tanaman kedelai juga merupakan tempat terbentuknya bintil akar (Pitojo, 2003).

Transkripsi

1 6 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Kedelai Klasifikasi Tanaman Kedelai Menurut Cronquist (1981), tanaman kedelai dapat diklasifikasikan sebagai berikut: Divisio Classis Ordo Familia Genus Species : Magnoliophyta : Magnoliopsida : Fabales : Fabaceae : Glycine : Glycine max (L.) Merr Deskripsi Tanaman Kedelai Secara morfologis, bagian-bagian tanaman kedelai utamanya yaitu akar, batang, daun bunga, buah dan biji sehingga dapat mengoptimalkan pertumbuhannya a. Akar Akar tanaman kedelai berupa akar tunggang yang membentuk cabangcabang akar. Akar tumbuh kearah bawah sedangkan cabang akar berkembang menyamping tidak jauh dari permukaan tanah. Pertumbuhan kesamping akan mencapai jarak 40 cm dengan kedalaman hingga 120 cm. Selain berfungsi sebagai tempat bertumpunya tanaman dan alat pengangkut air maupun unsur hara, akar tanaman kedelai juga merupakan tempat terbentuknya bintil akar (Pitojo, 2003). 6

2 7 b. Batang 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 (Adisarwanto, 2014). Disamping itu, ada varietas hasil persilangan yang mempunyai tipe batang mirip keduanya sehingga dikategorikan sebagai semideterminate atau semi-indeterminate (AAK, 1989). c. Daun Buku pertama tanaman yang tumbuh dari biji terbentuk sepasang daun tunggal.selanjutnya, pada semua buku di atasnya terbentuk daun majemuk selalu dengan tiga helai. Helai daun tunggal memiliki tangkai pendek dan daun bertiga mempunyai tangkai agak panjang. Masing-masing daun berbentuk oval, tipis, dan berwarna hijau.permukaan daun berbulu halus pada kedua sisi.setelah tua, daun menguning dan gugur, mulai dari daun yang menempel di bagian bawah batang (Andrianto, 2004). Umumnya, bentuk daun kedelai ada dua, yaitu bulat (oval) dan lancip (lanceolate). Kedua bentuk daun tersebut dipengaruhi oleh faktor genetik.bentuk daun diperkirakan mempunyai korelasi yang sangat erat dengan potensi biji. Umumnya, daerah yang mempunyai tingkat kesuburan tanah tinggi sangat cocok untuk varietas kedelai yang mempunyai bentuk daun lebar (Irwan, 2006).

3 8 d. Bunga Tanaman kedelai mulai berbunga pada umur antara hari setelah tanam. Pembentukan bunga dimulai dari node bawah ke arah atas sehingga ketika bunga tersebut membentuk polong, node-node diatasnya masih terus memunculkan bunga. Bunga kedelai tumbuh berkelompok pada ruas-ruas batang, berwarna putih atau ungu dan memiliki kelamin jantan dan betina. Penyerbukan terjadi pada saat mahkota bunga masih menutup, sehingga kemungkinan terjadinya persilangan alami sangat kecil. Sekitar 60% bunga rontok sebelum membentuk polong (Pitojo, 2003). e. Buah Buah kedelai berbentuk polong yang setiap tanaman mampu menghasilkan polong berbulu dan berwarna kuning kecoklatan atau abu-abu. Selama proses pematangan buah, polong yang mula-mula berwarna hijau berubah menjadi kehitaman, keputihan atau kecoklatan. Polong yang telah kering mudah pecah dan bijinya keluar (Pitojo, 2003). f. Biji Biji terdapat didalam polongdan setiap polong berisi 1-4 biji. Pada saat masih muda, biji berukuran kecil berwarna putih kehijauan dan lunak. Pada perkembangan selanjutnya biji semakin berisi mencapai berat maksimal dan keras. Biji kedelai memiliki dua keping biji dan terbungkus oleh kulit tipis. Pada umumnya, biji berbentuk bulat lonjong, namun ada juga yang berbentuk bundar atau bulat agak pipih dan kulit biji berwarna kuning, hitam, hijau, atau coklat.

4 9 Embrio terletak diantara keping biji, hilum melekat pada dinding buah. Biji kedelai biasanya diukur atas dasar bobot 100 biji kedelai kering (Pitojo, 2003) Syarat Tumbuh Tanaman Kedelai Kedelai dapat tumbuh dan berproduksi dengan baik didaerah tropis. tanaman ini dapat tumbuh didaerah yang memiliki ketinggian mdpl. Kondisi curah hujan yang ideal bagi pertanaman kedelai lebih dari 1500 mm/tahun dan curah hujan optimal antarra mm/bulan. Pertumbuhan terbaik diperoleh pada kisaran suhu antara 20 C-27 C dengan kelembapan udara rata-rata 50%. Tanaman kedelai memerlukan intensitas cahaya penuh, dapat tumbuh dan berproduksi dengan baik didaerah yang terkena sinar matahari selama 12 jam sehari. Keadaan ph yang sesuai bagi pertumbuhan tanaman kedelai berkisar antara 5,5-6,5. Selain mempengaruhi penyerapan hara oleh perakaran tanaman, tanah asam juga mempengaruhi kemampuan penetrasi bakteri Rhizobium ke perakaran tanaman untuk membentuk bintil akar. Pada tanah dengan nilai ph lebih dari 7, kedelai sering menampakan gejala klorosis karena kekurangan hara besi. Pada kondisi ph 3,5-4,5 pertumbuhan tanaman terhambat (tanaman tumbuh sangat kerdil) karena keracunan alumunium atau mangan.untuk meningkatkan ph tanah dapat dilakukan penambahan kapur sehingga diperoleh kondisi ph tanah yang sesuai bagi pertanaman kedelai (Pitojo, 2003) Varietas Tanaman Kedelai Indonesia memiliki koleksi varietas kedelai lebih dari 3000 varietas. Hasil penelitian di Puslitbang Tanaman Pangan menunjukkan bahwa varietas unggul

5 10 kedelai memiliki kelebihan, diantaranya adalah berproduksi tinggi, tahan terhadap penyakit, dan mampu beradaptasi terhadap berbagai keadaan lingkungan tumbuh. Menanam varietas kedelai yang tahan penyakit karat merupakan cara pengendalian yang murah, mudah dilaksanakan dan tidak mencemari lingkungan. Ketahanan suatu varietas kedelai terhadap suatu penyakit umumnya tidak berlangsung selamanya. Jika muncul strain baru yang lebih virulen, ketahanan varietas tersebut akan patah. Oleh karena itu, adanya varietas-varietas baru kedelai yang tahan terhadap penyakit karat sangat dibutuhkan dalam upaya mengendalikan penyakit karat tersebut. Varietas yang toleran dapat terinfeksi patogen karat, tetapi masih dapat menghasilkan biji. Varietas dengan kategori agak tahan memiliki ketahanan terhadap penyakit karat yang berada antara tahan dan agak rentan (Sumartini,2010) Varietas Devon 1 Kedelai varietas Devon1 dikeluarkan pada 1 Desember Galur harapan K x IAC dirakit sejak tahun 2005 merupakan hasil persilangan antara varietas kedelai Kawi dengan IAC 100 (genotype kedelai berkandungan isoflavon tinggi). Dari uji adaptasi yang dilakukan di delapan sentra produksi kedelai di Indonesia, galur harapan K x IAC memberi hasil rata-rata 3,09 t/ha. Galur harapan K x IAC ini termasuk kedelai berbiji besar (15,33 g/100 biji), tahan terhadap penyakit karat, dan agak tahan terhadap hama pengisap polong Riptortuslinearis. Pengujian kandungan isoflavon yang dilakukan di Department of Functional Crop Legume and Oil Crop Research Division, National Institute of Crop Science (NICS), di Miryang, Korea

6 11 Selatan menunjukkan bahwa kandungan isoflavon K x IAC mencapai 2219,74 µg/g. Kandungan ini lebih tinggi dari kandungan isoflavon varietas Wilis (1853,79 µg/g) maupun Anjasmoro (1487,60 µg/g). Penelitian di Korea Selatan mendapatkan dukungan dari Asian Food and Agriculture Cooperation Initiative (AFACI). Atas berbagai keunggulan tersebut, tim peneliti yang terdiri dari M. Muchlish Adie, Ayda Krisnawati, Gatut Wahyu AS, Erliana Ginting, Rahmi Yulifianti, Eriyanto Yusnawan, Alfi Inayati, dan Arifin; mengusulkan galur harapan K x IAC dengan nama Devon 1 (kedelai kaya isoflavon) (Balitkabi, 2015) Varietas Kaba Kedelai varietas Kaba dikeluarkan pada tahun 2001 dengan nomor galur MSC 9524-IV-C-7. Varietas ini berasal dari silang ganda 16 tetua. Varietas Kaba menghasilkan 2,13 ton per hektar. Pada umur 35 hari varietas ini mulai berbunga. Umur kedelai dapat dipanen sekitar 85 hari. Tipe pertumbuhannya determinit. Varietas ini mempunyai ketahanan terhadap rebah dan tahan karat daun. Kedelai varietas Kaba mempunyai kandungan protein 44% dan lemak 8%. Ciri morfologis dari tanaman kedelai varietas ini adalah warna bunga ungu, warna hipokotil ungu, warna epikotil hijau, warna kotiledon kuning, warna bulu coklat, warna kulit biji kuning, warna hilum coklat dan warna kulit polong coklat, bentuk biji lonjong, tinggi tanaman 64 cm dan bobot per 100 biji yaitu 10,37 gram (Balitkabi, 2013) Varietas Argomulyo Kedelai varietas Argomulyo dikeluarkan pada tahun Varietas ini berasal dari introduksi Thailand, oleh PT Nestle Indonesia pada tahun 1988

7 12 dengan nama asal Nakhon Sawan 1. Potensi hasil panennya 1,5-2,0 ton per hektar. Pada umur 35 hari varietas ini mulai berbunga. Umur kedelai dapat dipanen sekitar hari. Tipe pertumbuhannya determinit dan varietas ini mempunyai ketahanan terhadap rebah dan toleran terhadap karat daun. Kedelai varietas Argomulyo mempunyai kandungan protein 39,4 % dan lemak 20,8 %. Ciri morfologis dari tanaman kedelai varietas ini adalah warna bunga ungu, warna hipokotil ungu, warna bulu coklat, warna kulit biji kuning dan warna hilum putih terang, tinggi tanaman 40 cm, mempunyai percabangan 3-4 cabang dari batang utama, dan bobot per 100 biji yaitu 16 gram (Balitkabi, 2013). 2.2 Penyakit Karat Pathogen yang menyebabkan penyakit karat pada kedelai adalah Phakopsora pachyrhizi. Tahun 1992 Jepang merupakan Negara yang pertama kali menjelaskan tentang pathogen tersebut sebelum jamur tersebut dilaporkan di Hawai dan Indonesia pada tahun Laporan dari Negara-negara lain seperti di Afrika dan Amerika bagian selatan pada tahun Berdasarkan laporan hasil kerugian dari berbagai Negara diketahui bahwa pathogen tersebut memiliki dampak ekonomi yang besar terhadap hasil panen kedelai. Penyakit karat yang disebabkan Phakopsora pachyrhizi terus dipantau setiap tahunnya sehingga dapat meminimalisir persebaran penyakit karat tersebut sehingga petani dapat mengetahui dimana penyakit karat pada kedelai terjadi selama musim tanam (Kelly et.al, 2015).

8 Gejala penyakit karat Gejala tampak pada daun, tangkaidan kadang-kadang pada batang. Mulamula disini terjadi bercak-bercak kecil kelabu atau bercak yang sedikit demi sedikit berubah menjadi coklat atau coklat tua. Bercak-bercak karat terlihat sebelum bisul-bisul (pustule) pecah. Bercak tampak bersudut-sudut, karena dibatasi oleh tulang-tulang daun di dekat tempat terjadinya infeksi. Pada perkembangan tanaman berikutnya, setelah tanaman mulai berbunga, bercakbercak menjadi lebih besar atau kadang-kadang bersatu dan menjadi coklat tua bahkan hitam. Pada umumnya gejala karat mula-mula tampak pada daun-daun bawah, yang lalu berkembang ke daun-daun yang lebih muda. Bercak-bercak meskipun umumnya terdapat pada sisi bawah, dapat juga terbentuk pada sisi atas daun (Sumartini, 2010) Penyebab penyakit karat Penyakit karat disebabkan oleh cendawan Phakopsora pachyrhizi. Spora dibentuk dalam uredium dengan diameter µm. Uredospora berbentuk bulat telur, berwarna kuning keemasan sampai coklat muda dengan diameter µm sampai µm. permukaan uredospora bergerigi dan akan berlembang menjadi telia berbentuk bulat panjang dan berisi 2-7 teliospora. Teliospora berwarna coklat tua, berukuran µm sampai 6-12 µm (Sumartini, 2010) Siklus penyakit karat Proses infeksi dimulai dengan perkecambahan uredospora membentuk tabung kecambah tunggal yang menembus permukaan daun µm melalui bagian tengah sel epidermis, sampai terbentuk apresorium (hifa infeksi). Penetrasi

9 14 apresorium ke sel-sel epidermis daun langsung melalui kutikula, jarang melalui stomata. Jika melalui stomata, umumnya apresorium melalui sel penjaga. Proses penetrasi pada cendawan ini bersifat unik, cendawan mampu melakukan penetrasi tersebut memudahkan Phakopsora pachyrhizi mendapatkan inang yang luas. Uredium akan berkembang 5-8 hari setelah proses infeksi. Uredospora baru terbentuk 9 hari setelah infeksi, dan pemebntukan dapat berlanjut sampai 3 minggu sedangkan uredium berkembang sampai 4 minggu. Uredium generasi kedua akan tumbuh pada bagian pinggir dari tempat infeksi pertama, hal ini dapat berlangsung terus menerus sampai 8 minggu. Suhu, kelembapan dan cahaya sangat mempengaruhi perkembangan penyakit karat. Keberhasilan proses infeksi bergantung pada kelembapan pada permukaan tanaman, dengan waktu optimum 6 jam dan maksimum jam. Suhu optimum untuk infeksi berkisar antara C (Sumartini, 2010). 2.3 Pengendalian dengan Agensia Hayati Pengendalian dengan agensia hayati dimaksudkan mengaplikasikan mikroorganisme antagonis dari penyebab penyakit. Cara pengendalian tersebut dapat meminimalkan jumlah inokulum awal dan mengurangi perkembangan penyakit. Kelebihan cara pengendalian tersebut adalah tidak mencemari lingkungan. Penggunaan bakteri sebagai agens antagonis juga berpeluang untuk pengendalian penyakit karat karena bakteri yang masuk melalui stomata kedalam jaringan tumbuhan dan mengikuti transportasi cairan didalam sel tanaman sehingga tidak terkena panas matahari secara langsung (Sumartini, 2010).

10 Plant Growth Promoting Rhizobacteria (PGPR) PGPR merupakan salah satu agensia hayati yang dapat memfasilitasi pertumbuhan tanaman secara tidak langsung dan secara langsung. Secara tidak langsung PGPR dapat mengurangi pathogen tanaman sedangakan secara langsung melalui fosfor, fiksasi nitrogen, produksi fitohormon (auksin, sitokinin dan giberelin) serta penurunan enzimatik (Ghorai et.al, 2015). Rhizobacteria dikenal mampu meningkatkan pertumbuhan tanaman yang diberi nama Plant Growth Promoting Rhizobacteria (PGPR). Oleh karena itu, PGPR dapat dipertimbangkan secara fungsional sebagai bakteri bermanfaat yang mengkolonisasi akar. Kelebihan dari PGPR antara lain menambah fiksasi nitrogen pada tanaman kacang-kacangan, memacu pertumbuhan bakteri fiksasi nitrogen bebas, meningkatkan ketersediaan nutrisi lain: phospat, belerang, besi dan tembaga, memproduksi hormon tanaman, menambah bakteri dan cendawan yang menguntungkan (Aris, 2013). Manfaat Rhizobacteria yang dapat meningkatkan pertumbuhan tanaman secara tidak langsung yaitu dengan mengurangi keparahan penyakit melalui senyawa antibiosis, induksi resistensi sistemik dan kompetisi nutrisi dan ruang.mekanisme yang terjadi adalah dengan memproduksi siderofor yakni senyawa pengikat ion logam besi dan mentranspor ke dalam sel, antibiotik, sianida dan ammonia, enzim litik, kompetisi, induksi resistensi sistemik, dan peningkatan simbiosis bakteri nodulasi. Sebagai kumpulan bakteri tanah (Azotobacter, Azospirillum, Agrobacterium, Gluconobacter dan lain-lain) PGPR mempengaruhi tanaman secara langsung melalui kemampuannya menyediakan

11 16 dan memobilisasi atau memfasilitasi penyerapan berbagai unsur hara dalam tanah, selain itu juga mampu mensintesis dan mengubah konsentrasi fitohormon pemacu tumbuh tanaman sehingga memiliki ketahanan terhadap serangan penyebab penyakit.secara tidak langsung berkaitan dengan kemampuannya menekan aktivitas patogen dengan menghasilkan berbagai senyawa atau metabolit seperti antibiotik bagi penyebab penyakit terutama patogen tular tanah (Samsudin, 2008) Corynebacterium sp (Coryne) Corynebacterium sp merupakan salah satu agensia hayati bersifat antagonis yang dapat mengendalikan beberapa jenis organism pengganggu tanaman (OPT) utamanya terhadap penyakit kresek pada tanaman padi yang disebabkan oleh bakteri Xanthomonas camprestis pv oryzae. OPT lain yang dapat dikendalikan oleh agens antagonis Corynebacterium sp adalah penyakit bercak daun, penyakit bengkak akar pada kubis, dan penyakit layu pisang (Angga, 2011), penyakit blast pada padi, penyakit penyakit bercak daun pada jagung, penyakit karat pada kedelai (Anonim, 2008). Corynebacterium sp merupakan bakteri antagonis yang secara morfologi dapat dikenal dari bentuk elevasi cembung dengan warna coklat susu keruh pada koloninya. Corynebacterium sp dapat digunakan untuk mengendalikan beberapa jenis penyakit baik pada tanaman pangan maupun hortikultura. Bakteri Coryne berbentuk batang lurus sampai agak sedikit membengkok dengan ukuran 0,5 0,9 1,5 4 µm. Kadang-kadang mempunyai segemen berwarna dengan bentuk yang tidak menentu tetapi ada juga yang berbentuk gada yang membengkak. Bakteri ini

12 17 umumnya tidak bergerak, tetapi beberapa spesiesnya ada yang bergerak dengan rata-rata dua bulu cambuk polar (Krisnasari, 2015). Terdapat tiga mekanisme antagonis dari bakteri antagonis yaitu : 1. Hiperparatisme : terjadi apabila organisme antagonis memparasit organisme parasit (patogen tumbuhan) 2. Kompetisi ruang dan hara : terjadi persaingan dalam mendapatkan ruang hidup dan hara, seperti karbohidrat, nitrogen, ZPT dan vitamin 3. Antibiosis : terjadi penghambatan atau penghancuran suatu organisme oleh senyawa metabolik yang diproduksi oleh organisme lain (Setianingsih, 2015). 2.4 Penelitian yang Relevan Berdasarkan hasil penelitian Aris (2013), pada penelitian Pengaruh Plant Growth Promoting Rhizobacteria (PGPR) dan pupuk mikro terhadap penyakit karat puru dan pertumbuhan tanaman sengon (Paraserianthes falcataria) di lapangan.pgpr 50 % dan PGPR 100% terbukti efektif dalam menekan penyakit karat puru dan meningkatkan pertumbuhan tanaman. Hasil penelitian Ruslan (2012) pada penelitian Uji Efektivitas bakteri antagonis Corynebacterium sp terhadap serangan penyakit Kresek (Xanthomonas campestris pv. orizae) pada tanaman padi. Hasil kajian menunjukkan bahwa perlakuan perendaman benih dengan konsentrasi 5 cc/ltr air bakteri antagonis Corynebacterium sp 15 menit (kepadatan koloni bakteri 106 Cpu/cc) sebelum tanam dan penyemprotan pada umur 14 Hst, 28 Hst dan 42 Hst memberikan hasil lebih baik dibanding perlakuan lain.