BAB II TINJAUAN PUSTAKA Botani Tanaman Tanaman kedelai diklasifikasikan sebagai berikut: Kingdom : Plantae Divisio : Spermatophyta Subdivisio : Angiospermae Class Ordo Family Genus Species : Dicotyledoneae : Polypetales : Leguminosae : Glycine : Glycine max (L.) Merrill (Adisarwanto, 2008). 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 yaponicum. 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 (Balai Informasi Pertanian Sumatera Utara, 1990). Kedelai berbatang semak dengan tinggi 30-100 cm. Batang dapat membentuk 3-6 cabang. Tipe pertumbuhan dapat dibedakan menjadi 3 macam yakni indeterminit, diterminit dan semi diterminit (Balai Informasi Pertanian Sumatera Utara, 1990).
Daun kedelai mempunyai ciri-ciri antara lain helai daun (lamina) oval dan tata letak pada tangkai daun bersifat majemuk berdaun tiga. Daun berselang-seling beranak daun tiga, licin atau berbulu, tangkai daun panjang terutama untuk daundaun yang berada dibagian bawah (Rukmana dan Yuyun,1996). Pembungaannya berbentuk tandan aksilar atau terminal, berisi 3-30 kuntum bunga, bunganya kecil, berbentuk kupu-kupu, lembayung atau putih, daun kelopaknya berbentuk tabung, dengan dua cuping atas dan tiga cuping bawah yang berlainan, tidak rontok, benang sarinya sepuluh helai, dua tukal, tangkai putiknya melengkung, berisi kepala putik yang berbentuk bonggol (Maesen, 1993). 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 (Balai Informasi Pertanian Sumatera Utara, 1990). Syarat Tumbuh Iklim Tanaman kedelai sebagian besar tumbuh di daerah yang beriklim tropis dan subtropis. Bahkan daya tahan kedelai lebih baik daripada jagung. Iklim kering lebih disukai tanaman kedelai dibandingkan iklim lembab. Tanaman kedelai dapat tumbuh baik di daerah yang memiliki curah hujan sekitar 100-400 mm/bulan. Sedangkan untuk mendapatkan hasil optimal, tanaman kedelai membutuhkan curah hujan antara 100-200 mm/bulan. Suhu yang dikehendaki tanaman kedelai antara 21-34 0 C, akan tetapi suhu optimum bagi pertumbuhan tanaman kedelai23-
27 0 C. Pada proses perkecambahan benih kedelai memerlukan suhu yang cocok sekitar 30 0 C. Saat panen kedelai yang jatuh pada musim kemarau akan lebih baik dari pada musim hujan, karena berpengaruh terhadap waktu pemasakan bijidan pengeringan hasil (Deputi Menegristek Bidang Pendayagunaan dan Pemasyarakatan Ilmu Pengetahuan dan Teknologi, 2010). Tanah Pada dasarnya kedelai menghendaki kondisi tanah yang tidak terlalu basah, tetapi air tetap tersedia. Jagung merupakan tanaman indikator yang baik bagi kedelai. Tanah yang baik ditanami jagung, baik pula ditanami kedelai. Kedelai tidak menuntut struktur tanah yang khusus sebagai suatu persyaratan tumbuh. Bahkan pada kondisi lahan yang kurang subur dan agak asam pun kedelai dapat tumbuh dengan baik, asal tidak tergenang air yang akan menyebabkan busuknya akar. Kedelai dapat tumbuh baik pada berbagai jenis tanah, asal drainase dan aerasi tanah cukup baik. Tanah-tanah yang cocok yaitu: alluvial, regosol, grumosol, latosol dan andosol. Pada tanah-tanah podsolik merah kuning dan tanah yang mengandung banyak pasir kwarsa, pertumbuhan kedelai kurang baik, kecuali bila diberi tambahan pupuk organik atau kompos dalam jumlah cukup. Tanah yang baru pertama kali ditanami kedelai, sebelumnya perlu diberi bakteri Rhizobium, kecuali tanah yang sudah pernah ditanami Vigna sinensis (kacang panjang). Kedelai yang ditanam pada tanah berkapur atau bekas ditanami padi akan lebih baik hasilnya, sebab tekstur tanahnya masih baik dan tidak perlu diberi pemupukan awal. Kedelai juga membutuhkan tanah yang kaya akan humus atau bahan organik. Bahan organik yang cukup dalam tanah akan memperbaiki daya olah dan juga merupakan sumber makanan bagi jasad renik, yang akhirnya
akan membebaskan unsur hara untuk pertumbuhan tanaman. Tanah berpasir dapat ditanami kedelai, asal air dan hara tanaman untuk pertumbuhannya cukup. Tanah yang mengandung liat tinggi, sebaiknya diadakan perbaikan drainase dan aerasi sehingga tanaman tidak kekurangan oksigen dan tidak tergenang air waktu hujan besar. Untuk memperbaiki aerasi, bahan organik sangat penting artinya. Toleransi keasaman tanah sebagai syarat tumbuh bagi kedelai adalah ph= 5,8-7,0 tetapi pada ph 4,5 pun kedelai dapat tumbuh. Pada ph kurang dari 5,5 pertumbuhannya sangat terlambat karena keracunan aluminium. Pertumbuhan bakteri bintil dan proses nitrifikasi (proses oksidasi amoniak menjadi nitrit atau proses pembusukan) akan berjalan kurang baik. Dalam pembudidayaan tanaman kedelai, sebaiknya dipilih lokasi yang topografi tanahnya datar, sehingga tidak perlu dibuat teras-teras dan tanggul (Deputi Menegristek Bidang Pendayagunaan dan Pemasyarakatan Ilmu Pengetahuan dan Teknologi, 2010). Analisis unsur hara tanah top soil dari kebunsei Bamban pada tanaman belum menghasilkan (TBM) 3 yang digunakan pada penelitian ini dapat dilihat pada Lampiran 3. Varietas Penggunaan varietas unggul yang mempunyai adaptasi luas terhadap pola tanam dan kondisi setempat merupakan faktor penting. Varietas kedelai mempunyai sifat khusus baik terhadap daerah maupun lingkungan lain. Varietas unggul lokal memiliki sifat yang lebih sesuai dan lebih mantap dengan kondisi daerah tertentu, tetapi hasil umumnya lebih rendah. Untuk mendapatkan varietas unggul dapat ditempuh dengan beberapa cara, yaitu: introduksi, mengadakan seleksi galur terhadap populasi yang telah ada seperti varietas lokal atau varietas
dalam koleksi, dan mengadakan program pemuliaan dengan persilangan, mutasi atau teknik mandul jantan (Mursito, 2003). Perbedaan susunan genetik merupakan salah satu faktor penyebab keragaman penampilan tanaman. Program genetik yang akan diekspresikan pada berbagai sifat tanaman yang mencakup bentuk dan fungsi tanaman yang menghasilkan keragaman pertumbuhan tanaman. Namun perlu diingat bahwa susunan genetik yang berbeda tidak seluruhnya diekspresikan atau hanya diekspresikan sebagian yang mungkin mengakibatkan hanya sedikit perubahan penampilan tanaman (Sitompul dan Guritno, 1995). Varietas unggul sangat menentukan tingkat produktivitas pertanaman dan merupakan komponen teknologi yang relatif mudah diadopsi petani jikabenihnya 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. Kini telah tersedia sejumlah besar varietas unggul kedelai dengan karakter yang beragam, sehingga dapat memberikan banyak pilihan (Pusat Penelitian dan Pengembangan Tanaman Pangan, 2007). Dari hasil penelitian pendahuluan ditetapkan 4 varietas untuk penelitian ini dengan mmpertimbangkan derajat toleran terhadap naungan yaitu tiga varietas
toleran (Anjasmoro, Pangrango dan Dempo) dan satu varietas peka (Nanti). Deskripsi varietas yang digunakan penelitian ini dapat dilihat pada Lampiran 2. Pengaruh Naungan dan Mekanisme Adaptasi Tanaman Kedelai Dalam Fitter and Hay (1991) disebutkan bahwa cahaya matahari sangat besar peranannya dalam proses fisiologi tumbuhan seperti proses fotosintesis, respirasi, pertumbuhan dan perkembangan, dan berbagai pergerakan tanaman dan perkecambahan. Masalah yang dihadapi oleh sebuah daun yang ternaungi adalah untuk mempertahankan suatu keseimbangan karbon yang positif dan kerapatan pengaliran dimana keadaan ini tercapai merupakan titik kompensasi. Tekanan cahaya rendah tanaman terbuka tiga pilihan : 1) Pengurangan kecepatan respirasi untuk menurunkan titik kompensasi. 2) Peningkatan luas daun untuk memperoleh satu permukaan yang lebih besar bagi absorbsi cahaya 3) Peningkatan kecepatan fotosintesis setiap unit energi cahaya dan luas daun. Kedelai merupakan tanaman C 3 yang dapat mengalami kehilangan air lebih banyak dibandingkan tanaman C 4 seperti jagung dan sorgum, karena tanaman C 3 memiliki rasio transpirasi yang lebih tinggi dan keadaan stomata yang selalu terbuka. Berdasarkan hasil penelitian Soverda, dkk (2009) diperoleh bahwa pada pemberian naungan 50% berpengaruh nyata terhadap jumlah polong pertanaman.penurunan jumlah polong pertanaman dikarenakan pendistribusian hasil bulir lebih besar diberikan ke tanaman yang menerima cahaya normal. Hasil penelitian Susanto dan Sundari (2011) memperoleh jumlah polong isi pertanaman pada lingkungan tanpa naungan berkisar antara 24-35 polong dengan rata-rata 29 polong, sedangkan pada lingkungan ternaungi 50% berkisar antara 6-16 polong dengan rata-rata 12 polong, terjadi penurunan jumlah polong 42%.
Efek pendorong auksin dikurangi oleh adanya cahaya, oleh sebab itu tunas yang mendapat penyinaran tidak tumbuh secepat tunas ditempat gelap. Dengan demikian pertumbuhan dilapangan merupakan hasil dari rangsangan cahaya melalui fotosintesis dan produksi bahan makanan dan hambatan cahaya melalui pengurangan efek auksin (Heddy, 1996). Wrigley (1982) dalam Yusuf (2009) menyatakan bahwa ada keuntungan dan kerugian tanaman yang tumbuh dengan kondisi ternaungi, yaitu: 1. Keuntungan - Tanaman yang menaungi berperan sebagai pemecah angin, dimana angin dengan hembusan udara panas dapat meningkatkan transpirasi dan berbahaya bagi tanaman. - Kisaran suhu daun dan tanah rendah dibawah naungan. - Kelembaban relatif tinggi. - Kelembaban permukaan tanah rendah dan sangat penting bagi tanaman pada saat musim kering. - Penaung mengurangi dampak buruk dari air hujan. 2. Kerugian - Naungan akan mengurangi intensitas sinar matahari, sehingga mengganggu pertumbuhan tanaman yang memerlukan intensitas penuh. - Penaungan menyebabkan intensitas cahaya yang diterima kanopi daun menjadi lebih kecil. Akibatnya berpengaruh terhadap proses metabolisme tanaman seperti fotosintesis. Intensitas cahaya yang rendah dapat mempengaruhi pembukaan stomata sehingga fotosintesis akan menurun. Apabila fotosintesis menurun, maka
fotosintat yang dihasilkan selama tanaman dinaungi menjadi berkurang.intensitas cahaya yang rendah dapat mempengaruhi pertumbuhan dan hasil kedelai (Trikoesoemaningtyas, 2008). Karakter morfologi dan fisiologi tanaman ternaungi dibandingkan dengan tanaman yang mendapat cahaya penuh menurut Daubenmire (1974) dan Anderson and Osmon (1987) dalam Wirnas (2005) dinyatakan pada Tabel1 berikut: Tabel1. Karakter Morfologi dan Fisiologi tanaman ternaungi No. Karakter morfologi Karakter Fisiologi 1 Batang lebih kecil karena xylem kurang berkembang Kandungan klorofil lebih tinggi 2 Luas daun per tanaman lebih besar Laju fotosintesis lebih rendah 3 Jarak antar buku lebih panjang Laju respirasi lebih rendah 4 Jumlah cabang lebih sedikit Kandungan air lebih tinggi 5 Sel-sel pada daun berukuran lebih besar sehingga helai daun menjadi lebihbesar dan tipis Transpirasi lebih lambat 6 Endodermis lebih berkembang C/N rendah 7 Kutikula dan dinding lebih Kemampuan berbunga dan berbuah berkembang kurang bagus 8 Kloroplas lebih banyak dan berukuran lebih besar 9 Jaringan palisade kurang berkembang Bunga muncul lebih lambat Kurang tahan terhadap stress suhu,kekeringan dan penyakit 10 Jaringan mesofil lebih berkembang 11 Jarak antar sel lebih besar, akar lebih pendek dan rasio akar/tajuk lebih rendah dan pada tanaman legume,bintil akar lebih sedikit dan lebih kecil
Bila pengaruh-pengaruh sederhana suatu faktor berbeda lebih besar daripada yang dapat ditimbulkan oleh faktor kebetulan, beda respon ini disebut interaksi antara kedua faktor itu. Bila interaksinya tidak nyata, maka disimpulkan bahwa faktor-faktornya bertindak bebas satu sama lain, pengaruh sederhana suatu faktor sama pada semua taraf faktor lainya dalam batas-batas keragaman acak. (Steel and Torrie, 1993) Cahaya matahari merupakan sumber energi cahaya yang dibutuhkan untuk fotosintesis, sehingga proses fotosintesis yang terhambat berakibat pada hasil biji yang rendah. Jumlah penurunan hasil biji berhubungan erat dengan pengurangan jumlah dan bobot kering polong pertanaman (Sundari dkk, 2005).