Laporan PENGARUH CEKAMAN AIR TERHADAP PRODUKTIVITAS TANAMAN JAGUNG (Zea mays L.) (mata kuliah serealia)

PENGARUH CEKAMAN AIR TERHADAP PRODUKTIVITAS TANAMAN JAGUNG (Zea mays L.)

(Paper Mata Kuliah Produksi Tanaman Serealia)

Oleh: 

Kelompok 3

Adawiah                                1114121002

Defika Dwi Pratiwi               1114121052

Gede Adi Suryabratha        1114121092

Peni Yulianti                         1114121150

JURUSAN AGROTEKNOLOGI

FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS LAMPUNG

2013

I.  PENDAHULUAN

1.1  Latar Belakang

Jagung merupakan kebutuhan yang cukup penting bagi kehidupan manusia dan hewan. Jagung mempunyai kandungan gizi dan serat kasar yang cukup memadai sebagai bahan makanan pokok pengganti beras. Selain sebagai makanan pokok, jagung merupakan bahan dasar atau bahan olahan untuk minyak goreng, tepung maizena, ethanol, asam organic, makanan kecil dan industri pakan ternak. Pakan ternak untuk unggas membutuhkan jagung sebagai komponen utama sebanyak 51, 4 %. Kebutuhan akan konsumsi jagung di Indonesia terus meningkat. Hal ini didasarkan pada makin meningkatnya tingkat konsumsi perkapita per tahun dan semakin meningkatnya jumlah penduduk Indonesia.

Salah satu upaya peningkatan produktivitas guna mendukung program pengembangan agribisnis jagung adalah penyediaan air yang cukup untuk pertumbuhan tanaman (Ditjen Tanaman Pangan 2005). Hal ini didasarkan atas kenyataan bahwa hampir 79% areal pertanaman jagung di Indonesia terdapat di lahan kering, dan sisanya 11% dan 10% masing-masing pada lahan sawah beririgasi dan lahan sawah tadah hujan (Mink et al. 1987).  Data tahun 2002 menunjukkan adanya peningkatan luas penggunaan lahan untuk tanaman jagung menjadi 10-15% pada lahan sawah irigasi dan 20-30% pada lahan sawah tadah hujan (Kasryno 2002).

Kegiatan budi daya jagung di Indonesia hingga saat ini masih bergantung pada air hujan. Menyiasati hal tersebut, pengelolaan air harus diusahakan secara optimal, yaitu tepat waktu, tepat jumlah, dan tepat sasaran, sehingga efisien dalam upaya peningkatan produktivitas maupun perluasan areal tanam dan peningkatan intensitas pertanaman. Selain itu, antisipasi kekeringan tanaman akibat ketidakcukupan pasokan air hujan perlu disiasati dengan berbagai upaya, Sementara itu, penundaaan waktu tanam akan menyebabkan terjadinya cekaman kekurangan air pada fase pertumbuhan sampai pembentukan biji. Oleh karena itu, dibutuhkan teknologi pengelolaan air bagi tanaman jagung.

1.2  Tujuan

Adapun tujuan dari pembuatan tulisan ini adalah:

Mengetahui pengaruh beberapa perlakuan pada tanaman jagung dalam mengatasi cekaman kekurangan air pada lahan kering terhadap produktivitas tanaman jagung serta mengetahui metode pemberian air.

II.            ISI

2.1  Botani Jagung

Jagung merupakan tanaman semusim (annual). Satu siklus hidupnya diselesaikan dalam 80-150 hari. Paruh pertama dari siklus merupakan tahap pertumbuhan vegetatif dan paruh kedua untuk tahap pertumbuhan generatif. Tinggi tanaman jagung sangat bervariasi. Meskipun tanaman jagung umumnya berketinggian antara 1m sampai 3m, ada varietas yang dapat mencapai tinggi 6m. Tinggi tanaman biasa diukur dari permukaan tanah hingga ruas teratas sebelum bunga jantan. Meskipun beberapa varietas dapat menghasilkan anakan (seperti padi), pada umumnya jagung tidak memiliki kemampuan ini.

Klasifikasi ilmiah
Kerajaan : Plantae
Divisio : Angiospermae
Kelas : Monocotyledoneae
Ordo : Poales
Familia : Poaceae
Genus: : Zea
Spesies Zea mays L.

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.
Batang jagung tegak dan mudah terlihat, sebagaimana sorgum dan tebu, namun tidak seperti padi atau gandum. Terdapat mutan yang batangnya tidak tumbuh pesat sehingga tanaman berbentuk roset. Batang beruas-ruas. Ruas terbungkus pelepah daun yang muncul dari buku. Batang jagung cukup kokoh namun tidak banyak mengandung lignin.
Daun jagung adalah daun sempurna. Bentuknya memanjang. Antara pelepah dan helai daun terdapat ligula. Tulang daun sejajar dengan ibu tulang daun. Permukaan daun ada yang licin dan ada yang berambut. Stoma pada daun jagung berbentuk halter, yang khas dimiliki familia Poaceae. Setiap stoma dikelilingi sel-sel epidermis berbentuk kipas. Struktur ini berperan penting dalam respon tanaman menanggapi defisit air pada sel-sel daun.

2.2 Kandungan Gizi Pada Jagung        

Biji jagung kaya akan karbohidrat. Sebagian besar berada pada endospermium. Kandungan karbohidrat dapat mencapai 80% dari seluruh bahan kering biji. Karbohidrat dalam bentuk pati umumnya berupa campuran amilosa dan amilopektin. Pada jagung ketan, sebagian besar atau seluruh patinya merupakan amilopektin. Perbedaan ini tidak banyak berpengaruh pada kandungan gizi, tetapi lebih berarti dalam pengolahan sebagai bahan pangan. Jagung manis diketahui mengandung amilopektin lebih rendah tetapi mengalami peningkatan fitoglikogen dan sukrosa..

Kandungan gizi Jagung per 100 gram bahan adalah:

·         Kalori : 355 Kalori

·         Protein : 9,2 gr

·         Lemak : 3,9 gr

·         Karbohidrat : 73,7 gr

·         Kalsium : 10 mg

·         Fosfor : 256 mg

·         Ferrum : 2,4 mg

·         Vitamin A : 510 SI

·         Vitamin B1 : 0,38 mg

·         Air : 12 gr

Dan bagian yang dapat dimakan 90 %.

Untuk ukuran yang sama, meski jagung mempunyai kandungan karbohidrat yang lebih rendah, namum mempunyai kandungan protein yang lebih banyak.

2.3 Hubungan Jumlah Pemberian Air dengan Hasil Jagung

Ketepatan pemberian air sesuai dengan tingkat pertumbuhan tanaman jagung sangat berpengaruh terhadap produksi. Periode pertumbuhan tanaman yang membutuhkan adanya pengairan dibagi menjadi lima fase, yaitu fase pertumbuhan awal (selama 15-25 hari), fase vegetatif (25-40 hari), fase pembungaan (15-20 hari), fase pengisian biji (35-45 hari), dan fase pematangan (10-25 hari).

Skema pertumbuhan tanaman pada setiap fase disajikan pada Gambar 2.  Frekuensi dan kedalaman pemberian air dan curah hujan mempunyai pengaruh yang besar terhadap hasil jagung. Tanaman jagung lebih toleran terhadap kekurangan air pada fase vegetatif (fase 1) dan fase pematangan/masak (fase 4). Penurunan hasil terbesar terjadi apabila tanaman mengalami kekurangan air pada fase pembungaan, bunga jantan dan bunga betina muncul, dan pada saat terjadi proses penyerbukan (fase 2).

Penurunan hasil tersebut disebabkan oleh kekurangan air yang mengakibatkan terhambatnya proses pengisian biji karena bunga betina/tongkol mengering, sehingga jumlah biji dalam tongkol berkurang. Hal ini tidak terjadi apabila kekurangan air terjadi pada fase vegetatif. Kekurangan air pada fase pengisian/pembentukan biji (fase 3) juga dapat menurunkan hasil secara nyata akibat mengecilnya ukuran biji . Kekurangan air pada fase pemasakan/pematangan (fase 4) sangat kecil pengaruhnya terhadap hasil tanaman.

Gambar 2. Skema pertumbuhan tanaman jagung pada setiap fase (FAO 2001).

2.4 Pengaruh Cekaman Air terhadap Pertumbuhan Tanaman 

Cekaman kekeringan yang berlebihan merupakan salah satu cekaman terluas yang mempengaruhi pertumbuhan dan produksi di areal pertanian. Hal ini dapat dilihat dari beberapa faktor cekaman abiotik, dimana persentase cekaman kekeringan sebesar 26%, kemudian diikuti oleh cekaman mineral 20%, suhu rendah 15%, sedangkan sisanya adalah cekaman biotik 39% (Kalefetoglu and Ekmekci, 2005).

Setiap jenis tanaman memiliki response yang berbeda-beda terhadap kekurangan air pada setiap fase pertumbuhannya, termasuk Jagung. Pemberian kedalaman air irigasi dan waktu pemberian sangat penting untuk meningkatkan efisiensi penggunaan air dan memaksimalkan produksi. Tanaman jagung lebih toleran terhadap kekurangan air pada fase vegetatif dan fase pematangan/masak. Penurunan hasil terbesar terjadi apabila tanaman mengalami kekurangan air pada fase pembungaan, bunga jantan dan bunga betina muncul, dan pada saat terjadi proses penyerbukan.

Penurunan hasil tersebut disebabkan oleh kekurangan air yang mengakibatkan terhambatnya proses pengisian biji karena bunga betina/tongkol mengering, sehingga jumlah biji dalam tongkol berkurang. Hal ini tidak terjadi apabila kekurangan air terjadi pada fase vegetatif. Kekurangan air pada fase pengisian/pembentukan biji juga dapat menurunkan hasil secara nyata akibat mengecilnya ukuran biji.Kekurangan air pada fase pemasakan/pematangan sangat kecilpengaruhnya terhadap hasil tanaman (FAO, 2001 dalam Aqil dkk, 2008).

Oleh karena itu ada peluang untuk meningkatkan efisiensi pemberian air pada tanaman jagung dengan cara mengurangi pemberian air irigasi. Selain dengan irigasi hemat air, salah satu metode yang dapat diterapkan untuk memberikan air irigasi yang efisien dan efektif yaitu dengan irigasi defisit.

Hal utama dalam irigasi defisit adalah meningkatkan efisiensi penggunaan air irigasi dengan cara memberikan irigasi tidak penuh (hanya sebagaian dari kebutuhan air irigasi) untuk tanaman pada satu atau lebih dari fase/tahap pertumbuhan tanaman yang memiliki dampak terkecil pada pertumbuhan dan produksi tanaman (Kirda, et al, 1999).

Untuk memahami mekanisme yang menyebabkan keterbatasan hasil pada tanaman karena kekurangan air, percobaan dilakukan dengan rancangan acak lengkap dengan pengaturan split-petak. System irigasinya terdiri dari pengairan yang cukup sampai masak fisiologis (W1) atau periode stres air parah (W2) pada tahap V8 ontogenesis dan berbunga, dialokasikan untuk plot utama. Defoliasi (V8 dan berbunga) dan kombinasi intensitas (memotong satu atau dua pertiga dari helai daun) dan satu kontrol (lima perlakuan pembatasan sumber) dialokasikan pada subplot.

Tabel 1. Sarana untuk hasil gabah, total biomassa, indeks panen, jumlah gabah per tongkol (NGE), berat 1000 butir (TSW) yang dipengaruhi oleh manipulasi sumber pada saat bunga mekar dan air pasca-bunga mekar dalam analisis gabungan dari 2007-2008 dan 2008 - Data 2009.

Tabel diatas menunjukkan bahwa jagung dengan perlakuan pengairan sedang masak fisiologis (W1) hasil gabah, biomassa, indeks panen, lebih tinggi daripada periode stress parah (W2).  Namun dari bobot 1000 butir jagung dengan perlakuan periode stress parah (W2) lebih baik dibandingkan dengan pengairan sedang masak fisiologis (W1).  Sedangkan pemotongan sepertiga helai daun pada saat berbunga (D4) dapat meningkatkan besar hasil, biomassa, jumlah butir per tongkol, dan bobot 1000 butir dibandingkan dengan kontrol, memotong satu pertiga daun pada tahap ontogenesis V8, pemotongan dua pertiga dari helai daun di V8, dan pemotongan dua pertiga dari helai daun pada berbunga.

indeks panen dan biomassa (Tabel 3), menunjukkan bahwa pre-bunga mekar pembatasan sumber kekuatan mengurangi hasil gabah baik melalui akumulasi bahan kering lebih rendah dan dengan mengurangi efisiensi alokasi bahan kering untuk pengisian gandum (Reynolds dan Trethowan 2007).  

Tabel 2. Sarana untuk hasil gabah, total biomassa, indeks panen, jumlah gabah per tongkol (NGE), berat 1000 butir (TSW) yang dipengaruhi oleh interaksi dua arah antara semua faktor eksperimental dalam analisis gabungan data 2007-2008 dan 2008-2009

Perlakuan W2D4, daun pengurangan transpirasi akan lebih tinggi dari hidrasi tanah setelah defoliasi pada berbunga, yang mungkin mengakibatkan penghambatan hilangnya set kernel (tenggelam kapasitas) karena defisit air. Namun, pada perlakuan W2D1, kehilangan air yang tinggi dari daun pada tanaman non-defoliated yang mengalami kekurangan air menyebabkan proporsi kuntum atau penurunan pembelahan sel endosperm dan mengurangi kapasitas wastafel.  Jadi, cukup asimilasi dari daun tidak akan hasil hasil gabah dicapai tanpa wastafel mampu. Hasil penelitian menunjukkan bahwa hasil gabah tidak tambahan dibatasi oleh defoliasi bawah kadar air tanah yang rendah (Tabel 2). Hal ini menunjukkan bahwa di bawah tekanan air, ada bukti kuat pembatasan kapasitas tenggelam dibandingkan dengan kekuatan sumber (Ahmadi et al. 2009).

2.5 Praktek Pemberian Air di Pertanaman

2.5.1 Pengairan Tanaman dalam Kondisi Berkecukupan Air

Dalam kondisi air tersedia dalam jumlah yang cukup, setelah dilakukan penanaman, lahan sebaiknya diairi. Hal ini untuk menjaga agar perkembangan akar tanaman menjadi baik. Untuk pemberian air selanjutnya, kisaran nilai kadar lengas tanah antara kapasitas lapang dan titik layu permanen, merupakan air tersedia yang dapat dimanfaatkan oleh tanaman (AW), dijadikan indikator dalam menentukan jumlah dan waktu pemberian air.

Kapasitas lapang adalah kadar lengas tanah yang tertahan dalam tanah setelah tanah mengalami proses penjenuhan akibat hujan atau irigasi, yang berlangsung antara 2-3 hari setelah hujan. Kondisi ini terjadi pada tekanan isap tanah mencapai -0,33 bar. Titik layu permanen adalah jumlah air minimum di mana tanaman sudah mulai layu dan tidak dapat tumbuh lagi walaupun diberi tambahan air (Een.wikipedia 2007).

Penurunan transpirasi aktual tanaman relatif lebih kecil apabila kondisi lengas tanah berada antara KL dan qc dibandingkan penurunan transpirasi aktual tanaman pada kondisi di mana lengas tanah berada antara qc dan TLP. Dengan kata lain, apabila kondisi lengas tanah dijaga pada kisaran antara KL dan qc kualitas hasil tanaman lebih baik.

Walaupun secara teoritis tanaman masih mampu mendapatkan air dari tanah dalam kondisi kadar lengas tanah sudah melewati TLP tanaman, namun sedikit demi sedikit kemampuan mentranspirasikan air akan berkurang seiring menutupnya stomata sebagai respon terhadap kekurangan air. Gambar 7 memperlihatkan variasi laju transpirasi aktual tanaman jagung terhadap kondisi lengas tanah, yang didefinisikan sebagai kadar lengas tanah kritis (qc ).

Irigasi biasanya dijadwalkan untuk menjaga kondisi lengas tanah di atas nilai tanah. Dalam prakteknya, volume tiap satuan luas permukaan dari lengas tanah antara kapasitas lapang dan qc kadang-kadang disebut lengas tanah yang tersedia/siap dimanfaatkan oleh tanaman (RAW).

 Nilai lengas tanah dapat diukur dengan menggunakan tensiometer. Pengukuran lengas tanah juga dapat dilakukan secara gravimetri atau menggunakan alat neutron probe.

2.5.2 Strategi Pemberian Air Jagung dalam Kondisi Defisit Air

Mempertimbangkan besarnya pengaruh cekaman kekurangan air terhadap pertumbuhan tanaman dan hasil tanaman jagung, diperlukan pengaturan pemberian air secara terencana, baik dalam jumlah maupun kedalaman pemberian, khususnya pada kondisi kekurangan air.

Dengan memperhitungkan tingkat ETP dalam pemberian air irigasi, perkiraan deplesi air pada fase-fase pertumbuhan tanaman adalah 40% pada fase pertumbuhan awal, antara 55-65% pada fase 1, fase 2, dan fase 3, serta 80% pada fase pemasakan.

Dalam kondisi tidak ada hujan dan ketersediaan air irigasi sangat terbatasmaka pemberian air bagi tanaman dapat dikurangi dan difokuskan pada periode pembungaan (fase 2) dan pembentukan biji (fase 3). Pemberian air selama fase vegetatif dapat dikurangi. Dengan irigasi yang tepat waktu dan tepat jumlah maka diharapkan akan didapatkan hasil jagung 6-9 t/ha (kadar air 10-13%), dengan efisiensi penggunaan air 0,8-1,6 kg/m3.

2.6 Metode Pemberian Air

Linsley dan Fransini (1986) membagi metode pemberian air bagi tanaman

jagung ke dalam lima metode yaitu:

1. model genangan

2. model alur (furrow)

3. model bawah permukaan (sub surface)

4. model pancaran (sprinkler)

5. model tetes (drip)

Di antara model tersebut, pemberian air dengan metode alur paling banyak diterapkan dalam budi daya jagung. Dengan metode ini air diberikan melalui alur-alur di sepanjang baris tanaman. Dengan penggunaan alur untuk mendistribusikan air, kebutuhan pembasahan hanya sebagian dari permukaan (1/2-1/5) sehingga mengurangi kehilangan air akibat penguapan, mengurangi pelumpuran tanah berat, dan memungkinkan untuk mengolah tanah lebih cepat setelah pemberian air.

III.           KESIMPULAN

Adapun kesimpulan dari paper ini adalah sebagai berikut:

1. Cekaman kekeringan yang berlebihan merupakan salah satu cekaman terluas yang mempengaruhi pertumbuhan dan produksi di areal pertanian.
2. Setiap jenis tanaman memiliki response yang berbeda-beda terhadap kekurangan air pada setiap fase pertumbuhannya, termasuk Jagung. Pemberian kedalaman air irigasi dan waktu pemberian sangat penting untuk meningkatkan efisiensi penggunaan air dan memaksimalkan produksi.
3. Selain dengan irigasi hemat air, salah satu metode yang dapat diterapkan untuk memberikan air irigasi yang efisien dan efektif yaitu dengan irigasi defisit. 
4. Perlakuan W1D1 (pengairan sedang masak fisiologis-kontrol) dan W2D4 (periode stress parah- pemotongan sepertiga helai daun pada saat berbunga) memperoleh hasil yang lebih baik dibandingkan dengan perlakuan lainnya.

DAFTAR PUSTAKA

M. Aqil, I.U. Firmansyah, dan M. Akil. 2008. Pengelolaan Air Tanaman Jagung. Balai Penelitian Tanaman Serealia, Maros.

Oversyi, M dkk, 2010. The Impact of source restriction on yield formation of corn due to water deficiency. Islamic Azad University. Iran

Rasyid, Burhanuddin, Samosir dan Sutomo. 2010. Jurusan Ilmu Tanah, Fak. Pertanian, Universitas Hasanuddin  Respon Tanaman Jagung (Zea mays) pada Berbagai  Regim air Tanah dan Pemberian Pupuk Nitrogen.

Tusi, Ahmad dan R.A. Bustomi Rosad, 2007. Aplikasi Irigasi Defisit Pada Tanaman Jagung. Department of Agriculture Engineering, Faculty of Agriculture, University of Lampung, Bandar Lampung.