Perbandingan Fisiologi Antar Kultivar Jagung: Hibrida dan Lokal

Dalam siklus karbon, atom karbon terus mengalir dari produsen ke konsumen dalam bentuk molekul CO₂ dan karbohidrat, sedangkan energi foton matahari digunakan sebagai pemasok energi yang utama. Produsen memerlukan CO­₂ yang dihasilkan konsumen untuk fotosintesis. Dari kegiatan fotosintesis tersebut produsen dapat menyediakan karbohidrat dan oksigen yang diperlukan oleh konsumen untuk melangsungkan kehidupannya (Anshory, 1984).
Menurut Dowswell dkk. (1996), jagung merupakan tanaman serelia paling produktif di dunia, mampu beradaptasi dengan baik pada berbagai lingkungan di negara-negara tropis dan subtropis, dari dataran rendah hingga ketinggian 3000 mdpl, dan dari curah hujan tinggi hingga rendah 500 mm/ tahun.

Umur panen jagung menurut Hyene (1987) dipengaruhi oleh suhu. Setiap kenaikan 50 m dpl, umur panen jagung menjadi mundur satu hari. Di dataran rendah, umur panennya 3-4 bulan, sedangkan di atas 1000 mdpl umurnya 4-5 bulan. Produksi jagung yang berbeda-beda antar daerah salah satunya disebabkan oleh perbedaan varietas yang di tanam. Menurut Iriany dkk. (2007), agroekologi spesifik memerlukan varietas yang spesifik untuk memperoleh produktivitas optimal.

Secara umum menurut Iriany dkk. (2007), jagung berasal dari Amerika Tengah atau Amerika Selatan. Jagung yang ada sekarang telah mengalami evolusi dari tanaman serealia primitif yang bijinya terbuka dan malainya sedikit, menjdai tanaman yang produktif, bijinya banyak pada tongkol tertutup. Menurut Indradewa dkk. (2005), berbeda dengan beberapa jenis tanaman lain, jagung varietas unggul mempunyai batang lebih tinggi dibandingkan dengan jagung varietas lokal, sehingga di duga boros asimilat. Dari data yang diperoleh, dimungkinkan adanya peningkatan hasil biji dengan perlakuan pemotongan ruas batang. Namun, hasil penelitian ini berbeda dengan hasil penelitian Fischer dan Palmer (1996) dalam Indradewa dkk. (2005), yang mendapatkan bahwa pengurangan kebutuhan asimilat oleh batang dan malai bunga jantan pada tanaman jagung yang lebih pendek telah meningkatkan bobot kering yongkol pada saat pembungaan.

Pada umumnya jagung hibrida terbaik memberikan hasil lebih tinggi daripada jagung varietas bersari bebas (Sudjana dkk., 1991). Penelitian Budiman dan Sujiprihati (2000) menunjukkan adanya korelasi positif antara jagung berbatang tinggi dengan hasil. Hal ini dimungkinkan karena efisiensi penerimaan cahaya lebih besar, yang diindikasikan oleh proporsi cahaya matahari yang diserap tajuk dengan total luas lahan yang dinaungi tanaman dan sebaran daun (Rohig dkk., 1999; Reta-Sanchez dan Fowler, 2002; Stewart dkk., 2003).

Selain itu, tingginya hasil tanaman berbatang tinggi juga dimungkinkan karena kemampuan bersaing mendapatkan cahay matahari. Menurut Salisbury dan Ross (1995), persaingan antar tanaman menyebabkan masing-masing tanaman harus tumbuh lebih tinggi agar memperoleh cahaya lebih banyak. Faktor lainnya adalah kemampuan tanaman/ varietas tersebut dalam mendistribusikan asimilat berupa bahan kering ke biji yang sebagaimana dikemukakan oleh Goldsworthy dan Colegrove cit. Fischer dan Palmer (1995). Dikemukakan pula bahwa indeks luas dan optimum untuk hasil biji jauh lebih rendah daripada untuk pertumbuhan tanaman, maksimum antara 2,5-5,0. Jika ILD lebih besar maka lahan kering akan didistribusikan ke batang.

Metodologi

Praktikum Fisiologi Tanaman Acara II berjudul Perbandingan antar Kultivar dilaksanakan pada tanggal 25 Oktober 2012 di lahan petani Banguntapan, Bantul. Praktikum dilakukan dengan membandingkan pertumbuhan dan hasil tanaman dari dua varietas jagung, yaitu jagung lokal dan unggul (hibrida). Bahan yang digunakan adalah hamparan pertanaman jagung tersebut dengan Rancangan Acak Kelompok Lengkap dan kelompok sebagai blok. Sedangkan, alat-alat yang digunakan adalah timbangan, penggaris, gunting, oven, hand counter, dan alat tulis.
Langkah kerja praktikum ini diawali dengan dilakukannya pengamatan sebanyak dua kali pada jagung umur 8 dan 10 minggu. Variabel yang diamati meliputi tinggi tanaman, jumlah daun, luas daun, bobot kering total (pada pengamatan 1 dan 2), jumlah polong, jumlah polong isi pertanaman, jumlah biji per polong, bobot kering biji pertanaman (pada pengamatan ke 2). Dari hasil pengamatan tersebut, kemudian dihitung LAI (Leaf Area Index), NAR (Net Assimilation Rate), CGR (Crop Growth Rate), dan HI (Harvest Index). persamaan regresi dibuat untuk tinggi tanaman, luas daun, jumlah daun, dan histogram untuk berat kering total serta berat kering biji pertanaman.

Pembahasan

Istilah kultivar dalam bahasa inggris berarti pengelompokan dasar yang sejajar dengan taksonomi bagi tanaman budidaya. Kultivar merupakan sekelompok tanaman yang telah diseleksi untuk satu atau beberapa karakteristik tertentu yang khas dan dapat dibedakan secara jelas dari kelompok lainnya, seragam, stabil serta tetap mempertahankan ciri-ciri khas ini jika diperbanyak dengan cara tertentu, baik secara seksual maupun aseksual. Bahan tanam yang dapat disebut kultivar mencakup material dari benih hasil pemuliaan seleksi, persilangan, perbanyakan vegetatif, variasi somaklonal, fusi sel/protoplas, rekayasa genetika, poliploidisasi, dan cara-cara lainnya. Kultivar hibrida merupakan kultivar yang diperoleh dari hasil persilangan antar dua atau lebih jenis tanaman jagung yang memiliki karakter berbeda. Kultivar tanaman yang telah dilepas kemudian disebut sebagai varietas.
Varietas lokal termasuk varietas bersari bebas. Umumnya varietas hibrida lebih unggul dari pada varietas bersari bebas. Contoh varietas jagung bersari bebas antara lain Metro, Baster Kuning, Kania Putih, Malin, Harapan, Bima, Pandu, Permadi, Bogor Composite 2, Harapan Baru, Arjuna, Bromo, Parikesit, Abimayu, Nakula, Sadewa, Wiyasa, Kalingga, Rama, Bayu, Antasena, Wisanggeni, Bisma, Surya, Lagaligo, Gumarang, Lamuru, dan Kresna. Varietas bersari bebas yang merupakan hasil pemuliaan umumnya juga lebih unggul dibandingkan dengan varietas lokal yang tidak melalui tahap-tahap pemuliaan.
Salah satu keunggulan varietas hibrida pada umumnya adalah produktivitas yang tinggi. Ciri khas tanaman jagung hibrida yang mempengaruhi produktivitasnya antara lain tinggi tanaman, sudut daun, jumlah biji dan berat 1000 butir bijinya.

Tanaman jagung varietas hibrida memiliki jumlah biji yang lebih banyak dari pada varietas lokal. Hasil DMRT α 5% menunjukkan adanya beda nyata jumlah biji kedua varietas ini. Rata-rata jumlah butir biji jagung  hibrida 356 butir per tongkol, 18 kali lebih banyak dari pada varietas lokal yang hanya 20 butir.

Biji jagung tersusun pada tongkolnya dalam baris-baris yang teratur dan kadang agak tidak teratur. Jumlah baris per tongkol ikut menentukkan hasil produksi karena semakin banyak jumlah baris pada tongkol maka potensi keluar biji yang banyak semakin besar. Jumlah baris pada tongkol jagung terkait dengan diameter tongkol. Tongkol berdiameter besar yang terisi penuh dengan biji bisa memiliki jumlah baris yang banyak atau biji-biji yang berukuran besar. Varietas hibrida memiliki jumlah baris per tongkol yang jauh lebih besar dari pada varietas lokal. Ada beda nyata rata-rata jumlah baris per tongkol untuk kedua varietas ini. Rata-rata jumlah baris per tongkol varietas hibrida adalah 13 baris, tiga kali lebih banyak dari pada varietas lokal yang hanya 4 baris.

Berat kering biji varietas hibrida lebih baik bila dibandingkan dengan varietas lokal namun tidak berbeda nyata menurut DMRT α 5%. Rata-rata berat kering biji varietas hibrida adalah sebesar 27,7 gram Sembilan kali lebih banyak dari varietas lokal yang hanya 3,1 gram. Tidak adanya beda nyata pada uji DMRT dikarenakan perbedaan hasil yang besar antara panen pertama pada umur delapan dengan panen kedua umur sepuluh minggu setelah tanam, serta variasi yang besar antar tanaman jagung varietas lokal dalam sekali panen. Varietas jagung lokal memiliki variasi yang tinggi karena heterozigositasnya tinggi.

Semakin banyak jumlah tongkol yang menghasilkan maka semakin banyak pula hasil bijinya. Akan tetapi jumlah tongkol yang banyak dalam suatu tanaman jagung  dapat menyebabkan besarnya kompetisi antar tongkol dalam menggunakan asimilat sehingga hasil yang diperoleh tidak optimal. Terlebih bagian dari tongkol banyak terbuang pada sumbu dan kelobotnya. Jumlah tongkol (Gambar 4) kedua varietas tidak berbeda, yaitu sama-sama satu buah.

Pada Gambar 5 tampak hubungan antara indeks luas daun dan indeks panen pada jagung varietas hibrida korelasi negatif dengan gradien yang sangat rendah. Setiap pertambahan luas daun jagung terhadap luas lahan yang ditanami varietas hibrida diikuti dengan penurunan nilai indeks panen pada taraf yang mendekati nol. Nilai R² yang rendah (mendekati 0) mengindikasikan bahwa kedua variabel ini memiliki hubungan yang tidak erat. jagung  varietas hibrida memiliki indeks luas daun sebesar 1,25 dan nilai indeks panennya 0,367. Apabila nilai indeks luas daun sudah melampaui batas kritis maka akan terjadi mutual shading antar tajuk daun sehingga menyebabkan penurunan laju asimilasi bersih yang dihasilkan source dan tentunya akan berdampak pada laju pengisian berat kering pada tanaman yang menurun sehingga berat kering ekonomis tidak optimum, hal ini akan mengakibatkan penurunan indeks panen. Namun mutual shading ini dapat dicegah dengan pengaturan sudut daun.

Indeks panen tanaman jagung merupakan hasil bagi berat kering biji dengan berat kering total tanamannya yang meliputi akar, batang, daun, tongkol dan bijinya. Tanaman jagung varietas hibrida memiliki berat kering total sekitar 130,89 gram, tiga kali lebih besar dari pada varietas lokal sebesar 45,93 gram. Akan tetapi menurut hasil analisis DMRT α 5% berat kering total kedua varietas ini tidak berbeda nyata. Tidak adanya beda nyata seperti halnya pada variabel jumlah baris per tongkol, yaitu karena perbedaan hasil yang besar antara panen pertama pada umur delapan dengan panen kedua umur sepuluh minggu setelah tanam, serta variasi yang besar antar tanaman jagung varietas lokal dalam sekali panen

Tinggi tanaman jagung dalam praktikum ini diukur dari permukaan tanah hingga ujung daun tertinggi. Jagung  varietas hibrida secara nyata tinggi tanaman yang lebih tinggi daripada tanaman Jagung varietas lokal. Rata-rata tinggi tanaman Jagung  varietas hibrida 245,967 cm, 1,7 kali lebih tinggi dari varietas lokal yang rata-rata tingginya 140,617 cm. Tinggi tanaman menunjukkan kemampuannya dalam bersaing untuk mendapatkan cahaya. Tanaman yang lebih tinggi akan mendapatkan cahaya yang lebih banyak dari pada tanaman yang rendah karena tanaman yang di bawah cenderung ternaungi. Semakin banyak cahaya yang diperoleh tanaman C4 seperti jagung semakin baik bagi produktivitasnya.

Hubungan indeks luas daun dan laju pertumbuhan tanaman jagung varietas hibrida (Gambar 8) menunjukkan adanya hubungan positif yang erat, maksudnya pada setiap pertambahan indeks luas daun diikuti dengan pertambahan laju pertumbuhan tanaman. Persamaan Tanaman jagung  varietas hibrida memiliki laju pertumbuhan tanaman 1,658 kg/m²/minggu pada indeks luas daun sebesar 1,25. Indeks luas daun yang besar sampai batas optimal meningkatkan laju pertumbuhan tanaman. Batas kritis indeks luas daun salah satunya dipengaruhi oleh sudut daun.

Sudut daun diukur dari bidang vertikal batang tanaman karena bidang horizontal yang semestinya menjadi acuan bersifat maya. Jagung  varietas lokal memiliki rata-rata sudut daun yang lebih besar dari tanaman jagung  varietas hibrida. Rata-rata sudut daun dari varietas hibrida sebesar 31,4⁰, secara nyata lebih tegak dari pada varietas lokal yang sudut daunnya 40,9⁰. Pada indeks luas daun yang besar, sudut daun yang besar atau daun yang mendatar menyebabkan terjadinya mutual shading yang tidak menguntungkan bagi produksi asimilat. Maka dari itu, indeks luas daun kritis yang menyebabkan produksi maksimal tanaman pada tanaman berdaun tegak lebih tinggi dari pada tanaman berdaun mendatar.  

Ada hubungan negatif yang erat antara indeks luas daun dan laju asimilasi bersih tanaman jagung varietas hibrida. Setiap peningkatan indeks luas daun pada tanaman jagung  varietas hibrida diikuti akan menurunkan laju asimilasi bersihnya. Hal ini dapat terjadi karena indeks luas daun di atas 1,5 sudah melewati batas indeks luas daun kritis. Pada saat ndeks luas daun jagung  varietas hibrida sebesar 1,25, nilai rata-rata laju asimilasi bersih sebesar 0,049 g/cm²/minggu. 
Tanaman jagung  varietas hibrida memiliki luas daun yang secara nyata lebih baik dari pada tanaman jagung varietas lokal. Rata-rata luas daun tanaman jagung varietas lokal adalah sebesar 1561,7 cm² sedangkan varietas hibrida adalah 1751,8 cm². Luas daun merupakan penentu produktivitas tanaman karena daun merupaka organ utama yang berfungsi memproduksi asimilat. Namun demikian, setelah melewati indeks luas daun kritis, luas daun yang terlalu besar ini justru tidak baik karena daun menjadi tidak produktif.
Sering kali luas daun dipengaruhi oleh jumlah daun. Seperti halnya luas daun, tanaman Jagung  varietas hibrida memiliki rata-rata jumlah daun yang lebih banyak dari tanaman Jagung  varietas lokal, namun perbedaan pada jumlah daun ini tidak berbeda nyata. Rata-rata jumlah daun varietas hibrida adalah sebesar 6,667 sedangkan rata-rata jumlah daun varietas lokal adalah 9,667. Untuk menurunkan indeks luas daun sehingga dicapai titik optimum dapat dilakukan di antaranya dengan cara penglentekan daun atau pemotongan sebagian daun. Dengan jumlah daun yang tidak berbeda nyata, sebaiknya untuk jagung hibrida penurunan indeks luas daun dilakukan dengan cara pemotongan sebagian daun. 

Kesimpulan

Varietas hibrida memiliki produktivitas lebih tinggi dari pada varietas lokal disebabkan tinggi tanaman yang lebih tinggi, jumlah biji lebih banyak, berat kering biji lebih besar, jumlah baris biji per tongkol lebih banyak dan sudut daun lebih tegak. Meski demikian, indeks luas daun varietas hibrida dalam praktikum ini telah melewati batas kritisnya sehingga cenderung menurunkan produksi yang semestinya dapat lebih baik. Sebaiknya untuk jagung hibrida dilakukan penurunan indeks luas daun dengan cara pemotongan sebagian daun.

 Download File .doc

Daftar Pustaka

Budiman, L. F dan S. Sujiprihati. 2002. Evaluasi Hasil dan Pendugaan Heterosis pada Delapan Jagung Hibrida. Prosiding Ekspose Hasil Penelitian Bioteknologi Pertanian. Departemen Pertanian, Jakarta.

Dowswell, C. R., R. L. Paliwol, and  R. P. Cantrell. 1996. Maize in Third World. Westview Press.

Fischer, K. S. dan A. F. E. Palmer. 1996. Jagung Tropik. Dalam: Fisiologi Tanaman Tropik, Editor: PR. Goldworthy dan N. M. Fischer, Terjemahan : Tohari. Gadjah Mada University Press, Yogyakarta.

Goldsworthy, P. R. 1996. Pertumbuhan dan Perkembangan Tanaman, Fase Reproduktif. Fisiologi Tanaman Budidaya Tropik. Gadjah Mada University, Yogyakarta.

Hyene, K. 1987. Tumbuhan Berguna Indonesia – I. Balai Penelitian dan Pengembangan Kehutanan. Departemen Kehutanan, Bogor.

Indradewa, D., D. Kastono, dan Y. Soraya 2005. Kemungkinan peningkatan hasil jagung dengan pemendekan batang. Ilmu Pertanian 22: 117-124.

Iriany, R. N., M. Yasin, dan A. Takdir. 2007. Asal, Sejarah, Evolusi, dan Taksonomi Tanaman Jagung. Balai Penelitian Tanaman Serealia, Bogor.

Reta-Sanchez, D. G. and J. L. Fowler. 2002. Canopy light environment and yield or narrow-row cotton as affected by canopy architecture. J. Agron 94: 1317-1323.

Rolig, M., H. Sutzel, and C. Alt. 1999. A three dimensional approach to modelling light interception in heterogenous canopies. J. Agron 91: 1024-1032.

Salisbury, F. B. dan Ross C. W. 1995. Fisiologi Tumbuhan II, Edisi 4. Penerbit Institute Teknologi Bandung, Bandung.

Stewart, D.W., C. Costa, L.M. Dwyer, D. L. Smith, R. I. Hamilton and B.L. Ma. 2003. Canopy structure, light interception, and photosynthesis in maize. J. Agron 95:1465-1474.

Sudjana, A., A. Rifin dan M. Sudjadi. 1991. Jagung. Bul. Teknik no. 4. Balai Penelitian Tanaman Pangan, Bogor.