48 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Kedelai Kedelai merupakan

48
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Kedelai
Kedelai merupakan tanaman asli Daratan Cina dan telah dibudidayakan oleh manusia
sejak 2500 SM. Sejalan dengan makin berkembangnya perdagangan antar negara yang
terjadi pada awal abad ke-19, menyebabkan tanaman kedelai juga ikut tersebar ke
berbagai negara tujuan perdagangan tersebut. Kedelai mulai dikenal di Indonesia sejak
abad ke-16. Awal mula penyebaran dan pembudidayaan kedelai yaitu di Pulau Jawa,
kemudian berkembang ke Bali, Nusa Tenggara, dan pulau-pulau lainnya. Pada
awalnya, kedelai dikenal dengan beberapa nama botani, yaitu Glycine soja dan Soja
max. Namun pada tahun 1948 telah disepakati bahwa nama botani yang dapat diterima
dalam istilah ilmiah, yaitu Glycine max (L.) Merill (Adisarwanto, 2005).
Nilai protein dari kedelai tidak setinggi nilai protein dari susu sapi atau telur
ayam, terutama dalam hal kadar asam amino methionie dan cystine, namun terdapat
kandungan asam amino lainnya yaitu isoleucine, leucine, lysine, methionine,
phenylalanine, threonin, tryptophane, valine, serta vitamin A dan B yang terdapat
pada kedelai. Kesadaran masyarakat terhadap menu makanan yang bergizi dibarengi
dengan peningkatan jumlah penduduk dan pendapatan per kapita menyebabkan
kebutuhan kedelai makin meningkat. Menurut perkiraan kebutuhan kacang-kacangan
termasuk kedelai, meningkat sebesar 7,6% per tahun. Untuk memenuhi kebutuhan
konsumsi di atas terpaksa diimpor. Sebenarnya hal itu tidak perlu dilakukan manakala
produksi dalam negeri dapat dikembangkan sejalan dengan meningkatnya tuntutan
kebutuhan, mengingat potensi yang ada sangat besar. Salah satu faktor yang
menyebabkan rendahnya hasil kedelai di Indonesia ialah pandangan petani yang masih
menganggap kedelai sebagai tanaman sampingan mengakibatkan rendahnya tingkat
teknologi budaya untuk tanaman kedelai (Suprapto, 2001).
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
49
2.2 Mikroorganisme Tanah
Peran mikroba tanah dalam siklus berbagai unsur hara di dalam tanah sangat penting,
sehingga bila salah satu jenis mikroba tersebut tidak berfungsi maka akan terjadi
ketimpangan dalam daur unsur hara di dalam tanah. Ketersediaan unsur hara sangat
berkaitan dengan aktivitas mikroba yang terlibat di dalamnya.
Tanah merupakan hasil gabungan proses fisik, kimia, dan biologi, jika
dianalisis merupakan campuran yang terdiri dari bahan organik, anorganik, air, dan
udara yang keseluruhannya tercampur menjadi satu secara sempurna, sehingga sukar
untuk dipisahkan antara yang satu dengan yang lainnya. Senyawa organik merupakan
kumpulan sisa-sisa makanan, yang sebagian telah diuraikan dan bahan ini merupakan
bagian yang mudah dihancurkan oleh organisme tanah seperti bakteri, fungi, dan
protozoa. Dengan demikian mikroba merupakan bagian dari tanah yang memegang
peranan penting dalam menentukan sifat dan tekstur tanah. Keadaan nutrisi dalam
tanah, merupakan faktor penting lain yang mempengaruhi aktivitas mikroba tanah.
Aktivitas terbesar terdapat dalam lapisan permukaan yang kaya bahan organik,
khususnya pada daerah yang dekat dengan akar tumbuhan (rizosfer). Jumlah dan
aktivitas mikroba tanah bergantung pada besarnya tingkat keseimbangan jumlah
nutrisi. Hal ini akan berpengaruh terhadap tingkat kesuburan tanah (Ristiati et al.,
2008).
Secara umum, rizosfer ekosistem tanah yang sehat akan dihuni oleh organisme
yang menguntungkan yang memanfaatkan substrat organik dari bahan organik sebagai
sumber energi dan nutrisinya. Sejumlah mikroba memegang peran penting pada tanah
yang normal dan sehat, dan merupakan indikator dalam menentukan kualitas tanah.
Mikroba tanah berperan dalam proses penguraian bahan organik, melepaskan nutrisi
ke dalam bentuk yang tersedia bagi tanaman, dan mendegradasi residu toksik. Selain
itu, mikroba juga berperan sebagai agen peningkat pertumbuhan tanaman yang
menghasilkan berbagai hormon tumbuh, vitamin dan berbagai asam-asam organik
yang berperan penting dalam merangsang pertumbuhan bulu-bulu akar (Hindersah &
Simarmata, 2004).
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
50
Rizosfer merupakan daerah yang ideal bagi tumbuh dan berkembangnya
mikroorganisme tanah. Keadaan ini didukung oleh fungsinya, yaitu sebagai penyedia
nutrisi dan juga sebagai tempat tumbuh dan berkembangnya mikroorganisme.
Beberapa macam nutrisi disekresikan di dalam rizosfer, yang sangat dipengaruhi oleh
berbagai faktor lingkungan di dalam tanah. Beberapa bakteri penyedia hara yang
terdapat pada rizosfer akar disebut sebagai rhizobakteri pemacu tanaman atau dikenal
sebagai PGPR (Basan & Holguin, 1998).
2.3 Mikroorganisme Penambat Nitrogen
Cano (1986) dalam jurnal Ristiati (2008) menyatakan bahwa nitrogen memasuki tanah
dalam bentuk amonia dan nitrat bersama air hujan, dalam bentuk hasil penambatan
nitrogen bebas atau dalam bentuk penambahan pupuk sintesis. Tetapi kenaikan
kandungan nitrogen tanah yang cukup tinggi, lebih banyak disebabkan oleh adanya
kemampuan beberapa mikroba untuk memfiksasi. Bakteri mampu melakukan
penambatan nitrogen udara. Secara umum, fiksasi nitrogen biologis sebagai bagian
dari input nitrogen untuk mendukung pertumbuhan tanaman telah menurun akibat
intensifikasi pemupukan anorganik (Hindersah & Simarmata, 2004).
Beberapa kelompok bakteri yang dapat dimanfaatkan untuk meningkatkan
produksi tanaman ialah Rhizobium (bakteri penambat N2 yang bersimbiosis dengan
kacang-kacangan), Azotobacter dan Azospirillum (bakteri penambat N2 yang tidak
bersimbiosis dengan tanaman) (Dewi, 2007). Azospirillum mempunyai kemampuan
menambat nitrogen baik sebagai mikroorganisme yang hidup bebas atau berasosiasi
dengan perakaran tanaman pangan seperti padi dan jagung (Dobereiner & Day, 1976).
Hamdi (1982) dalam jurnal Nurhayati (2006) menyatakan bahwa bakteri penambat
Nitrogen non simbiotik, termasuk dalam famili Azotobacteriaceae yang terdiri atas
empat genus yaitu genus Azotobacter terdiri atas empat spesies diantaranya
A.
crhoococcum, A. beijerinkii, A. vinelandii dan A. paspali. Genus Azomonas terdiri dari
A. agilis, A. insigne, dan A.macrocytogenese. Genus Beijerinkia terdiri dari B. indica,
B. mobilis, B.fluminensis dan B.derxii dan genus Derxia yang terdiri dari satu spesies
yaitu D.gumnosa (Nasahi, 2010).
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
51
2.4 Peran Nitrogen bagi Tanaman
Nitrogen merupakan unsur hara yang utama bagi pertumbuhan tanaman, yang pada
umumnya sangat diperlukan untuk pembentukan atau pertumbuhan bagian-bagian
vegetatif tanaman, seperti daun, batang dan akar. Fungsi nitrogen yang selengkapnya
bagi tanaman adalah untuk meningkatkan pertumbuhan tanaman, dapat menyehatkan
pertumbuhan daun, daun tanaman lebar dengan warna yang lebih hijau, meningkatkan
kadar protein dalam tubuh tanaman, meningkatkan kualitas tanaman penghasil daun
(Sutedjo, 1987). Nitrogen merupakan nutrisi penting bagi tumbuhan dan diperlukan
dalam jumlah besar. Kandungan nitrogen dalam jaringan tumbuhan tinggi per berat
kering jaringan ialah sebanyak 1,5%. Nitrogen menjadi salah satu komponen dalam
molekul protein, purin, pirimidin dan porfirin. Purin dan pirimidin merupakan basa
nitrogen yang penting dalam pembentukan molekul asam nukleat (RNA dan DNA).
Sedangkan porfirin penting dalam pembentukan klorofil Arief (1989) dalam skripsi
Nurhayati (2006).
Nitrogen dikatakan penting bagi tumbuhan oleh karena dinilai mampu
memenuhi tiga kriteria yang harus dipenuhi oleh setiap unsur. Ketiga kriteria tersebut
meliputi dimana unsur N penting bagi pertumbuhan dan reproduksi, unsur tersebut
tidak dapat diganti dengan unsur lain dan kebutuhan akan unsur tersebut bersifat
langsung dan bukan hasil efek tidak langsung Sasmitamiharja (1990) dalam jurnal
Nurhayati (2006).
2.5 Mekanisme Penambatan Nitrogen
Sumber utama N berasal dari gas N2 dari atmosfir, kadar gas nitrogen di atmosfir
bumi sekitar 79% dari volumenya. Walaupun jumlahnya sangat besar tetapi belum
dapat dimanfaatkan oleh tanaman tingkat tinggi, kecuali telah menjadi bentuk yang
tersedia. Proses perubahan tersebut
dapat dilakukan oleh mikroba yang hidup
bersimbiosis dengan tanaman tanaman legum (kacang-kacangan) maupun tanaman
non legum (Dewi, 2007).
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
52
Komponen utama nitrogen di atas bumi adalah N2, yang dapat digunakan
sebagai sumber nitrogen oleh bakteri pengfiksasi nitrogen. Amonia yang dihasilkan
oleh fiksasi nitrogen atau oleh ammonifikasi dari nitrogen campuran bahan organik
dapat berasimilasi ke bahan organik atau dapat dioksidasi ke nitrat oleh bakteri
nitrifikasi. Nitrogen yang hilang dari biosfer terjadi sebagai hasil denitrifikasi, di mana
nitrat dikompersikan kembali ke N2. Amoniak diproduksi selama dekomposisi dari
bahan nitrogen organik (ammonifikasi) dan terjadi pada pH netral sebagai ion
ammonium (NH4). Di dalam tanah, sebagian besar amoniak yang dilepaskan oleh
dekomposisi aerobik dengan cepat didaur ulang dan dikonversi ke asam amino
didalam tumbuhan. Sebab amoniak mudah menguap, beberapa kehilangan dapat
terjadi dari tanah (terutama tanah sangat bersifat alkali) (Nasahi, 2010).
2.6 Mikroorganisme Penghasil IAA
Kelompok bakteri yang bermanfaat bagi pertumbuhan tanaman secara langsung
adalah kelompok penghasil zat pengatur tumbuh. Kelompok bakteri ini berperan
penting pada pertanian di wilayah tropis (Lestari, 2007).
Beberapa kelompok bakteri yang memiliki kemampuan untuk merangsang
pertumbuhan tanaman diantaranya yaitu beberapa strain bakteri dari genus
Azospirillum memiliki kemampuan phytostimulatori (merangsang pertumbuhan
tanaman), hal ini disebabkan karena bakteri tersebut mampu memproduksi
fitohormon, yaitu IAA (Lestari, 2007). Bakteri Rhizobium yang terseleksi mampu
menstimulasi pertumbuhan, baik pada tanaman Leguminoceae (tanaman kacangkacangan) maupun yang bukan Legumonoceae pada skala lapangan. Bakteri tersebut
terbukti mampu memproduksi fitohormon yaitu sitokinin dan auksin (Hoflich,1995).
Hasil penelitian lain menyebutkan bahwa Streptomyces griseoviridis juga mampu
memprodukasi auksin yaitu IAA (indol 3 acetic acid) secara in vitro. Metabolit ini
dapat berperan sebagai stimulator pertumbuhan tanaman, tetapi pada skala lapangan
produksi IAA ini perlu dikaji lebih lanjut (Tuomi et al., 1940). Beberapa isolat
Pseudomonas sp. telah diketahui mampu menghasilkan hormon pertumbuhan tanaman
seperti hormon IAA (Vasanthakumar & Mc Manus, 2004).
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
53
Banyak bakteri tanah telah digunakan sebagai PGPR, dan salah satunya adalah
Bacillus sp., bakteri yang dapat meningkatkan pertumbuhan tanaman dan
menghambat perkembangan patogen akar (Bahri et al., 2009).
Beberapa
mikroorganisme tanah yang menghasilkan IAA seperti Azospirillum sp., Enterobacter
sp., Azotobacter sp., Klebsiella sp., Alcaligenes faecalis, Azoarcus sp., Serratia sp.,
Cyanobacteria dan bakteri sulfur dapat mendorong pertumbuhan tanaman (Rubio et
al, 2000). Azotobacter chroococcum, A. vinelandii dan A. paspali mampu
menghasilkan auksin (Azcon & Barea, 1975).
2.7 Peran IAA Bagi Tanaman
Sumber hormon IAA yang alami tidak hanya dihasilkan oleh tumbuhan saja tetapi
juga dihasilkan oleh rhizobakteri. Pemakaian supernatan dari kultur rhizobakteri yang
mengandung IAA mampu memberikan efek fisiologis pada suatu tanaman. Hormon
tumbuh yang dihasilkan oleh mikroorganisme rhizosfer mampu meningkatkan
perkecambahan biji, pembentukan rambut akar serta meningkatkan transpor ion
sehingga pengangkutan air oleh akar meningkat (Pamungkas et al., 2009).
Menurut Siregar (2009), auksin merupakan salah satu hormon tanaman yang
dapat meregulasi banyak proses fisiologi, seperti pertumbuhan, pembelahan dan
diferensiasi sel serta sintesa protein (Darnell et al, 1986). Fungsi auksin menurut
Wilkins (1989), adalah menyebabkan terjadinya pembelahan sel pada lapisan
kambium. Pada konsentrasi auksin optimum, sel-sel penyusun kambium aktif
membelah dan terbentuk lapisan xilem yang cukup tinggi.
IAA adalah hormon auksin endogen yang disintesis dalam batang dan akar.
Prinsip karakterisasi adalah mengontrol proses fisiologis dan menstimulasi kapasitas
perpanjangan sel dalam batang dan bagian koleoptil, mempengaruhi inang pada
respon perkembangan termasuk inisiasi akar, perkembangan bunga maupun buah
(Ekowahyuni, 2002).
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA