11 TINJAUAN PUSTAKA Botani tanaman Menurut Steenis (2003

11
TINJAUAN PUSTAKA
Botani tanaman
Menurut Steenis (2003), tanaman kedelai klasifikasikan kedalam kingdom
Plantae,divisio Spermatophyta, subdivision Angiospermae ,Kelas Dicotyledoneae,
ordo Polypetales, family Papilonaceae, genus Glycine, dan spesies Glycine max
(L.) merril.
Susunan akar kedelai pada umumnya sangat baik. Pertumbuhan akar
tunggang lurusmasuk kedalam tanah dan mempunyai banyak akar cabang. Pada
akar cabang banyak terdapat bintil akar berisi bakteri Rhizobium japonicum, yang
mempunyai kemampuan mengikat zat lemas bebas (N2) dari udara yang
kemudian
dipergunakan
untuk
menyuburkan
tanaman
(Andrianto dan Indarto,2004).
Tanaman kedelai berbatang pendek (30 – 100cm), memiliki percabangan,
dan berbentuk tanaman perdu. Pada tanaman yang rapat sering kali tidak
berbentuk percabangan atau hanya bercabang sedikit. Batang tanaman kedelai
berkayu. Biasanya kaku dan tahan rebah, kecuali tanaman yang dibudidayakan di
musim hujan atau tanaman yang hidup di tempat ternaungi. Menurut tipe
pertumbuhannya, tanaman kedelai dapat dibedakan menjadi tiga macam, yaitu
determinate, indeterminate dan semideterminate. Pertanaman determinate
memiliki karakteristik tinggi tanaman pendek sampai sedang, ujung batang
hampir sama besar dengan batang bagian tengah, daun teratas sama besar dengan
daun batang tengah, dan berbunga serentak. Pertanaman indeterminate memilki
karakteristik tinggi tanaman sedang sampai tinggi, ujung batang lebih kecil dari
bagian tengah, agak melilit dan beruas panjang, daun teratas lebih kecil dari daun
12
tengah, dan pembungaan terjadi secara bertahap mulai dari bagian pangkal atas.
Tipe semideterminate memiliki karakteristik antara indeterminate dan determinate
(Irwan, 2006).
Terdapat empat tipe daun yang berbeda pada tanaman kedelai yaitu
kotiledon ataudaun biji, daun primer,daun trifoliate,dan daun profilia. Daun
primer sederhana berbentuk oval berupa unifoliat ( daun tunggal ) yang terlatak
berseberangan pada buku pertama. Daun daun berikutnya anak daun bentuk oval
hingga lancip ( Irwan , 2006).
Kultivar kedelai memiliki bunga bergerombol terdiri atas 3 – 15 bunga
yang tersusun pada ketiak daun. Karakteristik bunga seperti famili legum isinnya,
yaitu corolla ( mahkota daun ) terdiridari 5 petal yang menutupi sebuah pistil dan
10 stagmen. 9 stagmen berkembang membentuk seludang yang mengelilingi
putik,
sedangkan
stagmen
yang
kesepuluh
terpisah
bebas
(Poehlman dan Sleper, 1995).
Bunga kedelai berwarna putih, ungu pucat dan ungu. Bunga dapat
menyerbuk sendiri. Saat bunga bergantung pada kultivar (varietas) dan ilklim.
Suhu mempengaruhi proses pembungaan. Semakin pendek penyinaran dan
semakin
tinggi
suhu
udaranya,
akan
semakin
cepat
berbunga
(Rubatzky dan Yamaguchi, 1998).
Biji kedelai berkeping dua terbungkus kulit biji dan tidak mengandung
jaringan endosperma. Embrio terletak di keping biji. Warna kulit biji kuning,
hitam, hijau,atau coklat. Pusar biji (hilum) adalah jaringan bekas biji melekat pada
13
dinding buah, bentuk biji kedelai pada umumnya bulat lonjong, tetapi ada juga
yang bundar atau bulat agak pipih (Departemen Pertanian, 1990).
Syarat Tumbuh
Iklim
Melihat kondisi iklim di negara kita maka kedelai umunyaditanam pada
musim mareng ( musim kemarau), yakni setelah panen padi rendheng (padi
musim hujan ). Banyaknya musim hujan sangat mempengaruhi aktivitas bakteri
tanah
dalam
menyediakan
nitrogen
namun
ketergantungan
ini
dapat
diatasi,asalkan selama 30 – 40 hari suhu di dalam dan dipermukaan pada musim
panas
sekitar
35
-
39˚C,
dengan
kelembaban
sekitar60
-70%
( Andrianto dan Indarto, 2004).
Tanaman kedelai sebagian besar tumbuhdi daerah yang berilkim tropis dan
subtropis. Iklim kering lebih disukai tanaman kedelai dibandingkan iklm lembab.
Tanaman kedelai dapat tumbuh dengan baik di daerah yang memiliki curah hujan
sekitar 100 – 400 mm/bulan. Sedangkan untuk mendapatkan hasil yang optimal,
tanaman kedelai membutuhkan curah hujan antara 100-200 mm/bulan. Suhu yang
dikehendaki tanaman kedelai dikehendakitanaman kedelai 23 - 27˚C, akan tetapi
suhu optimum bagi pertumbuhan tanaman kedelai 23 – 27 ˚C. Pada proses
perkecambahan benih kedelai memerlukan suhu yang cocok sekitar
˚C
30
(Prihatman, 2000).
Kedelai merupakan tanaman hari pendek, yakni tidak ada yang berbunga
bila lama penyinaran ( panjang hari ) melampui batas krisis. Setiap varietas
mempunyai panjang hari kritik. Apabila lama penyinaran kurang dari batas kritik,
maka kedelai akan berbunga. Dengan lama penyinaran 12 jam, hampir semua
14
varietas kedelai dapat berbunga dan tergantung dari varietasnya, umumnya
berbunga beragam dari 20 hari hingga 60 hari setelah tanam. Apabila lama
penyinaran melebihi periode kritik, tanaman tersebut akan meneruskan
pertumbuhan
vegetatif
tanpa
berbunga
(Baharsjah,1985).
Tanah
Tanaman kedelai dapat tumbuh pada berbagai jenis tanah dengan drainase
dan aerasi tanah yang cukup baik serta air yang cukup selama pertumbuhan
tanaman. Tanaman kedelai dapat tumbuh baik pada tanah alluvial, regosol,
grumosol,
latosol,
dan
andosol,
pada
tanah
yang
kurang
subur
( miskin unsur hara ) jenis tanah podsolik merah –kuning ,perlu di beri pupuk
organik dan pengapuran ( Departemen Pertanian, 1990).
Benih kedelai yng di tanam harus mendapatkan kelembaban tanah dan
mampu menyerap air setara dengan 50% dari bobot setiap biji kedelai untuk
menambah berkecambah. Kelembaban tersebut akan diperoleh apabila benih yang
ditanam kontak langsung sengan partikel tanah yang gembur dan lembab
( Sumarno, et.al,2007).
Kedelai termasuk tanaman yang mampu beradaptasi dengan berbagai
iklim, mengkehendaki tanah yang cukup gembur, tekstur lempung berpasir dan
liat. Tanaman kedelai dapat tumbuh dengan baik pada tanah yang mengandung
bahan organik dan pH antara 5,5 – 7 (optimal 6,7). Tanah hendaknya mengandung
cukup air tetatpi tidak sampai tergantung (Departemen Pertanian, 1996).
15
Varietas
Varietas adalah sekelompok tanaman dari suatu jenis atau spesies yang
dtandai dengan bentuk dan pertumbuhan tanaman, daun, biji, dan ekspresi
karakter dan kombinasi genotipe yang dapat membedakan dengan jenis atau
spesies yang sama oleh sekurang – kurangnya satu sifat yang menentukan dan
apabila di perbanyak, tidak mengalami pertumbuhan (Sutaryo, et.al, 2005).
Varietas memegang peranan penting dalam perkembangan penanaman,
karena untuk mencapai produktivitas yang tinggi sangat ditentukan oleh potensi
daya hasil dari varietas unggul yang ditanam.Potensi hasil di lapangan
dipengaruhi pula oleh interaksi antara faktor genetik varietas dengan kondisi
lingkungan tumbuh. Bila pengelolaan lingkungan tumbuh tidak dilakukan dengan
baik, potensi daya hasil yang tinggi dari varietas unggul tersebut tidak dapat
tercapai (Adisarwanto, 2005).
Tanaman kedelai menghendaki tanah yang subur, gembur, dan kaya akan
humus atau bahan organik Suprapto, (1999). Nilai pH ideal bagi pertumbuhan
kedelai dan bakteri Rhizobium adalah 6,0-6,8. Apabila pH diatas 7,0 tanaman
kedelai akan mengalami klorosis sehingga tanaman menjadi kerdil dan daunnya
menguning (Fachruddin,2000).
Cekaman Aliminium
Aluminium dapat menimbulkan efek yang merugikan pertumbuhan
tanaman baik secara langsung maupun tidak secara langsung. Pengaruh
aluminium tidak sama pada semua tanaman,bahkan dalam spesies yang sama.
16
Akar merupakan bagian tanaman yang paling sentinsif terhadap keracunan Al
(Purnamaningsih dan Mariska, 2008).
Gejala pertama yang nampak dari keracunan Al adalah sistem perakaran
yang tidak berkembang (pendek dan tebal) sebagai akibat penghambatan sel.
Beberapa pengaruh buruk keberadaan Al tersebut antara lain : terjadi gangguan
penyerapan hara, bergabung dengan dinding sel,dan penghambat pembelahan sel
(Hanum,2009).
Pengaruh keracunan Al terutama membatasi kedalaman maupun
percabangan akar , sehingga akan menghambat daya serap akar terhadap hara lain,
pada beberapa tanaman, keracunan Al memperlihatkan gejala daun yang mirip
defisiensi P, kekerdilan menyeluruh, dedaunan mengecil berwarna hijau gelap dan
lambat matang, batang,daun
dan urat daun berwarna ungu, ujung daun
menguning dan mati. Pada tanaman lain menunjukan gejala defisiensi Ca yang
terinduksi atau tertekannya transportasi Ca dalam tanaman yaitu dedaun muda
menguning atau mengulung dan titik tumbuh atau tangkai daun tumbang. Akar
yang terluka secara khas terlihat mengaemuk dan rapuh. Pucuk akar dan akar
lateral menjadi tebal dan berubah cokelat. Sistim perakaran secara keseluruhan
tampak bergerombol, dengan banyak akar lateral yan menggemuk tapi tanpa
cabang/bulu-bulu
akar
sehingga
tidak
efektif
dalam
penyerapan
hara
(Hanafiah, 2009).
Gejala-gejala keracunan aluminium tidak mudah diidentifikasi. Pada
tumbuhan, gejala daun menyerupai defisiensi fosfor (P), daun hijaugelap dan
akhirnya tampak keunguan dari batang, daun, dan venadaun, menguning dan
17
kematian ujung daun. Dalam beberapa kasus toksisitas Al muncul sebagai kalsium
diinduksi (Ca) defisiensi atau mengurangi masalah transportasi Cadaun muda
menjadi keriting dan runtuh dari titik tumbuh (Felix dan Donald, 2002)
Menurut Hanafiah (2009), secara fisiologis dan biokimianya, keracunan
aluminium menyebabkan :
1. Terganggunya pembelahan sel pada pucuk akar dan akar
lateralnya.
2. Pengersan dinding sel akibat terbentuknya jalinan peptin abnormal.
3. Berkurangnya replikasi DNA akibat meningkatnya kekerasan helix
ganda DNA.
4. Terjadinya penyematan (fiksasi) P dalam tanah menjadi tidak
tersedia atau pada permukaan akar.
5. Menurunya replikasi akar.
6. Terganggunya enzim-enzim regulator fosforilaso gula.
7. Terjadinya penumpukan polisakarida dinding sel.
8. Terganggunya penyerapan, dan penyangkutan beberapa unsur
esensial seperti Ca, Mg, K, P dan Fe.
Mekanisme Toleransi Tanaman Terhadap Cekaman Aluminum
Beberapa jenis tanaman dapat tumbuh pada tanah- tanah yang
mengandung tingkat ion toksik yang dapat memetikan untuk spesies lain.
Terdapat tiga mekanisme utama hingga hal tersebut terjadi, yaitu :
18
1. Penghindaran (escape) femologis, apabila stres yang terjadi pada tanman
bersifat musiman, tanaman dapat menyesuaikan siklus hidupnya, sehinnga
tumbuh dalam musim yang sangat cocok saja.
2. Eksklusi tanaman, dapat mengenal ion yang toksik dan mencegah agar tidak
terambil sehingga tidak mengalami toksisitas. Penanggulangan ameliorasi
tanaman barangkali mengabsobrsi ion tersebut, tetapi bertindak demikin rup
untuk meminimumkan pengaruhnya. Jenisnya meliputi pembentukan kelat
( chemilation), pengenceran,lokalisasi, atau bahan eksresi.
3. Toleransi tanaman, dapat mengembangkan sistem metabolisme yang berfungsi
toksis yang potensial,mungkin dengan molekul enzim (Fitter dan Hay, 1991).
Kemampuan pertumbuhan tanaman pada tanah dengan kandungan Al tinggi,
adalah dengan menghasilkan eksudat akar (dalam bentuk anion-anion asam
organik, gula, vitamin, asam amino, purin, nukleotida,oin-ion anoragnik dan
sebagainya). Senyawa-senyawa ini membantu perakaran tanaman terhindar dari
akibat buruk Al²+, sehinnga akar sebagai fungsi penyerapan hara dan air dapat
menjalankan fungsinya ( Felix dan Donald, 2002).
Kriteria tanaman yang toleran terhadap aluminium harus mampu : (1)
mengurangi serapan Al oleh akar (2) serta memiliki mekanisme tertentu untuk
menetralkan
pengaruh
toksisitas
Al
yang
diserap
tanaman
( Mariansyah, 2008).
Heritabilitas
Heritabilitas adalah ragam proporsi dari variansi fenotip total yang
disebabkan oleh efek gen. Heritabilitas untuk sifat tertentu berkisar antara dari 0
19
sampai 1. Merumuskan kriteria hertabilitas adalah sebagai berikut: yaitu
heritabilitasnya sedang = 0,2 – 0,5 dan hertabilitasnya rendah < 0,2. Jika
heritabilitas kurang dari satu, maka nilai tengah dari keturunan dalam
hubungannya dengan nilai tengah induk- induknya, terjadi regresi ke arh nilai
tengah generasi sebelumnya. Jika heritabilitas itu adalah 0,5, maka nilai tengah
keturunan beregresi 50% kearah nilai tengah generasi sebelumnya, jika
hertabilitas adalah 0.25maka nilai tengah generasi sebelumnya. Jadi jika
heritabilitas = 100% maka sama dengan persentase regresi (Stanfield, 1991).
Variasi keseluruhan dalam suatu populasi merupakan kombinasi genotif
dan pengaruh lingkungan. Proporsi variasi merupakan sumber yang penting dalam
program pemuliaan tanaman karena dari jumlah variasi genetik ini di harapkan
terjadi kombinasi genetik yang baru. Proporsi dari seluruh varisi yang di sebabkan
oleh perubahan genetik di sebut hertabilitas. Hertabilitas dalam arti yang luas
adalah semua aksi gen termasuk sifat dominan, aditif, dan epistasis. Nilai
heritabilitas secara teoritis berkisar antara 0-1 . Nilai 0 ialah bila seluruh variasi
yang terjadi di sebabkan oleh faktor lingkungan, sedangkan nilai 1 bila seluruh
variasi di sebabkan oleh faktor genetik (Welsh, 2005).