TINJAUAN PUSTAKA Tanaman Kedelai Tanaman kedelai (Glycine max L) merupakan salah satu tanaman pangan yang sudah lama dibudidayakan oleh masyarakat Indonesia. Tanaman ini mempunyai arti penting untuk memenuhi kebutuhan pangan dalam rangka memperbaiki gizi masyarakat karena merupakan sumber protein nabati yang relatif murah bila dibandingkan sumber protein lainnya seperti daging, susu dan ikan (Mapegau, 2006). Kedelai merupakan komoditas pangan utama ketiga setelah padi dan jagung. Komoditas kedelai saat ini tidak hanya diposisikan sebagai bahan pangan dan bahan baku industri pangan, tetapi juga ditempatkan sebagai bahan makanan sehat dan bahan baku industri non-pangan. Proyeksi konsumsi kedelai menunjukkan bahwa total kebutuhan terus mengalami peningkatan yaitu 2,71 juta ton pada tahun 2015 dan 3,35 juta ton pada tahun 2025. Jika sasaran produktivitas rata-rata nasional 1,5 t/ha bisa dicapai, maka kebutuhan areal tanam diperkirakan sebesar 1,81 juta ha pada tahun 2015 dan 2,24 juta ha pada tahun 2025 (Simatupang, dkk, 2005) Kedelai merupakan bahan pangan yang berperan penting dalam kehidupan masyarakat Indonesia. Selain menjadi sumber protein nabati tinggi, kedelai juga digunakan sebagai bahan baku dalam industri pangan dan industri pakan ternak. Kebutuhan kedelai terus meningkat seiring dengan pertumbuhan jumlah penduduk dan kebutuhan bahan baku industri olahan pangan seperti tahu, kecap, tempe, susu kedelai, tauco, snack, dan sebagainya (Damardjati dkk., 2005). Selain itu, kebutuhan akan protein hewani telah mendorong berkembangnya industri
peternakan sehingga memacu pertumbuhan industri pakan ternak yang menyebabkan permintaan kedelai dalam negeri terus meningkat (Sudaryanto dan Swastika, 2007). Kedelai yang dibudidayakan oleh kebanyakan petani terdiri atas varietasvarietas yang dapat dikategorikan ke dalam kedelai putih dan kedelai hitam. Kedelai putih lebih banyak dibudidayakan dengan perlakuan pengolahan pasca panen yang juga lebih banyak dibandingkan dengan kedelai hitam. Salah satu keunggulan produk olahan kedelai putih adalah kenampakan yang lebih baik menurut selera konsumen. Demikian pula banyaknya varietas kedelai putih lebih banyak dari pada varietas kedelai hitam melalui pemekaran atau pemuliaan varietas kedelai putih lebih intensif yang menunjukkan bahwa konsumsi bahan baku kedelai putih lebih besar dari pada kedelai hitam. Keadaan ini merupakan perwujudan nyata bahwa walaupun umur tanam dan kapasitas hasil budidaya lebih besar dari pada kedelai putih. Kedelai hitam mengalami kendala pemanfaatan atau pemasaran oleh rendahnya permintaan dengan tingginya kapasitas serta pendeknya umur tanam dalam pembudidayaannya (Setiawati, 2006). Kedelai dikelompokkan dalam tiga kelompok umur, varietas kedelai yang berumur panjang (lebih dari 90 hari), varietas kedelai yang berumur sedang (antara 85-90 hari), dan varietas kedelai yang berumur pendek (antara 75-85 hari). Namun demikian, pertumbuhan varietas-varietas tersebut memiliki karakter utama yang hampir sama, yang dibedakan menjadi stadium pertumbuhan vegetatif dan stadium pertumbuhan generatif (Pitojo, 2007).
Menurut Kusuma (2010) perbedaan kandungan nutrisi antara kedelai hitam dan kedelai kuning dilihat dari warna kulit luarnya, akibat perbedaaan kandungan anthocyanin. Perbedaan komponen utama kedelai, misalkan, protein dan lemak, dapat berubah tergantung musim tanam, lokasi geografik, dan stress lingkungan. Kesimpulan dari penelitiannya yaitu sari kedelai kuning dan kedelai hitam memiliki kemampuan yang sama dalam menurunkan kadar trigliserida dengan diet tinggi lemak. Peranan Kedelai Hitam Kandungan serat dalam kedelai hitam sangat tinggi dan bermanfaat untuk membantu sistem pencernaan, sehingga dapat mengurangi waktu transit zat-zat racun yang tidak dibutuhkan tubuh. Selain itu juga dapat membantu mengurangi resiko terjadinya kanker kolon. Kedelai hitam merupakan sumber makanan kaya serat dan terbukti dapat menurunkan tingkat kolesterol jahat dalam darah. Kandungan serat yang tinggi pada kedelai hitam ini juga bermanfaat menjaga tekanan darah stabil, tidak meningkat secara tiba-tiba setelah makan, sehingga tak berlebihan jika kedelai hitam menjadi bahan konsumsi bagi mereka yang mengidap diabetes, penderita resisten insulin atau hipoglikemia. Kedelai hitam mengandung Antosianin yang berfungsi sebagai antioksidan yang aktifitasnya lebih tinggi dibanding vit E dan C. Anthosianin juga mampu menghambat oksidasi LDL kolesterol dalam darah dan mampu menurunkan produksi TBARS (hasil oksidasi asam lemak) sebesar 37,10 nmol MDA/g protein LDL (Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian, 2008). 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, sehingga ada perbedaan komposisi gizi di antara keduanya (http://cyberhealth.aspx.htm, 2009). Kedelai berbiji hitam lebih disukai oleh produsen kecap karena dapat memberi warna hitam alami pada kecap yang diproduksi. Namun, karena terbatasnya produksi kedelai berbiji hitam maka produsen kecap lebih banyak menggunakan kedelai berbiji kuning. Balai Penelitian Tanaman Kacang-kacangan dan Umbi-umbian telah menghasilkan galur harapan kedelai berbiji hitam dengan kadar protein lebih tinggi (43-44,6% bk) dan bobot biji besar (±14 g/100 biji). Kecap manis yang diolah dari galur harapan kedelai berbiji hitam ini berkadar protein relatif lebih tinggi dibanding kedelai berbiji kuning, sedangkan bobot, volume, dan sensoris kecap relatif sama (Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian, 2008). Kedelai hitam memberi andil 80% dalam pembuatan kecap. Kandungan asam glutamate pada kedelai hitam yang sedikit lebih tinggi dari pada kedelai kuning, membuat kedelai hitam lebih gurih rasanya. Namun produksinya saat ini belum mampu mengimbangi kebutuhan industri kecap nasional. Di industri pakan ternak bungkil kedelai hitam dicurigai oleh peternak karena untuk pakan ternak warnanya lebih kehitaman, tidak seperti biasanya warnanya lebih kuning. Jadi pengembangan kedelai hitam lebih banyak kebutuhannya untuk manusia. Peran serta industri dalam mengembangkan tanaman kedelai hitam sangat penting. Selain perluasan lahan juga penyuluhan kepada petani mengenai budidaya dan
rantai bisnis kedelai hitam harus lebih insentif dilakukan sehingga petani lebih terangsang untuk menanamnya karena dapat meningkatkan pendapatan mereka (Pusat Penelitian dan Pengembangan Tanaman Pangan, 2010). 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). Varietas memegang peranan penting dalam perkembangan penanaman kedelai karena untuk mencapai produktivitas yang tinggi sangat ditentukan oleh potensi daya hasil dari varietas unggul yang ditanam. Potensi hasil biji di lapangan masih dipengaruhi oleh interaki antara faktor genetik varietas dengan pengelolaan kondisi lingkungan tumbuh. Bila pengelolaan lingkungan tumbuh tidak dilakukan dengan baik, potensi daya hasil biji yang tinggi dari varietas unggul tersebut tidak dapat tercapai (Irwan, 2006). Varietas tanaman yang pembuahannya sendiri, artinya putik dibuahi oleh serbuk sari dalam satu bunga maka terjadinya penyerbukan silang dengan bunga lain berkurang sehingga kemungkinan persentase terjadinya penurunan varietas sangat kecil. Ditemukannya varietas tanaman yang mempunyai kelebihankelebihan tertentu seperti: produksinya besar, umurnya pendek, tahan penyakit setelah melalui serangkaian penelitian seksama. Pada mulanya satu butir pertama dari tanaman yang baik, kemudian ditanam dan menghasilkan beberapa butir dan dipilih beberapa butir terbaik dan ditanam lagi dan dipilih beberapa butir terbaik dan seterusnya(isnaini, 2006).
Faktor yang kurang mendukung perkembangan kedelai lokal adalah adanya citra yang buruk dari kedelai lokal di mata pengolah kedelai, khususnya kandungan air yang masih terlalu tinggi. Dengan tertekannya harga kedelai lokal membuat petani tidak termotivasi untuk menurunkan kandungan air dan menjemur lebih lama. Dengan harapan harga yang rendah diberikan pengolah kedelai dikompensasi oleh bobot yang lebih besar (Budhi dan Aminah, 2010). Varietas unggul sangat menentukan tingkat produktivitas pertanaman dan merupakan komponen teknologi yang relatif mudah diadopsi petani jika benihnya tersedia. Di Indonesia hingga kini telah dilepas sekitar 64 varietas kedelai dengan karakter yang beragam diantaranya dalam hal umur panen, potensi hasil, ukuran dan warna kulit biji, dan kesesuaiannya terhadap lahan spesifik. Varietas yang dilepas belakangan pada dasarnya merupakan perbaikan varietas sebelumnya. Dari sejumlah varietas tersebut, sebagian besar adalah yang kulit bijinya berwarna kuning sampai kuning kehijauan, sedang kulitnya berwarna hitam baru dilepas tiga varietas yakni Merapi, Cikuray, dan Malika. Varietas unggul kedelai yang dilepas sebelum dan setelah tahun 2000 yang populer dan/atau mempunyai karakter spesifik telah disajikan. Kini telah tersedia sejumlah besar varietas unggul kedelai dengan karakter yang beragam, sehingga dapat memberikan banyak pilihan (Pusat Penelitian dan Pengembangan Tanaman Pangan, 2007). Mallika dalam bahasa Tamil maupun bahasa Arab berarti raja. Potensi hasilnya 2,4 ton 2,9 ton/ha. Mallika tahan terhadap kekeringan, genangan air dan hama kedelai. Hal yang penting harus diperhatikan adalah tata cara penanaman hingga pemanenan agar sesuasi standar. Penanaman sebaiknya dengan menugal yakni satu lubang diisi dengan 2 benih. Pemanenannya hanya saat
kondisi daunnya sudah berwarna coklat. Kualifikasi bermutu sebagai syarat mutlak penyerapan oleh pabrik kecap tertera melalui ukuran biji berikut beratnya. Tiap 100 biji kedelai hitam beratnya 17 gram, kadar air 11%. Varietas ini memiliki kandungan protein 37% dan lemak 20%. Disamping itu, daya simpan benih lebih tinggi dari kedelai kuning. Jika disimpan selama 6 bulan, masih mempuyai daya tumbuh lebih tinggi dari 80%. Penemuan Mallika juga diharapkan mampu meningkatkan produktivitas kedelai hitam nasional, dari saat ini rata-rata 1 3 ton ke 2,4 2,9 ton/ha (Lesmana, 2008). Kedelai varietas Merapi dan Cikuray juga berbiji hitam dan memiliki kadar protein tinggi (42%), cocok pula untuk bahan baku kecap, namun bijinya relatif kecil. Malika, varietas kedelai berbiji hitam yang dilepas pada tahun 2007 juga berbiji kecil dengan kadar protein yang lebih rendah (37%). Varietas Detam-1 dan Detam-2 dilepas pada tahun 2008, kadar proteinnya lebih tinggi (43-44 %) dan bobot biji lebih besar (14 gram per 100 biji). Detam-1 dan Detam-2 mampu berproduksi hingga 3-3.5 ton perhektar, lebih tinggi dari varietas kedelai berbiji hitam Merapi, Cikuray, dan Malika (Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian, 2008). Detam 1 dan Detam 2 yang dihasilkan oleh Balai Penelitian Tanaman Kacang-kacangan dan Umbi-umbian (Balitkabi) ini adalah kedelai silangan dari varietas impor Taiwan dengan varietas lokal, yaitu Kawidan Wilis. Hasil persilangan ini adalah varietas kedelai hitam (detam) yang produktivitasnya menjulang hingga 3,45 ton per ha. Produktivitas kedua varietas ini 300% lebih tinggi dibandingkan rata-rata produksi kedelai hitam nasional. Bahkan, di Amerika Serikat, produktivitas kedelai rata-rata 3 ton per hektar. Ukuran bijinya
juga relatif besar, rata-rata 15 gram per 100 biji, sehingga rendemennya tinggi. Untuk menghasilkan 74 cc kecap, produsen hanya memerlukan 100 gram Detam- 2 sebagai bahan baku. Itu berarti 20 gram lebih rendah jika menggunakan varietas lain. Keistimewaan lain, kandungan protein Detam-2 amat tinggi, yaitu sekitar 45,58%. Kadar protein kedelai impor pun paling pol cuma 40%. Varietas kedelai unggul ini dirilis pada tahun 2008 (Pusat Penelitian dan Pengembangan Tanaman Pangan, 2010). Varietas introduksi perlu diuji adaptabilitasnya pada suatu lingkungan untuk mendapatkan genotip unggul pada lingkungan tersebut. Pada umumnya suatu daerah memiliki kondisi lingkungan yang berbeda terhadap genotip. Respon genotip terhadap faktor lingkungan ini biasanya terlihat dalam penampilan fenotipik dari tanaman bersangkutan (Soverda, dkk, 2009). Ukuran Biji Kedelai Berdasarkan ukuran bijinya, kedelai dapat diklasifikasikan menjadi tiga kelompok, yaitu : a. Berbiji kecil, bobot 6-15g/100 biji, umumnya dipanen dalam bentuk biji (Grain soybean), pada saat tanaman berumur tiga bulan b.berbiji besar, dengan bobot biji diatas 15-29 g/ 100 biji, ditanam di daerah tropik, maupun subtropik dipanen dalam benuk biji (Grainsoybean). Hasil biji umumnya digunakan sebagai bahan baku minyak, susu dan makanan lain c.berbiji sangat besar, bobot 30-50g/100 biji, ditanam di daerah subtropik, dipanen dalam bentuk masih hijau, polong masih hijau, disebut juga kedelai sayur (Vegetable soybean) berumur dua bulan (Suwanto, dkk, 2010).
Beberapa varietas unggul baru kedelai memiliki warna dan ukuran biji yang relatif sama dengan kedelai impor. Ukuran biji kedelai tergolong kecil bila memiliki bobot 8 10 g / 100 biji, sedang jika bobotnya 11 13 g/ 100 biji, dan besar bila > 13 g/ 100 biji. Kadar protein kedelai ini juga lebih tinggi dibanding kedelai impor, yang kemungkinan mengalami penurunan karena lamanya penyimpanan dari saat panen sampai di pasarkan di Indonesia( Susanto dan Saneto,1994 ). Varietas unggul dengan ukuran biji besar (Burangrang, Argomulyo dan Bromo) yang dilepas antara tahun 1998--1999 telah mulai diadopsi petani. Apabila dicermati lebih lanjut ternyata varietas unggul Galunggung telah dilepas pemerintah pada tahun 1981 dan Wilis tahun 1983. Makna yang dapat ditarik dari gambaran ini adalah; (1) Varietas unggul lama masih digemari petani, (2) Varietas unggul lama (khususnya Wilis) mempunyai daya adopsi yang relatif tinggi, (3) Varietas unggul kedelai baru dengan ukuran biji besar mulai diadopsi petani dan (4) Varietas unggul baru perlu untuk lebih diperkenalkan dan dipromosikan kepada pengguna, khususnya petani (Heriyanto dan Kridiana,2009). Silang dalam menghasilkan galur murni dengan meningkatkan homozigositas. Johannsen (Stickberger, hal. 276-278) mengukur berat kacangkacangan dalam suatu varietas yang mempunyai biji campuran yang ringan (15 mg) sampai berat (90 mg). Galur murni dikembangkan dengan melakukan pembuahan sendiri pada individu tanaman dari biji yang ringan sampai berat. Masing-masing galur murni menghasilkan rata-rata berat biji yang berbeda. Bijibiji dalam satu galur berbeda ukurannya (beratnya) tetapi masing-masing galur murni mempertahankan rata-rata berat galur tersebut (Crowder, 2006).
Seleksi massa Seleksi adalah kekuatan utama yang mempengaruhi ragam genetik untuk menimbulkan perubahan dalam populasi, seleksi dapat dibagi menjadi dua kategori: (1) seleksi alami keadaan lingkungan menentukan dapat hidupnya individu atau individu-individu yang akan memiliki keturunan lebih sedikit dari rata-rata (2) seleksi buatan dilakukan oleh manusia dalam memilih individuindividu yang disilangkan atau dibuang (Crowder, 2006). Seleksi massa bertujuan untuk mengurangi keragaman genetik dari suatu populasi dan meningkatkan frekuensi gen yang diinginkan. Kegunaan seleksi massa adalah dapat memperbaiki populasi landrace (galur lokal), memurnikan varietas galur murni untuk mempertahankan identitas varietas, dan mendapatkan varietas yang memiliki ketahanan horizontal (horizontal resistance) serta mempunyai adaptasi luas pada lingkungan yang baru (Syukur, dkk., 2012) Silang dalam meningkatkan jumlah homozigot (penurunan heterozigot). Pembuahan sendiri pada species menyerbuk silang akan mencapai homozigotas hampir sempurna dalam 10 generasi. (1) dari Aa diharapkan 1AA:2Aa:1aa yaitu ½ keturunan heterozigot dan ½ homozigot. (2) dari individu AA dan aa dalam generasi berikutnya hanya menghasilkan keturunan homozigot. (3) setelah beberapa generasi pembuahan sendiri, tanpa seleksi dan tiap individu berkembang biak sendiri, diharapkan proporsi heterozigot berkurang ½ tiap generasi. Silang dalam tidak menambah atau mengurangi jumlah alel resesif, hanya menyebabkan alel tersebut dapat dideteksi fenotipnya. Proporsi alel tidak berubah, hanya sebarannya berubah (Crowder, 2006).
Kelemahan seleksi massa adalah sebagai berikut : a. Seleksi berdasarkan fenotipe sehingga keberhasilannya sangat tergantung dari nilai heritabilitas. Karakter yang mempunyai heritabilitas tinggi akan lebih berhasil dibandingkan dengan karakter yang mempunyai heritabilitas rendah. Pada karakter yang mempunyai heritabilitas rendah, lingkungan sangat mempengaruhi penampilan sehingga menyulitkan pengamatan apakah tanaman yang mempunyai fenotipe baik disebabkan oleh faktor genetik atau lingkungan. b. Untuk seleksi massa tidak langsung, korelasi antara karakter seleksi dengan karakter tujuan harus tinggi. Sebaiknya tidak melakukan seleksi terhadap karakter yang berkorelasi negatif terhadap hasil. c. Seleksi massa hanya efektif untuk sifat-sifat yang dikendalikan oleh gen-gen aditif. d. tanaman homzigot dominan dan heterozigot mempunyai fenotipe yang sama (kasus: dominan-resesif atau tidak ada interaksi antar alel sehingga sulit dibedakan. Jadi, seleksi harus dilanjutkan pada generasi berikutnya) (Syukur, dkk,. 2012). Hubungan antara gen dan penampakan fenotip tidak selalu langsung. Pengaruh suatu alel dapat berubah dengan adanya alel lain dan pengaruh dari suatu gen dapat berubah karena adanya interaksi dengan gen lain. Faktor lain yang sama pentingnya, atau dalam keadaan tertentu pengaruh ini lebih berarti, yaitu pengaruh lingkungan terhadap penampakan gen ( Strickberger, 1976). 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 (Welsh, 2005).
Heritabilitas Fehr (1987) menyebutkan bahwa heritabilitas adalah salah satu alat ukur dalam sistem seleksi yang efisien yang dapat menggambarkan efektivitas seleksi genotipe berdasarkan penampilan fenotipenya. Sedangkan korelasi antar karakter fenotipe diperlukan dalam seleksi tanaman, untuk mengetahui karakter yang dapat dijadikan petunjuk seleksi terhadap produktivitas yang tinggi (Suharsono et al.,2006; Wirnas et al., 2006). 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, 2005). Variasi genetik akan membantu dalam mengefisienkan kegiatan seleksi. Apabila variasi genetik dalam suatu populasi besar, ini menunjukkan individu dalam populasi beragam sehingga peluang untuk memperoleh genotip yang diharapkan akan besar. Sedangkan pendugaan nilai heritabilitas tinggi menunjukkan bahwa faktor pengaruh genetik lebih besar terhadap penampilan fenotip bila dibandingkan dengan lingkungan. Untuk itu informasi sifat tersebut lebih diperankan oleh faktor genetik atau faktor lingkungan, sehingga dapat diketahui sejauh mana sifat tersebut dapat diturunkan pada generasi berikutnya (Mardjono dan Sudarmo, 2007). Beberapa faktor yang mempengaruhi besarnya pengukuran heritabilitas antara lain karakteristik populasi, sampel genotip yang diteliti, metode
perhitungan, seberapa luasnya evaluasi genotip, adanya ketidakseimbangan pautan yang terjadi, dan tingkat ketelitian selama penelitian (Babas, 2010).