I.1. Arti Pertanian

Pertanian dapat diberi arti terbatas dan arti luas. Dalam arti terbatas ialah pengolahan tanaman dan lingkungan agar memberikan suatu produk. Sedangkan dalam arti luas pertanian ialah pengelolaan tanaman, ternak dan ikan agar memberikan suatu produk.

Ilmu pertanian ialah ilmu yang mempelajari bagaimana mengelolah tanaman, ternak, ikan dan lingkungan agar memberikan hasil yang semaksimal mungkin. Ilmu pertanian ini sekarang berkembang menjadi ilmu pertanian yang mempelajari pengelolaan tanaman saja, ilmu peternakan yang mempelajarin pengelolaan ternak saja dan, ilmu perikan yang mempelajarin pengelolaan ikan dan hewan air lainnya. Karenanya ketiga ilmu tersebut termasuk ilmu pertanian dalam arti luas, sedang ilmu yang hanya mempelajari pengelolaan tanaman saja termasuk ilmu pertanian dalam arti terbatas. Dan yang terakhir inilah yang biasa disebut dengan ilmu pertanian.

Ciri-ciri suatu kegiatan pertanian adalah:

1.      Dalam proses produksi harus terbentuk bahan-bahan organik dari zat anorganik dan bantuan tumbuhan atau hewan.

2.      Adanya usaha manusia untuk memperbaharui proses produksi yang bersifat "reproduktif" dan "budidaya

1.2. Arti Ilmu Pertanian

            Ilmu ialah pelajaran dari pengetahuan yang terbentuk meenjadi suatu system, umumnya tergantung pada pengamatan dan pengujian fakta sehingga menimbulkan hukum-hukum alami yang menyeluruh. Apabila yang pelajari adalah pengetahuan tentang pertanian maka ilmu itu adalah ilmu pertanian. Karena pengetahuan tentang faktor-faktor yang mempengaruhi proses dalam pertanian berkembang maka ilmu pertanian juga berkembang, beranting menjadi banyak macam ilmu. Karena proses dalam pertanian dapat dibagi menjadi proses pra panen dan pasca panen, maka ilmu-ilmu pertanian juga dapat dikelompokkan menjadi ilmu-ilmu pra panen dan ilmu-ilmu pasca panen.

1.2.1. Pengelompokan ilmu-ilmu pertanian

            Beberapa ilmu pokok yang termasuk dalam ilmu-ilmu pertanian ialah:

1. Yang mempelajari kelompok faktor iklim, misalnya Meteorologi, klimatologi, ilmu peramalan cuaca.
2. Yang mempelajari kelompok ganguan, misalnya Ilmu Hama Tumbuhan, Ilmu Penyakit Tumbuhan, Ilmu Gulma.
3. Yang mempelajarin kelompok esensiil, misalnya Fisiologi Tumbuhan, Ilmu Pengairan dan Drainase, Ilmu Tanah, Ilmu Pemupukan.
4. Yang mempelajarin kelompok faktor bahan tanaman, misalnya Botani, Ilmu Genetika, Statistika, Ilmu Rancangan Percobaan, Ilmu Seleksi Tumbuhan, Ilmu Pemuliaan Tanaman.
5. Yang mempelajarin kelompok faktor pengelohan produk pertanian, misalnya Teknologi Hasil Pertanian, Mikrobiologi, Biokimia, Ilmu mgsin dan Alat-alat Pertanian.
6. Yang mempelajarin kelompok faktor penyimpanqn produk pårtaniin, misalnya Fisiologi Lewat Panen, Ilmu Hama Gudang, Ilmu Penyakit Pqsca Panen.
7. Yang mgmpelajárin kelïmpok vaktor"pemasaran, misalnya Ilmu Ekonomi Pertanian, Ilmu Koperasi/ Ilmu Pertania~.
8. Yang mempelajarin kelompok faktor social, íisalnya Sosyologi Pedesaen, Ilmu Penyuluxan, Ilmu Komunikasi.

Ilmu-ilmu pokok tmrsebut bercabang dan cåranting seperti terlihat rada table q. Di sa}ping ivu inmu-ilmu lain yang aka~ menduoung kelanciran pedalaman, pengembangan din penerapan secara baik inmu-ilmu pertaîian0diberiëan(pula dasar dan xelengkap.

1.2.2. Macam Ilmu-mlmu pertanian

      Ilmu-ilmu yang termasuk äclam ilmw pertanian banyao macamnya. Untuk memberikan gambazan dapat fiambil contoh yang disediakan paäa salqh satu Fakultas Pgrtanian. Fakõltas pertanian Univmrsitas Muhammadiyaè Sumatera!Utara"memberikan iìmu-ilmu seperty$tercentu} xada tcâlå 1. Sekian banyak cabang dan ranting ilmu pertqnian dengan jumlih leâih dari emapcr ratus satuqn Ëredit Semester (SKS), tidak mungkin dapat diselesaiken omeh seorang mahaséswa selama satu masa setudi (empat tahun),2kaòena itu mahasiswe dapat memilih {alal satu bkdang kgihlian a|au jurusaî. Ada tigi jurusan0di Fakultas Pgrtanian UMSU, Agroteknologi, Agrobisnis dan Ilmu Teknologi Pangan."Karena seorang óarjana tertanian hanyc ahli dulao satu biding sesuay dengqn jurusan"yang diðilih. Maka t}dck mungkin dengan keahliann{a itu saja tanpa adanya keterpaduan dengan {eahlian ying lain dalam penerasan ilmu!dapeô mencapai tujuan usala perôanian yaîg sebenarannya.

dari berbagai sumber

Morfologi Tanaman Jagung

Tanaman jagung termasuk famili rumput-rumputan (graminae) dari subfamili myadeae. Dua famili yang berdekatan dengan jagung adalah teosinte dan tripsacum yang diduga merupakan asal dari tanaman jagung. Teosinte berasal dari Meksico dan Guatemala sebagai tumbuhan liar di daerah pertanaman jagung.
SISTEM PERAKARAN
Jagung mempunyai akar serabut dengan tiga macam akar, yaitu (a) akar seminal, (b) akar adventif, dan (c) akar kait atau penyangga. Akar seminal adalah akar yang berkembang dari radikula dan embrio. Pertumbuhan akar seminal akan melambat setelah plumula muncul ke permukaan tanah dan pertumbuhan akar seminal akan berhenti pada fase V3. Akar adventif adalah akar yang semula berkembang dari buku di ujung mesokotil, kemudian set akar adventif berkembang dari tiap buku secara berurutan dan terus ke atas antara 7-10 buku, semuanya di bawah permukaan tanah. Akar adventif berkembang menjadi serabut akar tebal. Akar seminal hanya sedikit berperan dalam siklus hidup jagung. Akar adventif berperan dalam pengambilan air dan hara. Bobot total akar jagung terdiri atas 52% akar adventif seminal dan 48% akar nodal. Akar kait atau penyangga adalah akar adventif yang muncul pada dua atau tiga buku di atas permukaan tanah. Fungsi dari akar penyangga adalah menjaga tanaman agar tetap tegak dan mengatasi rebah batang. Akar ini juga membantu penyerapan hara dan air.

Perkembangan akar jagung (kedalaman dan penyebarannya) bergantung pada varietas, pengolahan tanah, fisik dan kimia tanah, keadaan air tanah, dan pemupukan. Akar jagung dapat dijadikan indikator toleransi tanaman terhadap cekaman aluminium. Tanaman yang toleran aluminium, tudung akarnya terpotong dan tidak mempunyai bulu-bulu akar (Syafruddin 2002). Pemupukan nitrogen dengan takaran berbeda menyebabkan perbedaan perkembangan (plasticity) sistem perakaran jagung (Smith et al. 1995).
BATANG DAN DAUN
Tanaman jagung mempunyai batang yang tidak bercabang, berbentuk silindris, dan terdiri atas sejumlah ruas dan buku ruas. Pada buku ruas terdapat tunas yang berkembang menjadi tongkol. Dua tunas teratas berkembang menjadi tongkol yang produktif. Batang memiliki tiga komponen jaringan utama, yaitu kulit (epidermis), jaringan pembuluh (bundles vaskuler), dan pusat batang (pith). Bundles vaskuler tertata dalam lingkaran konsentris dengan kepadatan bundles yang tinggi, dan lingkaran-lingkaran menuju perikarp dekat epidermis. Kepadatan bundles berkurang begitu mendekati pusat batang. Konsentrasi bundles vaskuler yang tinggi di bawah epidermis menyebabkan batang tahan rebah. Genotipe jagung yang mempunyai batang kuat memiliki lebih banyak lapisan jaringan sklerenkim berdinding tebal di bawah epidermis batang dan sekeliling bundles vaskuler (Paliwal 2000). Terdapat variasi ketebalan kulit antargenotipe yang dapat digunakan untuk seleksi toleransi tanaman terhadap rebah batang.

Sesudah koleoptil muncul di atas permukaan tanah, daun jagung mulai terbuka. 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 mempunyai jumlah daun relatif lebih banyak dibanding di daerah beriklim sedang (temperate) (Paliwal 2000). Genotipe jagung mempunyai keragaman dalam hal panjang, lebar, tebal, sudut, dan warna pigmentasi daun. Lebar helai daun dikategorikan mulai dari sangat sempit (< 5 cm), sempit (5,1-7 cm), sedang (7,1-9 cm), lebar (9,1-11 cm), hingga sangat lebar (>11 cm). Besar sudut daun mempengaruhi tipe daun. Sudut daun jagung juga beragam, mulai dari sangat kecil hingga sangat besar (Gambar 1). Beberapa genotipe jagung memiliki antocyanin pada helai daunnya, yang bisa terdapat pada pinggir daun atau tulang daun. Intensitas warna antocyanin pada pelepah daun bervariasi, dari sangat lemah hingga sangat kuat.

Bentuk ujung daun jagung berbeda, yaitu runcing, runcing agak bulat, bulat, bulat agak tumpul, dan tumpul (Gambar 2). 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.


BUNGA
Jagung disebut juga tanaman berumah satu (monoeciuos) karena bunga jantan dan betinanya terdapat dalam satu tanaman. Bunga betina, tongkol, muncul dari axillary apices tajuk. Bunga jantan (tassel) berkembang dari titik tumbuh apikal di ujung tanaman. Pada tahap awal, kedua bunga memiliki primordia bunga biseksual. Selama proses perkembangan, primordia stamen pada axillary bunga tidak berkembang dan menjadi bunga betina. Demikian pula halnya primordia ginaecium pada apikal bunga, tidak berkembang dan menjadi bunga jantan (Palliwal 2000). Serbuk sari (pollen) adalah trinukleat. Pollen memiliki sel vegetatif, dua gamet jantan dan mengandung butiran-butiran pati. Dinding tebalnya terbentuk dari dua lapisan, exine dan intin, dan cukup keras. Karena  adanya perbedaan perkembangan bunga pada spikelet jantan yang terletak di atas dan bawah dan ketidaksinkronan matangnya spike, maka pollen pecah  secara kontinu dari tiap tassel dalam tempo seminggu atau lebih.

Rambut jagung (silk) adalah pemanjangan dari saluran stylar ovary yang matang pada tongkol. Rambut jagung tumbuh dengan panjang hingga 30,5 cm atau lebih sehingga keluar dari ujung kelobot. Panjang rambut jagung bergantung pada panjang tongkol dan kelobot.

Tanaman jagung adalah protandry, di mana pada sebagian besar varietas, bunga jantannya muncul (anthesis) 1-3 hari sebelum rambut bunga betina muncul (silking). Serbuk sari (pollen) terlepas mulai dari spikelet yang terletak pada spike yang di tengah, 2-3 cm dari ujung malai (tassel), kemudian turun ke bawah. Satu bulir anther melepas 15-30 juta serbuk sari. Serbuk sari sangat ringan dan jatuh karena gravitasi atau tertiup angin sehingga terjadi penyerbukan silang. Dalam keadaan tercekam (stress) karena kekurangan air, keluarnya rambut tongkol kemungkinan tertunda, sedangkan keluarnya malai tidak terpengaruh. Interval antara keluarnya bunga betina dan bunga jantan (anthesis silking interval, ASI) adalah hal yang sangat penting. ASI yang kecil menunjukkan terdapat sinkronisasi pembungaan, yang berarti peluang terjadinya penyerbukan sempurna sangat besar. Semakin besar nilai ASI semakin kecil sinkronisasi pembungaan dan penyerbukan terhambat sehingga menurunkan hasil. Cekaman abiotis umumnya mempengaruhi nilai ASI, seperti pada cekaman kekeringan dan temperatur tinggi.
Penyerbukan pada jagung terjadi bila serbuk sari dari bunga jantan menempel pada rambut tongkol. Hampir 95% dari persarian tersebut berasal dari serbuk sari tanaman lain, dan hanya 5% yang berasal dari serbuk sari tanaman sendiri. Oleh karena itu, tanaman jagung disebut tanaman bersari silang (cross pollinated crop), di mana sebagian besar dari serbuk sari berasal dari tanaman lain. Terlepasnya serbuk sari berlangsung 3-6 hari, bergantung pada varietas, suhu, dan kelembaban. Rambut tongkol tetap reseptif dalam 3-8 hari. Serbuk sari masih tetap hidup (viable) dalam 4-16 jam sesudah terlepas (shedding). Penyerbukan selesai dalam 24-36 jam dan biji mulai terbentuk sesudah 10-15 hari. Setelah penyerbukan, warna rambut tongkol berubah menjadi coklat dan kemudian kering.
TONGKOL DAN BIJI
Tanaman jagung mempunyai satu atau dua tongkol, tergantung varietas. Tongkol jagung diselimuti oleh daun kelobot. Tongkol jagung yang terletak pada bagian atas umumnya lebih dahulu terbentuk dan lebih besar dibanding yang terletak pada bagian bawah. Setiap tongkol terdiri atas 10-16 baris biji yang jumlahnya selalu genap.

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 cadangan makanan, mencapai 75% dari bobot biji yang mengandung 90% pati 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).

Pati endosperm tersusun dari senyawa anhidroglukosa yang sebagian besar terdiri atas dua molekul, yaitu amilosa dan amilopektin, dan sebagian kecil bahan antara (White 1994). Namun pada beberapa jenis jagung terdapat variasi proporsi kandungan amilosa dan amilopektin. Protein endosperm biji jagung terdiri atas beberapa fraksi, yang berdasarkan kelarutannya diklasifikasikan menjadi albumin (larut dalam air), globumin (larut dalam larutan salin), zein atau prolamin (larut dalam alkohol konsentrasi tinggi), dan glutein (larut dalam alkali). Pada sebagian besar jagung, proporsi masing-masing fraksi protein adalah albumin 3%, globulin 3%, prolamin 60%, dan glutein 34% (Vasal 1994).
Berdasarkan bentuk dan strukturnya biji jagung dapat diklasifikasikan sebagai berikut:
Jagung Mutiara (Flint Corn), Zea mays indurate
Biji jagung tipe mutiara berbentuk bulat licin, mengkilap, dan keras. Bagian pati yang keras terdapat di bagian atas biji. Pada saat masak, bagian atas biji mengkerut bersama-sama, sehingga permukaan biji bagian atas licin dan bulat. Varietas lokal jagung di Indonesia umumnya tergolong ke dalam tipe biji mutiara. Tipe ini disukai petani karena tahan hama gudang.
Jagung Gigi Kuda (Dent Corn), Zea mays indentata
Bagian pati yang keras pada tipe biji dent berada di bagian sisi biji, sedangkan bagian pati yang lunak di bagian tengah sampai ujung biji. Pada waktu biji mengering, pati lunak kehilangan air lebih cepat dan lebih mengkerut daripada pati keras, sehingga terjadi lekukan (dent) pada bagian atas biji. 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. Biji yang belum masak mengandung kadar gula (water-soluble polysccharride, WSP) lebih tinggi daripada pati. 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
Jagung pod adalah jagung yang paling primitif. Jagung ini terbungkus oleh glume atau kelobot yang berukuran kecil. Jagung pod tidak dibudidayakan secara komersial sehingga tidak banyak dikenal. Kultivar Amerika Selatan dimanfaatkan oleh suku Indian dalam upacara adat karena dipercaya memiliki kekuatan magis.
Jagung Berondong (Pop Corn), Zea mays everta
Tipe jagung ini memiliki biji berukuran kecil. Endosperm biji mengandung pati keras dengan proporsi lebih banyak dan pati lunak dalam jumlah sedikit terletak di tengah endosperm. Apabila dipanaskan, uap akan masuk ke dalam biji yang kemudian membesar dan pecah (pop).
Jagung Pulut (Waxy Corn), Z. ceritina Kulesh
Jagung pulut memiliki 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)
Jagung QPM 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. Prolamin menyusun sebagian besar protein endosperm dengan kandungan lisin dan triptofan yang jauh lebih rendah dibanding fraksi protein lain. Fraksi albumin, globulin,dan glutein memiliki kandungan lisin dan triptofan tinggi. Gen o2 dalam ekspresinya mengubah proporsi kandungan fraksi-fraksi protein. Fraksi prolamin berkurang hingga 50%, sedangkan sintesis albumin, globulin, dan glutein meningkat. Kandungan lisin dan triptofan jagung QPM meningkat, sementara sintesis prolamin memiliki kandungan lisin rendah (Vasal 1994). Kandungan protein yang tinggi dalam endosperm memberikan warna gelap pada biji.
Jagung Minyak Tinggi (High-Oil)
Jagung minyak tinggi memiliki biji dengan kandungan minyak lebih dari 6%, sementara sebagian besar jagung berkadar minyak 3,5-5%. Sebagian besar minyak biji terdapat dalam scutelum, yaitu 83-85% dari total minyak biji. Jagung minyak tinggi sangat penting dalam industri makanan, seperti margarin dan minyak goreng, serta industri pakan. Ternak yang diberi pakan jagung minyak tinggi berdampak positif terhadap pertumbuhannya (Lambert 1994). Jagung minyak tinggi memiliki tipe biji bermacam-macam, bisa dent atau flint.
Sumber: Balai Penelitian Tanaman Serealia, Maros (Nuning Argo Subekti, Syafruddin, Roy Efendi, dan Sri Sunarti).

Peranan Air Bagi Tanaman

Air merupakan sumber kehidupan, tanpa air tidak ada makhluk yang dapat hidup. Begitu juga tanaman,salah satu unsur terbesar tanaman adalah air yaitu berkisar anatara 90% untuk tanaman muda, sampai kurang dari 10% untuk padi-padian yang menua sedangkan tanaman yang mengandung minyak , kandungan airnya sangat sedikit. penyiraman harus dilakukan teratur agar tidak kekurangan. Jika tidak disiram, tanaman akan mati kekeringan. Air merupakan bahan untuk fotosintesis, tetapi hanya 0,1% dari total air yang digunakan untuk fotosintesis. Air yang digunakan untuk transpirasi tanaman sebanyak 99 %, dan yang digunakan untuk hidrasi 1 %, termasuk untuk memelihara dan menyebabkan pertumbuhan yang lebih baik. Selama pertumbuhan tanaman membutuhkan sejumlah air yang tepat

Air merupakan reagen yang penting dalam proses-proses fotosintesa dan dalam proses-proses hidrolik. Disamping itu juga merupakan pelarut dari garam-garam, gas-gas dan material-material yang bergerak kedalam tumbuhtumbuhan,melalui dinding sel dan jaringan esensial untuk menjamin adanya turgiditas, pertumbuhan sel, stabilitas bentuk daun, proses membuk dan menutupnya stomata, kelangsungan gerak struktur tumbuh-tumbuhan . Kekurangan air akan mengganggu aktifitas fisiologis maupun morfologis, sehingga mengakibatkan terhentinya pertumbuhan. Defisiensi air yang terusmenerus akan menyebabkan perubahan irreversibel (tidak dapat balik) dan pada gilirannya tanaman akan mati.