TINJAUAN PUSTAKA Botani Tanaman Susunan akar kedelai pada umumnya sangat baik, pertumbuhan akar tunggang lurus masuk ke dalam tanah dan mempunyai banyak akar cabang. Pada akar-akar cabang banyak terdapat bintil akar berisi bakteri Rhizobium japonicum yang mempunyai kemampuan mengikat N bebas dari udara yang kemudian dipergunakan untuk menyuburkan tanah (Andrianto dan Indarto, 2004). Batang kedelai berasal dari poros janin. Bagian yang 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 plumula. Kuncup-kuncup ketiak tumbuh membentuk cabang ordo pertama dari batang utama tergantung pada reaksi genotipe terhadap panjangnya hari dan dari tipe tumbuh, yaitu determinan atau indeterminan (Hidayat, 1985 dalam Somaatmadja, dkk). 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 (Adisarwanto, 2005). Tanaman kedelai mempunyai dua bentuk daun yang dominan, yaitu stadia kotiledon yang tumbuh saat tanaman masih berbentuk kecambah dengan dua helai daun tunggal dan daun bertangkai tiga (trifoliate leaves) yang tumbuh selepas masa perkecambahan. Umumnya, bentuk dan daun kedelai ada dua, yaitu bulat
(oval) dan lancip (lanceolate). Kedelai bentuk tersebut dipengaruhi oleh faktor genetik (Adisarwanto, 2005). Bunga kedelai berwarna putih, ungu pucat dan ungu. Bunga dapat menyerbuk sendiri. Saat berbunga bergantung kepada kultivar (varietas) dan iklim. Suhu mempengaruhi proses pembungaan. Semakin pendek penyinaran dan semakin tinggi suhu udaranya, akan semakin cepat berbunga (Rubatzky dan Yamaguchi, 1998). Polong kedelai muda berwarna hijau warna polong matang beragam antara kuning hingga kuning kelabu, coklat atau hitam. Jumlah polong tiap tanaman dan ukuran biji ditentukan secara genetik, namun jumlah nyata polong dan ukuran nyata biji yang terbentuk dipengaruhi oleh lingkungan semasa proses pengisian biji (Hidayat dalam Somaatmadja, dkk, 1985). Buah kedelai berbentuk polong, setiap buah berisi 1-4 biji. Rata-rata berisi 2 biji. Polong kedelai mempunyai bulu, berwarna kuning kecokelatan atau abu-abu. Polong yang sudah masak berwarna lebih tua, warna hijau berubah menjadi kehitaman, keputihan atau kecokelatan. Bila polong telah kuning mudah pecah dan biji-bijinya melenting keluar (Suprapto, 1999). Biji kedelai terbagi dua bagian utama, yaitu kulit biji dan janin (embrio). Pada kulit biji terdapat bagian yang disebut pusar (hilum) yang berwarna cokelat, hitam atau putih. Pada ujung hilum terdapat mikrofil, berupa lubang kecil yang terbentuk pada saat proses pembentukan biji. Warna kulit biji bervariasi, mulai dari kuning, hijau cokelat, hitam, atau kombinasi campuran dari warna-warna tersebut (Adisarwanto, 2005).
Syarat Tumbuh Iklim Melihat kondisi iklim di negara kita maka kedelai umumnya ditanam pada musim kemarau, yakni setelah panen padi musim hujan. Banyaknya musim hujan sangat mempengaruhi aktivitas bakteri tanah dalam menyediakan nitrogen namun ketergantungan ini dapat diatasi, asalkan selama 30-40 hari suhu di dalam dan di permukaan pada musim panas sekitar 35 0-39 0 C, dengan kelembaban sekitar 60-70 % (Andrianto dan Indarto, 2004). Tanaman kedelai yang ditanam pada suhu dibawah 21 0 C dan diatas 32 0 C dapat mengurangi munculnya bunga dan terbentuknya polong. Suhu ekstrem diatas 40 0 C akan merusak produksi biji. Jika air tersedia, kedelai dapat ditanam sepanjang tahun didaerah tropik dan subtropik (Maesen dan Somaatmadja, 1993). Penyerapan air oleh kedelai mencapai 7,6 mm/hari, untuk panen yang baik diperlukan curah hujan 500 mm/tahun. Gangguan kekeringan selama masa pembungaan akan mengurangi pembentukan polong, tetapi pengurangan produksi lebih terasa pada tahap pengisian polong daripada tahap pembungaan (Maesen dan Somaatmadja, 1993). 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, sedangkan tanaman kedelai dapat tumbuh baik didaerah yang memiliki curah hujan sekitar 100-400 mm / bulan (Deptan, 1996).
Tanaman dapat tumbuh dengan curah hujan 100-400 mm/bulan, suhu udara 23 0 C 30 0 C, kelembaban 60% - 70%, ph tanah 5,8-7 dan ketinggian kurang dari 600 m dpl (Prabowo, 2007). Kedelai merupakan tanaman hari pendek, yakni tidak akan berbunga bila lama penyinaran (panjang hari) melampaui batas kritis. Setiap varietas mempunyai batas kritis penyinaran. Apabila lama penyinaran kurang dari batas kritis, 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 kritis, tanaman tersebut akan meneruskan pertumbuhan vegetatifnya tanpa berbunga (Baharsjah, dan Las dalam Somaatmadja dkk, 1985). Tanah Tanaman kedelai sebenarnya dapat tumbuh di semua jenis tanah. Namun demikian, untuk mencapai tingkat pertumbuhan dan produktvitas yang optimal, kedelai harus ditanam pada jenis yang bertekstur lempung berpasir atau liat berpasir. Hal ini tidak hanya terkait dengan ketersediaan air untuk mendukung pertumbuhan, tetapi juga terkait dengan faktor lingkungan tumbuh yang lain (Adisarwanto, 2005). Tanaman kedelai dapat tumbuh di tanah yang agak asam akan tetapi pada ph yang terlalu rendah bisa menimbulkan keracunan Al dan Fe. Nilai ph tanah yang cocok berkisar antara 5,8-7,0. Pada ph dibawah 5,0 pertumbuhan bakteri bintil dan proses nitrifikasi akan berjalan kurang baik (Suprapto, 1999). Kedelai adalah tanaman setahun yang tumbuh tegak (tinggi 70-150 cm), menyemak, berbulu halus, dengan sistem perakaran luas. Tanaman ini umumnya
dapat beradaptasi dengan berbagai jenis tanah, dan menyukai tanah yang bertekstur ringan hingga sedang, dan memiliki draenase baik. Tanah ini peka terhadap kondisi salin (Rubatzky dan Yamaguchi, 1998). Tanaman kedelai dapat tumbuh pada berbagai jenis tanah dengan drainase dan aerasi tanah yang cukup baik serta air yang cukup selama pertumbuhan tanaman. Tanaman kedelai dapat tumbuh baik pada tanah alluvial, regosol, gumosol, latosol atau andosol. Pada tanah yang kurang subur (miskin unsur hara) dan jenis tanah podsolik merah-kuning, perlu diberi pupuk organik dan pengapuran (Andrianto dan Indarto, 2004). Tanah merupakan faktor penting dan mempunyai hubungan timbal balik yang sangat erat dengan tanaman yang tumbuh di atasnya. Tanah yang produktif harus dapat menyediakan lingkungan yang baik bagi pertumbuhan akar tanaman, disamping harus mampu mennyediakan unsur hara (Hanum, 2009) Tanah Salin Tanah salin adalah tanah garaman (salty soils) biasanya bertekstur halus, berdrainase jelek karena dipengaruhi pasang surutnya air laut, serta bahan liat marin termasuk di dalamnya (www.suara-merdeka.com, 2004). Apabila tanah menjadi salin, tanaman tidak bisa mengambil air yang banyak dari tanah. Hal ini dikarenakan perakaran tanaman mempunyai perbedaan konsentrasi garam yang menyebabkan aliran alami air dari tanah masuk ke perakaran tanaman. Apabila tingkat salinitas di dalam tanah dekat dengan akar, air menjadi berkurang dan berkurang pula air yang masuk ke akar. Kenyataannya ketika tingkat salinitas cukup tinggi air dalam akar akan tertarik ke luar tanah. Tanaman-tanaman menjadi tidak mampu untuk mengambil cukup air dalam
pertumbuhannya untuk tumbuh. Tiap-tiap spesies tanaman alaminya memiliki perbedaan tingkat kandungan garam pada akar. Inilah, mengapa beberapa tanaman dapat bertahan hidup sementara tanaman lainnya mati. Jika tingkat salinitas pada tanah cukup tinggi, tanaman akan kerdil dan mati, meskipun banyak air yang diberikan (Provin dan Pitt, 1980). Kadar garam pada jumlah tertentu akan mempunyai dampak bagi pertumbuhan tanaman. Kadar garam dapat mempengaruhi pertumbuhan tanaman dalam 3 cara, yaitu : garam dapat mendesak pengaruh osmotik untuk mencegah tanaman dalam pengambilan air dari tanah, ion tertentu dapat menyebabkan keracunan pada tanaman sebagai contoh konsentrasi Cl yang tinggi dalam air irigasi dapat menyebabkan terbakarnya daun, khususnya pada pengaplikasian air ke daun, dan efek tanah tertentu yang berpengaruh pada pertumbuhan tanaman oleh karena degadasi struktur tanah atau peningkatan yang terdiri dari tiga proses yang menyebabkan pertumbuhan awal tanaman tergantung pada keadaan itu (Slinger and Tenison, 2005). Salinitas tanah adalah keadaan tinggi rendahnya garam di dalam tanah. Garam dapur (NaCl) merupakan garam yang dominan, namun garam-garam Na 2 SO 4, MgSO 4, NaHCO 3,Na 2 CO 3, CaSO 4, CaCO 3 juga menentukan salinitas tanah. Semakin tinggi konsentrasi garam-garam ini pada larutan tanah, semakin tinggi pula daya hantar listrik (DHL) larutan tanah. Tanah dengan DHL >4 ds/m tergolong tanah salin (www.suara-merdeka.com, 2004). Zeolit Zeolit merupakan kelompok senyawa berbagai jenis mineral alumino silikat hidrat dengan logam alkali. Mineral-mineral yang termasuk dalam
kelompok zeolit umumnya dijumpai dalam batuan tufa, terbentuk dari hasil sedimentasi abu vulkanik yang teralterasi. Agar dapat dimanfaatkan zeolit harus mempunyai spesifikasi tertentu berkaitan dengan hal tersebut kualifikasi zeolit ditentukan oleh daya serap, daya tukar kation (KTK) maupun daya katalis (www.pustaka-deptan.go.id, 2008). Secara kimia kandungan zeolit yang utama adalah: SiO 2 = 62,75%; Al 2 O 3 =12,71 %; K 2 O = 1,28 %; CaO = 3,39 %; Na 2 O = 1,29 %; MnO = 5,58 %; Fe 2 O 3 = 2,01 %; MgO = 0,85 %; Clinoptilotit = 30 %; Mordernit = 49 %. Sedangkan nilai KTK antara 80-120 me/100 g, nilai yang tergolong tinggi untuk penilaian tingkat kesuburan tanah. Nilai KTK ini akan menentukan kemampuan bahan tersebut untuk menyimpan pupuk yang diberikan sebelum diserap tanaman. (www.suara-merdeka.com, 2004). Salah satu upaya untuk memanfaatkan tanah salin adalah dengan pengaplikasian zeolit. Hasil penelitian Al-Busaidi, et al (2007) menyimpulkan bahwa penambahan zeolit dapat mengurangi pengaruh negatif dari kondisi salin. Kapasitas tukar kation yang lebih tinggi pada zeolit diduga dapat lebih menyediakan nutrisi bagi tanaman yang tumbuh pada kondisi salin. Secara umum fungsi zeolit bagi lahan pertanian adalah meningkatkan kadar oksigen terlarut dalam air irigasi lahan persawahan, menjaga keseimbangan ph tanah, mampu mengikat logam berat yang bersifat meracun tanaman misalnya Pb dan Cd, mengikat kation dari unsur dalam pupuk misalnya NH + 4 dari urea, K + dari KCl, sehingga penyerapan pupuk menjadi effisien (tidak boros), ramah lingkungan karena menetralkan unsur yang mencemari lingkungan, memperbaiki struktur tanah (sifat fisik) karena kandungan Ca dan Na, meningkatkan KTK
tanah (sifat kimia), dan meningkatkan hasil tanaman. Bila dibandingkan dengan bahan organik dalam fungsinya sebagai pemantap tanah, maka zeolit akan lebih unggul. Secara teknis sebenarnya bahan organik juga bisa menggantikan peran zeolit. Tetapi ada beberapa kelemahan dari bahan organik sehubungan dengan aplikasinya di lahan pertanian. Kelemahan itu antara lain bahan organik akan melepaskan asam-asam organik yang akan menurunkan ph tanah. Menurunnya ph tanah berarti menurun pula tingkat kesuburan tanah. Bahan organik juga mempunyai sifat mengikat dan tidak akan melepaskan unsur-unsur mikro (chellating agent) sehingga tanaman kekurangan unsur mikro (Fe, Mn, Cu dan Mo). Kemudian dalam aplikasinya sulit disosialisasikan pada tingkat petani, karena kuantitasnya yang besar dan tidak semua petani memiliknya. Tetapi dengan menggunakan zeolit maka petani akan lebih mudah dalam aplikasinya di lahan pertanian (www.suara-merdeka.com, 2004). Zeolit yang mempunyai fungsi antara lain : mengembalikan zat hara tanah yang hilang, menyimpan dan mengikat unsur-unsur yang dibutuhkan baik makro maupun mikro nutrisi sehingga tetap tersedia, menggemburkan tanah, karena zeolit mempunyai pori-pori yang besar sehingga sirkulasi oksigen baik untuk akar tanaman, menghemat pemakaian pupuk (tidak terbuang), karena diikat oleh zeolite, menyerap logam-logam berat dan unsur yang mengganggu pertumbuhan tanaman (Usman, 2009). Fungsi dan kegunaan zeolit pada bidang pertanian dan perkebunan adalah berdasarkan kepada KTK dan retensivitas terhadap air yang tinggi, zeolit sekarang ini telah banyak digunakan untuk memperbaiki sifat tanah, terutama tanah yang banyak mengandung pasir (kandungan lempung sedikit) dan tanah podzolik.
Fungsi zeolit di sini adalah sebagai bahan pemantap tanah (soil conditioner), + yaitu sebagai pembawah pupuk (fertilizer carrier), pengontrol pelepasan ion NH 4 dan K + (slow release fertilizer), dan sebagai pengontrol cadangan air (Admin, 2009). Salah satu fungsi penting dari kalium adalah membentuk dan mengangkut karbohidrat, sehingga translokasi karbohidrat dari daun ke organ tanaman lain dapat berjalan dengan baik (Hardjowigeno,1987). Fungi Mikoriza Arbuskula (FMA) FMA adalah cendawan yang dapat menginfeksi akar dan yang bersimbiosis mutualisme dengan tanaman inangnya. Adanya mikoriza dapat diketahui karena terdapat selubung cendawan yang membungkus sistem perakaran dan terdapat hifa yang menginfeksi sel korteks akar inang secara teratur. Mikoriza mempunyai peranan penting untuk tanaman, karena dapat membantu pertumbuhan tanaman. Mikoriza efektif pada penyerapan unsur hara makro, mikro dan meningkatkan daya tahan dari serangan patogen. Sehingga tanaman dapat hidup pada kondisi ekstrim ( Prihantoro, 2003). Mikoriza mempunyai kemampuan untuk berasosiasi dengan hampir 90% jenis tanaman, serta telah banyak dibuktikan mampu memperbaiki dan meningkatkan pertumbuhan tanaman. Tanaman bermikoriza akan mampu meningkatkan kapasitasnya dalam menyerap unsur hara dan air. Fosfat adalah unsur utama yang diserap tanaman bermikoriza. (delvian,dkk, 2006) Keuntungan terbesar dari mikoriza adalah untuk menambah penyerapan hara esensial yang secara normal diserap secara lambat melalui akar yang dibutuhkan dalam jumlah besar. Mikoriza menawarkan keuntungan besar pada
tanaman yang yang tumbuh di tanah yang tidak subur. Pada kenyataannya tanpa bantuan penyerapan unsur hara dari mikoriza, banyak komunitas tanaman tidak dapat bertahan ( Salisbury and Ross, 2002). Jaringan hifa ekternal dari mikoriza akan memperluas bidang serapan air dan hara. Ukuran hifa yang lebih halus dari bulu-bulu akar memungkinkan hifa bisa menyusup ke pori-pori tanah yang paling kecil (mikro) sehingga hipa bisa menyerap air pada kondisi kadar air tanah yang sangat rendah (Killham, 1994). Tanaman yang bermikoriza terbukti mampu bertahan pada kondisi stres air yang hebat. Hal ini disebabkan karena jaringan hipa eksternal akan memperluas permukaan serapan air dan mampu menyusup ke pori kapiler sehingga serapan air untuk kebutuhan tanaman inang meningkat. Pada lahan alang-alang yang sistem hidrologinya telah rusak, persediaan air bawah tanah menjadi masalah utama karena tanahnya padat, infiltrasi air hujan rendah, sehingga walaupun curah hujan tinggi tapi cadangan air bawah permukaan tetap sangat terbatas. Pengalaman menunjukkan bahwa kondisi ini merupakan salah satu sebab kegagalan progam transmigasi lahan kering. Petani transmigan kesulitan untuk mendapatkan air bersih dan tanaman (khususnya tanaman pangan) sering gagal panen karena stres air (Subiksa,2008). Keuntungan dari keberadaan mikoriza yang telah banyak diketahui adalah meningkatkan serapan fospat oleh tanaman, walaupun sesungguhnya serapan unsur-unsur hara lain dan air juga meningkat (lakitan, 1995) Mikoriza dapat meningkatkan fospat oleh tanaman.unsur hara fosfor (P) adalah salah satu hara makro yang mutlak diperlukan oleh tanaman. Fosfor diperlukan untuk pembelahan sel, pembentukan akar, memperkuat batang,
berperan dalam metabolisme karbohidrat, transfer energi, serta pembentukan bunga, buah dan biji. Kekurangan hara P pada tanaman akan mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan tanaman (Eden, 1976 dalam Anjarsari, 2007).