TINJAUAN PUSTAKA Botani dan Morfologi Kedelai

Transkripsi

1 TINJAUAN PUSTAKA Botani dan Morfologi Kedelai Kedelai bukan tanaman asli Indonesia, diduga berasal dari daratan pusat dan utara Cina. Kedelai termasuk family leguminosae, subfamili Papilionoideae dengan nama ilmiah Glycine max. Kedelai di Indonesia merupakan tanaman semusim, tegak dengan tinggi cm, bercabang, memiliki daun tunggal dan daun bertiga, bulu pada daun dan polong tidak terlalu padat dan umur tanaman antara hari. Bentuk biji kedelai beragam dari lonjong hingga bulat dan sebagian besar kedelai yang ada di Indonesia berkriteria lonjong. Kedelai di Indonesia dikelompokkan berukuran besar (berat > 14 g/100 biji), sedang (berat g/100 biji) dan kecil (<10 g/100 biji). Warna kulit biji kedelai bervariasi dari kuning, hijau, coklat, hitam, dan kombinasi berbagai warna atau campuran. Kotiledon pada embrio yang sudah tua dapat berwarna hijau, kuning, atau kuning tua namun umumnya berwarna kuning. Warna biji pada kedelai merupakan kombinasi antara pigmen yang terdapat pada kulit biji dan kotiledon (Adie dan Krisnawati, 2004). Akar merupakan bagian yang biasanya berada di bawah permukaan tanah (Harjadi, 1979). Sistem perakaran pada kedelai terdiri dari sebuah akar tunggang yang terbentuk dari calon akar, sejumlah akar sekunder, cabang akar sekunder, dan cabang akar adventif yang tumbuh dari bagian bawah hipokotil. Bintil akar pertama terlihat 10 hari setelah tanam. Bintil akar mampu menambat nitrogen dan bermanfaat bagi tanaman. Pembesaran bintil akar berhenti pada minggu keempat setelah terjadinya infeksi bakteri. Pada minggu keenam hingga ketujuh bintil akar telah lapuk (Adie dan Krisnawati, 2004). Batang tanaman kedelai berasal dari poros embrio yang terdapat pada biji. Pola percabangan batang kedelai dipengaruhi oleh varietas dan lingkungan, seperti panjang hari, jarak tanam, dan kesuburan tanah (Adie dan Krisnawati, 2004). Daun timbul dari bagian batang yang membesar yang disebut buku (Harjadi, 1979). Daun kedelai terbagi empat tipe: kotiledon atau daun biji, dua helai daun primer sederhana, daun bertiga, dan profilia. Bentuk daun kedelai

2 5 adalah lancip, bulat, dan lonjong serta perpaduan bentuk daun. Kedelai merupakan tanaman menyerbuk sendiri. Periode berbunga dipengaruhi oleh waktu tanam, berlangsung 3-5 minggu. Tidak semua bunga kedelai berhasil membentuk polong, dengan tingkat keguguran 20-80%. Proses kemasakan kedelai dikendalikan oleh fotoperiodisitas (panjang hari) dan suhu. Kedelai diklasifikasikan sebagai tanaman hari pendek. Suhu hangat mempercepat pembungaan dan pemasakan kedelai. Jumlah bunga dari 20 varietas kedelai di Indonesia berkisar dari buah (rata-rata 57 bunga) dan kisaran jumlah polong isi dari buah (rata-rata 48 polong isi). Semakin kecil ukuran biji maka jumlah plong per tanaman akan semakin banyak. Periode pengisian biji merupakan fase paling kritis dalam pencapaian hasil optimal. Terjadinya kekurangan atau kelebihan air, serangan hama atau penyakit, dan sebagainya akan berpengaruh buruk pada pengisian biji (Adie dan Krisnawati, 2004). Syarat Tumbuh Kedelai Kedelai dapat tumbuh pada 0-50 o LU sampai 0-45 o LS. Komponen utama agroklimat yang menentukan keberhasilan produksi kedelai adalah tanah yang subur, solum tanah yang dalam (> 40 cm), struktur tanah gembur, tekstur lempung berdebu, dan kelembaban cukup. Suhu dan panjang hari yang cukup juga cukup menentukan namun keragaman genetik kedelai cukup luas untuk penyesuaiam dan adaptasi terhadap dua komponen agroklimat tersebut. Kedelai termasuk tanaman hari pendek (cepat berbunga apabila panjang hari 12 jam, tidak mampu berbunga jika panjang hari > 16 jam). Kedelai di indonesia berbunga pada umur hari saat mencapai tinggi cm. Di wilayah tropis yang mempunyai panjang hari jam, berbunga pada umur hari saat tinggi mencapai cm, dan telah membentuk banyak cabang. Umur matang kedelai Indonesia sangat genjah yaitu hari sedangkan pada daerah subtropis hari. Lamanya periode gelap menentukan dan mengatur faktor induksi pembungaan (disebut florigen) yang disintesis pada daun dan ditranslokasikan ke organ bakal bunga melalui floem. Tanaman kedelai yang tidak melalui periode

3 6 gelap akan tumbuh secara vegetatif terus menerus dan tidak mampu membentuk bunga. Secara umum persyaratan panjang hari kedelai jam dengan panjang hari optimal untuk mencapai produktivitas tinggi jam. Kedelai termasuk tanaman yang memerlukan penyinaran penuh, tidak memerlukan naungan. Adanya naungan yang menahan sinar matahari hingga 20% pada umumnya masih dapat ditoleransi oleh tanaman tetapi bila lebih dari 20% tanaman mengalami etiolasi. Interaksi suhu, intensitas radiasi matahari dan kelembaban tanah sangat menentukan laju pertumbuhan tanaman kedelai. Suhu tinggi berasosiasi dengan transpirasi yang tinggi, defisit tegangan uap air yang tinggi, dan cekaman kekeringan pada tanaman. Suhu di dalam tanah dan suhu atmosfer berpengaruh terhadap pertumbuhan Rhyzobium, akar, dan tanaman kedelai. Suhu yang sesuai bagi pertumbuhan tanaman kedelai berkisar antara o C. Kelembaban udara tidak terlalu besar pengaruhnya terhadap pertumbuhan dan perkembangan kedelai tetapi secara langsung berpengaruh terhadap perkembangan hama dan penyakit tertentu. Kelembaban udara terutama berpengaruh terhadap proses pematangan biji dan kualitas benih. Curah hujan yang tinggi selama proses pengeringan polong menurunkan kualitas biji dan mutu benih karena polong dan biji menyerap kelembaban dari luar. Kelembaban udara yang optimal bagi tanaman kedelai berkisar antara RH 75-90% selama periode tanaman tumbuh hingga stadia pengisian polong dan RH 60-75% pada waktu pematangan polong hingga panen. Curah hujan yang merata mm per bulan pada dua bulan sejak tanam merupakan kondisi yang cukup baik bagi pertumbuhan kedelai. Secara umum kebutuhan air dengan umur panen hari berkisar antara mm setara dengan curah hujan mm per bulan. Tekstur dan struktur tanah menentukan kemudahan akar berkembang, kemampuan daya serap dan permeabilitas terhadap air permukaan, drainase dan aerasi tanah, kemampuan menyimpan kelembaban tanah, mudah sukarnya penanaman benih dan pemeliharaan tanaman, perkembangan Rhyzobium, dan kepekaan terhadap genangan air. Tekstur dan struktur tanah secara langsung menentukan kesuburan tanaman kedelai.

4 7 Tanah yang ideal untuk usahatani kedelai adalah yang bertekstur liat berpasir, liat berdebu-berpasir, debu berpasir, drainase sedang-baik, mampu manahan kelembaban tanah, dan tidak mudah tergenang. Kandungan bahan organik tanah sedang-tinggi (3-4%) sangat mendukung pertumbuhan tanaman apabila hara tanahnya cukup. Kandungan bahan organik yang cukup terutama berguna untuk mendukung perkembangan Rhyzobium, perbaikan drainase tanah, peningkatan kapasitas menyimpan kelembaban tanah, dan mempermudah pertumbuhan akar tanaman. Akar kedelai lebih mudah berkembang pada tanah gembur yang mengandung liat dengan struktur tidak terlalu ringan. Kelembaban tanah yang tinggi berkisar antara % kapasitas lapang diperlukan pada saat benih ditanam hingga berkecambah dan tanaman berdaun tunggal muncul (1-12 hari setelah berkecambah) lalu 75-85% untuk pertumbuhan selanjutnya. Kedelai dapat tumbuh baik pada ph dan ph optimum Hara makro dan mikro tersedia bagi tanaman kedelai Pada kisaran ph tersebut. Hara fosfat (P), kalsium (Ca), magnesium (Mg), kalium (K), dan sulfur (S) tidak tersedia bagi tanaman kedelai pada tanah yang bereaksi masam (ph kurang dari 5.5). Unsur hara mikro terutama Fe, Zn, Mn, dan P menjadi tidak mudah tersedia bagi tanaman pada tanah yang bereaksi basa (Sumarno dan Mashuri, 2007). Pertanian Organik Menurut IFOAM, pertanian organik didasarkan pada prinsip kesehatan, ekologi, dan perlindungan. Pertanian organik harus melestarikan dan meningkatkan kesehatan tanah, tanaman, hewan, manusia, dan bumi sebagai satu kesatuan yang tak terpisahkan. Kesehatan merupakan bagian yang tak terpisahkan dari sistem kehidupan, tidak saja sekedar bebas dari penyakit tetapi juga dengan memelihara kesejahteraan fisik, mental, sosial dan ekologi. Peran pertanian organik baik dalam produksi, pengolahan, distribusi dan konsumsi bertujuan untuk melestarikan dan meningkatkan kesehatan ekosistem dan organisme, dari yang terkecil yang berada di dalam tanah hingga manusia. Secara khusus, pertanian organik dimaksudkan untuk menghasilkan makanan bermutu tinggi dan bergizi yang mendukung pemeliharaan kesehatan dan kesejahteraan. Pertanian

5 8 organik harus didasarkan pada sistem dan siklus ekologi kehidupan. Prinsip ekologi meletakkan pertanian organik dalam sistem ekologi kehidupan. Prinsip ini menyatakan bahwa produksi didasarkan pada proses dan daur ulang ekologis. Pertanian organik didasarkan pada pengunaan masukan eksternal yang minimum, serta menghindari penggunaan pupuk dan pestisida sintetis (SNI, 2002). Pertanian organik adalah sistem manajemen produksi holistik yang meningkatkan dan mengembangkan kesehatan agroekosistem, termasuk keragaman hayati, siklus biologi, dan aktivitas biologi tanah. Pertanian organik menekankan penggunaan praktek manajemen yang lebih mengutamakan penggunaan masukan setempat, dengan kesadaran bahwa keadaan regional setempat memang memerlukan sistem adaptasi lokal. Hal ini dapat dicapai dengan menggunakan cara-cara kultural, biologis dan mekanis, yang merupakan kebalikan dari penggunaan bahan-bahan sintetis, untuk memenuhi fungsi spesifik dalam sistem. Suatu sistem produksi pangan organik dirancang untuk : o mengembangkan keanekaragaman hayati dalam sistem secara keseluruhan o meningkatkan aktivitas biologis tanah o menjaga kesuburan tanah dalam jangka panjang o mendaur ulang limbah yang berasal dari tumbuhan dan hewan untuk mengembalikan nutrisi ke lahan sehingga meminimalkan penggunaan sumberdaya yang tidak dapat diperbaharui o mengandalkan sumberdaya yang dapat diperbaharui pada sistem pertanian yang dikelola secara lokal o mempromosikan penggunaan tanah, air dan udara secara sehat, serta meminimalkan semua bentuk polusi yang dihasilkan oleh praktek-praktek pertanian o menangani produk pertanian dengan penekanan pada cara pengolahan yang hati-hati untuk menjaga integritas organik dan mutu produk pada seluruh tahapan dan bisa diterapkan pada seluruh lahan pertanian yang ada melalui suatu periode konversi, dimana lama waktunya ditentukan oleh faktor spesifik lokasi seperti sejarah lahan serta jenis tanaman dan hewan yang akan diproduksi

6 9 Pupuk Organik Menurut Setyorini (2005) pupuk organik adalah pupuk yang berasal dari sisa-sisa tanaman dan hewan seperti pupuk kandang, pupuk hijau, dan kompos baik yang berbentuk cair maupun padat. Pupuk organik dapat dibuat dari berbagai jenis bahan, antara lain sisa panen (jerami, brangkasan, tongkol jagung, bagas tebu, sabut kelapa), serbuk gergaji, kotoran hewan, limbah media jamur, limbah pasar, limbah rumah tangga dan limbah pabrik, serta pupuk hijau. Menurut Simanungkalit (2006) kompos merupakan produk pembusukan dari limbah tanaman dan hewan hasil perombakan oleh fungi, aktinomiset, dan cacing tanah. Pupuk hijau merupakan keseluruhan tanaman hijau maupun hanya bagian dari tanaman seperti sisa batang dan tunggul akar setelah bagian atas tanaman yang hijau digunakan sebagai pakan ternak Contoh pupuk hijau adalah sisa sisa tanaman, kacang-kacangan, dan tanaman paku air Azolla. Pupuk kandang merupakan kotoran ternak. Limbah ternak merupakan limbah dari rumah potong berupa tulang-tulang, darah, dan sebagainya. Limbah industri yang digunakan dalam pertanian merupakan limbah berasal dari limbah pabrik gula, limbah pengolahan kelapa sawit, penggilingan padi, limbah bumbu masak, dan sebagainya. Limbah kota yang dapat menjadi kompos berupa sampah kota yang berasal dari tanaman, setelah dipisah dari bahan-bahan yang tidak dapat dirombak misalnya plastik, kertas, botol, dan kertas. Pupuk organik atau bahan organik tanah merupakan sumber nitrogen tanah yang utama selain itu juga berperan terhadap perbaikan sifat fisika, kimia, dan biologi tanah serta lingkungan. Pupuk organik yang ditambahkan ke dalam tanah akan menjadi humus atau bahan organik tanah. Bahan organik juga berperan sebagai sumber energi dan makanan mikroba tanah sehingga dapat meningkatkan aktivitas mikroba tersebut dalam penyediaan hara tanaman. Bahan/pupuk organik dapat berperan sebagai pengikat butir primer menjadi butir sekunder tanah dalam pembentukan agregat yang mantap. Pupuk/bahan organik memiliki fungsi kimia yang penting dalam hal penyediaan hara makro dan mikro walaupun dalam jumlah yang sedikit. Penggunaan bahan organik dapat mencegah kahat unsur hara mikro pada tanah marginal atau tanah yang telah diusahakan secara intensif dengan pemupukan yang kurang seimbang,

7 10 meningkatkan kapasitas tukar kation (KTK) tanah, dan dapat membentuk senyawa kompleks dengan ion logam yang meracuni tanaman Al, Fe, dan Mn. Pupuk Kandang Ayam Pupuk kandang ayam meningkatkan ph tanah. Hal ini karena pupuk kandang ayam dapat meningkatkan bahan organik tanah yang menghasilkan asam-asam humat dan fulvat yang dapat membentuk senyawa kompleks dengan Al 3+ di dalam tanah. Hal ini menyebabkan Al di dalam tanah menjadi berkurang sehingga ph meningkat. Pupuk kandang ayam juga menyebabkan peningkatan N total tanah (Syahputra, 2007). N merupakan unsur pembatas yang sangat penting bagi pertumbuhan banyak tanaman. Pada lahan kering Ultisol di Jambi, pemberian pupuk kandang ayam 20t/ha meningkatkan permeabilitas, air tersedia, dan kadar C-organik (Kuntyastuti dan Taufiq, 2008). Pemberian pupuk kandang pada takaran fosfat alam yang rendah menghasilkan tinggi tanaman jagung yang semakin tinggi. Selain itu pemberian pupuk kandang nyata meningkatkan serapan P. Peningkatan kadar P tanah akan merangsang pertumbuhan akar yang lebih banyak sehingga serapan hara oleh tanaman juga akan semakin membaik (Purnomo et al., 2002). Pupuk kandang ayam sebanyak 10 ton/ha dapat meningkatkan efektivitas pemberian Rhizoplus pada tanaman kedelai di tanah Regosol. Penggunaan pupuk kandang ayam dengan cara dilarik dan dibenam dapat meningkatkan bobot tanaman kedelai, jumlah polong isi, dan bobot 100 biji (Suryantini dam Rahmianna, 2001). Pupuk kandang ayam berpengaruh positif terhadap karakter vegetatif dan generatif tanaman pada sistem budidaya kedelai secara organik. Perlakuan pupuk kandang pada penelitian Asiah (2006) menghasilkan bobot kering bintil akar tertinggi, kombinasi dengan kompos dan pupuk hijau meningkatkan N-total sebesar 44.44%, dan kombinasi dengan kompos menghasilkan tinggi tanaman 7 MST tertinggi. Biji kedelai terbesar dihasilkan oleh kombinasi pupuk kandang dengan abu sekam padi dan pupuk hijau.

8 11 Pupuk Hijau Centrosema pubescens berasal dari Amerika Tengah dan Selatan dan termasuk jenis legum. Legum ini diintroduksi ke kawasan Asia Tenggara dari kawasan tropis Amerika sekitar abad ke 19. Centrosema pubescens diperbanyak dengan menggunakan biji. Legum ini dapat melindungi tanah dari aliran permukaan dan banyak memproduksi biomassa dan sumber pupuk organik untuk memperkuat agregat tanah dan menyimpan ketersediaan air (Prosea, 2010). Legum ini tumbuh pada daerah tropis lembab dengan ketinggian m dpl dengan curah hujan 1500 mm/tahun atau lebih. Centrosema pubescens masih dapat tumbuh pada tanah yang tergenang air dan akan bertahan di musim kering yang berlangsung 3-4 bulan tetapi tidak dapat bertahan pada masa kekeringan yang lebih panjang. Legum ini merupakan salah satu tanaman yang tahan naungan dan dapat tumbuh di bawah naungan sebesar 80% (Prosea, 2010). Pupuk kandang ayam dan Centrosema pubescens dapat digunakan untuk produksi kedelai sayur (Sinaga, 2005; Kurniasih, 2006; Melati et al., 2008). Pupuk hijau dapat meningkatkan tinggi tanaman, jumlah dan bobot bintil akar, bobot kering akar dan tajuk, bobot basah dan bobot kering tajuk dibandingkan budidaya konvensional serta menurunkan jumlah polong hampa pada kedelai panen muda (Kurniasih, 2006). Tithonia diversifolia merupakan gulma yang banyak tumbuh di daerah tropis, kaya akan unsur hara, mudah diperbanyak. Tithonia diversifolia dapat diperbanyak secara vegetatif dan juga generatif. Secara vegetatif dapat tumbuh dari akar dan stek batang atau tunasnya, dan dapat tumbuh cepat setelah dipangkas. Tanaman ini dapat tumbuh baik pada ketinggian dua meter hingga lebih meter dari permukaan laut (Jufri, 2010). Daun Tithonia diversifolia mengandung unsur hara yang cukup tinggi yaitu 3,5-4,0% N; 0,35-0,38% P; 3,5-4,1% K; 0,59%Ca dan 0,27% Mg sehingga dapat digunakan sebagai sumber hara bagi tanaman (Hartatik, 2007). Kandungan unsur N, P, dan K pada Tithonia diversifolia lebih tinggi dibandingkan sumber hara lain seperti Centrosema pubescens dan Panicum maximum. Perbandingan C/N Tithonia diversifolia cukup rendah dibandingkan Centrosema pubescens dan Panicum maximum. Perbandingan ini dapat

9 12 mengindikasikan bahwa dekomposisi Tithonia diversifolia berlangsung lebih cepat (Olabode et al., 2007). Tithonia diversifolia dapat meningkatkan bobot tanaman sawi dibandingkan dengan pemberian pupuk NPK karena membuat daun sawi lebih tebal (Widiwurjani dan Suhardjono, 2006). Kompos Tithonia diversifolia digunakan sebagai pupuk organik pada tanaman jagung (Sabrina et al., 2010). Tithonia dapat tumbuh cepat dengan hasil biomass kering sekitar antara 2-5 ton/ha/tahun. Tanaman jagung yang dipupuk dengan tithonia setara 60 kg N/ha menghasilkan pipilan kering 4 ton/ha sedangkan yang dipupuk dengan urea 60 kg N/ha hanya 3,7 ton/ha (Jufri, 2010). Tithonia diversifolia juga telah digunakan pada tanaman melon. Bobot buah serta serapan N dan K tanaman semakin meningkat dengan meningkatnya dosis Tithonia diversifolia. Pada tanaman jahe pemberian Tithonia diversifolia mampu memperbaiki sifat kimia tanah dan mensubstitusi N dan K pupuk buatan sekitar %. Pemberian 68% NK- Tithonia diversifolia dan 32% NK-pupuk buatan merupakan kombinasi terbaik untuk meningkatkan hasil rimpang jahe pada tanah ultisol (Hartatik, 2007). Pemberian Tithonia diversifolia mampu meningkatkan tinggi tanaman lebih tinggi dibandingkan pemberian pupuk kandang dan Centrosema pubescens. Produktivitas kedelai yang diberi pupuk organik Tithonia diversifolia yaitu 1.48 ton/ha lebih tinggi dibandingkan produktivitas kedelai yang diberi pupuk organik Centrosema pubescens dan pupuk kandang ayam yang masing-masing produktivitasnya adalah sebesar 1.33 dan 1.16 ton/ha (Kurniansyah, 2010). Tithonia diversifolia memiliki efek alelopati. Taginin A, taginin C, dan hispidulin yang diisolasi dari Tithonia diversifolia menghambat perkecambahan lobak, mentimun, dan bawang merah (Baruah, et al., 1994). Pertumbuhan tunas dan akar lobak, padi, dan sorgum juga terhambat pada tanah yang sebelumnya ditanami Tithonia diversifolia dan tanah yang diberi perlakuan air ekstrak Tithonia diversifolia (Tongma, et al., 1998). Tithonia diversifolia dapat menghambat atau merangsang perkecambahan dan akumulasi klorofil tanaman sehingga harus digunakan dengan hati-hati (Otusanya, et al., 2008).

10 13 Residu Bahan Organik Ketersediaan hara dari pupuk organik umumnya lebih lambat dibandingkan pupuk buatan sehingga terdapat kemungkinan bahwa unsur hara dari pupuk organik yang diberikan belum diserap oleh tanaman secara optimal sehingga dapat dimanfaatkan oleh pertanaman berikutnya. Pemberian pupuk hijau dan pupuk kompos membutuhkan waktu yang lebih lama untuk dekomposisi dibandingkan pupuk kandang, maka hara belum banyak diserap oleh tanaman pada pertanaman pertama dan diduga hara telah tersedia pada pertanaman kedua sehingga jumlah dan bobot polong isi lebih tinggi. Residu pupuk organik menyebabkan tinggi kedelai varietas Wilis mampu melampaui tinggi tanaman menurut deskripsi dan menurunkan bobot kering akar pada 7 MST. Penurunan bobot kering terjadi karena adanya residu pupuk organik menyebabkan terjadinya peningkatan ketersediaan hara dalam tanah sehingga tidak diperlukan perakaran yang intensif untuk menyerap hara dari tanah (Melati et al., 2008). Residu pupuk organik dapat meningkatkan ph tanah karena bahan organik menghasilkan asam-aam humat dan fulvat yang dapat membentuk senyawa kompleks dengan Al 3+ di dalam larutan tanah yang menyebabkan Al dalam tanah menjadi berkurang dan ph meningkat. Kondisi seperti ini mendukung pertumbuhan tanaman yang optimal. Residu pupuk organik dapat meningkatkan ketersediaan unsur hara bagi tanaman dan meningkatkan produksi sawi (Syahputra, 2007). Perlakuan residu kombinasi pupuk organik berpengaruh sangat nyata terhadap intensitas serangan hama dan kejadian penyakit pada 7, 8, 9, dan 10 MST. Residu abu sekam memberikan pengaruh sangat nyata dan mampu menurunkan intensitas serangan hama dan keparahan penyakit karena adanya unsur silikat yang diduga dapat meningkatkan ketahanan tanaman melalui pengerasan jaringan (Rianawati, 2007).