Tolerance and Adaptation of Maize Genotypes (Zea mays L.) to Salinity Stress.

Jagung merupakan komoditas pangan yang memiliki peran strategis untuk kebutuhan pangan, pakan dan juga bahan baku industri. Peran strategis tersebut menjadikan jagung menjadi komoditas yang terus berkembang dan selalu mengalami peningkatan setiap tahunnya seiring pertumbuhan populasi global dan tekanan terhadap sistem ketahanan pangan yang semakin menantang dan kompleks. Namun produksi jagung nasional masih mengalami fluktuasi. Peningkatan produksi mengalami keterbatasan, salah satunya yaitu adanya cekaman abiotik seperti salinitas. Cekaman salinitas merupakan salah satu kendala dalam pengembangan jagung di lahan marginal. Salinitas menjadi salah cekaman abiotik yang kompleks karena melibatkan komponen osmotik, ionik, dan oksidatif yang bekerja secara simultan sepanjang siklus hidup tanaman. Pada kondisi salin, tanaman mengalami stres osmotik yang menurunkan kemampuan menyerap air serta stres ionik yang mengganggu keseimbangan hara. Jagung yang tergolong tanaman glikofit hanya dapat bertahan hidup pada lingkungan dengan kadar garam yang rendah, terutama pada fase awal pertumbuhan dan fase reproduktif. Penelitian ini bertujuan 1) mempelajari keragaan dan potensi hasil hibrida jagung pada kondisi salin dan non salin; 2) memperoleh informasi mengenai beberapa indeks cekaman salinitas pada sejumlah hibrida jagung; 3) mempelajari pengaruh salinitas terhadap pertumbuhan jagung pada fase vegetatif. Penelitian ini terdiri atas tiga percobaan, dua percobaan dilakukan pada dua kondisi lingkungan berbeda di lapang, dan satu percobaan dilakukan di greenhouse dengan rancangan split-plot RKLT dengan empat taraf. Percobaan satu dan dua memberikan informasi mengenai keragaan karakter dan potensi hasil genotipe jagung pada kondisi salin dan non salin, nilai daya gabung umum dan khusus (DGU dan DGK), serta beberapa indeks toleransi cekaman. Evaluasi pada percobaan satu dan dua ini menggunakan rancangan alpha lattice dua ulangan dengan 72 genotipe jagung dan enam varietas pembanding. Hasil menunjukkan kondisi salinitas menurunkan keragaan agronomi dan potensi hasil jagung dibandingkan dengan kondisi non salin. Penurunan ini dapat disebabkan oleh meningkatnya tekanan osmotik tanah dan akumulasi ion Na? dan Cl? di sekitar perakaran yang menghambat penyerapan air dan hara esensial. Perbedaan respon antar genotipe terlihat pada fase pembungaan, khususnya pada umur berbunga jantan, umur berbunga betina. Pada kondisi salin, sebagian besar genotipe mengalami percepatan umur berbunga. Interaksi antara genotipe dan lingkungan (GxE) yang signifikan pada beberapa karakter penting seperti umur berbunga, tinggi tanaman, tinggi tongkol, panjang tongkol, dan komponen biji menunjukkan bahwa perbedaan respon genotipe terhadap salinitas bersifat spesifik lingkungan. Hal ini menunjukkan bahwa genotipe yang unggul pada kondisi non salin belum tentu memiliki keragaan terbaik pada kondisi salin. Analisis daya gabung menunjukkan bahwa nilai DGU bervariasi di antara tetua. Kondisi demikian menggambarkan adanya keragaman pengaruh alel aditif terhadap karakter agronomi dan komponen hasil. Galur L27 menunjukkan nilai duga DGU negatif tinggi pada umur berbunga yang mengindikasikan percepatan berbunga pada kondisi cekaman, selain itu galur L27 menghasilkan nilai duga DGU yang positif tinggi untuk beberapa karakter terutama pada komponen hasil. Analisis juga dilakukan pada daya gabung khusus (DGK). Nilai DGK yang tinggi menunjukkan adanya interaksi genetik non aditif, seperti dominansi dan epistasis, yang bekerja secara spesifik pada pasangan tetua tertentu. Kombinasi L15 x P42 dan L26 x P2A menunjukkan nilai daya gabung khusus (DGK) yang positif dan tinggi pada hampir seluruh karakter terkait hasil, termasuk panjang tongkol, diameter tongkol, jumlah baris biji, jumlah biji per baris, bobot tongkol, bobot pipilan, rendemen, dan produksi. Pola ini mengindikasikan bahwa kombinasi genetik antara tetua L15 dan P42 serta L26 dan P2A memiliki tingkat kecocokan yang tinggi, sehingga menghasilkan efek non-aditif yang kuat dalam meningkatkan produktivitas. Pemilihan genotipe jagung berdasarkan respon terhadap cekaman salinitas dilakukan dengan mempertimbangkan beberapa indeks seleksi yang memiliki fokus berbeda. Genotipe yang terpilih sebagai toleran terhadap salinitas ditentukan berdasarkan nilai tolerance index (TOL) dan stress susceptibility index (SSI) yang rendah, yang menunjukkan kemampuan genotipe untuk mempertahankan hasil meskipun berada pada lingkungan tercekam. Genotipe G37, G24, G70, G28, G07, G36 dan G48 merupakan genotipe yang toleran cekaman salinitas. Sementara itu, genotipe yang menunjukkan daya adaptasi pada lingkungan optimum diidentifikasi melalui yield potential (Yp), yaitu kemampuan genotipe untuk menghasilkan produksi tinggi pada kondisi non stress, terpilih genotipe G76, G49, G78, G75, G73 sebagai genotipe yang adaptif pada kondisi optimum. Selanjutnya, genotipe yang adaptif terhadap tanah salin ditentukan berdasarkan hasil pada kondisi salinitas (Ys) dan yield index (YI), yang mencerminkan kemampuan genotipe untuk memberikan hasil relatif tinggi pada kondisi stres. Genotipe G24, G74, G73, G22, G18 dan G48 merupakan genotipe yang memiliki adaptasi baik pada tanah salin. Korelasi yang kuat antara indeks mean productivity (MP), geometric mean productivity (GMP), harmonic mean (HM), stress tolerance index (STI) dengan Yp dan Ys mengindikasikan bahwa indeks-indeks tersebut dapat digunakan dalam pemilihan genotipe secara simultan untuk adaptasi pada kedua kondisi. Seleksi menggunakan multi-trait genotype-ideotype distance index (MGIDI) dengan delapan karakter memeperoleh G47, G31, G52, G70, G1, G55, G11, G17 sebagai genotipe terpilih berdasarkan spesifik lokasi pada tanah salin. Evaluasi cekaman salinitas pada fase vegetatif menunjukkan salinitas memberi pengaruh yang nyata pada seluruh karakter pertumbuhan vegetatif awal jagung yang diamati. Setiap peningkatan taraf salinitas diikuti dengan penurunan panjang akar, panjang tunas, ukuran daun serta biomassa pada jagung. Penelitian ini juga memperoleh temuan bahwa 120mM merupakan taraf efektif dalam membedakan genotipe toleran dan peka.