TINJAUAN PUSTAKA Botani Tanaman Menurut Steenis (2003) klasifikasi tanaman kedelai diklasifikasika sebagai berikut Kingdom : Plantae, Divisi : Spermatophyta, Sub-Divisi : Angiospermae, Kelas : Dicotyledoneacae, Ordo : Rosales, Famili : Leguminoceae, Sub-Famili : Papilionacae, Genus : Glycine, Spesies : Glycine max (L.) Merill. Perakaran kedelai terdiri akar tunggang dan sejumlah akar cabang yang tumbuh dari akar sekunder atau serabut. Selain berfungsi sebagai tempat bertumpuhnya tanaman dan alat pengangkut air maupun unsur hara, perakaran kedelai juga mempunyai kemampuan untuk membentuk nodul yang berfungsi untuk menambah nitrogen bebas (N2) dari udara (Risnawati, 2010). Kedelai memiliki akar primer tunggang dan sekunder serabut. Bagian akar kedelai terdapat bintil akar, dimana bintil akar merupakan simbiosis antara kedelai dengan bakteri Rhizobium japonicum yang mampu mengikat gas nitrogen bebas dari udara. Adanya simbiosis ini menyebabkan kedelai terpenuhi sebagian hara nitrogen untuk pertumbuhannya dan menyebabkan tanah tersebut menjadi subur (Ianca, 2010). Tanaman kedelai berbatang pendek (30-100 cm), memiliki 3-6 percabangan, berbentuk tanaman perdu, dan berkayu. Batang tanaman kedelai biasanya kaku dan tahan rebah, kecuali yang dibudidayakan di musim hujan atau tanaman yang hidup di tempat yang ternaungi, menambahkan bahwa pertumbuhan batang kedelai dibedakan menjadi dua tipe yaitu tipe determinate dan indeterminate, keduanya dibedakan berdasarkan atas keberadaan bunga pada pucuk batang. Pertumbuhan batang tipe determinate ditunjukkan dengan batang 4
yang tidak tumbuh lagi pada saat tanaman mulai berbunga. Sedangkan pertumbuhan indeterminate dicirikan dengan pucuk batang tetap tumbuh daun, walaupun tanaman sudah mulai berbunga (Risnawati, 2010). Daun kedelai mempunyai ciri-ciri antara lain helai daun (lamina) oval dan tata letaknya pada tangkai daun bersifat majemuk berdaun tiga (Trifoliolatus). Umumnya, bentuk daun kedelai ada dua yaitu bulat (oval) dan lancip (lanceolate). Kedua bentuk daun tersebut dipengaruhi oleh faktor genetik (Risnawati, 2010). Umumnya, bentuk daun kedelai ada dua, yaitu bulat (oval) dan lancip (lanceolate). Bentuk daun diperkirakan mempunyai korelasi yang sangat erat dengan potensi produksi biji. Daun mempunyai stomata, berjumlah antara 190-320 buah/m2. Panjang bulu bisa mencapai 1 mm dan lebar 0,0025 mm. Kepadatan bulu bervariasi, tergantung varietas, tetapi biasanya antara 320 buah/mm2. Jumlah bulu pada varietas berbulu lebat, dapat mencapai 34 kali lipat dari varietas yang berbulu normal (Irwan, 2006). Pembentukan bunga juga dipengaruhi oleh suhu dan kelembaban. Pada suhu tinggi dan kelembaban rendah, jumlah sinar matahari yang jatuh pada ketiak tangkai daun lebih banyak. Hal ini akan merangsang pembentukan bunga (Irwan, 2006). Tanaman kedelai mulai berbunga pada umur antara 30-50 hari setelah tanam, tumbuh berkelompok pada ruas batang, berwarna putih atau ungu, dan memiliki kelamin jantan dan betina. Penyerbukan terjadi pada saat bunga masih tertutup sehingga kemungkinan penyerbukan silang amat kecil (Risnawati, 2010). Buah kedelai berbentuk polong, pada umumnya polong ini berbulu dan berwarna kuning kecoklatan atau abu-abu. Polong yang telah kering mudah pecah
dan bijinya keluar. Sedangkan untuk biji kedelai umumnya berbentuk bulat atau bulat pipih sampai bulat lonjong, biji berkeping dua dan terbungkus oleh kulit tipis (Risnawati, 2010). 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% (Irwan, 2006). Syarat Tumbuh Iklim Untuk mencapai pertumbuhan tanaman yang optimal, tanaman kedelai memerlukan kondisi lingkungan tumbuh yang optimal pula. Tanaman kedelai sangat peka terhadap perubahan faktor lingkungan tumbuh, khususnya tanah dan iklim. Kebutuhan air sangat tergantung pada pola curah hujan yang turun selama pertumbuhan, pengelolaan tanaman, serta umur varietas yang ditanam. Suhu tanah yang optimal dalam prosesperkecambahan yaitu 30 C. Bila tumbuh pada suhu tanah yang rendah (<15 C), proses perkecambahan menjadi sangat lambat, bisa mencapai 2 minggu. Hal ini dikarenakan perkecambahan biji tertekan pada kondisi kelembaban tanah tinggi. Sementara pada suhu tinggi (>30 C), banyak biji yang mati akibat respirasi air dari dalam biji yang terlalu cepat. Disamping suhu tanah, suhu lingkungan juga berpengaruh terhadap perkembangan tanaman
kedelai. Bila suhu lingkungan sekitar 40 C pada masa tanaman berbunga, bunga tersebut akan rontok sehingga jumlah polong dan biji kedelai yang terbentuk juga menjadi berkurang. Suhu yang terlalu rendah (10 C), seperti pada daerah subtropik, dapat menghambat proses pembungaan dan pembentukan polong kedelai. Suhu lingkungan optimal untuk pembungaan bunga yaitu 24-25 C (Irwan, 2006). Daerah yang paling baik untuk penanaman kedelai ialah daerah yang mempunyai ketinggian sampai 400 m dari permukaan laut. Di daerah yang lebih tinggi lagi, tanaman kedelai tidak akan dapat tumbuh normal. Kedelai dapat tumbuh di tanah yang subur atau tanah agak kurus. Namun demikian, hasilnya akan lebih banyak apabila tanah itu tidak tergenang air dan cukup mengandung kapur. Kedelai dapat ditanam di tanah sawah atau tanah tegalan. Pada waktu masih muda, tanaman kedelai memerlukan air, tanah harus dalam keadaan lembab. Tetapi pada saat menjelang tua, tanaman kedelai tidak memerlukan air lagi, karena itu harus dikeringkan (Prihatman, 2006). Kedelai merupakan tanaman C 3 yang tidak tahan kekeringan dan penggenangan air. Kondisi air tanah yang baik untuk tanaman kedelai adalah air tanah dalam kapasitas lapang sejak tanaman tumbuh hingga polong berisi penuh, kemudian kering menjelang panen dan hasil penelitian menunjukkan bahwa kandungan air tanah yang dikehendaki untuk pertumbuhan kedelai adalah pada keadaan kapasitas lapang (100% air tersedia) (Nurhayati, 2009). Tanaman kedelai sangat peka terhadap perubahan panjang hari atau lama penyinaran sinar matahari karena kedelai termasuk tanaman hari pendek. Artinya, tanaman kedelai tidak akan berbunga bila panjang hari melebihi batas
kritis, yaitu 15 jam perhari. Perbedaan di atas tidak hanya terjadi pada pertanaman kedelai yang ditanam di daerah tropik dan subtropik, tetapi juga terjadi pada tanaman kedelai yang ditanam di dataran rendah (<20 m dpl) dan dataran tinggi (>1000 m dpl). Umur berbunga pada tanaman kedelai yang ditanam di daerah dataran tinggi mundur sekitar 2-3 hari dibandingkan tanaman kedelai yang ditanam di datarn rendah. Jumlah air yang digunakan oleh tanaman kedelai tergantung pada kondisi iklim, sistem pengelolaan tanaman, dan lama periode tumbuh. Namun demikian, pada umumnya kebutuhan air pada tanaman kedelai berkisar 350 450 mm selama masa pertumbuhan kedelai (Irwan, 2006). Intensitas sinar matahari yang rendah dalam pertanaman tumpangsari kedelai hitam dalam barisan yang rapat akan menurunkan suhu dan meningkatkan kelembaban relative udara sehingga laju evapotranspirasi menjadi rendah. Rendahnya suhu menguntungkan bagi proses membukanya stomata sehingga penyerapan CO 2 berjalan dengan baik dan dapat digunakan untuk proses fotosintesis (Wibowo, et al., 2011). Tanah Kandungan air tanah harus cukup untuk perkecambahan, pertumbuhan, pembungaan dan pengisian polong. Pada dasarnya kedelai menghendaki kondisi tanah yang tidak terlalu basah, tetapi air tetap tersedia. Jagung merupakan tanaman indikator yang baik bagi kedelai. Kedelai dapat tumbuh baik pada berbagai jenis tanah, asal drainase dan aerasi tanah cukup baik. Kemampuan tanaman untuk menyerap air tersedia tergantung pada jenis tanaman dan profil tanah yang dapat dijangkau oleh akar (Nurhayati, 2009). Upaya program pengembangan kedelai bisa dilakukan dengan penanaman
di lahan kering masam dengan ph tanah 4,5 5,5 yang sebenarnya termasuk kondisi lahan kategori kurang sesuai. Untuk mengatasi berbagai kendala, khususnya kekurangan unsur hara di tanah tersebut, tentunya akan menaikkan biaya produksi sehingga harus dikompensasi dengan pencapaian produktivitas yang tinggi (> 2,0 ton/ha) (Irwan, 2006). Kedelai memerlukan tanah yang memiliki airasi, drainase, dan kemampuan menahan air cukup baik, dan tanah yang cukup lembab. Jenis tanah yang sesuai bagi pertumbuhan tanaman kedelai misalnya: tanah alluvial, regosol, grumosol, latosol, dan andosol. Toleransi keasaman tanah sebagai syarat tumbuh bagi kedelai adalah ph 5,8-7,0 tetapi pada ph 4,5 kedelai juga dapat tumbuh. Pada ph kurang dari 5,5 pertumbuhannya sangat terhambat karena keracunan aluminium. Pertumbuhan bakteri bintil dan proses nitrifikasi (proses oksidasi amoniak menjadi nitrit atau proses pembusukan) akan berjalan kurang baik (Risnawati, 2010). Tanaman kedelai dapat tumbuh baik pada berbagai jenis tanah asal drainase dan aerase tanahnya cukup baik. Tanaman kedelai dapat tumbuh pada ph 5,8 7,6. Untuk pertumbuhan yang optimal, tanaman kedelai membutuhkan unsur hara yang cukup dan seimbang dengan sifat fisik tanah yang baik (Zahrah, 2011). Pada jenis tanah yang bertekstur remah dengan kedalaman olah lebih dari 50 cm, akar tanaman kedelai dapat tumbuh mencapai kedalaman 5 m. Sementara pada jenis tanah dengan kadar liat yang tinggi, pertumbuhan akar hanya mencapai kedalaman sekitar 3 m. Untuk mendapatkan hasil yang tinggi pada tanah kurang subur seperti tanah ultisol maka diperlukan tindakan budidaya yang tepat, salah satunya adalah dengan cara pemupukan. Pupuk hayati merupakan pupuk yang
kandungan utamanya adalah mahluk hidup (mikroorganisme) yang menguntungkan bagi pertumbuhan tanaman. Mikroorganisme tersebut dapat meningkatkan aktivitas mikroba indogenous, juga keberagaman mikroorganisme. Selain itu dapat meningkatkan kualitas pertumbuhan vegetatif dan generatif tanaman seperti pembentukan tunas, pembungaan dan pembuahan serta proses pematangan buah (Soverda dan Hermawati, 2009). Vermikompos Vermikompos mengandung berbagai unsur hara yang dibutuhkan tanaman seperti N, P, K, Ca, Mg, S, Fe, Mn, AI. Na, Cu. Zn, Bo dan Mo tergantung pada bahan yang digunakan. Vermikompos berperan memperbaiki kemampuan menahan air, membantu menyediakan nutrisi bagi tanaman, memperbaiki struktur tanah dan menetralkan ph tanah. Vermikompos banyak mengandung humus yang berguna untuk meningkatkan kesuburan tanah (IPPTP, 2001). Kelompok organisme perombak bahan organik tidak hanya mikrofauna tetapi ada juga makrofauna (cacing tanah). Pembuatan vermikompos melibatkan cacing tanah untuk merombak berbagai limbah seperti limbah pertanian, limbah dapur, limbah pasar, limbah ternak, dan limbah industri yang berbasis pertanian. Kelompok organisme perombak ini dikelompokkan sebagai bioaktivator perombak bahan organik (Simanungkalit, et al., 2006). Pemberian vermikompos ke dalam tanah dapat menetralisir aluminium dan besi tanah, sehingga dapat menurunkan fiksasi P tanah dan meningkatkan P- tersedia tanah. Dari hasil penelitian Rohim et al. (2011) menunjukkan bahwa pemberian vermikompos dengan dosis yang semakin meningkat dapat meningkatkan P-tersedia tanah. Pemberian vermikompos dari dosis 7 ton/ha
menjadi 14 ton/ha dapat meningkatkan P-tersedia tanah sebesar 1,25 ppm, dosis 7 ton/ha menjadi 21 ton/ha sebesar 23,00 ppm. Pemberian vermikompos dengan dosis yang meningkat juga berpengaruh terhadap peningkatan ph tanah yaitu pemberian dari dosis 7 ton /ha menjadi 14 ton/ha dapat meningkatkan ph tanah meningkat dari 5,32 menjadi 5,39, dosis 7 ton/ha menjadi 21 ton/ha meningkat dari 5,32 menjadi 5,40. Pemberian vermikompos ke dalam tanah diduga dapat menetralisir aluminium dan besi tanah, sehingga dapat menurunkan potensial kemasaman tanah. Vermikompos yang diberikan ke dalam tanah akan mengalami proses dekomposisi lebih lanjut dan akan dihasilkan asam-asam organik, seperti asam humat dan asam fulvat. Asam organik ini bereaksi dengan logam aluminium membentuk khelat. Pada hasil penelitian Siswanto, et al. (2004) menunjukkan bahwa respon tanaman tempuyung berbeda nyata terhadap respon tanaman tempuyung terhadap takaran vermikompos. Dimana diantara takaran 0,25 kg/polybag, 0,5 kg/polybag, 0,75 kg/polybag memberikan pertumbuhan dan hasil yang optimal pada bobot basah daun, bobot kering daun dan panjang akar tanaman. Vermikompos mengandung banyak mikroba tanah yang berguna, seperti aktinomisetes 2,8 x 10 6 sel/gr BK, bakteri 1,8 x 10 8 sel/gr BK dan fungi 2,6 x 10 5 sel/gr BK. Dengan adanya mikroorganisme tersebut berarti vermikompos mengandung senyawa yang sangat diperlukan untuk meningkatkan kesuburan tanah atau untuk pertumbuhan tanaman antara lain Azotobacter sp yang merupakan bakteri penambat N 2 non simbiotik yang akan membantu memperkaya N di dalam vermikompos. Di samping itu Azotobacter sp juga mengandung vitamin dan asam pantotenat. Kandungan N vermikompos berasal dari
perombakan bahan organik yang kaya N dan ekskresi mikroba yang bercampur dengan tanah dalam sistem pencernaan cacing tanah. Peningkatan kandungan N dalam bentuk vermikompos selain disebabkan adanya proses mineralisasi bahan organik dari cacing tanah yang telah mati, juga oleh urin yang dihasilkan dan ekskresi mukus dari tubuhnya yang kaya N. Vermikompos mempunyai struktur remah, sehingga dapat mempertahankan kestabilan dan aerasi tanah. Vermikompos mengandung enzim protease, amilase, lipase dan selulase yang berfungsi dalam perombakan bahan organik. Vermikompos juga dapat mencegah kehilangan tanah akibat aliran permukaan. Pada saat tanah masuk ke dalam saluran pencernaan cacing. Maka cacing akan mensekresikan suatu senyawa yaitu Ca-humat. Dengan adanya senyawa tersebut partikel-partikel tanah diikat menjadi suatu kesatuan (agregat) yang akan dieksresikan dalam bentuk casting. Agregat- agregat itulah yang mempunyai kemampuan untuk mengikat air dan unsur hara tanah (IPPTP, 2001). Vermikompos adalah kompos yang dihasilkan oleh aktivitas cacing tanah, yang bekerja sama dengan mikrobiota tanah lain, sehingga mengandung banyak hormon petumbuhan tanaman, berbagai mikrobiota bermanfaat bagi tanaman, enzim-enzim tanah, dan kaya hara yang bersifat lepas lambat. Pemberian vermikompos akan memperbaiki sifat fisik, kimia dan biologi tanah, memperbaiki pertumbuhan berbagai jenis tanaman hortikultura, tanaman pangan, pembibitan tanaman kehutanan, serta memperbaiki kualitas hasil pertanian. Vermikompos seperti halnya jenis pupuk organik yang lain, pada umumnya berbentuk serbuk kompos, sehingga aplikasinya secara tabur dan perlu dalam volume banyak (bulky). Oleh karena itu perlu dilakukan inovasi teknologi produksi vermikompos
dalam bentuk granul, sehingga lebih mudah dalam pengangkutan dan aplikasinya (Dewi, et al., 2012). Pupuk P Unsur hara fosfor adalah unsur hara makro, dibutuhkan tanaman dalam jumlah yang banyak dan esensi bagi pertumbuhan tanaman. Fosfor sering disebut sebagai kunci kehidupan karena terlibat langsung hampir pada seluruh proses kehidupan. Ia merupakan komponen setiap sel hidup dan cenderung di temui pada biji dan titik tumbuh. Permasalahan yang penting yang harus diketahui dari fosfor adalah sebagai fosfor di dalam tanah umumnya tidak tersedia untuk tanaman, meskipun jumlah totalnya lebih besar daripada nitrogen (Damanik, et al., 2011). Pengelolaan tanah-tanah ultisol memerlukan masukan dalam bentuk masukan organik dan pupuk fosfor agar mampu meneyediskan kondisi yang baik untuk pertumbuhan tanaman kedelai. Pemberian kompos hasil dekomposisi dan pemberian pupuk fosfat secara terpisah maupun secara bersamaan dapat meningkatkan komponen pertumbuhan dan hasil tanaman kedelai pada ultisol. Pemberian kompos (pupuk organik) dan pemberian P secara bersamaan meningkatkan bobot kering akar, bobot kering bagian atas tanaman, jumlah polong total, bobot biji tanaman dan serapan P biji (Bertham, 2002). Pada umumnya fosfor didalam tanah kebanyakan terdapat dalam bentuk yang tidak tersedia bagi tanaman. Tanaman menyerap hara fosfor dalam bentuk ion orthofosfat yakni: H 2 PO 4 -, HPO 4 2-, dan PO 4 3- dimana jumlah dari masingmasing bentuk sangat tergantung pada ph tanah. Pada tanah-tanah yang bereaksi - masam lebih banyak di jumpai bentuk H 2 PO 4 dan pada tanah alkalis adalah
bentuk PO 4 3-. Hidroksi iksida dari Al, Fe dan Mn dapat berekasi dengan ion-ion fosfat. Reaksi yang terjadi sebagai berikut: Al (OH) 3 + H 2 PO 4 - Al (OH) 2 H 2 PO 4 + OH - (Damanik, et al., 2011). Dari hasil penelitian Nuraini (2008) menunjukkan bahwa pemberian pupuk P dapat meningkatkan serapan hara K oleh tanaman dan berat umbi kentang dan pada hasil penelitian Sutrisno (2002) menunjukkan bahwa pupuk SP- 36 dapat meningkatkan tinggi tanaman pada pertumbuhan vegetatif dan pada pertumbuhan generatif dapat meningkatkan produksi polong kering maupun biji kering dan bobot 100 biji kacang tanah. Frekuensi pemberian pupuk N dan P berpengaruh terhadap tinggi tanaman, jumlah cabang tanaman, umur berbunga, umur panen, berat biji kering dan bobot 100 biji tanaman kedelai tertinggi pada pengaplikasian P sebanyak 3 kali (Amri, 2001). Di dalam tubuh tanaman fosfor memberikan peranan yang penting dalam hal beberapa kegiatan, yaitu : pembelahan sel dan pembentukan lemak dan albumin, pembentukan bunga, buah dan biji, kematangan tanaman melawan efek nitrogen, merangsang perkembangan akar, meningkatkan kualitas hasil tanaman dan ketahanan terhadap hama dan penyakit. Di dalam metabolisme tanaman fosfor memegang peranan langsung sebagai pembawa energi (Damanik, et al., 2011).