Rambut tongkol tumbuh
memanjang 2,5-3,8 cm/hari dan akan terus memanjang hingga diserbuki. Bakal
biji hasil pembuahan tumbuh dalam suatu struktur tongkol dengan dilindungi oleh
tiga bagian penting biji, yaitu glume, lemma, dan palea, serta memiliki warna
putih pada bagian luar biji. Bagian dalam biji berwarna bening dan mengandung
sangat sedikit cairan. Pada tahap ini, apabila biji dibelah dengan menggunakan
silet, belum terlihat struktur embrio di dalamnya. Serapan N dan P sangat cepat,
dan K hampir komplit (Lee, 2007).
Fase R2(blister)
Fase R2 muncul sekitar 10-14 hari seletelah silking, rambut tongkol sudah
kering dan berwarna gelap. Ukuran tongkol, kelobot, dan janggel hampir
sempurna, biji sudah mulai nampak dan berwarna putih melepuh, pati mulai
diakumulasi ke endosperm, kadar air biji sekitar 85%, dan akan menurun terus
sampai panen.
Fase R3(masak susu)
Fase ini terbentuk 18-22 hari setelah silking. Pengisian biji semula dalam
bentuk cairan bening, berubah seperti susu. Akumulasi pati pada setiap biji sangat
dan bagian sel pada endosperm sudah terbentuk lengkap. Kekeringan pada fase
R1-R3 menurunkan ukuran dan jumlah biji yang terbentuk. Kadar air biji dapat
mencapai 80%.
Fase R4(dough)
Fase R4 mulai terjadi 24-28 hari setelah silking. Bagian dalam biji seperti
pasta (belum mengeras). Separuh dari akumulasi bahan kering biji sudah
terbentuk, dan kadar air biji menurun menjadi sekitar 70%. Cekaman kekeringan
pada fase ini berpengaruh terhadap bobot biji.
Fase R5
Akan terbentuk 35-42 hari setelah silking.Seluruh biji sudah terbentuk
sempurna, embrio sudah masak, dan akumulasi bahan kering biji akan segera
terhenti. Kadar air biji 55%.
Fase R6(masak fisiologis)
Tanaman jagung memasuki tahap masak fisiologis 55-65 hari setelah
silking. Pada tahap ini, biji-biji pada tongkol telah mencapai bobot kering
maksimum. Lapisan pati yang keras pada biji telah berkembang dengan sempurna
dan telah terbentuk pula lapisan absisi berwarna coklat atau kehitaman.
Pembentukan lapisan hitam (black layer) berlangsung secara bertahap, dimulai
dari biji pada bagian pangkal tongkol menuju ke bagian ujung tongkol. Pada
varietas hibrida, tanaman yang mempunyai sifat tetap hijau (stay-green) yang
tinggi, kelobot dan daun bagian atas masih berwarna hijau meskipun telah
memasuki tahap masak fisiologis. Pada tahap ini kadar air biji berkisar 30-35%
dengan total bobot kering dan penyerapan NPK oleh tanaman mencapai
Syarat Tumbuh Iklim
Jagung tumbuh baik di wilayah tropis hingga 50 °LU dan 50 °LS, dari
dataran rendah sampai ketinggian 3.000 m di atas permukaan laut (dpl.), dengan
curah hujan tinggi, sedang, hingga rendah sekitar 500 mm per tahun
(Dowswell dkk., 1996). Pusat produksi jagung di dunia tersebar di negara tropis
dan subtropis. Umur panen jagung sangat dipengaruhi oleh suhu, setiap kenaikan
tinggi tempat 50 m dari permukaan laut, umur panen jagung akan mundur satu
hari (Hyene, 1987). Pada dataran rendah, umur jagung berkisar antara 3-4 bulan,
tetapi di dataran tinggi di atas 1000 m dpl. berumur 4-5 bulan (Iriany dkk., 2010).
Perkecambahan benih optimum terjadi pada suhu antara 21 oC dan 27 oC
dan berlangsung sangat lambat atau gagal berkecambah pada suhu 10 oC hingga
40 oC, tetapi terbaik pada suhu antara 21 oC dan 30 oC. Suhu rendah sangat
menghambat pertumbuhan, khususnya setelah mulai tumbuh bunga jantan
(tasseling). Suhu yang dikehendaki tanaman jagung untuk pertumbuhan
terbaiknya antara 27–32oC. Hari panas dan suhu malam yang tinggi meningkatkan
pertumbuhan secara keseluruhan dan walaupun suhu panas ideal untuk
pertumbuhan vegetatif dan tongkol, suhu sedang adalah optimum untuk akumulasi
karbohidrat. Hari panjang lebih menguntungkan untuk produksi jumlah daun yang
lebih banyak dan produksi karbohidrat yang lebih tinggi (Rubatzky dan
Yamaguchi, 1995). Panen jagung yang jatuh pada musim kemarau akan lebih baik
daripada musim hujan karena berpengaruh terhadap waktu pemasakan biji dan
Tanaman jagung selama masa pertumbuhannya membutuhkan 45-60 cm
air. Ketersediaan air dapat ditingkatkan dengan pemberian pupuk buatan yang
cukup untuk meningkatkan pertumbuhan akar, kerapatan tanaman serta untuk
melindungi dari rumput liar dan serangan hama (Dinas Pertanian dan Kehutanan,
2009). Agar tumbuh dengan baik, tanaman jagung memerlukan curah hujan
sekitar 600-1200 mm per tahun yang terdistribusi merata selama musim
pertanaman (Kartasapoetra, 1988).
Pertumbuhan tanaman jagung sangat memerlukan sinar matahari.
Intensitas sinar matahari sangat penting bagi tanaman, terutama dalam masa
pertumbuhan. Sebaiknya tanaman jagung, mendapat sinar matahari langsung.
Dengan demikian akan diperoleh hasil yang maksimal. Selama pertumbuhan
jagung, harus mendapat sinar matahari yang cukup. Jika tidak maka akan
mempengaruhi langsung pertumbuhannya (Sutoro dkk., 1998).
Tanah
Tanaman jagung dapat ditanam pada lahan kering beriklim basah dan
beriklim kering, sawah irigasi dan sawah tadah hujan, toleran terhadap kompetisi
pada pola tanam tumpang sari, sesuai untuk pertanian subsistem, pertanian
komersial skala kecil, menengah, hingga skala sangat besar. Tanaman jagung
akan layu bila kelembaban tanah kurang dari 40% kapasitas lapang, atau bila
batangnya terendam air (Iriany dkk., 2010).
Jagung dapat tumbuh dengan baik pada berbagai jenis tanah. Tanah
lempung berpasir sesuai digunakan untuk tanaman yang cepat panen dan tanah
lempung berliat sangat sesuai untuk tanaman jagung yang akan dipanen dalam
mempunyai kemampuan beradaptasi terhadap tanah, baik jenis tanah lempung
berpasir maupun tanah lempung (Dinas Pertanian dan Kehutanan, 2009).
Jagung di Indonesia kebanyakan ditanam di dataran rendah, baik di tanah
tegalan, sawah tadah hujan dan beririgasi, serta sebagian kecil ditanam di dataran
tinggi. Tanaman jagung umumnya ditanam pada tanah yang gembur atau subur
karena tanaman ini memerlukan aerasi dan drainase yang baik. Tanaman jagung
dapat tumbuh dengan baik pada pH tanah berkisar 5,5-6,8. Sedangkan pH yang
ideal adalah 6,5. Untuk pertumbuhan tanaman dibutuhkan tanah yang bersifat
netral. Tanah yang bersifat asam yaitu angka pH kurang dari 5,5 dapat digunakan
apabila telah melakukan pengapuran. Kemasaman tanah biasanya erat sekali
hubungannya dengan ketersediaan unsur-unsur hara tanaman (Sutoro dkk., 1998).
Dari hasil penelitian diketahui bahwa nilai pH untuk pertumbuhan
optimum tanaman lebih rendah pada tanah organik daripada tanah mineral.
Pertumbuhan kedelai dan jagung pada tanah organik mencapai optimum pada
kisaran pH 4,6 sampai 5 (Kamprath dan Foy, 1997).
Menurut Hasibuan (2006), jenis tanah yang dapat ditanamai jagung antara
lain andosol (berasal dari gunung berapi), latosol dan grumosol. Pada tanah
berstruktur berat (Grumosol) masih dapat di tanami jagung dengan hasil yang baik
tetapi perlu pengolahan yang baik serta drainase dan aerasi yang baik. Tanah
berstruktur lempung atau liat berdebu (latosol) merupakan jenis tanah terbaik
untuk pertumbuhan tanaman jagung. Tanaman jagung akan tumbuh baik pada
tanah yang subur, gembur, dan kaya humus.
Varietas
Teosinte, yang hidup berumpun tahunan, adalah keluarga dekat tanaman jagung.
Keduanya memiliki jumlah kromosom yang sama, 2n=20 dan pada umumnya
mempunyai morfologi kromosom yang mirip (Simmonds, 1986).
Varietas adalah sekumpulan individu tanaman yang dapat dibedakan oleh
sifat (morfologi, fisiologi, sitilogi, kimia dan lain-lain) yang nyata untuk usaha
pertanian dan bila diproduksi kembali akan menunjukkan sifat-sifat yang dapat
dibedakan dari yang lainnya. Varietas berdasarkan teknik pembentukannya
dibedakan menjadi varietas hibrida, varietas sintetik dan varietas komposit.
Varietas hibrida dan inbrida dapat memberikan hasil yang maksimal jika unsur
hara yang diperlukan tanaman terpenuhi secara baik (Moentono, 1998).
Varietas hibrida adalah varietas yang dibentuk dengan cara penyilangan
galur (inbreed line) yang unggul. Galur murni (inbreed line) merupakan strain
yang telah mengalami silang dalam (selfing) paling sedikit 5 generasi dengan
disertai seleksi pada setiap generasi. Sedangkan varietas sintetik adalah varietas
yang dibentuk dari persilangan secara acak sejumlah lini yang terpilih atau klon
dari seluruh kemungkinan kombinasi. Lini atau klon yang menyusun varietas
sintetik telah dipilih sebelumnya untuk menjamin agar kehilangan pengaruh
kejaguran pada generasi-generasi sesudah F1 dapat diperkecil. Penyilangan
diantara lini atau klon dari seluruh kemungkinan kombinasi merupakan campuran
dari beberapa silang tunggal. Sedangkan varietas komposit adalah keturunan dari
persilangan yang tidak diuji daya hasilnya terlebih dahulu (Hasyim, 2011).
Jagung dikembangkan selain produksi tinggi juga tahan terhadap penyakit
bulai dan karat daun. Varietas jagung unggul baru tersebut antara lain : Semi-10
komposit) dengan potensi hasil antara 7-9 ton/ha pipilan kering. Ini dimaksudkan
untuk memenuhi kebutuhan jagung yang setiap tahun meningkat terus sejalan
dengan berkembangnya agribisnis peternakan dan bahan baku industri. Dalam
rangka mendukung program pengembangan agribisnis jagung untuk mencapai
hasil yang maksimal maka diperlukan pengkajian pemupukan NPK baik pada
jagung hibrida maupun jagung komposit. Pengkajian ini bertujuan untuk
mengetahui pengaruh pemberian pupuk N, P dan K pada pertumbuhan dan jagung
hibrida dan komposit pada lahan kering (Permadi dkk., 2005).
Varietas hibrida memberikan hasil yang lebih tinggi daripada varietas
bersari bebas karena varietas hibrida menggabungkan gen-gen dominan karakter
yang diinginkan dari galur-galur penyusunnya dan hibrida mampu memanfaatkan
gen aditif dan non aditif. Varietas hibrida memberikan keuntungan yang lebih
tinggi bila ditanam pada lahan yang produktivitasnya tinggi
(Kartasapoetra, 1988).
Varietas atau klon introduksi perlu diuji adaptabilitasnya pada suatu
lingkungan untuk mendapatkan suatu genotif unggul pada lingkungan tersebut.
Pada umumnya suatu daerah memiliki kondisi lingkungan yang berpengaruh
terhadap genotif. Respon genotif terhadap faktor lingkungan ini biasanya terlihat
dalam penampilan fenotipik dari tanaman bersangkutan ( Darliah dkk., 2001).
Varietas menunjuk pada sejumlah individu dalam suatu spesies yang
berbeda dalam bentuk dan fungsi fisiologi tertentu dari sejumlah individu lainnya
dalam suatu spesies yang sama. penggunaan varietas yang berbeda akan
menyebabkan pertumbuhan dan produksi hasil yang berbeda juga (Kasno dkk.
Pada umumnya tanaman memiliki perbedaan fenotif dan genotif yang
sama. Perbedaan varietas cukup besar mempengaruhi perbedaan sifat dalam
tanaman (genetik) atau perbedaan lingkungan atau kedua–duanya. Perbedaan
susunan genetik merupakan salah satu faktor penyebab keragaman penampilan
tanaman. Program genetik yang akan diekspresikan pada suatu fase pertumbuhan
yang berbeda dapat diekspresikan pada berbagai sifat tanaman yang mencakup
bentuk dan fungsi tanaman yang menghasilkan keragaman pertumbuhan tanaman.
Keragaman penampilan tanaman akibat perbedaan susunan genetik selalu
mungkin terjadi sekalipun bahan tanaman yang digunakan berasal dari jenis yang
sama (Sitompul dan Guritno, 1995).
Gen-gen dari tanaman tidak dapat menyebabkan berkembangnya suatu
karakter terkecuali bila mereka berada pada lingkungan yang sesuai, dan
sebaliknya tidak ada pengaruhnya terhadap berkembangnya karakteristik dengan
mengubah tingkat keadaan lingkungan terkecuali gen yang diperlukan ada.
Namun, harus disadari bahwa keragaman yang diamati terhadap sifat-sifat yang
terutama disebabkan oleh perbedaan gen yang dibawa oleh individu yang
berlainan dan terhadap variabilitas di dalam sifat yang lain, pertama-tama
disebabkan oleh perbedaan lingkungan dimana individu berada (Allard, 2005) .
Gomez dan Gomez (1995) menyatakan bahwa karakter yang tidak berbeda
nyata kemungkinan akibat dari satu perbedaan perlakuan yang sangat kecil atau
tidak ada perbedaan perlakuan sama sekali atau galat percobaan terlalu besar atau
keduanya.
Pemupukan
karenaseringnya digunakan oleh tanaman yang hidup diatas tanah tersebut, bila
keadaan seperti ini terus dibiarkan maka tanaman biasanya kekurangan unsur hara
sehingga pertumbuhan dan produksi mejadi terganggu. Kekurangan unsur hara
yang diperlukan oleh tanaman dapat diatasi dengan pemupukan (Sutoro
dkk., 1988).
Pemupukan adalah pemberian bahan-bahan pada tanah agar dapat
menambah unsur-unsur atau zat makanan yang diperlukan tanah secara langsung
atau tidak langsung. Pemupukan pada umumnya bertujuan untuk memelihara atau
memperbaiki kesuburan tanah sehingga tanaman dapat tumbuh lebih cepat, subur
dan sehat. Pemupukan dimaksudkan untuk mengganti kehilangan unsur hara pada
media atau tanah dan merupakan salah satu usaha yang penting untuk
meningkatkan pertumbuhan dan produksi tanaman (Marvelia dkk., 2006).
Setiap unsur hara mempunyai fungsi tersendiri dan mempengaruhi
proses-proses tertentu dalam perkembangan dan pertumbuhan tanaman.Jikaterjadi
kekurangan salah satu unsur, maka fungsi tersebut akan terganggu. Secara umum
kalium berfungsi menjaga keseimbangan, baik pada nitrogen maupun pada
fosfor.Kalium cenderung mengurangi efek buruk akibat pemberian pupuk
nitrogen berlebihan dan berpengaruh mencegah kematangan yang dipercepat oleh
hara fosfor.Pemupukan hara nitrogen dan fosfor dalam jumlah besar turut
memperbesar serapan hara kalium dari dalam tanah. Tanaman dapat menyerap
nitrogen dalam jumlah yang berlebihan bila beberapa faktor, misalnya fosfor,
kalium dan pasokan air tidak cukup. Pertumbuhan cepat yang disebabkan
kelebihan nitrogen memerlukan pasokan yang cukup kebutuhan unsur hara
Pupuk N
Kandungan nitrogen pada tanah bervariasi mulai dari 0,05-1,64%. Kurang
4% dari total nitrogen, tergantung waktu pertumbuhan tanaman dan teknik
budidaya, menjadi tersedia untuk tanaman selama beberapa musim (Mongia dan
Bandyopadhyay, 1993). Pupuk N terdiri dari pupuk N organik yang terdapat pada
pupuk-pupuk organik dan pupuk N anorganik (buatan). Kedua golongan tersebut
dapat dibedakan menjadi tiga bentuk yaitu (1) bentuk organik (2) bentuk nitrat
(NO3-) dan (3) bentuk amonia (NH4+), contohnya urea (Damanik dkk., 2010).
Urea mempunyai kadar N tertinggi diantara pupuk N padat. Sejak
diperkenalkannya sebagai bahan pupuk, penggunaannya khususnya pada pasar
internasional, telah bertumbuh secara cepat. Urea menjadi sumber N utama dunia
di awal tahun 1970an dan menjadi nomor tiga terpenting setelah amonia dan
larutan N dalam pasar Amerika Serikat menjelang tahun 1980. Dengan 1/3 kadar
N dari larutan N berasal dari urea, nilai relatif urea sebagai bahan pupuk lebih
penting dari pada yang tampak dari data pasar tersebut (Harre dan White, 1997).
Kebutuhan N internal telah ditaksir untuk beberapa tanaman, kira-kira 12
g N/kg (1,2%) untuk jagung (Stanford dan Hunter, 1973). Taksiran akhir
kebutuhan N dapat dibuat dengan mengalikan produksi bahan kering total yang
diharapkan dengan kebutuhan N internal. Contoh, jagung mengandung sekitar
50% dari bahan kering totalnya dalam biji sehingga bila hasil yang diharapkan 10
ton metrik/hektar pada kandungan lengas 15,5% akan membutuhkan sekitar 200
kg N per hektar (Boswell dkk., 1997).
Defisiensi N diketahui pertama melalui warna hijau pucat atau
daun-daun yang lebih tua mulai dari pucuk dan menyebar sepanjang tulang daun-daun ke
arah leher batang dan tepi daun. Asosiasi dengan pewarnaan hijau ini
berkemungkinan disebabkan oleh kenyataan bahwa N bersama dengan Mg
merupakan satu dari dua anasir penyusun klorofil yang berasal dari tanah
(C33H72O5N4Mg).Kelebihan N akan memperpanjang periode pertumbuhan,
memperlambat kematangan dan dapat berakibat kerebahan dan kerentanan
terhadap penyakit pada tanaman-tanaman tertentu. Tanaman-tanaman biasanya
hanya mengambil 30 sampai 70% dari N yang diberikan (Boswell dkk., 1997).
Jagung memerlukan unsur hara makro dan mikro. Unsur hara makro untuk
tanaman jagung antara lain nitrogen (N), posfor (P), dan kalium (K). Tanaman
jagung sangat membutuhkan pupuk N dengan kadar N-total 0,4%. Selanjutnya
jika jagung memberikan respon terhadap pupuk apabila kadar P-tersedia dalam
tanah kurang dari 87,32 mg/kg. Sedangkan tanah dengan kadar K-dd kurang dari
0,43 cmol/kg tanah, maka tanaman jagung perlu dipupuk (Nurdin dkk., 2008).
Sebagian besar akar tanaman dalam tanah menyerap N sebagai NO3
-karena konsentrasinya lebih tinggi dibandingkan NH4+ dan bebas bergerak ke
akar tanaman terutama dengan aliran massa. Walaupun NH4+ secara teori lebih
efisien karena kurang terpengaruh oleh pelindian dan denitrifikasi, tetapi bentuk
NO3- dianggap sebagai pupuk yang lebih aman.Periode pengambilan N terbesar
oleh tanaman jagung adalah pada 40-50% kematangan. Akan tetapi kebutuhan
akan N untuk tanaman jagung berlanjut sampai mendekati kematangan
(Boswell dkk., 1997).
Menurut Hasibuan (2006), hampir semua jenis pupuk kecuali bila
masam di tanah. Hal ini terutama disebabkan oleh pembawa N, terutama bersifat
ammonia. Pengaruh utama yang diperlihatkan oleh ion-ion NH4+ adalah bila
ion-ion dinitrifikasikan. Bila ion-ion-ion-ion dioksidasikan akan berpotensi menambah
keasaman tanah, seperti pada reaksi NH4++ 2O2 2H+ +NO3- + H2O.
Hasil penelitian pada tanaman jagung yang diberi N, P, dan K dapat
meningkatkan bobot biji sehingga benih lebih tahan disimpan. Kalium juga
meningkatkan integritas memberan sel dan kulit biji, sehingga dapat menurunkan
kapasitas absorpsi air dan kelarutan gula dalam biji, karena itu benih lebih tahan
disimpan. Pada umumnya pupuk N dapat meningkatkan produksi jagung. Pada
awal pertumbuhannya akumulasi N dalam tanaman relatif lambat dan setelah
tanaman berumur 4 minggu akumulasi N berlangsung sangat cepat. Pada saat
pembungaan (bunga jantan muncul) tanaman jagung telah mengabsorbsi N
sebanyak 50% dari seluruh kebutuhannya. Oleh karena itu, untuk memperoleh
hasil jagung yang baik, unsur hara N dalam tanah harus cukup tersedia pada fase
pertumbuhan tersebut (Komalasari dan Fauziah, 2009).
Pupuk Kalium
Kalium diketahui dapat meningkatkan pertumbuhan akar, sehingga
mampu menyerap hara dan air yang lebih banyak dan pada saat terjadi kekeringan
atau cekaman air tanaman sudah cukup kuat karena cukup banyak cadangan
karbohidrat sebagai sumber energi. Baker dan Weatherley (1969) menyatakan
bahwa kalium berperan dalam pengambilan air oleh akar tanaman. Unsur ini
mengatur pergerakan air dari sel akar ke jaringan silem. Pemupukan kalium yang
diyakini mampu mendorong terbentuknya senyawa-senyawa seperti prolin bebas,
(toleransi-fisiologi) terhadap cekaman air sehingga pengaruh yang merugikan
pada kondisi ini dapat dikurangi (Mapegau, 2006).
Pemberian pupuk K meningkatkan pertumbuhan tanaman, berat kering
akar dan bagian atas tanaman secara linier. Selain itu, semakin meningkat dosis K
yang diberikan maka semakin meningkatkan serapan K, sedangkan serapan Ca
maksimum dicapai pada dosis pemupukan K sebanyak 131.5 kg K per hektar.
Pengaruh dosis K tidak berpengaruh nyata terhadap serapan Mg bagian atas
tanaman jagung. Nisbah K/Ca, K/Mg, dan K/Ca+Mg meningkat terus dengan
semakin banyak dosis K yang diberikan, sejalan dengan serapan K oleh tanaman
(Winarko, 1985).
Kalium dibutuhkan oleh tanaman jagung dalam jumlah yang paling
banyak dibandingkan dengan hara N dan P. Pada fase pembungaan, akumulasi
hara K telah mencapai 60-75% dari seluruh kebutuhannya. Kekurangan hara K
pada tanaman jagung sering terlihat gejalanya pada fase sebelum pembungaan.
Tanaman jagung yang kekurangan K memperlihatkan pinggiran dan ujung daun
menjadi bewarna kuning hingga menjadi kering. Gejala kekurangan K ini pertama
terlihat pada daun bagian bawah. Dalam keadaan yang lebih parah daun tersebut
akan kering dan mati. Apabila batang tanaman disayat, akan terlihat warna
kecoklatan yang terdapat pada ruas (bukunya). Kekurangan K juga berpengaruh
terhadap pembentukan tongkol. Ujung tongkol bagian atas tidak penuhberisi oleh
biji serta biji jagung tidak melekat secara kuat pada tongkolnya (Sutoro dkk.,
1998).
Damanik dkk. (2010) menyatakan pada tanah yang masam ketersediaan
tanaman jagung, fiksasi P meningkat sehingga menjadi kurang tersedia, K terjerap
dalam kompleks pertukaran kation tanah.
Rancangan Komposit Pusat Terputarkan [Central Composite Rotatable Design (CCRD)]
Satu tujuan perlakuan dalam percobaan pupuk adalah untuk menyediakan
bukti mengenai ada atau tidaknya pengaruh pupuk dan jika ada, berapa besaran
dari pengaruh tersebut. Akan tetapi sering perlakuan digunakan untuk
menyediakan suatu taksiran permukaan tanggap. Mengingat adanya dua tujuan ini
perlakuan harus dipilih sedemikian rupa sehingga dapat menaksir secara paling
baik pengaruh pupuk atau permukaan tanggap.
Terdapat suatu kelas rancangan faktorial tak lengkap yang dikembangkan
terutama untuk menggali permukaan tanggap polinomial untuk dua peubah
terkontrol atau lebih. Rancangan untuk menggali permukaan order kedua cukup
memadai untuk evaluasi tanggap pupuk. Rancangan permukaan tanggap
mempunyai keunggulan dibandingkan dengan faktorial lengkap dalam hal lebih
sedikitnya bahan percobaan yang diperlukan. Koefisien model tanggap ditaksir
dengan tingkat kecermatan yang sama atau bahkan lebih besar (yang dinyatakan
atas dasar tiap pengamatan) dari pada yang ditaksir faktorial lengkap.
Pada dasarnya rancangan permukaan tanggap sering mengandung dua
bentuk geometri seperti kubus dan oktahedran yang mempunyai titik pusat yang
sama, sehingga timbul istilah rancangan komposit.
Box dan Hunter (1957) memperkenalkan konsep suatu rancangan
permukaan tanggap yang mempunyai suatu “fungsi varians berbentuk bola”yang
nilai yang tergantung hanya pada jarak titik tersebut dari pusat rancangan dan
tidak pada arahnya. Rancangan seperti ini disebut rancangan dapat diputar
karena rancangan tersebut tidak peka terhadap rotasi dalam kaitannya dengan
sumbu-sumbu koordinat aslinya.
Cochran dan Cox (1957) membuat jarak sumbu yang memberikan
keterputaran dan jumlah titik-titik pusat yang memberikan varians yang seragam
untuk berbagai jumlah peubah terkontrol yang digunakan dalam hubungannya
dengan rancangan baku tertentu. Hader dkk. (1957) memberikan suatu deskripsi
dari rancangan percobaan dan metode statistik untuk mencirikan suatu permukaan
tanggap bagi suatu perangkat data dari suatu percobaan biologi.
Suatu pendekatan yang berbeda dan bersifat intuitif terhadap pemeliharaan
faktorial tak lengkap dalam penelitian pupuk telah diterapkan selama beberapa
tahun terakhir. Cady dan Laird (1973) menjelaskan sejumlah faktorial tak lengkap
yang berbeda yang tidak akan dikelompokkan sebagai rancangan permukaan
tanggap komposit, tetapi yang memberikan suatu eksplorasi yang baik atas
lingkup permukaan tanggap. Salah satunya yang mempunyai ciri ruang yang
diinginkan, galat bias yang rendah dan galat varians yang rendah dan yang telah
digunakan para peneliti di Amerika Latin adalah rancangan perlakuan 13 yang
dikembangkan terpilih dari suatu faktorial 5x5.
Sebagai perbandingan dari faktorial lengkap dua faktor masing-masing
lima taraf maka terdapat 25 kombinasi, sedangkan CCRD hanya menawarkan 13
kombinasi tidak lengkap tetapi masih dapat menduga error sedangkan faktorial
