TINJAUAN PUSTAKA. Botani Tanaman

Transkripsi

1 TINJAUAN PUSTAKA Botani Tanaman Menurut Sharma (1993), tanaman kedelai diklasifikasikan sebagai berikut: Kingdom Divisio : Plantae : Spermatophyta Subdivisio : Angiospermae Class Ordo Family Genus Species : Dicotyledoneae : Polypetales : Leguminosae : Glycine : Glycine max (L.) Kedelai berakar tunggang, pada tanah subur dan gembur akar dapat tumbuh sampai kedalaman 150 cm. Pada akar kedelai terdapat bintil akar yang merupakan koloni-koloni dari bakteri Rhizobium yaponicum. Pada tanah-tanah yang telah mengandung bakteri Rhizobium, bintil akar mulai terbentuk pada umur hari setelah tanam. Pada tanah yang belum pernah ditanam kedelai bakteri rhizobium tidak terdapat dalam tanah sehingga bintil akar tidak terbentuk (Departemen Pertanian, 1990). Batang kedelai berasal dari poros janin. Bagian terpenting dari poros janin adalah hipokotil dan bakal akar, yang merupakan sebagian dari poros hipokotil akar. Pada proses perkecambahan kedelai, hipokotil merupakan bagian batang kecambah,

2 mulai dari pangkal akar sampai hipokotil. Bagian batang kecambah diatas kotiledon disebut hipokotil. Jaringan batang dan daun terbentuk dari pertumbuhan dan perkembangan plumula. Kuncup-kuncup ketiak tumbuh membentuk cabang pertama dari batang utama (Somaatmadja, 1999). Daunnya berselang-seling beranak daun tiga, licin atau berbulu, tangkai daun panjang terutama untuk daun-daun yang berada dibagian bawah, anak daun bundar telur samapi bentuk lanset (3-10) cm x (2-6) cm, pinggirannya rata, pangkal membulat, ujungnya lancip sampai tumpul (Somaatmadja, 1993). Pembungaannya berbentuk tandan aksilar atau terminal, berisi 3-30 kuntum bunga, bunganya kecil, berbentuk kupu-kupu, lembayung atau putih, daun kelopaknya berbentuk tabung, dengan dua cuping atas dan tiga cuping bawah yang berlainan, tidak rontok, benang sarinya sepuluh helai, dua tukal, tangkai putiknya melengkung, berisi kepala putik yang berbentuk bonggol (Somaatmadja, 1993). Selain itu, di lapangan juga sering didapati polong yang tidak sempurna. Banyaknya polong dan biji/polong terbentuk ditentukan oleh faktor pembungaan dan lingkungan yang mendukung pada saat pengisian polong. Gangguan selama masa pembungaan akan mengurangi pembentukan polong. jumlah polong, jumlah biji, bobot 100 biji dan kepadatan populasi besar pengaruhnya dalam menentukan hasil kedelai persatuan luas (Soemaatmadja, 1993). Bentuk biji kedelai berbeda tergantung kultivar, dapat berbentuk bulat, tidak gepeng, atau bulat telur, namun sebagian besar kultivar bentuk bijinya bulat telur. Biji

3 kedelai juga berbeda besar dan bobotnya, bobot 100 butir beragam antara 5 sampai 30 gram. Biji kedelai terdiri dari 2 bagian yaitu 1) kulit biji (testa) dan 2) janin (embryo). Kulit biji terdiri dari 3 lapisan sel, yaitu epidermis, hipodermis, dan parenkima. Janin terdiri dari 2 kotiledon, plumula, dan poros hipokotil bakal akar. Kotiledon dapat berwarna kuning atau hijau. Plumula terdiri dari 2 daun sederhana dan titik tumbuh sedang poros hipokotil-bakal akar merupakan bagian janin yang terletak dibawah kotiledon (Somaatmadja,dkk, 1999). Polongnya yang berkembang dalam kelompok biasanya mengandung 2-3 biji yang berbentuk bundar atau pipih dan sangat kaya akan protein dan minyak. Warna biji berbeda-beda menurut kultivar. Kultivar indeterminate biasa digunakan untuk produksi sayuran dan ditanam dengan jarak tanam rapat (Rubatzky dan Yamaguchi, 1998). Syarat Tumbuh Iklim Agar hidup dengan baik dan berproduksi optimal, kedelai memerlukan penyinaran penuh. Kedelai dapat tumbuh pada suhu C. Kedelai menghendaki air yang cukup pada masa pertumbuhannya terutama pada saat pengisian biji. Curah hujan yang optimal untuk budidaya kedelai adalah mm/bulan. Tanaman kedelai dapat tumbuh pada ketinggian meter diatas permukaan laut (Departemen Pertanian, 1996).

4 Tanaman kedelai sebagian besar tumbuh di daerah yang beriklim tropis dan subtropis. Bahkan daya tahan kedelai lebih baik daripada jagung. Iklim kering lebih disukai tanaman kedelai dibandingkan iklim lembab. 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. Suhu yang dikehendaki tanaman kedelai antara derajat C, akan tetapi suhu optimum bagi pertumbuhan tanaman kedelai derajat C. Pada proses perkecambahan benih kedelai memerlukan suhu yang cocok. ( 2008). Tanah Kedelai termasuk tanaman yang mampu beradaptasi terhadap berbagai agroklimat, menghendaki tanah yang cukup gembur, tekstur lempung berpasir dan liat. Tanaman kedelai dapat tumbuh dengan baik pada tanah yang mengandung bahan organic dan ph antara 5,5-7 (optimal 6,7). Tanah hendaknya mengandung cukup air tapi tidak sampai tergenang (Departemen Pertanian,1996). Untuk pertumbuhan kedelai yang optimal tanah perlu mengandung unsur hara yang cukup gembur dan bebas dari gulma. Tingkat keasaman (ph) tanah : 6,0-6,8 merupakan keadaan optimal untuk pertumbuhan kedelai dan pertumbuhan bakteri Rhizobium. Pada tanah dengan ph 5,5 kedelai masih memberi hasil dan pemberian kapur sebanyak 2-3 ton/ha pada tanah yang ber-ph 5,5 pada umumnya dapat menaikkan hasil (Departemen Pertanian, 1990).

5 Pada dasarnya kedelai menghendaki kondisi tanah yang tidak terlalu basah, tetapi air tetap tersedia. Tanah-tanah yang cocok yaitu: alluvial, regosol, grumosol, latosol dan andosol. Pada tanah-tanah podsolik merah kuning dan tanah yang mengandung banyak pasir kwarsa, pertumbuhan kedelai kurang baik, kecuali bila diberi tambahan pupuk organik atau kompos dalam jumlah cukup, Toleransi keasaman tanah sebagai syarat tumbuh bagi kedelai adalah ph= 5,8-7,0 tetapi pada ph 4,5 pun kedelai dapat tumbuh. Pada ph kurang dari 5,5 pertumbuhannya sangat terlambat karena keracunan aluminium. Pertumbuhan bakteri bintil dan proses nitrifikasi (proses oksidasi amoniak menjadi nitrit atau proses pembusukan) akan berjalan kurang baik ( 2008). Varietas Untuk mempertahankan kemurnian agar seragam dan keunggulannya tetap di miliki, perlu mempelajari sifat-sifat morfologis tanaman seperti tipe tumbuh,warna hipokotil, warna bunga, warna bulu, umur berbunga, dan sifat-sifat kuantitatif seperti tinggi tanaman, ukuran biji, dan ukuran daun. Pengenalan atau identifikasi varietas unggul adalah suatu teknik untuk menentukan apakah yang dihadapi tersebut adalah benar varietas unggul yang dimaksudkan. Pelaksanaannya dapat dilakukan dengan mempergunakan alat pegangan berupa deskripsi varietas (Gani, 2000). Varitas unggul kedelai mempunyai keunggulan tertentu dibanding dengan varietas lokal, keunggulan dapat berupa hasil yang lebih tinggi, batang lebih pendek (genjah) lebih tahan terhadap hama/penyakit dan lain-lain. Kedelai yang unggul untuk suatu daerah belum tentu unggul didaerah lain tergantung kepada topografi, iklim dan

6 cara tanam. Varietas yang bijinya kecil pada umumnya lebih sesuai untuk dataran tinggi. Varietas kedelai dapat ditanam sampai beberapa generasi tanpa mengalami kemunduran asal kemurnian benihnya tetap dijaga (Departemen Pertanian, 1990). Program pemuliaan tanaman kedelai memerlukan banyak informasi tentang sifat-sifat agronomi, komponen hasil dan hasil, keragaman fenotipik dan genotipik dari plasma nutfah yang dimiliki. Informasi-informasi tersebut serta implikasinya terhadap perbaikan kuantitas dan kualitas hasil tanaman kedelai sampai sekarang masih terbatas. Oleh karena itu perlu dilakukan penelitian terhadap genotipe-genotipe yang ada untuk mendapatkan beberapa informasi yang diperlukan bagi program pemuliaan tanaman kedelai, sehingga arah pemuliaan tanaman kedelai menjadi lebih jelas (Surwardi, Poerwoko dan Basuki, 2002). Varietas atau klon introduksi perlu diuji adaptabilitasnya pada suatu lingkungan untuk mendapatkan genotip unggul pada lingkungan tersebut. Pada umumnya suatu daerah memiliki kondisi lingkungan yang berbeda terhadap genotip. Respon genotip terhadap faktor lingkungan ini biasanya terlihat dalam penampilan fenotipik dari tanaman bersangkutan (Darliah dkk, 2001). Keragaman Genotip dan Fenotip Keragaman genetik alami merupakan sumber bagi setiap program pemuliaan tanaman. Variasi ini dapat dimanfaatkan, seperti semula dilakukan manusia, dengan cara melakukan introduksi sederhana dan teknik seleksi atau dapat dimanfaatkan dalam program persilangan yang canggih untuk mendapatkan kombinasi genetik yang

7 baru. Jika perbedaan antara dua individu yang mempunyai faktor lingkungan yang sama dapat diukur, maka perbedaan ini berasal dari variasi genotip kedua tanaman tersebut. Keragaman genetik menjadi perhatian utama para pemulia tanaman, karena melalui pengelolaan yang tepat dapat dihasilkan varietas baru yang lebih baik (Welsh, 2005). Fenotip suatu karakter adalah hasil interaksi antara genotip dan lingkungan. Dengan demikian, varians fenotip adalah penjumlahan varians genotip dan varians lingkungan dalam suatu populasi adalah nol, maka varians fenotip sama dengan varians genotip. Nilai yang diobservasi atau nilai suatu karakter yang diukur pada suatu individu disebut nilai fenotip dari individu tersebut. Fenotip adalah penampilan (dalam bentuk karakter fisik, biokimia, fisiologi, dll) dari suatu individu tanaman yang merupakan hasil dari pengaruh genotip dan lingkungan. Genotip adalah konstitusi genetik yang dimiliki oleh suatu individu (Malau, 1995). Gen-gen tidak dapat menyebabkan berkembangnya karakter terkecuali jika mereka berada pada lingkungan yang sesuai, dan sebaliknya tidak ada pengaruh terhadap berkembangnya karakteristik dengan mengubah tingkat keadaan lingkungan terkecuali jika gen yang diperlukan ada. Namun, harus disadari bahwa keragaman yang diamati terhadap sifat-sifat yang terutama disebabkan oleh perbedaan gen yang dibawa oleh individu yang berlainan dan terhadap variabilitas didalam sifat yang lain, pertama-tama disebabkan oleh perbedaan lingkungan dimana individu berada (Allard, 2005).

8 Siklus hidup tanaman tergantung pada lama waktu yang diperlukan untuk tumbuh dari zigot (biji) atau bahan tanaman sampai memproduksi bunga, biji atau buah. Variasi yang terjadi untuk setiap golongan tanaman dapat dijumpai berdasarkan faktor genetik atau lingkungan, misal kemampuan beradaptasi akibat kondisi iklim dan sebagainya (Mangoendidjojo, 2003). Seleksi berdasarkan data analisis kuantitatif yang berpedoman pada nilai keragaman genotipik, keragaman fenotipik, heritabilitas, korelasi genotipik dan korelasi fenotipik. Untuk memperkecil kekeliruan seleksi yang didasarkan pada wujud luar (fenotip) tanaman, maka perlu memperhatikan; (i) korelasi genotipik dan fenotipik antar sifat, (ii) lingkungan yang cocok untuk seleksi sifat yang diinginkan, (iii) ciri genetik sifat yang diseleksi (monogenik, oligogenik dan poligenik), (iv) cara seleksinya (langsung atau tidak langsung), dan (v) keragaman genetik ( 2002). Keragaman yang sering ditunjukkan oleh tanaman sering dikaitkan dengan aspek negatif. Hal ini sering tidak diperhatikan oleh peneliti yang menganggap bahwa susunan genetik dari bahan tanaman yang digunakan adalah sama karena berasal dari varietas yang sama. Keragaman penampilan tanaman akibat perbedaan susunan genetik selalu mungkin terjadi sekalipun bahan tanaman yang digunakan berasal dari jenis tanaman yang sama. Jika ada dua jenis tanaman yang sama ditanam pada lingkungan yang berbeda, dan timbul variasi yang sama dari kedua tanaman tersebut maka hal ini dapat disebabkan oleh genetik dari tanaman yang bersangkutan (Sitompul dan Guritno, 1995).

9 Kegiatan seleksi dalam pemuliaan secara konvensional hanya didasarkan pada pengamatan fenotip yang dibantu dengan pendugaan menggunakan metode statistik yang tepat. Beberapa masalah yang sering muncul dalam pemuliaan secara konvensional, adalah: 1) memerlukan waktu yang cukup lama, 2) sulit memilih dengan tepat gen-gen yang menjadi target seleksi untuk diekspresikan pada sifat-sifat morfologi atau agronomi, karena penampilan fenotip tanaman bukan hanya ditentukan oleh komposisi genetik, tetapi juga oleh lingkungan tempat tanaman tersebut tumbuh, 3) rendahnya frekuensi individu berkenan yang berada dalam suatu populasi yang besar sehingga menyulitkan kegiatan seleksi untuk mendapatkan hasil yang valid secara statistik, dan 4) pautan gen antara sifat yang diinginkan dengan yang tidak diinginkan sulit dipisahkan saat melakukan persilangan (Azrai, 2006). Karakter Agronomi Pengenalan varietas, untuk mempertahankan kemurnian agar seragam dan keunggulannya tetap dimiliki, perlu mempelajari sifat-sifat morfologis tanaman seperti tipe tumbuh,warna hipokotil, warna bunga, warna bulu, umur berbunga, dan sifat-sifat kuantitatif seperti tinggi tanaman, ukuran biji, dan ukuran daun. Pengenalan atau identifikasi varietas unggul adalah suatu teknik untuk menentukan apakah yang dihadapi tersebut adalah benar varietas unggul yang dimaksudkan (Gani, 2000). Variasi yang ditimbulkan ada yang langsung dapat dilihat, misalnya adanya perbedaan warna bunga, daun dan bentuk biji (ada yang berkerut, ada yang tidak), ini disebut variasi sifat yang kualitatif. Namun ada pula variasi yang memerlukan pengamatan dengan pengukuran, misalnya tingkat produksi, jumlah anakan, tinggi tanaman, dan lainnya (Mangoendidjojo, 2003).

10 Heritabilitas Heritabilitas dengan nilai sedang tidak sesuai dengan yang umum terjadi pada karakter kuantitatif dengan nilai heritabilitas rendah. Hal ini dapat terjadi karena nilai heritabilitas bukan suatu konstanta, sehingga untuk karakter yang sama nilainya dapat berbeda. Karena itu, walaupun metode pendugaannya serupa, tetapi heritabilitas suatu karakter tidak selalu persis sama. Di pihak lain, walaupun metode pendugaan berbeda, mungkin saja diperoleh heritabilitas yang sama untuk karakter tertentu (Azrai dan Kasim, 2003). Perbandingan antara varians yang disebabkan oleh genotip dengan varians fenotip adalah ukuran dari Heritabilitas. Heritabilitas adalah kemampuan dari suatu karakter untuk diwariskan pada keturunannya. Proporsi varians genotip dalam varians fenotip dapat dihitung dengan rumus : 2 V h b = V G p Perbandingan antara keseluruhan varians karena genotip dengan varians fenotip disebut koefisien Heritabilitas.(Malau, 1995). Proporsi dari seluruh variasi yang disebabkan oleh perubahan genetik disebut Heritabilitas. Dan dapat dirumuskan sebagai : h = V g / (V g + V e ). V g = Variasi genetik, V e = Variasi lingkungan (komponen faktor lingkungan). Heritabilitas dalam arti yang luas adalah semua aksi gen termasuk sifat dominan, aditif, dan epistasis. Nilai heritabilitas secara teoritis berkisar dari 0 sampai 1. Nilai 0

11 ialah bila seluruh variasi yang terjadi disebabkan oleh faktor lingkungan, sedangkan nilai 1 ialah bila seluruh variasi disebabkan oleh faktor genetik. Yang sering menjadikan hambatan ialah rendahnya nilai heritabilitas sebagian besar produksi tanaman budidaya yang penting dan rendahnya ketahanan terhadap beberapa penyakit. Ini berarti pengaruh lingkungan terhadap ekspresi fenotip dan terjadinya pengurangan karakter gen sangat besar (Welsh, 2005). Salah satu sifat yang paling penting dari suatu karakter yang tumbuh (tumbuhan) adalah heritabilitas. Hal ini menunjukkan seperti yang telah kita lihat proporsi dari jumlah perbedaan yang diakibatkan oleh efek dari gen rata-rata dan inilah yang menentukan tingkat derajat kemiripan diantara famili. Hanya nilai fenotip dari suatu individu yang dapat langsung diukur, tetapi nilai pengembangbiakan itu sendirilah yang menentukan pengaruh mereka pada generasi selanjutnya (Pai, 2000). Dalam suatu populasi setiap individu tanaman terdapat perbedaan, misalnya dalam hasil, tinggi tanaman, ketahanan terhadap lingkungan dan sifat-sifat lain. Jika dilakukan seleksi secara acak dari dua tanaman dalam suatu populasi dan diukur hasilnya maka terdapat perbedaan diantara kedua tanaman tersebut yang diakibatkan oleh sebahagian pengaruh genetik dan sebahagian lagi oleh faktor lingkungan. Heritabilitas dapat didefenisikan sebagai proporsi keragaman yang disebabkan oleh faktor genetis terhadap keragaman penotip dari suatu populasi. Keragaman dari suatu populasi disebabkan oleh faktor genetis (V 2 g) dan faktor lingkungan (V 2 e) (Hasyim, 2005). Koefisien korelasi adalah suatu angka indeks yang melukiskan hubungan antara dua rangkaian data yang dihubungkan. Dengan kata lain, koefisien korelasi

12 adalah ukuran atau indeks dari hubungan antara dua variabel. Koefisien korealasi besarnya antara +1 sampai -1. tanda plus dan minus memberi arti arah dua hubungan dari koefisien korelasi, plus berarti adanya hubungan positif yang berarti adanya kalau satu variabel naik maka variabel lainnya juga naik, sedang hubungan negatif berarti kalau yang satu naik variabel lainnya turun (Ritonga, 2007). Seleksi Massa Tujuan seleksi masssa adalah untuk memperbaiki populasi secara umum yaitu melalui seleksi dan mencampurkan genotip yang unggul. Seleksi massa sering digunakan untuk memurnikan suatu varietas campuran. Yang dimaksud dengan seleksi massa adalah memili sekelompok tanaman berdasarkan fenotipnya (yang sama penampilannya), kemudian benih dari tanaman tersebut digabung tanpa dibedakan pengujian keturunannya(progeny test) Kelemahan seleksi massa antara lain : 1. Tidak mungkin mengetahui apakah tanaman yang terpilih adalah homozygote atau heterozygot untuk suatu sifat dominan tertentu. Jadi dalam hal ini perlu dilanjutkan untuk generasi berikutnya. 2. Linkungan mempengaruhi perkembangan tanaman yang terpilih, sehingga sulit mengetahui apakah fenotipnya yang terpilih adala unggul, yang memang disebabkan, sifat keturunan atau pengaruh lingkungan. Idiotyepe tanaman yang di inginkan dari penyeleksian, persilangan maupun perbanyakan tanaman adalah suatu tanaman yang memiliki kriteria yang mampu

13 hidup dan berproduksi tinggi pada suatu tempat sebagai introduksi pada tanaman tersebut.seperti tahan pada hama dan penyakit, produksi tinggi dan umur ganjah. (hasyim, 2005).