TINJAUAN PUSTAKA. Botani Tanaman. sangat penting karena gizinya, aman dikonsumsi, dan harganya yang relatif murah

Transkripsi

1 TINJAUAN PUSTAKA Botani Tanaman Kedelai merupakan komoditas pangan penghasil protein nabati yang sangat penting karena gizinya, aman dikonsumsi, dan harganya yang relatif murah dibandingkan dengan sumber protein hewani. Di Indonesia, kedelai umunnya dikonsumsi dalam bentuk pangan olahan seperti tahu, tempe, susu kedelai dan berbagai bentuk makanan ringan (Damardjati dkk, 2005) Susunan akar kedelai pada umumnya sangat baik. Pertumbuhan akar tunggang lurus masuk ke dalam tanah dan mempunyai banyak akar cabang. Pada akar akar cabang terdapat bintil bintil akar berisi bakteri Rhizobium jafonicum, yang mempunyai kemampuan mengikat zat lemas bebas (N 2 ) dari udara yang kemudian dipergunakan untuk menyuburkan tanah (Andrianto dan Indarto, 2004). Batang kedelai berasal dari poros janin sedangkan bagian atas poros berakhir dengan epikotil yang amat pendek dan hypokotil merupakan bagian batang kecambah. Bagian batang kecambah di bagian atas kotyledon adalah epicotyl. Titik tumbuh epikotyl akan membentuk daun dan kuncup ketiak. Batang dapat membentuk 3 6 cabang, berbentuk semak dengan tinggi cm. Pertumbuhan batang dibedakan atas tipe diterminate dan indeterminate (Lamina, 1989). Daun kedelai merupakan daun majemuk yang terdiri dari tiga helai anak daun dan umumnya berwarna hijau muda atau hijau kekuning kuningan. Bentuk daun ada yang oval, juga ada yang segitiga. Warna dan bentuk daun kedelai ini

2 tergantung pada varietas masing masing. Pada saat tanaman kedelai itu sudah tua, maka daun daunnya mulai rontok (AAK, 1989) Daun sebagai organ fotosintesis sangat berpengaruh pada fotosintat berupa gula reduksi. Fotosintat berupa gula diproduksi sebagai sumber energi untuk tanaman (akar, batang, daun) serta diakumulasikan dalam buah, biji atau organ penimbun lain (sink), hasil fotosintesis yang tertimbun dalam bagian vegetatif sebagian dimobilisasikan kebagian generatif (polong). Hasil fotosintesis dibagian vegetatif tersimpan dalam berat kering biji tanaman (Budiastuti, 2000). Tanaman kedelai memiliki bunga sempurna, yaitu dalam satu bunga terdapat alat kelamin jantan (benang sari) dan alat kelamin betina (putik). Bunga berwarna ungu atau putih. Sekitar 60% bunga rontok sebelum membentuk polong. Di Indonesia tanaman kedelai mulai berbunga pada umur hari (Fachruddin, 2000). Biji kedelai berbentuk polong, setiap polong berisi 1 4 biji. Biji umumnya berbentuk bulat atau bulat pipih sampai bulat lonjong. Ukuran biji berkisar antara 6 30g/100 biji, ukuran biji diklasifikasikan menjadi 3 kelas yaitu biji kecil (6 10 g/100 biji), biji sedang (11 12 g/100 biji) dan biji besar (13 g atau lebih/100 biji). Warna biji bervariasi antara kuning, hijau, coklat dan hitam (Fachruddin, 2000). Biji biji kedelai berkeping dua terbungkus kulit biji (lesta) dan tidak mengandung jaringan endosperm. Embrio terbentuk di antara keping biji. Bentuk biji pada umumnya bulat lonjong, tetapi ada yang bundar dan bulat agak pipih, dengan besar dan bobot biji kedelai antara 5 30g/100 biji (Lamina, 1989).

3 Suatu pigmen merah yang disebut leghemoglobin dijumpai dalam bintil akar antara bekteroid dan selubung membrane yang mengelilinginya. Jumlah leghemoglobin dalam bintil akar memiliki hubungan langsung dengan jumlah nitrogen yang difiksasi. Bintil akar efektif mampu menfiksasi N dari udara dan mengkonversi N menjadi asam amino untuk disumbangkan kepada tanaman kedelai (Rao, 1994). Syarat Tumbuh Iklim Kedelai adalah tanaman beriklim tropik. Dia akan tumbuh subur di daerah yang berhawa panas, apalagi di tempat yang terbuka tidak terlindung oleh tanaman lain (Sugeng, 1983). Pertumbuhan optimum tercapai pada suhu 20 25º C. Suhu 12 20º C adalah suhu yang sesuai bagi sebagian besar proses pertumbuhan tanaman, tetapi dapat menunda proses perkecambahan benih dan pemunculan kecambah, serta pembungaan dan pertumbuhan biji. Pada suhu yang lebih tinggi dari 30º C, fotorespirasi cenderung mengurangi hasil fotosintesis (Rubatzky dan Yamaguchi, 1998). Air merupakan faktor yang penting bagi tanaman, karena berfungisi sebagai pelarut hara, berperan dalam translokasi hara dan fotosintesis, karena kekurangan suplai air di daerah perakaran dan atau laju transpirasi melebihi laju absorbs air oleh tanaman. Cekaman kekeringan yang terjadi pada saat pertumbuhan generative, akan menurunkan produksi. Kekeringan juga

4 menurunkan bobot biji, sebab bobot biji sangat dipengaruhi oleh jumlah air yang diberikan pada musim tanam (Agung dan Rahayu, 2004) Jumlah air yang berlebih tidak menguntungkan bagi tanaman kedelai, karena mangakibatkan akar membusuk. Banyaknya curah hujan juga sangat mempengaruhi aktivitas bakteri tanah dalam menyediakan nitrogen. Hasil observasi ini menunjukkan bahwa pengaruh curah hujan, dan temperatur terhadap pertumbuhan tanaman kedelai di sepanjang musim adalah sekitar 60 70% AAK (1989). Kedelai dapat tumbuh baik di tempat yang berhawa panas, di tempat tempat yang terbuka dan bercurah hujan mm 3 per bulan. Oleh karena itu, kedelai kebanyakan ditanam di daerah yang terletak kurang dari 400 m di atas permukaan laut. Jadi tanaman kedelai akan tumbuh baik, jika ditanam di daerah beriklim kering (Andrianto dan Indarto, 2004). Kedelai merupakan tanaman berhari pendek, yakni apabila penyinaran terlalu lama melebihi 12 jam, tanaman tidak akan berbunga. Hampir semua varietas tanaman kedelai berbunga dari umur hari (Yustika, 1985). Tanah Pertumbuhan tanaman kedelai sangat peka terdahap perubahan lingkungan tumbuh yang disebabkan oleh kondisi iklim. Baik mikro maupun makro. Dari saat benih mulai tumbuh sampai tanaman mendekati panen banyak hama yang menyerang tanaman. Walaupun sebagai tanaman palawijayang tidak banyak memerlukan air, tetapi pada stadia awal tumbuh, berbunga, pembentukan dan pengisian polong, ketersediaan air sangat diperlukan. Pemanenan kedelai harus

5 dilakukan pada saat umur masak optimal (masak fisiologis) agar diperoleh mutu hasil dan produksi yang tinggi. umur masak optimal sangat beragam sesuai dengan varietasnya. Pada umumnya varietas unggul dikembangkan saat umur masak optimal hari. Masa panen selain atas dasar umur optimal juga dapat melalui tanda-tanda visual polong dan tanaman. Panen dilakukan bila tanaman sudah matang dimana 95% polong telah matang, berwarna kecoklatan, daun telah rontok ( 2003). Toleransi ph yang baik sebagai syarat tumbuh yaitu antara 5,8 7, namun pada tanah dengan ph 4,5 pun kedelai masih dapat tumbuh baik. Tanah tanah yang cocok yaitu alluvial, regosol, grumosol, latosol dan andosol. Pada tanah tanah podzolik merah kuning dan tanah yang mengandung banyak pasir kwarsa, pertumbuhan kedelai kurang baik, kecuali bila diberi tambahan pupuk organik atau kompos dalam jumlah yang cukup (Andrianto dan Indarto, 2004). Pupuk N Tanaman menyerap atau mengabsorbsi anion seperti nitrat NO dan NH 4 yang dapat memberikan efek fungsi metabolisme dalam respirasi dan fotosintesis. Konsentrasi Nitrat-nitrogen dengan sel akar tanaman adalah ukurannya normal dari pada dalam tanah. Nitrogen ini memicu pertumbuhan daun energi hasil produksi dari hasil fotosintesis akan mengahasilkan gula melalui proses respirasi di sel. Teori absorbsi anion, tetapi mekanisme karier telah mentranport ion dari membran sel. ketika ion nitrat banyak pada akar tanamn mereka akan ditransportasi ke bagian lain. Metabolisme nitrat dimulai dari reduksi nitrat oleh nitrit. Produksi hara nitrogen melalui sintesis amonia (NH3). Sintesa amonium

6 melalui ion nitrogen dari atmosfer dan hidrogen dari fosil dan air (Follet dan Muphy, dkk, 1989). Penambatan nitrogen secara simbiosis. Bakteri yang terpenting, dari sudut pandang pertanian yang mampu menggunakan nitrogen bebas dari udara adalah bakteri-bakteri yang menyebabkan terbentuknya bintil-bintil akar pada tanaman kacang-kacangan. Organisma ini bila ditumbuhkan didalam bintil akar tanaman kacang-kacangan memperoleh makanan dan mineralnya dari tanaman kacang-kacangan itu dan sebagai gantinya organisma ini menyediakan sebagaian dari nitrogen bagi tanaman kacang-kacangan tersebut. Pertumbuhan bersama yang saling menguntungkan ini disebut simbiosis, dan oleh kerana itu organisme tersebut dinamai bakteri penambat nitrogen secara simbiosis. Diperkirakan hampir 2 juta ton nitrogen ditambat setiap tahun oleh bakteri kacang-kacangan di Amerika Serikat (Foth, 1994) Sumber unsur hara nitrogen sebenarnya cukup banyak terdapat diatmosfer, yaitu lebih kurang 79,2 % dalam bentuk N 2 bebas, namun demikian unsur N ini baru dapat digunakan oleh tanaman setelah mengalami perubahan ke bentuk yang terikat yang kemudian dalam bentuk pupuk. Sumber utama dari nitrogen berasal dari N 2 atmosfer yang terikat. Untul pembuatan pupuk adalah nitrogen dalam bentuk amoniak (Hasibuan 2008). Penyerapan NO 3 - dan NH 4 + oleh tumbuhan memungkinkan tumbuhan untuk membentuk berbagai senyawa nitrogen, terutama protein. Pupuk dan tumbuhan yang mati, mikroorganisme, serta hewan, merupakan sumber penting nitrogen yang dikembalikan ketanah, tapi sebagian besar nitrogen tersebut tidak larut dan tidak segera tersedia bagi tumbuhan. Hampir semua tanah mengandung

7 sedikit asam amino, yang dihasilkan terutam dari perombakan bahan organik oleh mikroba, tapi juga dari pengeluaran dari akar (Salisbury dan Ross, 1995). Pupuk urea adalah pupuk buatan senyawa kimia organik dari CO(NH 2 ) 2, pupuk padat berbentuk butiran bulat kecil (Diameter lebih kurang 1 mm) pupuk ini mempunyai kadar N 45%-46%. Urea larut sempurna dalam air, dan tidak mengasamkan tanah (EA : 71) (Hasibuan 2008). Pengaruh N dalam tanaman terhadap protein dalam tanaman, terutama, pada biji-bijian serealia merupakan hal yang sangat penting dalam masalah pangan. Pengaruh ini paling baik didasarkan pada lintasan-lintasan biokimia yang terlibat dalam pergerakan N dari tanah ke tanaman. Nitrogrn masuk kedalam tanaman dari tanah atau dari bintil bintil pada akar legume sebagai nitrat (NO - 3 ) atau ammonium (NH 4 + ). Di dalam tanaman NO 3 - direduksi ke NH 4 + dan kemudian digabungkan dengan kerangka C untuk membentuk 100 asam-asam amino yang berbeda. Asam-asam amino ini mengandung N dalam bentuk NH 2 dengan pengikat N pada C alfa dari suatu asam organik. Sekitar 20 dari asam asam amini yang berbeda tersebut kemudian digabungkan kedalam rantai panjang yang disebut rantai polipeptida. Rantai ini dapat mengandung beberapa ratus rangkaian asam amino. Urutan keterdapatan asam asam amino yang berbeda tersebut disepanjang rantai polipeptida, dan oleh karena itu rasio dari asam asam amino yang berbeda dalam rantai tersebut, diatur oleh informasi genetik yang terkandung dalam asam asam nukleat dalam tanaman. Rantai polipeptida kemudian terlipat, tergulung, terangkai-silang dan temodifikasi dengan cara cara yang lain untuk membentuk protein. Sebagian dari protein protein ini dapat disimpan dalam biji untuk digunakan oleh bibit baru setelah berkecambah. Mutu

8 nutrisi dari setiap unit protein dikendalikan oleh genetik tanaman (Engelstad, 1985). Urea terhidrolisis dengan cepat dalam kondisi panas, tanah yang lembab untuk membentuk amonium karbonat. Amonium mungkin digunakan secara langsung oleh tanaman atau mungkin diubah menjadi nitrat dan kemudian digunkan sebagai nitrat. Ureaformaldehida adalah salah satu pupuk nitrogen yang dikembangkan baru-baru ini dan bersifat tidak lrut dalam air. Nitrogen dalam ureaformaldehida dilepaskan dengan lambat dalam bentuk yang dapat dipakai untuk mengadakan persediaan nitrogen terus menerus selama musim tanam (Foth, 1994). Di Jepang dalam percobaan memekai pupuk dengan memakai pupuk urea dengan kedalaman pemupukan 5 15 cm, ternyata mempunyai pengaruh baik terhadap produksi. Hal ini diduga bahwa pada kedalaman tersebut penguapan unsure-unsur Nitrogen dapat dikurangi (Hasibuan, 2008). Pupuk P Fosfor memainkan peran yang tidak dapat dikesampingkan sebagai bahan bakar universal untuk kegiatan biokimia dalam sel hidup. Ikatan adenosin trifosfat (ATP) yang berenergi tinggi melepaskan energi untuk kegiatan bila diubah menjadi adenosin trifospat (ADP). Fosfor juga merupakan unsur yang penting untuk pertumbuhan tulang dan gigi. Hubungan fosfor yang terdapat didalam tanah dan tanaman dengan kesehatan hewan dan terdapatnya definisi fosfor secara luas pada hewan hewan pemakan rumput telah diketahui dengan baik (Foth, 1994). Bila fosfat yang laruta dalam air ditambahkan kedalam tanah, maka terjadi reaksi reaksi kimia yang kompleks akan langsung di dalam tanah. Butiran pupuk

9 akan menyerap air dari tanah disekitarnya dan memasuki bagian dalam butir butir pupuk dan melarutkan fosfat yang akhirnya menghasilkan larutan jenuh atau mendekati jenuh dan fosfat yang terlarut ini selanjutnya berdifusi keluar dari butir butir pupuk larutan tanah (Hasibuan, 2008). karbohidrat terutama gula membantu pembentukan klorofil daun-daun yang tumbuh ditempat gelap. Tanpa pemberian gula, daun-daun tersebut tidak mampu menghasilkan klorofil meskipun faktor-faktor lain mendukung (Dwidjoseputro, 1985) Unsur P diperlukan untuk pembentukan dan aktivitas bintil akar yang maksimal. Unsur P ternyata diperlukan lebih banyak bagi pertumbuhan bintil akar dibandingkan untuk pertumbuhan tanaman leguminosae. Oleh karena itu, untuk mendapatkan hasil uji tanaman leguminosae yang maksimal diperlukan penambahan unsur P dalam bentuk pupuk yang cukup. (Islami dan Hadi 1995) Pupuk K KCL (Kalium Khlorida) mengandung 45% K 2 O dan khlor, bereaksi agak asam, dan besifat higroskopis, khlor berpengaruh negatif pada tanaman yang tidak membutuhkannya, misalnya kentang, wortel, dan tembakau (Novizan, 2002). Unsur hara kalium berfungsi pada Pembentukan protein dan karbohidrat. Membantu membuka dan menutup stomata. Meningkatkan daya tahan terhadap penyakit tanaman dan serangan hama memperluas pertumbuhan akar tanaman. Efisiensi penggunaan air (ketahanan pada masa kekeringan). Memperbaiki ukuran dan kwalitas buah pada masa generatif danmenambah rasa manis/enak pada buah. Memperkuat tubuh tanaman supaya daun, bunga dan buah tidak mudah rontok.

10 Salah satu jenis pupuk kalium yang dikenal adalah KCl. Pupuk KCl yang dikenal selama ini sebagian besar merupakan hasil tambang. Endapan tambang kalium yang sangat terkenal ada di Prancis dan Jerman. Kandungan utama dari endapan tersebut adalah KCl dan sedikit K 2 SO 4. Karena umumnya tercampur dengan bahan lain, seperti kotoran. Pupuk, ini harus dimurnikan terlebih dahulu. Hasil pemurniannya mengandung K 2 O sampai 60% (Musa dan Mukhlis,2006). Kalium mempunyai pengaruh positif terhadap hasil dan kualitas tanaman. Sifat-sifat positif kalium antara lain sebagai berikut : mendorong produksi hidrat arang, mempunyai peran penting dalam menyangkut hidrat arang di dalam tanaman, mengurangi kepekaan tanaman terhadap kekeringan, mengurangi kepekaan tanaman terhadap hawa dingin dan hawa dingin malam, sedikit banyak mengurangi kerusakan yang diakibatkan oleh beberapa penyakit, membantu menguatkan rumpun pada tanaman gandum, sehingga tanaman ini tidak terlalu mudah rebah (Rinsema, 1993). Protein Protein berasal dari kata protos dari bahasa yunani yang berarti yang paling utama adalah senyawa organik kompleks berbobot molekul tinggi yang merupakan polimer dari monomer-monomer asam amino yang dihubungkan satu sama lain dengan ikatan peptida. Molekul protein mengandung karbon, hydrogen, oksigen, nitrogen dan kadang kala sulfur serta fospor. Protein berperan penting dalam struktur dan fungsi semua sel mahluk hidup dan virus. Kebanyakan protein merupakan enzim atau subnit enzim. Protein terlibat dalam sistem kekebalan sebagai antibodi, sistem kendali dalam bentuk hormon, sebagai komponen penyimpanan (dalam biji) dan juga dalam transportasi hara, sebagai salah satu

11 sumber gizi, protein berperan sebagai sumber asam amino tersebut (heterotrof) ( 2003). Sebagian besar protein dalam menu makanan manusia berasal dari protein biji, khususnya bagi tanaman serealia seperti padi, gandum, dan jagung. Sekitar dua pertiga penduduk dunia bergantung pada gandum atau padi sebagai sumber utama kalori dan protein. Jagung penting untuk daerah tropis dan subtropis. Sumbangan yang kecil tetapi penting juga diberikan oleh biji kacang-kacangan seperti buncis, kapri, dan kedelai. Kedelai mengandung 40% dari bobot keringnya adalah protein dibandingkan dengan 12 % pada sebagian besar bulir serealia. (Salisbury dan Ross, 1995). Dilihat dari kandungan gizinya, kedelai merupakan sumber protein, lemak, vitamin, mineral dan serat yang paling baik. Susunan asam amino pada kedelai lebih lengkap dan seimbang. Kedelai sangat berkhasiat bagi pertumbuhan dan menjaga kondisi sel tubuh. Kedelai mengandung protein tinggi dan mengandung sedikit lemak. Protein kedelai juga dibuktikan paling baik dibandingkan jenis kacang-kacangan lainnya. Kandungan proteinnya setara dengan protein hewani dari daging, susu dan telur ( 2006).