TINJAUAN PUSTAKA Botani Tanaman Menurut Sharma (1993), tanaman kedelai diklasifikasikan sebagai berikut: Kingdom : Plantae Divisio : Spermatophyta Subdivisio : Angiospermae Class : Dicotyledoneae Ordo : Polypetales Family : Leguminosae Genus : Glycine Species : Glycine max (L.) Sistem perakaran kedelai adalah akar tunggang terdiri dari akar utama dan akar cabang. Selain sebagai penyerap unsur hara dan penga tanaman, pada perakaran kedelai ini adalah merupakan tempat terbentuknya bintil/nodul akar berfungsi sebagai bakteri Rhizobium (Rahman dan Tambas, 1986). Kedelai adalah tanaman setahun tumbuh tegak (tinggi 70-150 cm). menyemak berbulu halus (pubescens), dengan sistem perakaran luas (Rubatzky dan Yamaguchi, 1998). Waktu tanaman kedelai masih sangat muda, atau setelah fase menjadi kecambah dan saat keping biji belum jatuh, batang dapat dibedakan menjadi dua. Bagian batang di bawah keping biji belum lepas disebut hipokotil,
sedangkan bagian di atas keping biji disebut epycotil. Batang kedelai tersebut berwarna ungu atau hijau (Andrianto dan Indarto, 2004). Terdapat empat tipe daun 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 (Hidayat dkk, 1999). Kultivar kedelai mamiliki bunga bergerombol terdiri atas 3-15 bunga tersusun pada ketiak daun. Karakteristik bunganya seperti famili Legum lainnya, yaitu corolla (mahkota bunga) terdiri atas 5 petal menutupi sebuah pistil dan 10 stamen (benang sari). 9 stamen berkembang membentuk seludang mengelilingi putik, sedangkan stamen kesepuluh terpisah bebas (Poehlman and Sleper, 1995) Banyaknya polong tergantung jenisnya. Ada jenis kedelai menghasilkan banyak polong, ada pula sedikit. Berat masing-masing biji pun berbeda-beda, ada bisa mencapai berat 50-500 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 berwarna gelap kecoklat-coklatan sampai hitam, atau berbintik-bintik (Andrianto dan Indarto, 2004). Semua varietas kedelai mempunyai bulu pada batang, cabang, daun dan polong-polongnya. Lebat atau tidaknya bulu serta kasar atau halusnya bulu
tergantung dari varietas masing-masing (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 V1 Stadium buku pertama V2 Stadium buku kedua V3 Stadium buku ketiga V4 Stadium buku keempat V5 Stadium buku kelima V6 Stadium buku keenam V7 Stadium buku ketujuh R1 Mulai berbunga R2 Berbunga penuh R3 Mulai berpolong R4 Berpolong penuh R5 Mulai berbiji R6 Berbiji penuh R7 Mulai matang R8 Matang penuh Uraian Daun terurai penuh pada buku foliolat. Daun bertiga 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. Tujuh buah buku pada batang utama dengan daun terurai penuh terhitung mulai buku unifoliolat. 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 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 cocok yaitu alluvial, regosol, grumosol, latosol, dan andosol. Pada tanah-tanah podsolik merah kuning dan tanah mengandung banyak pasir kwarsa, pertumbuhan kedelai kurang baik, kecuali bila diberi tambahan pupuk organik atau kompos dalam jumlah cukup (Andrianto dan Indarto, 2004). Kedelai termasuk tanaman mampu beradaptasi terhadap berbagai agroklimat, menghendaki tanah cukup gembur, tekstur lempung berpasir dan liat. Tanaman kedelai dapat tumbuh dengan baik pada tanah mengandung bahan organik dan ph antara 5,5-7 (optimal 6,7). Tanah hendaknya mengandung cukup air tapi tidak sampai tergenang (Departemen Pertanian, 1996). Kedelai suatu persyaratan subur dan agak tidak tidak tergenang menuntut struktur tumbuh. Bahkan masampun air pada kedelai tanah akan dapat kondisi khusus lahan tumbuh menyebebkan dengan sebagai kurang baik busuknya asal akar (http://www.warintek.bantul.go.id/web.php?mod=basisdata, 2008). Iklim Pada awalnya kedelai merupakan tanaman subtropika hari pendek, namun setelah di domestikasi dapat menghasilkan banyak kultivar dapat beradaptasi terhadap lintang berbeda. Kemampuannya untuk ditanam dimana saja adalah keunggulan utama tanaman ini. Pertumbuhan optimum
tercapai pada suhu 20-25 0C. Suhu 12-20 0C adalah suhu sesuai bagi sebagian besar proses pertumbuhan tanaman, tetapi dapat menunda proses perkecambahan benih dan pemunculan biji. Pada suhu lebih tinggi dari 30 0 C, fotorespirasi cenderung mengurangi hasil fotosintesis (Rubatzky dan Yamaguchi, 1998). Kedelai menghendaki air cukup pada masa pertumbuhannya terutama pada saat pengisian biji. Curah hujan optimal untuk budidaya kedelai adalah 100-200 mm/bulan. Tanaman kedelai dapat tumbuh pada ketinggian 0-900 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, maka kedelai akan berbunga. Dengan lama penyinaran 12 jam, hampir semua varietas varietasnya, umumnya setelah tanaman tanam. tersebut kedelai dapat berbunga dan tergantung dari berbunga beragam dari Apabila akan lama penyinaran meneruskan 20 hingga melebihi pertumbuhan 60 hari periode kritik, vegetatifnya tanpa berbunga (Baharsjah, Suardi dan Las dalam Somaatmadja dkk, 1985). Varietas
Varietas adalah kelompok tanaman dalam jenis atau spesies tertentu dapat dibedakan dari kelompok lain berdasarkan suatu sifat atau sifat-sifat tertentu (Nurhayati, 2005). Varietas-varietas kedelai 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 dianjurkan. Varietas-varietas ini diharapkan sesuai dengan keadaan tempat akan ditanami. Dengan ditemukannya varietas-varietas baru (unggul) melalui seleksi galur atau persilangan (crossing), diharapkan sifat-sifat baru 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 mudah dan murah untuk meningkatkan produksi kedelai. Mudah karena teknologinya tidak rumit karena hanya mengganti varietas kedelai dengan varietas lebih unggul dan murah karena tidak memerlukan tambahan biaya produksi. Tersedianya varietas unggul 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 dihadapi tersebut adalah benar varietas unggul 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 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 akan menentukan penampilan akhir dari tanaman tersebut. Bila ada variasi timbul atau tampak pada populasi tanaman ditanam pada kondisi lingkungan sama maka variasi tersebut merupakan variasi atau perbedaan berasal dari genotipe individu anggota populasi (Mangoendidjojo, 2003). Gen-gen tidak dapat menyebabkan berkembangnya karakter terkecuali jika mereka berada pada lingkungan sesuai, dan sebaliknya tidak ada pengaruh terhadap berkembangnya karakteristik dengan mengubah tingkat keadaan lingkungan terkecuali jika gen diperlukan ada. Namun, harus disadari bahwa keragaman diamati terhadap sifat-sifat terutama disebabkan oleh perbedaan gen dibawa oleh individu berlainan dan terhadap variabilitas didalam sifat 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 digunakan berasal dari jenis tanaman sama. Jika ada dua jenis tanaman sama ditanam pada lingkungan berbeda, dan timbul variasi sama dari kedua tanaman tersebut, maka hal ini dapat disebabkan oleh genetik dari tanaman bersangkutan (Sitompul dan Guritno, 1995).
Pemahaman variabilitas untuk karakter penting dari suatu spesies atau kultivar sangat penting dalam kecermatan untuk memilih dan efisien penggunaan prosedur pemuliaan. Varietas genetik merupakan hal 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 berarti terdapatnya perbedaan nilai genotip individu-individu suatu populasi, merupakan syarat agar seleksi terhadap populasi tersebut berhasil seperti diharapkan (Murdaningsih dkk, 1990). Jika perbedaan antara dua individu 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 tepat dapat dihasilkan varietas baru lebih baik (Welsh, 2005). Setiap varietas adalah spesifik dapat menghasilkan produksi optimal jika ditanam pada area geografis sesuai. Melihat sifat-sifat berbagai varietas unggul di atas serta adanya pengaruh geografis suatu daerah terhadap perkembangan kedelai, maka disuatu daerah memiliki ketinggian tertentu hanya bisa ditanam dan dikembangkan varietas tertentu pula (Andrianto dan Indarto, 2004).
Siklus hidup tanaman tergantung pada lama waktu diperlukan untuk tumbuh dari zigot (biji) atau bahan tanaman sampai memproduksi bunga, biji atau buah. Variasi terjadi untuk setiap golongan tanaman dapat dijumpai berdasarkan faktor genetik atau lingkungan, misal kemampuan beradaptasi akibat kondisi iklim dan sebagainya (Mangoendidjojo, 2003). Heritabilitas Heritabilitas adalah persentase dari variasi genotip dapat dimunculkan pada suatu individu dari sekian banyak variasi diserap atau dikirimkan pada individu tersebut (Palar dan Rialdi, 2003). Heritabilitas menyatakan perbandingan atau proporsi varian genetik terhadap varian total (varian fenotipe), 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 juga merupakan parameter 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 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 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 diwariskan pada turunannya disebut heritabilitas. Heritabilitas dapat didefinisikan sebagai proporsi keragaman disebabkan oleh faktor genetis terhadap keragaman penotip dari populasi. Keragaman atau variasi dari suatu populasi disebabkan oleh faktor genetis dan faktor lingkungan (Hasyim, 2005). Memadukan nilai koefisien keragaman genetik dengan nilai heritabilitas dan dengan nilai kemajuan genetik akan didapatkan gambaran terbaik mengenai kemajuan diharapkan dari seleksi. Dengan nilai heritabilitas tinggi akan memberi petunjuk bahwa pewarisan sifat-sifat agronomis dari tetua ke generasi selanjutnya lebih banyak dipengaruhi oleh simpangan genotip (Rebin dkk, 1995).