TINJAUAN PUSTAKA. ke dalam kelas Dicotyledonae, berordo Polypetales dengan famili Papilionaceae

Transkripsi

1 49 TINJAUAN PUSTAKA Botani Tanaman Menurut van Steenis (2003), tanaman kedelai diklasifikasikan ke dalam Kingdom Plantae dengan divisi Spermatophyta. Kedelai merupakan tanaman berbiji terbuka yaitu dengan subdivisi Angiospermae. Tanaman kedelai termasuk ke dalam kelas Dicotyledonae, berordo Polypetales dengan famili Papilionaceae (Leguminosae). Nama spesies dari tanaman ini adalah Glycinemax (L.) Merill dengan genus Glycine. Sistem perakaran kedelai terdiri dari dua macam, yaitu akar tunggang dan akar sekunderyang tumbuh dari akar tunggang. Selain itu kedelai juga seringkali membentuk akar adventif yang tumbuh dari bagian bawah hipokotil. Pada umumnya, akar adventif terjadi karena cekaman tertentu, misalnya kadar air tanah yang terlalu tinggi (Irwan, 2006). Pertumbuhan batang kedelai dibedakan menjadi dua tipe, yaitu tipe determinate dan indeterminate. Perbedaan sistem pertumbuhan batang ini didasarkan atas keberadaan bunga pada pucuk batang. Pertumbuhan batang tipe determinate ditunjukkan dengan batang yang tidak tumbuh lagi pada saat tanaman mulai berbunga. Sementara pertumbuhan batang tipe indeterminate dicirikan bila pucuk batang tanaman masih bisa tumbuh daun, walaupun tanaman sudah mulai berbunga. Disamping itu, ada varietas hasil persilangan yang mempunyai tipe batang mirip keduanya sehingga dikategorikan sebagai semi-determinate atau semi indeterminate(irwan, 2006).

2 50 Tanaman kedelai mempunyai dua bentuk daun yang dominan, yaitu stadia kotiledon yang tumbuh saat tanaman masih berbentuk kecambah dengan dua helai daun tunggal dan daun bertangkai tiga (trifoliate leaves)yang tumbuh selepas masa pertumbuhan (Andrianto dan Indarto, 2004). Tanaman kedelai di Indonesia yang mempunyai panjang hari rata-rata sekitar 12 jam dan suhu udara yang tinggi (>30 C), sebagian besar mulai berbunga pada umur antara 5-7 minggu. Tanaman kedelai termasuk peka terhadap perbedaan panjang hari, khususnya saat pembentukan bunga. Periode berbunga pada tanaman kedelai cukup lama yaitu 3-5 minggu untuk daerah subtropik dan 2-3 minggu di daerah tropik, seperti di Indonesia.jumlah bunga pada tipe batang determinate umumnya lebih sedikit dibandingkan pada batang tipe indeterminate. Warna bunga yang umum pada berbagai varietas kedelai hanya dua, yaitu putih dan ungu (Irwan, 2006). Polong kedelai pertama kali terbentuk sekitar 7-10 hari setelahmunculnya bunga pertama. Panjang polong muda sekitar 1 cm. Jumlahpolong yang terbentuk pada setiap ketiak tangkai daun sangat beragam,antara 1-10 buah dalam setiap kelompok. Pada setiap tanaman, jumlahpolong dapat mencapai lebih dari 50, bahkan ratusan. Kecepatanpembentukan polong dan pembesaran biji akan semakin cepat setelahproses pembentukan bunga berhenti. Ukuran dan bentuk polong menjadimaksimal pada saat awal periode pemasakan biji. Hal ini kemudian diikutioleh perubahan warna polong, dari hijau menjadi kuning kecoklatan padasaat masak. (Hidajat, 1985). Biji kedelai terbagi menjadi dua bagian utama, yaitu kulit biji dan embrio. Pada kulit biji terdapat bagian yang disebut pusar (hilum) yangberwarna coklat,

3 51 hitam, atau putih. Pada ujung hilum terdapat mikrofil,berupa lubang kecil yang terbentuk pada saat proses pembentukan biji(suprapto, 1992). Syarat Tumbuh Iklim Indonesia mempunyai iklim tropis yang cocok untuk pertumbuhan kedelai karena kedelai menghendaki cuaca yang cukup panas. Pada. umumnya pertumbuhan kedelai sangat ditentukan oleh ketinggian tempat dan biasanya akan tumbuh baik pada ketinggian tidak lebih dari 500 m di atas permukaan air laut.suhu yang dikehendaki tanaman kedelai antara 21-34ºC, akan tetapi suhu optimum bagi pertumbuhan tanaman kedelai 23-27ºC. Pada proses perkecambahan benih kedelai memerlukan suhu yang cocok sekitar 30ºC.(Wardiyono, 2008). Apabila tanah cukup lembab dan suhunya ada di atas 21 0 C biji berkecambah lebih cepat. Biasanya pada suhu ini tanaman akan muncul di atas permukaan tanah sekitar 5 hari setelah waktu tanam. Suhu yang rendah dan kelembaban tanah yang sangat tinggi menghambat perkecambahan dan menyebabkan busuknya biji (Irwan, 2006). Tanaman kedelai dapat tumbuh baik di daerah yang memiliki curah hujan sekitar mm/bulan. Sedangkan untuk mendapatkan hasil optimal, tanaman kedelai membutuhkan curah hujan antara mm/bulan (Departemen Pertanian, 1996). Penanaman yang dilaksanakan pada musim hujan berlebihan, akan mengalami gangguan yang merugikan pertumbuhan terutama disebabkan karena serangan penyakit dan hambatan dalam pengolahan lepas panen

4 52 (Wardiyono, 2008). Tanah Tanah yang ideal untuk usahatani kedelai adalah yang bertekstur liat berpasir, liat berdebu-berpasir, debu berpasir, drainase sedang-baik, mampu menahan kelembaban tanah dan tidak mudah tergenang. Kandungan bahan organik tanah sedang-tinggi (3-4%) sangat mendukung pertumbuhan tanaman, apabila hara tanahnya cukup (Sumarno dan Manshuri, 2007). Untuk dapat tumbuh baik kedelai menghendaki tanah yang subur, gembur dan kaya akan humus atau bahan organik. Bahan organik yang cukup dalam tanah akan memperbaiki daya olah dan juga merupakan sumber makanan bagi jasad renik yang akhirnya akan membebaskan unsur hara untuk pertumbuhan tanaman (Irwan, 2006). Toleransi keasaman tanah sebagai syarat tumbuh bagi kedelai adalah ph 5,8-7,0 optimum pada ph 6,8. Pada ph kurang dari 5,5 pertumbuhannya sangat terhambat karena keracunan aluminium. Pertumbuhan bakteri bintil dan proses nitrifikasi (proses oksidasi amoniak menjadi nitrit atau proses pembusukan) akan berjalan kurang baik (Suprapto, 1992). Biochar Biochar merupakan butiran halus dari limbah pertanian sekam padi, jerami padi dan arang kayu yang berpori (porous), bila digunakan sebagai suatu pembenah tanah dapat mengurangi jumlah CO 2 dari udara. Biochar lebih efektif menahan unsur hara untuk ketersediaannya bagi tanaman dibanding bahan organik lain seperti sampah dedaunan, kompos atau pupuk kandang. Biochar juga

5 53 menahan P yang tidak bisa diretensi oleh bahan organik tanah biasa. Lehmann dan Rondon (2006) dan Rondon et al. (2007) melaporkan bahwa biocharjuga menyediakan media tumbuh yang baik bagi berbagai mikroba tanah. Karbon hitam yang berasal dari biomassa, atau arang hayati (biochar),dihasilkan melalui pembakaran pada temperatur ºC dalam kondisi oksigen yang terbatas. Hasilnya, bahan organik sangat aromatis dengankonsentrasi karbon 70-80% (Lehmann,2009). Dalam tanah, biochar menyediakan habitat bagi mikroba tanah,tapi tidak dikonsumsi dan umumnya biochar yang diaplikasikan dapat tinggaldalamtanah selama ratusan atau bahkan ribuan tahun.dalam jangka panjang biochar tidak mengganggu keseimbangan karbon-nitrogen, tetapi bisa menahan dan menjadikan air dan nutrisi lebih tersedia bagi tanaman. bila digunakan sebagai pembenah tanah bersama pupuk organik dan anorganik, biochar dapat meningkatkan produktivitas, serta retensi dan ketersediaan hara bagi tanaman. Apliksasi biochar ke tanah dianggap sebagai suatu pendekatan yang baru dan unik untuk menjadikan suatu penampung (sink) bagi CO 2 udara dalam jangka panjang pada ekosistem darat. Di samping efek positifnya untuk mengurangiemisi danmenambah pengikatan gas rumah kaca, aplikasi biochar ke tanahakan memberikan keuntungan melalui peningkatan produksi tanaman dankesuburan tanah (Lehmann, 2009). Biochar jauh lebih efektif dalam retensi hara dan ketersediaannya bagi tanaman dibanding bahan organik lain seperti kompos atau pupukkandang. Hal ini juga berlaku bagi hara P yang tidak diretensi oleh bahan organik biasa. Biochar lebih persisten dalam tanah dibanding bahan organic lain. Karena itu, semua

6 54 manfaat yang berhubungan dengan retensi hara dan kesuburan tanah dapat berjalan lebih lama dibanding bentuk bahan organiklain yang biasa diberikan. Persistensi biochar yang lama dalam tanah jugamembuatnya menjadi pilihan untuk mengurangi dampak perubahan iklim sebagai sink yang sangat potensial bagi CO 2 udara. (Haefele,2007) Manfaat penggunaan biochar dalam pembangunan pertanian akan memberikan manfaat ganda berupa perbaikan produktivitas lahan dan tanaman serta mengurangi emisi CO 2 ke udara. Sesuai dengan laporan FAO (2009),pendekatan adaptasi yang efektif dengan kehidupan yang beragam danfleksibel antarsektor terkait akanmengurangi ketergantungan penduduk padasumber daya yang sensitif terhadap iklim (Lehamnn, 2009). Penambahan biochar ke tanah meningkatkan ketersediaan fosfor, total nitrogen dan kapasitas tukar kation tanah (KTK) yang pada akhimya meningkatkan hasil. Tingginya ketersediaan hara bagi tanaman merupakan hasil dari bertambahnya nutrisi secara langsung dari biochar, meningkatnya retensi hara, dan perubahan dinamika mikroba tanah. Keuntungan jangka panjangnya bagi ketersediaan hara berhubungan dengan stabilisasi karbon organik yang lebih tinggi seiring dengan pembebasan hara yang lebih lambat dibanding bahan organik yang biasa digunakan. Peran biochar terhadap peningkatan produktivitas tanaman dipengaruhi oleh jumlah yang ditambahkan. Pemberian sebesar 0,4-8 t/ha dilaporkan dapat meningkatan produktivitas secara nyata antara % (Brown, 2009). Pada tahun 2007 International Rice Research Institute (IRRI) menguji pemberian biochar pada padi di Laos bagian utara. Pemberian biochar terbukti

7 55 berhasil meningkatkan hasil gabah. pemberian biochar juga meningkatkan respons terhadap pemberian pupuk dengan kandungan nitrogen (Haefele, 2007). Pupuk Organik Cair Pupuk organik cair adalah pupuk yang seluruhnya terdiriatas pembusukan bahan organik yang berasal dari sisa tanaman atau hewan yang telah melaluiproses, yang digunakan menyuplai bahan organik untuk memperbaiki sifat fisik, kimia, biologi tanah (Balai Besar LitbangSumberdaya Lahan Pertanian, 2006). Fungsi pupuk organik cair terhadap sifat kimia yaitu meningkatkan kapasitas tukar kation,meningkatkan ketersediaan unsur hara, dan meningkatkan proses pelapukan bahan mineral. Adapun terhadap sifat biologi yaitu menjadikan sumber makanan bagi mikroorganisme tanah seperti fungi, bakteri, serta mikroorganisme menguntungkan lainnya, sehingga perkembangannya menjadi lebih cepatkelebihan pupuk organik yang berbentuk cair adalah penyerapan unsur hara oleh tanaman juga lebih mudah. Secara tradisional, petani telah banyak memanfaatkan Pupuk Organik Cair (POC) dari urin hewan ( Sulaeman, 2005). Pupuk organik cair mempunyai beberapa manfaat diantaranya adalah: 1)dapat mendorong dan meningkatkan pembentukan klorofil daun dan pembentukan bintil akar pada tanaman leguminosae sehingga meningkatkan kemampuan fotosintesis tanaman dan penyerapan nitrogen dari udara. 2) dapat meningkatkan vigor tanaman sehingga tanaman menjadi kokoh dan kuat, meningkatkan daya tahan tanaman terhadap kekeringan, cekaman cuaca dan serangan patogen penyebab penyakit. 3) merangsang pertumbuhan cabang

8 56 produksi.4)meningkatkan pembentukan bunga dan bakal buah, dan 5) mengurangi gugurnya daun, bunga dan bakal buah ( Ambarwati, 2007). Bahan yang terkandung dalam pupuk organik cair sangat bermanfaat bagi peningkatan produksipertanian baik kualitas maupun kuantitas, mengurangi pencemaran lingkungan,dan meningkatkan kualitas lahan secara berkelanjutan. Penggunaan pupuk organikdalam jangka panjang dapat meningkatkan produktivitas lahan dan dapat mencegah degradasi lahan. Sumber bahan untuk pupuk organik sangat beranekaragam, dengan karakteristik fisik dan kandungan kimia/hara yang sangat beragam sehingga pengaruh dari penggunaan pupuk organik terhadap lahan dantanaman dapat bervariasi (Suriadikarta dan Simanungkalit, 2006). Nitrogen yang terkandung dalam pupuk organik cair berperan sebagai penyusun protein sedangkan fosfor dan kalsium berperan dalam memacupembelahan jaringan meristem dan merangsang pertumbuhan akar danperkembangan daun. Kalium mengatur kegiatan membuka danmenutupnya stomata. Pengaturan stomata yang optimal akan mengendalikantranspirasi tanaman dan meningkatkan reduksi karbondioksida yang akan diubahmenjadi karbohidrat. Unsur hara nitrogen, fosfor dan kalium serta unsur mikroyang terkandung dalam pupuk organik cair akan meningkatkan aktivitasfotosintesis tumbuhan sehingga meningkatkan karbohidrat yang dihasilkansebagai cadangan makanan (Poerwowidodo, 1993). Perlakuan tanpa pupuk organik cair pada kedelai hitam menghasilkan bobot kering biji 1,04 g/tanaman ; sedangkan perlakuan dengan pupuk organik

9 57 cair 0,1% dan 0,2% menghasilkan bobot biji kering masing-masing sebanyak 1,84 g/tanaman dan 2,38 g/tanaman (Widodo,2010). Priambodo (2010) dalam penelitiannya menunjukkan bahwa pemberian pupuk organik cair dengan konsentrasi 2.86 ml/l pada kedelai varietas Anjasmoro menghasilkan bobot biji sebesar 1.4 ton/ha atau lebih tinggi 8.51% dibandingkan tanpa pupuk. Pemberian pupuk organik cair yang mengandung nitrogen, fosfor dan kalium mampu memperbaiki pertumbuhan vegetatif tanaman melalui peningkatan total luas daun dan jumlah klorofil yang dalam hal ini berhubungan langsung dengan proses fotosintesis dan peningkatan hasil produksi melalui akumulasi fotosintat pada biji (Sari,2013). Interaksi varietas dan pemberian pupuk organik cair berpengaruh nyata terhadap jumlah cabang produktif dan bobot kering 100 biji. Jumlah cabang produktif tertinggi terdapat pada Anjasmoro yang diberi 20 cc pupuk organik cair, sedangkan bobot kering 100 biji tertinggi pada Detam 1 tanpa aplikasi pupuk organik cair (Sari, 2013).