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.) Perakaran kedelai terdiri dari akar tunggang yang terbentuk dari bakal akar, empat baris akar sekunder yang tumbuh dari akar tunggang, dan sejumlah akar cabang yang tumbuh dari akar sekunder. Akar adventif tumbuh dari bagian bawah hipokotil. Akar tunggang dapat mencapai kedalaman 2 m. Namun biasanya akar tunggang hanya mencapai kedalaman lapisan olah tanah (Hidajat,1985). Dengan berkembangnya perakaran maka akar-akar rambut tumbuh dari akar muda lainnya. Akar rambut amat memperbesar permukaan absorbsi akar karena banyaknya dan karena kecilnya. Bintil akar dapat terbetuk pada tanaman edelai muda setelah ada akar rambut pada akar utama atau akar cabang. Bintil akar akan dibentuk oleh Rhizobium japonicum (Hidajat, 1985).
Kedelai adalah tanaman setahun yang tumbuh tegak (tinggi 70-150 cm), menyemak, berbulu halus, dengan sistem perakaran luas (Rubatzky dan Yamaguchi, 1998). Batang kedelai berasal dari poros janin. Bagian terpenting dari poros janin ialah hipokotil dan bakal akar, yang merupakan sebagian dari poros hipokotil akar. Jaringan batang dan daun terbentuk dari pertumbuhan dan perkembangan bagian plumula. Kuncup-kuncup ketiak tumbuh membentuk cabang ordo pertama dari batang utama (Hidajat, 1985) Daunnya majemuk beranak daun tiga, berselang-seling (Rubatzky dan Yamaguchi, 1998). Daun primer sederhana berbentuk telur (oval) berupa daun tunggal (unifoliolat) dan bertangkai sepanjang 1-2 cm, terletak bersebrangan pada buku pertama di atas kotiledon. Daun-daun berikutnya yang terbetuk pada batang utama dan pada cabang ialah daun bertiga (trifoliolat), namun adakalanya terbentuk daun berempat atau daun berlima. Bentuk anak daun beragam, dari bentuk telur hingga lancip (Hidajat, 1985). Bunga berwarna putih, ungu, atau pucat, dapat menyerbuk sendiri. Saat berbunga bergantung pada kultivar dan dapat beragam dari 80 hingga mencapai 150 hari setelah tanam (Rubatzky dan Yamaguchi, 1998). Kelopak bunga berbentuk tabung bergerigi tidak rata, daun tenda berbagi lima yakni sayap dan dua lunas yang saling menyentuh tapi tidak bersatu dan satu bendera. Sepuluh benang sari, sembilan diantaranya menyatu pada bagian pangkalnya membentuk tabung mengelilingi putik. Proses penyerbukan yang disusul dengan pembuahan ganda memakan waktu antara 8-10 jam (Hidajat, 1985). Polong berkembang dalam kelompok, biasanya mengandung 2-3 biji berbentuk bundar atau pipih, dan sangat kaya akan protein dan minyak. Warna biji
berbeda-beda menurut kultivar (Rubatzky dan Yamaguchi, 1998). Polong pertama tampak sekitar 10-14 hari setelah munculnya bunga pertama. Jumlah polong yang terbentuk beragam antara 2 sampai 20 dalam tiap kelompok bunga dan jumlah polong dapat mencapai 4000 tiap pohon. Tiap polong dapat berisi 1-5 biji, tapi umumnya sebagian besar kultivar kedelai polongnya berisi 2-3 buah biji (Hidajat, 1985). Bentuk biji kedelai berbeda bergantung kultivar, dapat berbentuk bulat atau gepeng, atau bulat telur, namun sebagian besar kultivar bentuk bijinya bulat telur. Biji kedelai juga berbeda besar dan bobotnya; bobot 100 butir beragam antara 5 30 gram. Kultivar yang ditanam di Indonesia mempunyai bobot 100 biji antara 7 14 gram. Biji kedelai terdiri dari 2 bagian, yaitu : 1) kulit biji (testa) dan 2) janin (embryo). Kulitnya menutupi dan melindungi janin. Pada kulit biji terdapat pusar (hilum) yang berwarna cokelat, hitam atau putih (Hidajat,1985) Syarat Tumbuh Iklim Pertumbuhan optimum tercapai pada suhu 20-25 o C. Suhu 12-20 o 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 30 o 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 100-200 mm/ bulan. Tanaman kedelai dapat tumbuh pada ketinggian 0-900 meter di atas permukaan laut (Departemen Pertanian Direktorat Jenderal Tanaman Pangan dan Hortikultura, 1996). Kedelai merupakan tanaman hari pendek, yakni tidak akan berbunga bila lama penyinaran (panjang hari) melampaui batas kritis. Setiap varietas mempunyai panjang hari kritik. Dengan lama penyinaran lebih 12 jam, hampir semua vareitas kedelai dapat berbunga dan tergantung dari varietasnya, umur berbunga dari 20 hingga 60 hari setelah tanam (Hidajat, 1985). 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 organik dan ph antara 5,5 7 (optimal 6,7). Tanah hendaknya mengandung cukup air tapi tidak sampai tergenang (Departemen Pertanian Direktorat Jenderal Tanaman Pangan dan Hortikultura, 1996). 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 (http// www.warintek.bantul.go.id, 2008). Varietas Hibrida dibuat dengan mempersilangkan dua inbrida yang unggul. Karena itu pembuatan inbrida unggul merupakan langkah pertama dalam pembuatan hibrida. Varietas hibrida memberikan hasil yang lebih tinggi dari pada varietas bersari bebas karena hibrida menggabungkan gen-gen dominan karakter yang diinginkan dari galur penyusunnya, dan hibrida mampu memanfaatkan gen aditif dan non aditif. Varietas hibrida memberikan keuntungan yang lebih tinggi bila di tanam pada lahan yang produktivitasnya tinggi (Kartasapoetra, 1988). Soemaatmadja Ada dua macam perbedaan antara individu organisme : (I) Perbedaan yang ditentukan oleh keadaan luar, yaitu yang dapat ditelusuri dari lingkungan dan (II) Perbedaan yang dibawa sejak lahir, yaitu yang dapat ditelusuri dari kebakaan. Suatu fenotip (penampilan dan cara berfungsinya) individu merupakan hasil interaksi antara genotip (warisan alami) dan lingkungannya. Walaupun sifat khas suatu fenotip tertentu tidak dapat selamanya ditentukan oleh perbedaan fenotip atau oleh lingkungan, ada kemungkinan perbedaan fenotip antara individu yang terpisahkan itu disebabkan oleh perbedaan lingkungan atau perbedaan keduanya (Loveless, 1989). Varietas adalah kelompok tanaman dalam jenis atau spesies tertentu yang dapat dibedakan dari kelompok lain berdasarkan suatu sifat atau sifat-sifat tertentu (Nurhayati, 2005).
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) 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). 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). 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) Perbedaan susunan genetik merupakan salah satu faktor penyebab keragaman penampilan tanaman. Program genetik yang akan diekspresikan pada satu fase atau keseluruhan fase pertumbuhan yang berbeda dapat diekspresikan pada berbagai sifat tanaman yang mencakup bentuk dan fungsi tanaman yang menghasilkan keragaman pertumbuhan tanaman. Keragaman penampilan tanaman akibat perbedaan susunan genetik selalu mungkin terjadi sekalipun bahan tanaman yang digunakan berasal dari jenis tanaman yang sama (Sitompul dan Guritno, 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).
Jarak Tanam Yang perlu diperhatikan dalam penanaman adalah waktu tanam dan jarak tanam. Jarak tanam disesuaikan dengan morfologi tanaman dan tingkat kesuburan tanahnya. Mengatur jarak tanam berarti memberi ruang lingkup hidup yang sama atau merata bagi setiap tanaman. Dengan mengatur jarak tanam ini akan diperoleh barisan-barisan tanaman yang teratur sehingga mudah dalam melakukan pengelolaan tanaman selanjutnya (Widyastuti, dkk., 2007) Berbagai keuntungan bertanam dengan jarak tanam yang teratur. Pertanaman tampak rapi, arah barisan dapat diatur. Memudahkan dalam pemeliharaannya, misalnya dalam pemberian pupuk, penyiangan, pengendalian hama penyakit, dan sebagainya. Dengan jarak tanam yang teratur dapat ditentukan jumlah populasi tanaman tiap luas lahan sehingga kebutuhan benihnya dapat ditentukan sebelumnya (Widyastuti, dkk., 2007) Jarak tanam akan mempengaruhi kerapatan tanaman atau jumlah populasi per unit area. Populasi tanaman mempengaruhi pertumbuhan relatif dan hasil bersih fotosintesis. Hal ini berhubungan erat dengan penangkapan energi cahaya, dan ketersediaan hara dan air dalam tanah. Dengan demikian kerapatan tanaman akan menentukan produksi tanaman (Widyastuti, dkk., 2007). Keragaman Genetik 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. Variasi 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). 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 mempinyai 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). Heritabilitas Heritabilitas juga merupakan parameter yang digunakan untuk seleksi pada lingkungan tertentu, karena heritabilitas merupakan gambaran apakah suatu karakter lebih dipengaruhi faktor genetik atau faktor lingkungan. Nilai heritabilitas tinggi menunjukkan bahwa faktor genetik relatif lebih berperan dibandingkan faktor lingkungan. Sifat yang mempunyai heritabilitas tinggi maka sifat tersebut akan mudah diwariskan pada keturunan berikutnya (Alnopri, 2004) 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). 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). 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 genotip (Rebin dkk, 1995). Variasi keseluruhan dalam suatu populasi merupakan hasil kombinasi genotip dan pengaruh lingkungan. Proporsi variasi merupakan sumber yang penting dalam program pemuliaan karena dari jumlah variasi genetik ini diharapkan terjadi kombinasi genetik yang baru. Proporsi dari seluruh variasi yang disebabkan oleh perubahan genetik disebut heritabilitas. Heritabilitas dalam arti yang luas adalah aksi gen termasuk sifat dominan, aditif, dan epistasis. Nilai heritabilitas secara teoritis berkisar dari 0 sampai 1. nilai 0 ialah bila seluruh variasi yang terjadi disebabkan oleh faktor genetik. Dengan demikian nilai heritabliitas akan terletak antara kedua nilai ekstrim tersebut (Welsh, 2005). Seleksi merupakan bagian penting dari program pemuliaan tanaman untuk memperbesar peluang mendapatkan genotipe yang unggul. Hal ini juga berlaku untuk pemuliaan tanaman kedelai. Pengujian perlu dilakukan sebanyak mungkin pada galur-galur kedelai terpilih, sehingga didapatkan galur-galur kedelai yang berdaya hasil tinggi (Pinaria dkk 1995).