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.) Akar tanaman kedelai terdiri atas akar tunggang, akar lateral dan akar serabut. Pada tanah yang gembur akar ini dapat menembus tanah sampai kedalaman ± 15 cm. pada perakaran lateral terdapat bintil-bintil akar yang merupakan kumpulan bakteri Rhizobium pengikat N dari udara. Bintil akar ini biasanya akan terbentuk hari setelah tanam (Rukmana dan Yuniarsih, 1996). 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, mulai dari pangkal akar sampai hipokotil. Bagian batang kecambah diatas kotiledon disebut hipokotil. Jaringan batang dan daun terbentuk dari pertumbuhan dan perkembangan plumula. Terdapat empat tipe daun yang

2 berbeda, yaitu kotiledon atau daun biji, daun primer sederhana, daun bertiga, dan daun profila. Daun primer sederhana berbentuk telur (oval) berupa daun tunggal (unifoliat) dan bertangkai sepanjang 1-2 cm, terletak berseberangan pada buku pertama di atas kotiledon. Daun-daun berikutnya daun bertiga (trifoliat), namun adakalanya terbentuk daun berempat atau daun berlima (Soemaatmadja dkk, 1999). Kedelai berbatang semak, dengan tinggi batang antara cm, pada umumnya membentuk cabang yang jumlah cabangnya antara 3-6 cabang, dan jika jarak antar tanaman dalam barisan rapat, jumlah cabang semakin berkurang atau tidak bercabang sama sekali (Rukmana dan Yuniarsih, 1996). Pada batang tanaman kedelai memiliki banyak buku dan bulu, yang mana buku- buku tersebut ada yang produktif dan ada yang tidak produktif. Lebat atau tidaknya bulu dan kasar atau halusnya bulu tergantung pada varietas masing-masing (Rubatzky dan Yamaguchi, 1998). Kultivar kedelai mamiliki bunga bergerombol terdiri atas 3-15 bunga yang tersusun pada ketiak daun. Karakteristik bunganya seperti famili Legum lainnya, yaitu corolla (mahkota bunga) terdiri atas 5 petal yang menutupi sebuah pistil dan 10 stamen (benang sari). 9 stamen berkembang membentuk seludang yang mengelilingi putik, sedangkan stamen yang kesepuluh terpisah bebas (Poehlman and Sleper, 1995) Umur keluarnya bunga tergantung pada varietas kedelai, pengaruh suhu, dan penyinaran matahari. Tanaman kedelai menghendaki penyinaran pendek + 12 jam per hari. Tanaman kedelai di Indonesia pada umumnya mulai berbunga pada

3 umur hari setelah tanam. Bila penyinaran lebih dari 15 jam per hari, maka tanaman kedelai tidak akan berbunga (Rukmana dan Yuniarsih, 1996). Banyaknya polong tergantung jenisnya. Ada jenis kedelai yang menghasilkan banyak polong, ada pula yang sedikit. Berat masing-masing biji pun berbeda-beda, ada yang bisa mencapai berat gram per 100 butir biji. Warna biji pun berbeda-beda. Perbedaan warna biji dapat dilihat pada belahan biji ataupun pada selaput biji, biasanya kuning atau hijau transparan (tembus cahaya). Disamping itu ada pula biji yang berwarna gelap kecoklat-coklatan sampai hitam, atau berbintik-bintik (Andrianto dan Indarto, 2004). Pertumbuhan tanaman kedelai terdiri atas stadia vegetatif(v) dan stadia generatif(r). Keterangan stadia vegetatipe dan generatipe dapat dilihat pada uraian dibawan ini. Stadium Tingkatan stadium Uraian V1 V2 V3 V4 V5 V6 Vn Stadium buku pertama Stadium buku kedua Stadium buku ketiga Stadium buku keempat Stadium buku kelima Stadium buku keenam Stadium buku ke-n Daun terurai penuh pada buku foliolat. Daun bertiga yang terurai penuh pada buku diatas buku unifoliolat. Tiga buah buku pada batang utama dengan daun terurai penuh terhitung mulai buku unifoliolat. Empat buah buku pada batang utama dengan daun terurai penuh terhitung mulai buku unifoliolat. Lima buah buku pada batang utama dengan daun terurai penuh terhitung mulai buku unifoliolat. Enam buah buku pada batang utama dengan daun terurai penuh terhitung mulai buku unifoliolat. n buah buku pada batang utama dengan daun terurai penuh terhitung mulai buku unifoliolat.

4 R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 Mulai berbunga Berbunga penuh Mulai berpolong Berpolong penuh Mulai berbiji Berbiji penuh Mulai matang Matang penuh Bunga terbuka pertama pada buku manapun pada batang utama. Bunga terbuka pada satu dari dua buku teratas pada batang utama dengan daun terbuka penuh. Polong sepanjang 5 mm pada salah satu diantara 4 buku teratas pada batang utama dengan daun terbuka penuh. Polong sepanjang 2 cm pada salah satu diantara 4 buku teratas pada batang utama dengan daun terbuka penuh. Biji sebesar 3 mm dalam polong pada salah satu diantara 4 buku teratas pada batang utama dengan daun terbuka penuh. Polong berisikan satu biji hijau yang mengisi rongga polong pada salah satu diantara 4 buku teratas pada batang utama dengan daun terbuka penuh. Satu polong pada batang utama telah mencapai warna polong matang. Polong telah mencapai warna polong matang lebih kurang 95 %. Syarat Tumbuh Tanah Kedelai dapat tumbuh baik pada berbagai jenis tanah asal drainase dan aerasi tanah cukup baik. 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 yang cukup (Andrianto dan Indarto, 2004). 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

5 bahan organik 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, dan pada tanah dengan ph 5,5 kedelai masih memberi hasil (Departemen Pertanian, 1990). Iklim Pada awalnya kedelai merupakan tanaman subtropika hari pendek, namun setelah di domestikasi dapat menghasilkan banyak kultivar yang dapat beradaptasi terhadap lintang yang berbeda. Kemampuannya untuk ditanam dimana saja adalah keunggulan utama tanaman ini. Pertumbuhan optimum tercapai pada suhu C. Suhu C adalah suhu yang sesuai bagi sebagian besar proses pertumbuhan tanaman, tetapi dapat menunda proses perkecambahan benih dan pemunculan biji. Pada suhu yang lebih tinggi dari 30 0 C, fotorespirasi cenderung mengurangi hasil fotosintesis (Rubatzky dan Yamaguchi, 1998). 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). Kedelai merupakan tanaman hari pendek, yakni tidak akan berbunga bila lama penyinaran (panjang hari) melampaui batas kritis. Setiap varietas mempunyai panjang hari kritik. Apabila lama penyinaran kurang dari batas kritik,

6 maka kedelai akan berbunga. Dengan lama penyinaran 12 jam, hampir semua varietas kedelai dapat berbunga dan tergantung dari varietasnya, umumnya berbunga beragam dari 20 hingga 60 hari setelah tanam. Apabila lama penyinaran melebihi periode kritik, tanaman tersebut akan meneruskan pertumbuhan vegetatifnya tanpa berbunga (Soemaatmadja dkk, 1985). Varietas Varietas adalah kelompok tanaman dalam jenis atau spesies tertentu yang dapat dibedakan dari kelompok lain berdasarkan suatu sifat atau sifat-sifat tertentu. 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 (Gani, 2000). Varietas-varietas kedelai yang dianjurkan mempunyai kriteria-kriteria tertentu, misalnya umur panen, produksi per hektar, daya tahan terhadap hama dan penyakit. Setelah ciri-ciri tanaman kedelai diketahui, akhirnya dapat dihasilkan varietas-varietas yang dianjurkan. Varietas-varietas ini diharapkan sesuai dengan keadaan tempat yang akan ditanami. Dengan ditemukannya varietas-varietas baru (unggul) melalui seleksi galur atau persilangan (crossing), diharapkan sifat-sifat baru yang akan dihasilkan dapat dipertanggungjawabkan, baik dalam hal produksi, umur produksi, maupun daya tahan terhadap hama dan penyakit (Andrianto dan Indarto, 2004)

7 Menggunakan varietas unggul merupakan salah satu upaya yang mudah dan murah untuk meningkatkan produksi kedelai. Mudah karena teknologinya tidak rumit karena hanya mengganti varietas kedelai dengan varietas yang lebih unggul dan murah karena tidak memerlukan tambahan biaya produksi. Tersedianya varietas unggul yang beragam sangat penting artinya guna menjadi banyak pilihan bagi petani baik untuk pergiliran varietas antar musim, mencegah petani menanam satu varietas terus-menerus, mencegah timbulnya serangan hama dan penyakit, dan menjadi pilihan petani sesuai kondisi lahan. 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). Varietas atau klon introduksi perlu diuji adaptabilitasnya pada suatu lingkungan untuk mendapatkan genotif unggul pada lingkungan tersebut. Pada umumnya suatu daerah memiliki kondisi lingkungan yang berbeda terhadap genotif. Respon genotif terhadap faktor lingkungan ini biasanya terlihat dalam penampilan fenotipik dari tanaman bersangkutan (Darliah dkk, 2001). Keragaman Genetik Ukuran besar kecilnya variabilitas dinyatakan dengan variasi, yaitu besarnya simpangan dari nilai rata-rata. Terjadinya atau timbulnya variasi disebabkan oleh adanya pengaruh lingkungan dan faktor keturunan atau genetik. Perbedaan kondisi lingkungan memberikan kemungkinan munculnya variasi yang akan menentukan penampilan akhir dari tanaman tersebut. Bila ada variasi yang

8 timbul atau tampak pada populasi tanaman yang ditanam pada kondisi lingkungan yang sama maka variasi tersebut merupakan variasi atau perbedaan yang berasal dari genotipe individu anggota populasi (Mangoendidjojo, 2003). 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). 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). Pemahaman variabilitas untuk karakter yang penting dari suatu spesies atau kultivar sangat penting dalam kecermatan untuk memilih dan efisien penggunaan prosedur pemuliaan. Varietas genetik merupakan hal yang menentukan apakah suatu karakter dapat diperbaiki atau tidak. Oleh karena itu, studi varian genetik dan penduga nilai heritabilitas tidak dapat dilepaskan dari suatu pengujian galur-galur harapan (Rahmadi dkk, 1990).

9 Pendugaan nilai varian genetik dan nilai duga heritabilitas suatu sifat akan bervariasi tergantung kepada faktor lingkungan. Adanya varian genetik yang berarti terdapatnya perbedaan nilai genotip individu-individu suatu populasi, merupakan syarat agar seleksi terhadap populasi tersebut berhasil seperti yang diharapkan (Murdaningsih dkk, 1990). Jika perbedaan antara dua individu yang mempunyai faktor lingkungan sama dapat diukur, maka perbedaan ini berasal dari faktor genotipe 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). Setiap varietas adalah spesifik dapat menghasilkan produksi yang optimal jika ditanam pada area geografis yang sesuai. Melihat sifat-sifat berbagai varietas unggul di atas serta adanya pengaruh geografis suatu daerah terhadap perkembangan kedelai, maka disuatu daerah yang memiliki ketinggian tertentu hanya bisa ditanam dan dikembangkan varietas tertentu pula (Andrianto dan Indarto, 2004). 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).

10 Heritabilitas Heritabilitas adalah persentase dari variasi genotip yang dapat dimunculkan pada suatu individu dari sekian banyak variasi yang diserap atau dikirimkan pada individu tersebut (Palar dan Rialdi, 2003). Heritabilitas menyatakan perbandingan atau proporsi varian genetik terhadap varian total (varian fenotipe), yang biasa dinyatakan dengan persen (%). Sesuai dengan komponen varian genetiknya, kemudian dibedakan adanya heritabilitas dalam arti luas dan heritabilitas dalam arti sempit, heritabilitas dalam arti luas merupakan perbandingan antara varian genetik total dan varian fenotipe (Mangoendidjojo, 2003). Heritabilitas menentukan keberhasilan seleksi karena heritabilitas dapat memberikan petunjuk suatu sifat lebih dipengaruhi oleh faktor genetik atau faktor lingkungan. Nilai heritabilitas yang tinggi menunjukkan bahwa faktor genetik lebih berperanan dalam mengendalikan suatu sifat dibandingkan faktor lingkungan (Poehlman and Sleper, 1995). Nilai heritabilitas secara teoritis berkisar dari 0 sampai 1. Nilai 0 ialah bila seluruh variasi yang terjadi disebabkan oleh faktor lingkungan, sedangkan nilai 1 bila seluruh variasi disebabkan oleh faktor genetik. Dengan demikian nilai heritabilitas akan terletak antara kedua nilai ekstrim tersebut (Welsh, 2005). Seleksi terhadap tanaman untuk produksi tinggi tidak efektif bila pengaruh lingkungan begitu besar sehingga menutupi variasi genetik dimana keragaman sifat kuantitatif yang diwariskan pada turunannya disebut heritabilitas. Heritabilitas dapat didefinisikan sebagai proporsi keragaman yang disebabkan

11 oleh faktor genetis terhadap keragaman penotip dari populasi. Keragaman atau variasi dari suatu populasi disebabkan oleh faktor genetis dan faktor lingkungan (Mangoendidjojo, 2003). Memadukan nilai koefisien keragaman genetik dengan nilai heritabilitas dan dengan nilai kemajuan genetik akan didapatkan gambaran terbaik mengenai kemajuan yang diharapkan dari seleksi. Dengan nilai heritabilitas yang tinggi akan memberi petunjuk bahwa pewarisan sifat-sifat agronomis dari tetua ke generasi selanjutnya lebih banyak dipengaruhi oleh simpangan genotip (Rebin dkk, 1995).