PENDAHULUAN Latar Belakang Kedelai (Glycine max (L.) Merr.) merupakan tanaman pangan yang penting sebagai sumber protein nabati. Permintaan dan kebutuhan masyarakat, sedangkan produksi dalam negri belum mencukupi, untuk mengatasinya pemerintah masih mengimpor. Impor ini pun dari tahun ke tahun terus meningkat(manwan dan Sumarno, 1991). Hal ini disebabkan karena produksi yang masih rendah untuk itu diupayakan penelitian terus-menerus untuk meningkatkan produktivitas Kedelai dibutuhkan untuk memenuhi kebutuhan protein murah bagi masyarakat dalam upaya meningkatkan kualitas sumberdaya manusia Indonesia. Sejalan dengan pertambahan jumlah penduduk maka permintaan akan kedelai semakin meningkat. Untuk itu diperlukan program khusus peningkatan produksi kedelai dalam negri (http://setjen.deptan.go.id/berita/detail.php?id=202, 2008). Produksi kedelai nasional secara nasional tahun 2009 diperkirakan sebesar 966.469 ton naik 190.759 ton (24,59 persen) dibanding tahun 2008 yang sebesar 775.710 ton. Kenaikan ini diperkirakan terjadi karena kenaikan luas panen sebesar 137.244 hektar (23,22 persen) dari 590.956 hektar pada tahun 2008 menjadi 728.200 hektar pada tahun 2009 dan kenaikan produktivitas sebesar 0,14 Kw/Ha(1,07 persen) dari 13,13 Kw/Ha pada tahun 2008 menjadi 13,27 Kw/Ha pada tahun 2009 (BPS Kalimantan Tengah, 2009).
Kebutuhan nasional untuk kedelai mencapai 2,2 juta ton per tahun. Namun demikian, baru 20 sampai 30 persen saja dari kebutuhan tersebut yang dapat dipenuhi oleh produksi dalam negeri. Sementara 70 sampai 80 persen kekurangannya, bergantung pada impor. Ketergantungan terhadap impor ini membuat instansi terkait sulit untuk mengontrol harga kedelai (http://www.setneg.go.id, 2009). Komoditi kedelai hitam yang merupakan bahan baku kecap, ternyata masih belum mendapat perhatian besar dari peneliti maupun pemerintah. Varietas unggul dari kedelai hitam, lebih terbatas dibandingkan dengan kedelai kuning. Padahal, kedelai hitam sudah lama dibudidayakan di Indonesia serta terdapat peluang pasar untuk menjual komoditas tersebut (http://www.gizi.net, 2010). Kedelai hitam memiliki keunggulan tersendiri karena kandungan gizinya yang cukup tinggi, terutama protein dan karbohidrat. Asam amino yang terdapat pada kedelai hitam adalah leusin dan lisin. Keduanya merupakan asam amino yang sangat diperlukan oleh enzim pemecah kedelai untuk menghasilkan kecap dengan cita rasa yang enak, lezat dan khas. Selain warna, kedelai hitam berukuran lebih kecil daripada kedelai kuning, tetapi tidak ada perbedaan komposisi gizi di antara keduanya (http://cyberhealth.aspx.htm, 2009). Untuk memenuhi kebutuhan bahan baku kedelai yang diproyeksikan oleh pemerintah ditahun 2010, penduduk Indonesia diperkirakan sebanyak 253 juta jiwa dengan kebutuhan kedelai mencapai 3,87 juta ton yang akan dipenuhi dari produksi dalam negeri sebanyak 2,65 juta ton dan impor sebanyak 1,22 juta ton. Maka pemerintah mengadakan kegiatan penelitian untuk mencari varietas unggul serta megubah persepsi petani tentang kedelai hitam (http://www.gizi.net, 2010)
Adanya perbedaan respon genotipe terhadap lingkungan menyebabkan timbulnya perbedaan fenotipe pada setiap tanaman. Dari penampilan fenotipe tersebut suatu perbedaan sifat karakter dapat diketahui apakah di pengaruhi oleh genetik atau lingkungan. Sehingga dapat memudahkan pemulia untuk melakukan proses seleksi setiap genotipe untuk mengetahui genotipe yang lebih baik pada suatu daerah (Welsh, 2005). Berdasarkan uraian di atas maka penulis tertarik untuk melakukan penelitian guna mengetahui karakter fenotipe dan heritabilitas dari kedelai hitam, untuk mengetahui sifat fenotipe yang di timbulkannya Tujuan Penelitian Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui perbedaan karakteristik genetik beberapa varietas kedelai biji hitam Hipotesis Penelitian Ada perbedaan karakter genetik beberapa varietas kedelai biji hitam Kegunaan Penelitian Sebagai bahan penyusun skripsi yang merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana di Fakultas Pertanian, Medan dan Sebagai bahan informasi bagi pihak yang memerlukan
TINJAUAN PUSTAKA Botani Tanaman berikut: Menurut Sharma (1993), tanaman kedelai diklasifikasikan sebagai Kingdom Divisio : Plantae : Spermatophyta Subdivisio : Angiospermae Class Ordo Family Genus Species : Dicotyledoneae : Fabales : Fabaceae : Glycine : Glycine max (L.) Kedelai mempunyai susunan genom diploid (2n) dengan 20 pasang kromosom, beberapa jenis liar kedelai juga mempunyai 20 pasang kromosom. Kedelai yang ditanam sekarang diperkirakan berasal dari jenis liar Glycine soja = Glycine ussuriensis. Glycine soja mempunyai bentuk polong dan biji yang hampir sama dengan kedelai biasa, tetapi tumbuhnya merambat dan kulit bijinya sangat tebal, sehingga embrio dan keping bijinya terlindungi dengan baik (Departemen Pertanian, 1990). Kecambah kedelai tergolong epigeous artinya keping biji muncul diatas tanah. Warna hipokotil yaitu bagian batang kecambah dibawah keping berwarna ungu atau hijau dan berhubungan dengan warna bunga, sedangkan yang
berhipokotil hijau berbunga putih dan yang berhipokotil ungu berbunga ungu (Departemen Pertanian, 1990). Kedelai berakar tunggang, pada tanah subur dan gembur akar dapat tumbuh sampai kedalaman 150 cm. Pada akar kedelai terdapat bintil akar yang merupakan koloni-koloni dari bakteri Rhizobium japonicum. Pada tanah-tanah yang telah mengandung bakteri Rhizobium, bintil akar mulai terbentuk pada umur 15 20 hari setelah tanam. Pada tanah yang belum pernah ditanam kedelai bakteri Rhizobium tidak terdapat dalam tanah sehingga bintil akar tidak terbentuk (Departemen Pertanian, 1990). 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. Sementara pertumbuhan batang tipe indeterminate dicirikan bila pucuk batang tanaman masih bisa tumbuh daun, walaupun tanaman sudah mulai berbunga. Jumlah buku pada batang tanaman dipengaruhi oleh tipe tumbuh batang dan periode panjang penyinaran pada siang hari. Pada kondisi normal, jumlah buku berkisar 15-30 buah (http://pustaka.unpad.ac.id, 2009). Daun primer sederhana berbentuk telur (oval) berupa daun tunggal (unifoliate) 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 (trifoliate), namun adakalanya terbentuk daun berempat atau daun berlima. Bentuk anak daun beragam, dari bentuk telur hingga lancip (Hidayat, 1985).
Bunga kedelai menyerupai kupu-kupu. Tangkai bunga umumnya tumbuh dari ketiak tangkai daun yang diberi nama rasim. Jumlah bunga pada setiap ketiak tangkai daun sangat beragam, antara 2-25 bunga, tergantung kondisi lingkungan tumbuh dan varietas kedelai. Bunga pertama yang terbentuk umumnya pada buku kelima, keenam, atau pada buku yang lebih tinggi. Setiap ketiak tangkai daun yang mempunyai kuncup bunga dan dapat berkembang menjadi polong disebut sebagai buku subur. Periode berbunga pada tanaman kedelai cukup lama yaitu 3-5 minggu untuk daerah subtropik dan 2-3 minggu di daerah tropik, seperti di Indonesia. Jumlah bunga pada tipe batang determinate umumnya lebih sedikit dibandingkan pada batang tipe indeterminate. Warna bunga yang umum pada berbagai varietas kedelai hanya dua, yaitu putih dan ungu (http://pustaka.unpad.ac.id, 2009). Buah kedelai berbentuk polong, jumlah biji sekitar 1-4 tiap polong. Polong berbulu berwarna kuning kecoklat-coklatan atau abu-abu. Dalam proses pematangan warna polong berubah menjadi lebih tua, warna hijau menjadi kehitaman, keputihan atau kecoklatan (Departemen Pertanian,1990). Biji kedelai terbagi menjadi dua bagian utama, yaitu kulit biji dan janin (embrio). Pada kulit biji terdapat bagian yang disebut pusar (hilum) yang berwarna coklat, 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, coklat, hitam, atau kombinasi campuran dari warna-warna tersebut. Biji kedelai tidak mengalami masa dormansi sehingga setelah proses pembijian selesai, biji kedelai dapat langsung ditanam. Namun
demikian, biji tersebut harus mempunyai kadar air berkisar 12-13% (http://pustaka.unpad.ac.id, 2009). Syarat Tumbuh Iklim Hal yang terpenting pada aspek distribusi curah hujan yaitu jumlahnya merata sehingga kebutuhan air pada tanaman kedelai dapat terpenuhi. Jumlah air yang digunakan oleh tanaman kedelai tergantung pada kondisi iklim pada umumnya kebutuhan air pada tanaman kedelai berkisar 350 450 mm selama masa pertumbuhan kedelai. Pada saat perkecambahan, faktor air menjadi sangat penting karena akan berpengaruh pada proses pertumbuhan Selama masa stadia pengisian polong serta pemasakan biji, tanaman kedelai memerlukan kondisi lingkungan yang kering agar diperoleh kualitas biji yang baik (http://pustaka.unpad.ac.id, 2009). Kedelai paling baik ditanam di ladang dan persawahan antara musim kemarau dan musim hujan. Sedang rata-rata curah hujan tiap tahun yang cocok bagi kedelai adalah kurang dari 200 mm dengan jumlah bulan kering 3-6 bulan dan hari hujan berkisar antara 95-122 hari selama setahun (http://www.iptek.net.id/ind/pd_tanobat/view., 2008). Kedelai merupakan tanaman hari pendek, yakni tidak akan berbunga bila lama penyinaran (panjang hari) melampaui batas kritis. Setiap varietas mempunyaia panjang hari kritik. Apabila lama penyinaran kurang dari batas kritik, 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 (Baharsjah, dkk, 1985). Tanah Tanaman kedelai umumnya mampu beradaptasi dengan baik pada berbagai jenis tanah. Tanaman kedelai umumnya menyukai tanah yang bertekstur ringan hingga sedang, serta memiliki saluran draenase yang memadai atau baik untuk pertanaman dan juga tanaman kedelai peka terhadap kondisi tanah salin (Rubattzky 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, grumosol, latosol atau andosol. Pada tanah yang kurang subur (miskin unsur hara) dan jenis tanah podsolik merah-kuning, perlu diberi pupuk organik dan pengapuran (http://www.deptan.go.id/teknologi/tp/tkedele4.htm, 2008). 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, 1996).
Varietas Varietas adalah kelompok tanaman dalam jenis atau spesies tertentu yang dapat dibedakan dari kelompok lain berdasarkan suatu sifat atau sifat-sifat tertentu (Nurhayati, 2005). Menggunakan varietas unggul merupakan syarat utama dalam me ningkatkan produksi kedelai. Tersedianya varietas unggul yang variasi sangat guna bagi petani untuk mengganti varietas antar musim dan juga mencegah petani menanam satu varietas secara terus menerus dan juga dapat mengoptimalisasikan serangan hama (Gani, 2000). Setiap varietas adalah spesifik dapat menghasilkan produksi yang optimal jika ditanam pada area geografis yang sesuai. Melihat sifat-sifat berbagai varietas unggul, 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). Jika perbedaan antara dua individu yang mempunya faktor lingkungan sama dapat diukur, maka perbedaan ini berasal dari faktor genotipe kedua tanaman tersebut. Keragaman genetik menjadi perhatian utama para pemulia tanaman, karena dengan melalui pengelolaan yang tepat dapat dihasilkan varietas baru yang lebih baik (Welsh, 2005). Varietas-varietas kedelai yang dianjurkan mempunyai kriteria-kriteria tertentu, misalnya umur panen, produksi per hektar, daya tahan terhadap hama dan penyakit. Varietas-varietas ini diharapkan sesuai dengan keadaan tempat yang akan ditanami. Dengan ditemukannya varietas-varietas baru (unggul) melalui
seleksi galur atau persilangan (crossing), di harapkan varietas dapat di pertanggungjawabkan baik dalam hal produksi, umur produksi, maupun daya tahan terhadap hama dan penyakit (Andrianto dan Indarto, 2004). Keragaman genetik Keragaman penampilan tanaman akibat perbedaan susunan genetik selalu mungkin terjadi sekalipun bahan tanaman yang digunakan berasal dari bahan tanaman yang sama. Jika ada dua jenis tanaman yang sama di tanaman pada lingkungan yang berbeda dan timbul variasi yang sama dari kedua tanaman tersebut maka hal ini dapat di katakan oleh bawaan genetik dari tanaman bersangkutan (Sitompul dan Guritno, 1995). Gen-gen tidak dapat menyebabkan berkembangnya suatu karakter terkecuali mereka berada pada lingkungan yang sesuai. Keragaman yang diamati terhadap sifat-sifat yang terutama disebabkan oleh perbedaan gen yang di bawa oleh individu yang berlainan dan terhadap variabilitas didalam sifat yang lain, pertama-tama disebabkan oleh perbedaan lingkungan dimana individu berada (Allard, 2005). Pemahaman variabilitas untuk karakter merupakan hal yang sangat penting di lakukan untuk efisiensi prosedur pemuliaan. Variasi genetik merupakan hal yang menentukan apakah suatu karakter dapat diperbaiki atau tidak. Oleh sebab itu studi varian dan heritabilitas tidak dapat terpisahkan 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 genotipe individu-individu suatu populasi, merupakan syarat agar seleksi terhadap populasi tersebut berhasil seperti yang diharapkan (Murdaningsih dkk, 1990). Heritabilitas Heritabilitas merupakan rasio antara keragaman aditif dan keragaman fenotipe. Fungsi penting dari heritabilitas adalah bersifat prediktif pada generasi berikutnya. Nilainya dapat memperlihatkan nilai fenotipe yang pada akhirnya dapat digunakan sebagai breeding value (http://www.digilib.ui.ac.id, 2010) Heritabilitas menyatakan perbandingan atau bagian varian genetik terhadap varian total di nyatakan dengan persen (%). Sesuai dengan komponennya heritabilitas dapat di bedakan dalam tiga kategori heritabilitas dalam arti luas, heritabilitas dalam arti sedang, dan heritabilitas dalam arti sempit. Heritabilitas dalam arti luas merupakan perbandingan antara varian genetik total dan varian fenotipe (Mangoendidjojo, 2003). Heritabilitas dapat digunakan sebagai parameter dalam seleksi pada lingkungan tertentu, karena heritabilitas merupakan gambaran apakah suatu karakter lebih di pengaruhi faktor genetik atau faktor lingkungan. Nilai heritabilitas tinggi menunjukkan bahwa faktor genetik relatif lebih berperan di bandingkan faktor lingkungan. Sifat yang mempunyai heritabilitas tinggi maka sifat tersebut akan mudah di wariskan pada keturunan berikutnya (Alnopri, 2004). kriteria heritabilitas adalah sebagai berikut yaitu heritabilitas tinggi > 0,5; heritabilitas sedang = 0,2 0,5 dan heritabilitas rendah< 0,2. Jika heritabilitas kurang dari satu, maka nilai tengah dari keturunan dalam
hubungannya dengan nilai tengah induk-induknya, terjadi regresi ke arah nilai tengah generasi sebelumnya. Jika heritabilitas itu adalah 0,5 maka nilai tengah keturunan beregresi 50% ke arah nilai tengah generasi sebelumnya, jika heritabilitas itu adalah 0,25 maka nilai tengah keturunan beregresi 75% ke arah nilai tengah generasi sebelumnya. Jadi jika heritabilitas = 100%, maka sama dengan persentase regresi (Stansfield, 1991). Variasi keseluruhan dalam suatu populasi merupakan hasil kombinasi genotipe 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 semua 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 lingkungan, sedangkan nilai 1 bila seluruh variasi disebabkan oleh faktor genetik. Dengan demikian nilai heritabilitas akan terletak antara kedua nilai ekstrim tersebut (Welsh, 1991).