TINJAUAN PUSTAKA Botani Tanaman
Sistematika tanaman jagung (Zea mays L.) adalah sebagai berikut ; Kingdom : Plantae, Divisi : Spermatophyta, Subdivisi: Angiospermae, Kelas : Monocotyledoneae, Ordo : Graminae, Famili : Graminaceae, Genus : Zea, Spesies: Zea mays L. (Steenis, 1989).
Perakaran tanaman jagung terdiri dari empat macam akar, yaitu akar utama, akar cabang, akar lateral dan akar rambut. Sistem perakaran tersebut berfungsi sebagai alat untuk menghisap air serta garam-garam mineral yang terdapat dalam tanah, mengeluarkan zat organik serta senyawa yang tidak diperlukan dan alat pernapasan. Akar jagung tergolong akar serabut yang dapat mencapai kedalaman 8 m meskipun sebagian besar berada pada kisaran 2 m. pada tanaman yang sudah cukup dewasa muncul akar adventif dari buku-buku batang bagian bawah yang membantu menyangga tegaknya tanaman (Suprapto, 1999)
Batang tanaman yang kaku ini tingginya berkisar 1,5-2,5 m dan terbungkus pelepah daun yang berselang- seling dari setiap buku. Buku batang mudah terlihat dan pelepah daun terbentuk pada buku dan membungkus batang utama. Batang jagung termasuk batang rumput (calmus), yaitu batang yang tidak keras mempunyai ruas-ruas yang nyata dan sering berongga. Batang jagung bulat (teres), licin (leavis), arah tumbuhnya tegak lurus (erectus) dan cara percabangan monopodial. Batang jagung cukup kokoh namun tidak banyak mengandung lignin (Rubatzky dan Yamaguchi, 1998).
tulang daun. Permukaan daun ada yang licin dan ada yang berambut. Stomata pada daun jagung berbentuk halter, yang khas dimiliki familia Poaceae. Setiap stomata dikelilingi sel-sel epidermis berbentuk kipas. Struktur ini berperan
penting dalam respon tanaman menanggapi defisit air pada sel-sel daun (Wirawan dan Wahab, 2007)
Jagung merupakan tanaman berumah satu dan menghasilkan bunga-bunga jantannya dalam satu pembungaan terminal (malai) dan bunga-bunga betinanya pada tunas samping (tongkol). Jagung adalah protandus, yaitu mekarnya bunga jantan (pelepasan tepung sari) biasanya terjadi satu atau dua hari sebelum munculnya tangkai putik (umumnya dikenal sebagai rambut). Karena pemisahan tongkol dan malai bunga jantan serta protandri pembungaannya, jagung merupakan suatu spesies yang terutama menyerbuk silang (Fischer dan Palmer, 1992).
Biji jagung merupakan jenis serealia dengan ukuran biji terbesar dengan berat rata-rata 250-300 mg. biji jagung memiliki bentuk tipis dan bulat melebar yang merupakan hasil pembentukan dari pertumbuhan biji jagung. Biji jagung diklasifikasikan sebagai kariopsis. Hal ini disebabkan biji jagung memiliki struktur embrio yang sempurna. Serta nutrisi yang dibutuhkan oleh calon individu
baru untuk pertumbuhan dan perkembangan menjadi tanaman jagung (Johnson, 1991).
Syarat Tumbuh Iklim
sehingga menggangu penyerapan unsur hara oleh tanaman. Sedangkan suhu dibawah 26,5oC akan mengurangi kegiatan respirasi (Irfan, 1999).
Tanaman akan tumbuh normal pada curah hujan yang berkisar 250-500 mm per tahun. Curah hujan yang lebih ataupun kurang dari angka yang disebutkan akan menurunkan produksi. Air banyak dibutuhkan pada waktu perkecambahan dan setelah berbunga. Tanaman membutuhkan air lebih sedikit pada pertumbuhan vegetatif dibanding dengan pertumbuhan generatif. Setelah tongkol mulai kuning air tidak dibutuhkan lagi. Idealnya tanaman jagung membutuhkan curah hujan 100-125 mm perbulan dengan distribusi merata (Tobing, dkk., 1995).
Secara umum tanaman jagung dapat tumbuh di dataran tinggi ±1300 m di atas permukaan laut. Panen pada musim kemarau berpengaruh terhadap semakin cepatnya kemasakan biji dan proses pengeringan biji di bawah sinar matahari (Rukmana, 1997).
Tanah
Tanaman jagung menghendaki tanah yang gembur (lembab), permeabilitas sedang, drainase agak cepat, tingkat kesuburan sedang, kandungan humus sedang. Reaksi tanah (pH) berkisar antara 5,2 - 8,5 yang optimal antara 5,8 - 7,8. Pada pH netral, unsur-unsur hara yang dibutuhkan tanaman jagung banyak tersedia di dalamnya. pH lebih dari 7,0 unsur P terikat oleh CO sehingga tidak terlarut dalam air. Hal ini mengakibatkan unsur hara sulit diserap oleh akar tanaman. Jadi, pH tanah dan unsur-unsur hara yang ada (tersedia) bagi tanaman saling berkaitan (Djaenuddin, 2000).
Apabila tanah yang akan ditanam tidak menjamin ketersediaan hara yang cukup maka harus dilakukan pemupukan. Dosis pupuk yang dibutuhkan tanaman sangat bergantung pada kesuburan tanah dan diberikan secara bertahap. Anjuran dosis pemupukan jagung untuk setiap hektarnya adalah pupuk urea sebanyak
200-300 kg, pupuk TSP/SP-36 sebanyak 75-100 kg, dan pupuk KCl sebanyak 50-100 kg. Pemupukan dapat dilakukan dengan tiga tahap. Pada tahap pertama
(pupuk dasar), pupuk diberikan bersamaan dengan waktu tanam. Pada tahap kedua (pupuk susulan I), pupuk diberikan setelah tanaman jagung berumur 8 minggu atau setelah malai keluar (Rukmana, 1997).
Glifosat
pada tanaman dan mikroorganisme seperti phenylalanine, tryptophan dan tyrosine dan penghambatan yang menyebabkan kurangnya pertumbuhan tanaman dengan gejala yang dihasilkan berupa khlorosis dan nekrosis (Nandula,dkk., 2005 ; Herman, 2007 ; Djojosumarto 2008).
Glifosat adalah herbisida yang paling banyak digunakan secara global karena kandungan toksisitasnya rendah bagi manusia dan lingkungan. Penggunaan enzim pendegradasi glifosat yang berasal dari bakteri seperti glifosat oxidoreductase (GOX) bersama dengan EPSPS toleran herbisida glifosat adalah teknik yang efektif untuk memberikan toleransi glifosat maksimum pada tanaman pangan (http://isaaa.org/kc/cropbiotechupdate/files/bahasa.pdf.2012).
Berikut merupakan deskripsi umum Glifosat: Nama Umum : Glifosat
Nama Kimia : [(phosphonomethyl) amino] acetic acid Rumus Bangun :
Glifosat adalah salah satu bahan aktif dari herbisida golongan organofosfor, yang diproduksi oleh Monsanto Co.USA tahun 1971. Bentuk fisiknya berupa bubuk (powder), berwarna putih, mempunyai bobot jenis (BJ)
0,5 g/cm3
dan kemampuan larut dalam air 1,2% (Wardoyo, 2001).
Mode of action dari suatu herbisida, merupakan gejala umum dari tindakan
(Moenandar, 1990).
Menurut Amstrong (2008) glifosat memiliki mode of action dengan cara menghambat asam amino aromatik. Glifosat dapat sangat merusak atau membunuh jaringan tanaman hidup yang mengalami kontak langsung. Proses kerja glifosat diawali dengan absorpsi oleh tanaman. Agar efektif, suatu herbisida seharusnya (1) cukup kontak dengan tumbuhan, (2) dapat diabsorpsi oleh tumbuhan, (3) bergerak ke bagian tanaman yang akan diserang tanpa merusaknya, dan (4) mencapai level beracun di bagian tanaman yang dituju (Lingenfelter dan Hartwig, 2007).
Pada tanaman, mode of action dari glifosat berupa menipisnya sintesa biomolekul esensial dari jalur asam shikimat, reduksi energi dalam pembentukan adenosin 5-triposphate dan pengalihan karbon dalam pembentukan PEP (Phopoenolpyruvate) sehingga terjadi akumulasi yang berlebihan pada asam shikimat (Kaundun,dkk., 2008).
Jagung Roundup Ready (RR)
Perbedaan antara jagung RR dan tanaman konvensional adalah tingkat kerentanan terhadap penyakit dan serangga. Uji coba pangan yang dilakukan di berbagai geografis yang luas dari lingkungan telah menunjukkan tidak ada perbedaan fenotip kecuali untuk toleransi terhadap glifosat (Shidu,dkk., 2000)
Dalam memproduksi tanaman transgenik melibatkan beberapa tahap dalam teknik biologi molekuler dan seluler. Suatu sifat yang diinginkan harus dipilih dan gen yang mengatur sifat tersebut harus diidentifikasi. Apabila gen yang diinginkan belum tersedia, maka harus diisolasi dari organisme donor. Organisme donor bisa berasal dari virus, bakteri, jamur, serangga atau hewan (Herman, 2002).
Beberapa contoh tanaman produk bioteknologi yang telah dihasilkan menurut Global Knowledge Center on Crop Biotechnology yaitu;
Tabel 1. Tanaman produk bioteknologi yang telah dihasilkan menurut Global Knowledge Center on Crop Biotechnology
Tanaman Sifat
Kanola Kandungan asam oleat tinggi Jagung Toleran herbisida
Jagung Tahan hama
Kapas Tahan hama
Pepaya Tahan virus
Kentang Tahan hama
Kentang Tahan virus
Kedelai Tahan herbisida
Kedelai Kandungan asan oleat tinggi
Jeruk Tahan virus
Tomat Penundaan pemasakan
Tomat Toleran herbisida
Beberapa perakitan tanaman transgenik tahan herbisida ditujukan untuk
mengurangi pemakaian herbisida glifosat, asulam (methyl (4 aminobenzenesulphonyl)-carbamate), atrazine (2-chloro-4-(ethylamine)-6
(isopropylamino)-s-triazine), sulphonyl urea dan chlorsulphuron. Beberapa tanaman transgenik tahan herbisida yang telah ditanam secara luas antara lain kanola, jagung, kapas, kedelai dan tomat (Manuhara, 2006).
Metode Pengendalian Gulma
Pada pokoknya ada enam macam metode pengendalian gulma, yaitu mekanis, kultur teknis, fisis, biologis, kimia dan terpadu.
Metode mekanis
Pengendalian gulma secara mekanis menggunakan alat-alat pertanian, baik dengan tenaga manusia (manual) dan peralatan seperti cangkul, parang, babat, garuk, dan sebagainya, maupun dengan menggunakan traktor yang dilengkapi peralataan seperti luku, tajak, garuk, sabit, atau babat.
Prinsip dari metode mekanis adalah merusak sistem perakaran dan rimpang (rhizoma) maupun bagian di atas tanah dari gulma dengan alat-alat pertanian sehingga gulma merana atau mati. Cara ini dahulu umum dilakukan di perkebunan karet dan dewasa ini juga dilakukan pada keadaan tertentu.
Metode kultur teknis
Metode fisis
Pengendalian gulma secara fisis yang umum adalah dengan membakar gulma dan dengan penggenangan air. Metode ini tidak lazim digunakan di areal perkebunan karet. Pembakaran lazim dilakukan pada pembukaan lahan.
Metode biologis
Metode biologis yakni menggunakan jasad hidup baik tumbuh-tumbuhan maupun binatang untuk pengendalian gulma. Contoh di perkebunan kareta adalah pembangunan penutup tanah kacang-kacangan (Leguminosae), di samping tujuan-tujuannya yang lain, akan menekan pertumbuhan gulma.
Metode kimia
Pengendalian gulma secara kimia adalah dengan menggunakan herbisida. Herbisida adalah persenyawaan kimia yang digunakan untuk membunuh atau menekan pertumbuhan yang normal dari tumbuh-tumbuhan. Metode kimia ini umum dipergunakan di perkebunan karet dewasa ini.
Metode terpadu
Pengendalian gulma secara terpadu adalah menggunakan gabungan metode mekanis, kultur teknis, fisis, biologis dan kimia secara tepat untuk menekan populasi gulma dan mempertahankannya pada tingkat yang tidak merugikan, dengan mempertimbangkan kelestarian lingkungan (klingman, 1975, Fryer, 1977).
BAHAN DAN METODE Tempat dan waktu penelitian
Penelitian ini dilaksanakan di kebun Balai Benih Induk Tanaman Palawija, Desa Tanjung Selamat, Kecamatan Sunggal, Kabupaten Deli Serdang, Sumatera Utara dengan ketinggian tempat ± 25 m di atas permukaan laut Penelitian dilaksanakan pada bulan November 2013 sampai dengan Maret 2014.
Bahan dan alat
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini antara lain benih jagung PRG C7-NK603 (tahan glifosat), C7 dan DK 979, pupuk urea, TSP, KCl, herbisida glifosat, kompos, fungisida, insektisida, dolomit, dan air.
Adapun alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah knapsack sprayer, gelas ukur, cangkul, garu, sekop, tugal, tali plastik, gembor, ember, timbangan, meteran, gunting, pacak sampel, plakat nama, kantong plastik, amplop kuning, kamera, stop watch, kalkulator dan alat tulis.
Metode penelitian
Penelitian ini menggunakan Rancangan Acak Kelompok (RAK) Non-faktorial yang terdiri dari 4 perlakuan antara lain:
J1. Jagung PRG C7 disemprot dengan glifosat J2. Jagung PRG C7 disiangi manual
Jumlah blok : 4 ulangan Jumlah plot : 16 plot Jumlah tanaman per plot : 650 tanaman Jumlah seluruh tanaman : 10400 tanaman Jumlah sampel per plot : 20 tanaman Jumlah seluruh sampel : 320 tanaman Luas lahan : 67,5m x67,5m Ukuran plot : 10 m x 10 m Jarak tanam : 75cm x20cm Jarak antar plot : 150 cm
Data hasil penelitian dianalisis dengan menggunakan sidik ragam berdasarkan model linier sebagai berikut:
Yij = µ + ρi + τj + εij
i = 1,2,3,4 j= 1,2,3,4 dimana:
Yij = Hasil pengamatan pada blok ke-i yang diberi perlakuan varietas pada
perlakuan ke-j µ = Nilai tengah umum
ρi = Pengaruh blok ke-i
Τj = Pengaruh perlakuan ke- j
εij = Pengaruh galat pada blok ke-i yang mendapat perlakuan ke-j
PELAKSANAAN PENELITIAN Persiapan lahan
Areal pertanaman terlebih dahulu dibersihkan dari gulma dan dilakukan pembajakan dengan menggunakan traktor. Kemudian dilakukan pembuatan plot sebanyak 16 plot dengan ukuran 10x10m dan jarak antar plot 1,5 m kemudian plot diberi border keliling dengan jarak antar plot dengan border 2 m. Lahan dipagar keliling. Pagar keliling terbuat dari bambu dengan ketinggian pagar 250cm dari permukaan tanah. Di bagian dalam pagar dilapisi dengan paranet 75% setinggi 190 cm dengan tujuan mencegah perpindahan material trial.
Pengapuran
Pengapuran dilakukan 2 minggu sebelum penanaman yang bertujuan untuk menaikkan pH tanah dengan dosis 3 ton/ha. Pengapuran dilakukan menaburi dolomit di atas plot- plot percobaan lalu dicampur merata dengan tanah. Penyiapan benih
Penyiapan benih diawali dengan pemberian fungisida dimetomorf dengan dosis 10 g / kg benih. Dimetomorf dicampur dengan benih jagung lalu diaduk merata. Tujuannya untuk menghindari serangan jamur. Dalam 1 plot/petakan terdapat 13 baris tanaman, per barisnya terdapat 50 lubang tanam dan benih yang dimasukkan per lubang tanam 2 biji.
Penanaman
Pemeliharaan tanaman Penjarangan
Penjarangan dilakukan 17 hari setelah tanam. Tanaman dijarangkan menjadi satu tanaman per lubang tanam.
Pemupukan
Pemupukan dilakukan sebanyak 3 tahap. Pemupukan pertama dilakukan menggunakan pupuk urea dengan dosis 100 kg/ha, pupuk SP-36 dengan dosis 100 kg/ha, dan pupuk KCl dengan dosis 80 kg/ha pada interval 7-10 HST, pemupukan kedua dilakukan menggunakan pupuk urea dengan dosis 150 kg/ha pada interval 20-22 HST, dan pemupukan ketiga dilakukan menggunakan pupuk urea dengan dosis 150 kg/ha pada 40 HST.
Penyiangan secara manual
Penyiangan secara manual dilakukan dengan cara mencabut gulma keseluruhan pada areal plot perlakuan masing-masing dengan menggunakan koret. Penyiangan dilakukan pada 15 HST dan 44 HST.
Aplikasi herbisida glifosat
Herbisida yang diaplikasikan adalah glifosat dengan menggunakan
knapsack sprayer. Penyemprotan dilakukan sebanyak dua kali. Pada
disemprot dibuat pembatas plastik (penyekat fisik) untuk menghindari uap (drift) glifosat terhadap plot lain.
Panen
Panen dilakukan ketika tongkol jagung sudah matang. Ciri-ciri tongkol matang adalah daun sudah mulai menguning, kelobot berwarna kekuningan, dan rambut tongkol berwarna coklat. Pemanenan dilakukan dengan cara mematahkan tangkai tongkol jagung.
Pengamatan parameter Tinggi tanaman
Pengamatan tinggi tanaman dilakukan dengan mengukur tinggi tanaman mulai dari pangkal batang hingga ujung daun paling tinggi dengan cara menguncupkan daun bagian atas, pengukuran dilakukan dengan meteran. Pengamatan dilakukan pada umur 30 HST dan 60 HST.
Jumlah daun
Pengamatan jumlah helai daun dilakukan dengan menghitung total jumlah daun setiap sampel tanaman yang telah ditentukan. Daun yang dihitung adalah daun sudah terbuka penuh. Pengamatan dilakukan pada umur 30 HST dan 60 HST.
Panjang daun
Pengamatan panjang daun dilakukan dengan mengukur panjang daun mulai dari pangkal daun hingga ujung daun. Bagian daun yang diambil adalah daun yang sudah terbuka sempurna yaitu pada daun ketiga dari atas. Pengamatan ini dilakukan pada umur 30 HST dan 60 HST.
Bagian daun yang diambil adalah daun yang sudah terbuka sempurna yaitu pada daun ketiga dari atas, lebar daun diukur pada bagian tengah tepi daun. Pengamatan ini dilakukan pada umur 30 HST dan 60 HST.
Diameter batang
Diameter batang diukur dengan menggunakan jangka sorong. Pengambilan diameter batang dilakukan pada bagian pangkal batang pada 2 sisi/arah. Diameter batang dihitung pada 30 HST dan 60 HST.
Tinggi tongkol produktif
Tinggi tongkol produktif dihitung pada semua tanaman sampel dengan cara menghitung tinggi tongkol yang dari pangkal batang hingga tepat keluarnya tongkol buah menggunakan meteran. Tinggi tongkol produktif dihitung pada 90 HST.
Jumlah tongkol produktif
Pengamatan jumlah tongkol produktif dilakukan setelah panen dengan menghitung berapa jumlah tongkol per tanaman sampel. Hal ini bertujuan untuk melihat dan membandingkan kualitas tongkol pada setiap plot karena jumlah tongkol produktif per tanaman sampel tidak sama.
Panjang tongkol berklobot
Panjang tongkol berklobot dihitung dari pangkal tongkol sampai ujung tongkol menggunakan meteran. Pengukuran panjang tongkol tanpa melepas klobotnya. Panjang tongkol berklobot dihitung setelah panen.
Bobot tongkol berklobot ditimbang menggunakan timbangan analitik. Tongkol jagung yang masih berklobot ditimbang bobotnya. Bobot tongkol berklobot dihitung setelah panen.
Bobot tongkol tanpa klobot
Bobot tongkol tanpa klobot ditimbang menggunakan timbangan analitik dengan melepaskan klobot pada tongkol jagung. Bobot tongkol berklobot dihitung setelah panen. Hal ini bertujuan untuk mengetahui dan membandingkan bobot klobot jagung dari setiap perlakuan.
Panjang tongkol
Pengamatan panjang tongkol dilakukan setelah tanaman dipanen. Biji jagung yang telah dipipil diukur panjang tongkolnya dari pangkal tongkol sampai ujung tongkol menggunakan meteran.
Diameter tongkol
Diameter tongkol dapat diukur dengan menggunakan jangka sorong, diameter tongkol diukur pada bagian tengah tongkol setelah biji jagung dipipil. Diameter tongkol dihitung setelah panen.
Jumlah biji pipilan per tongkol
Biji jagung yang menempel pada tongkol dipipil kemudian bijinya dihitung jumlahnya per tongkol pada semua tanaman sampel. Jumlah biji pipilan per tongkol dihitung setelah panen.
Bobot biji pipilan per tongkol
Biji jagung yang menempel pada tongkol dipipil kemudian dihitung bobot biji pipilan. Bobot biji pipilan per tongkol dihitung setelah panen.
Bobot kering 100 biji diambil dari setiap sampel. Penghitungan bobot kering 100 biji dengan cara bobot biji pipilan per tongkol dibagi dengan jumlah biji pipilan per tongkol. Bobot kering 100 biji dihitung setelah panen.
Persentase kadar air
Biji yang belum dikeringkan atau biji yang baru dipanen, diambil masing-masing sesuai dengan perlakuan kemudian digiling hingga berbentuk tepung, dimasukkan di dalam cawan lalu ditimbang bobot basahnya sebanyak 5 gram. Kemudian benih diovenkan dengan menggunakan suhu 1000C selama 24 jam sampai konstan, lalu ditimbang bobotnya sebagai bobot kering, dihitung dengan rumus :
% Kadar Air =Bobot basah−Bobot kering
Bobot basah x 100%
