TINJAUAN PUSTAKA
Botani Tanaman
Kedelai merupakan tanaman semusim yang tumbuh tegak (tinggi 70-150 cm). Akar kedelai mulai muncul disekitar mesofil. Kemudian akar muncul kedalam tanah, sedangkan kotiledon akan terangkat ke permukaan tanah akibat pertumbuhan dari hipokotil. Akar tanaman kedelai terdiri dari akar tunggang dan akar sekunder yang tumbuh dari akar tunggang. Untuk memperluas permukaan kontaknya dalam menyerap unsur hara, akar juga membentuk bulu-bulu akar. Bulu akar merupakan penonjolan dari sel-sel epidermis akar. Pada akar terdapat bintil-bintil akar yang berkoloni dari bakteri Rhizhobium japonicum yang terbentuk di akar, yang dapat mengikat N, bersimbiosa dengan tanaman (Suprapto, 1999).
Batang kedelai yang masih muda setelah perkecambahan menurut AAK (1991) dibedakan menjadi dua bagian yaitu hipokotil dan epikotil. Hipokotil adalah bagian batang dibawah keping biji yang belum lepas sampai ke pangkal batang, sedangkan epikotil adalah bagian batang yang berada diatas keping biji. Sistem pertumbuhan batang kedelai dibedakan menjadi dua tipe yaitu tipe determinate adalah tipe pertumbuhan pucuk batang yang jika tanaman telah berbunga pertumbuhan batangnya terhenti dan tipe indeterminate adalah pertumbuhan pucuk batang dapat terus berlangsung walaupun tanaman telah mengeluarkan bunga (Adisarwanto, 2005).
Daun kedelai berwarna hijau, mempunyai dua bentuk daun, yaitu stadia kotiledon yang tumbuh saat masih kecambah dengan dua helai daun tunggal dan daun bertangkai tiga yang tumbuh setelah masa perkecambahan. Daun berbentuk bulat (oval), dan mempunyai bulu. Panjang bulu bisa mencapai 1 mm dan lebar 0,0025 mm. kepadatan bulu berkisar 3-20 buah/mm. Pada varietas anjasmoro kepadatan bulu jarang (Adisarwanto, 2005).
Kedelai dapat berbunga ketika memasuki stadia reproduktif yaitu 5-7 minggu bergantung pada varietas. Bunga kedelai umumnya muncul pada ketiak tangkai daun. Jumlah bunga yang ada pada setiap tangkai daun beragam, antara 2-25 bunga (Adisarwanto, 2005). Penyerbukan bunga berlangsung secara sendiri dengan tepung sari sendiri karena pembuahan terjadi sebelum bunga kedelai mekar (AAK, 1991).
Polong pertama kali muncul sekitar 7-10 hari setelah munculnya bunga pertama. Polong berwarna hijau, panjang polong muda sekitar 1 cm. Jumlah polong terbentuk pada setiap ketiak daun sangat beragam, antara 1-10 polong dalam setiap kelompok. Dalam satu polong berisi 1-4 biji. Biji kedelai terbagi menjadi dua bagian utama, yaitu kulit biji dan janin (embrio). Pada kulit biji terdapat bagian pusar (hilum) yang berwarna coklat, hitam, atau putih. Bentuk biji kedelai pada umumnya bulat lonjong, ada yang bundar bulat agak pipih (Adisarwanto, 2005).
Syarat Tumbuh Iklim
Kedelai dapat tumbuh dengan curah hujan yang merata sehingga kebutuhan air pada tanaman kedelai dapat terpenuhi. Pada fase perkecambahan air merupakan hal terpenting. Kebutuhan air akan bertambah sesuai dengan umur tanaman. Kebutuhan air tertinggi pada saat berbunga dan pengisian polong. Menurut Adisarwanto (2005) pada umumnya kebutuhan air tanaman kedelai berkisar 350 – 450 mm selama masa pertumbuhan kedelai, dan curah hujan 1.500-2.500 mm/tahun.
Tanaman menghendaki suhu tanah yang optimal sekitar 300C untuk mendukung proses perkecambahannya. Disamping suhu tanah, kedelai menghendaki suhu lingkungan yang optimal untuk proses pembentukan bunga yaitu 25-280C (Adisarwanto, 2005).
Kedelai dapat tumbuh dan berproduksi dengan baik pada ketinggian tempat berkisar 20-300 m dpl. Umur berbunga tanaman kedelai yang ditanam pada dataran tinggi mundur 2-3 hari dibandingkan tanaman kedelai yang ditanam di dataran rendah (Adisarwanto, 2005).
Perbedaan diatas juga akan terjadi pada tanaman kedelai yang pada kondisi kurangnya penyinaran sinar matahari karena kedelai termasuk tanaman berhari pendek, artinya kedelai tidak mampu berbunga jika panjang hari melebihi batas kritis yaitu 15 jam per hari. Oleh sebab itu pada daerah tropis yang panjang hari 12 jam kedelai akan mengalami penurunan produksi karena masa berbunganya menjadi pendek (Adisarwanto, 2005).
Tanah
Tanaman kedelai dapat tumbuh baik jika drainase dan aerasi tanah baik, untuk dapat tumbuh subur kedelai menghendaki tanah yang subur, gembur, serta kaya akan bahan organik. Bahan organik yang cukup akan memperbaiki dan menjadi bahan makanan bagi organisme dalam tanah (Suprapto,1999).
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. Tanaman kedelai dapat tumbuh pada jenis tanah alluvial, regosol, grumusol, latosol dan andosol (Suprapto,1999).
Kedelai dapat tumbuh di tanah yang memiliki pH berkisar antara 6-6,8. Jika pH 5,5 yang lebih rendah atau pada tanah masam pertumbuhan bintil akar akan terhambat sehingga proses pembentukan nitrifikasi akan berjalan kurang baik serta kedelai dapat keracunan alumunium (Najiyati dan Danarti, 1999).
Pupuk Organik
Selama ini pupuk organik banyak dimanfaatkan pada usaha tani yaitu pupuk organik padat (pupuk kandang), sedangkan limbah cair (urine) masih belum banyak dimanfaatkan. Sebenarnya urine sapi sangat baik digunakan sebagai pupuk kandang. Karena urine sapi tersebut memiliki kandungan N yang yang dibutuhkan oleh tanaman. Guntoro (2006) menyatakan kendala dalam pemanfaatan pupuk organik padat (pupuk kandang) yaitu di beberapa lokasi jumlah ternak masih relatif kurang dibandingkan dengan luas lahan serta
aplikasinya mahal karena membutuhkan biaya tenaga kerja yang lebih tinggi dibadingkan dengan pupuk anorganik. Salah satu alternatif pemecahan yang mungkin dilakukan yaitu dengan penggunaan pupuk organik cair yang berasal dari urine ternak (Guntoro dkk, 2006).
Fosfor itu bergerak dalam tubuh tanaman, dapat diredistribusikan dari bagian yang tua ke bagian yang lebih muda. Daun muda atau buah yang sedang berkembang dapat diberi makanan dari jaringan tanaman yang lebih tua dan yang mengandung P walaupun sumber dari tanah terganggu (Gardner dkk, 1991).
Pengembalian bahan organik ke dalam tanah adalah hal yang mutlak dilakukan untuk mempertahankan lahan pertanian agar tetap produktif. Dua alasan yang selama ini sering dikemukakan para ahli adalah (1) pengolahan tanah yang dangkal selama bertahun-tahun mengakibatkan menurunnya kandungan C dan N-organik, (2) penggunaan pupuk kimia seperti urea, KCl, dan TSP telah melampaui batas efisiensi teknis dan ekonomis sehingga efisiensi dan pendapatan bersih yang diterima petani dari setiap unit pupuk yang digunakan semakin menurun. Kedua alasan tersebut memberikan dampak buruk bagi pertanian di masa mendatang jika tidak dimulai tindakan antisipasinya (Musnamar, 2003)
Jika pasok nitrogen cukup, daun tanaman akan tumbuh besar dan memperluas permukaan yang tersedia untuk fotosintesis. Pasok nitrogen yang tinggi mempercepat pengubahan karbohidrat menjadi protein dan kemudian diubah menjadi protoplasma dan sebagian dipergunakan menyusun dinding sel, terutama karbohidrat beberapa nitrogen, seperti: kalsium pektat, selulosan, selulosa (Mas’ud, 1993).
Kandungan bahan organik pada lahan yang diusahakan secara intensif umumnya rendah, sehingga pemberian pupuk organik memegang peranan penting untuk meningkatkan produktivitas lahan. Pengaruh positif pemberian pupuk kandang dan pupuk hijau dalam takaran tinggi (5-20 ton/ha) telah dilaporkan oleh sejumlah peneliti. Pada tanah Aluvial, pemberian kotoran sapi atau pupuk hijau dari daun gamal dengan takaran 5-20 ton/ha dapat menggantikan 100-200 kg pupuk urea/ha (Akil dkk. 2005). Pemberian pupuk kandang sebanyak 5 ton/ha atau lebih adalah suatu hal yang tidak mudah dilakukan petani karena terkait dengan ketersediaan, harga, maupun pengangkutannya. Sebab itu, pemberian pupuk kandang, atau abu jerami padi sebagai penutup benih pada lubang tanam sebanyak 1-3 ton/ha dinilai optimal (Akil dkk, 2005).
Pupuk alam atau pupuk organik adalah pupuk yang berasal dari alam yaitu berasal dari sisa-sisa pelapukan bahan organis baik yang berasal dari tanaman ataupun hewan. Beberapa jenis dari pupuk organik adalah : (1) Pupuk kandang, (2) Pupuk hijau, (3) Kompos, (4) Guano, (5) Night soil (tinja manusia). Berbeda dengan pupuk buatan, pupuk organik mempunyai kadar hara yang rendah dan lambat tersedia bagi tanaman. Oleh karena itu, peranan utama dari pupuk organik bukanlah untuk menambah unsur hara tetapi untuk memperbaiki sifat fisis tanah dan meningkatkan aktivitas mikroorganisme di dalam tanah (Bachtiar, 2004)
Kompos merupakan hasil perombakan bahan organik oleh mikroba dengan hasil akhir berupa kompos yang memiliki nisbah C/N yang rendah. Bahan yang ideal untuk dikomposkan memiliki nisbah C/N sekitar 30, sedangkan kompos yang dihasilkan memiliki nisbah C/N < 20. Bahan organik yang memiliki nisbah C/N jauh lebih tinggi di atas 30 akan terombak dalam waktu yang lama,
sebaliknya jika nisbah tersebut terlalu rendah akan terjadi kehilangan N karena menguap selama proses perombakan berlangsung. Kompos yang dihasilkan dengan fermentasi menggunakan teknologi mikroba efektif dikenal dengan nama bokashi. Dengan cara ini proses pembuatan kompos dapat berlangsung lebih singkat dibandingkan dengan cara konvensional (Yuwono, 2006)
Jerami padi
Jerami padi sangat melimpah pada saat musim panen. Bila hasil gabah rata-rata 5 ton/ha maka dalam 1 hektar diperoleh jerami ± 7,5 ton dengan asumsi nisbah jerami adalah 2 : 3 (Ponnamperuma, 2001). Jerami mengandung hara yang lengkap baik berupa hara makro maupun mikro. Secara umum hara N,P,K masing-masing sebesar 0,4 %, 0,2% dan 0,7%, sementara itu kandungan Si dan C cukup tinggi yaitu 7,9 % dan 40%. Dengan jumlah yang melimpah disaat panen, maka pengembalian jerami ke dalam tanah merupakan cara yang baik untuk mempertahankan kesuburan tanah (Ponnamperuma, 2001).
Berbagai upaya boleh dilakukan untuk meningkatkan kualitas jerami padi, baik dengan cara fisik, kimia maupun biologis. Tetapi cara-cara tersebut biasanya disamping mahal, juga hasilnya kurang memuaskan. Dengan cara fisik misalnya, memerlukan investasi yang mahal; secara kimiawi meninggalkan residu yang mempunyai efek buruk sedangkan dengan cara biologis memerlukan peralatan yang mahal dan hasilnya kurang disukai ternak (bau amonia yang menyengat) (IP2TP Mataram, 2000).
Tandan Kosong Kelapa Sawit
Limbah merupakan bahan buangan atau sisa dari proses pengolahan. Kelapa sawit disamping menghasilkan minyak sawit sebagai produk utamanya juga menghasilkan berbagai produk sampingan berupa limbah organik dalam jumlah yang cukup besar. Dalam 1 ton tandan buah segar (TBS) yang diolah dihasilkan limbah padat organik berupa tandan kosong kelapa sawit (TKKS), serat dan cangkang biji dalam jumlah masing-masing 23%, 13,5% dan 15,5% dari TBS (Singh et al; 1989).
Salah satu potensi TKKS yang cukup besar adalah sebagai bahan pembenah tanah dan sumber hara bagi tanaman. Potensi ini didasarkan pada materi TKKS yang merupakan bahan organik dengan kandungan hara yang cukup besar. Tandan kosong kelapa sawit mengandung 42,8% C, 2,90% K2O, 0,80% N, 0,22% P2O5, 0,30% MgO dan unsur mikro antara lain 10 ppm B, 23 ppm Cu, dan 51 ppm Zn (Singh et al; 1989)
Sekam Padi Bakar
Sekam padi merupakan lapisan keras yang meliputi kariopsis yang terdiri atas dua belahan yang disebut lemma dan palea yang saling bertautan. Pada proses penggilingan beras sekam akan terpisah dari butir beras dan menjadi bahan sisa atau limbah penggilingan. Sekam dikategorikan sebagai biomassa yang dapat digunakan untuk berbagai kebutuhan seperti bahan baku industri, pakan ternak dan energi atau bahan bakar(BPPP, 2000).
Dari proses penggilingan padi biasanya diperoleh sekam sekitar 20-30%, dedak antara 8- 12% dan beras giling antara 50-63,5% data bobot awal gabah.
Sekam dengan persentase yang tinggi tersebut dapat menimbulkan problem lingkungan (BPPP, 2000)
Menurut (Gaur & Reed, 1998) dari analisis ultimate dan analisis proximate pada sekam padi terlihat bahwa sebagian besar sekam padi terdiri dari volatil. Dengan kadar volatil yang tinggi diharapkan dapat diperoleh gas dan cairan dari proses pirolisis dalam jumlah yang banyak. Kadar karbon dan kadar oksigen dalam sekam padi juga hampir berimbang sekitar 35-38%. Ini menunjukkan bahwa dalam minyak pirolisis nantinya akan mempunyai kadar oksigen dalam jumlah yang banyak. Kandungan belerang dalam sekam padi adalah nol. Akibatnya hasil pembakaran dari minyak pirolisis sekam padi akan lebih ramah lingkungan dibandingkan hasil pembakaran batubara. Zat silika yang terdapat dalam sekam padi mencapai 16,98%. Nilai kalor dari sekam padi adalah sekitar 14,8 MJ/kg dan sedikit dibawah nilai kalor kayu (~ 17-20 MJ/kg)
(Gaur & Reed, 1998).
Urine kambing
Pupuk organik ada dua macam, yaitu pupuk organik padat dan pupuk organik cair. Salah satu bahan dasar pembuat pupuk organik cair adalah urine kambing. Kelemahan pupuk organik cair dari urine kambing adalah kurangnya kandungan unsur hara yang dimiliki. Oleh karena itulah penelitian ini dilakukan dengan tujuan untuk mencari komposisi campuran yang dapat memberikan peningkatan kandungan unsur hara dalam pupuk organik cair, khususnya peningkatan kandungan N, P, K (Putranto, 2003).
Selama ini pupuk organik yang lebih banyak dimanfaatkan pada usahatani yaitu pupuk organik padat (pupuk kandang), sedangkan limbah cair (urine) masih belum banyak dimanfaatkan. Guntoro (2006) menyatakan kendala dalam pemanfaatan pupuk organik padat (pupuk kandang) yaitu di beberapa lokasi jumlah ternak masih relatif kurang dibandingkan dengan luas lahan serta aplikasinya mahal karena membutuhkan biaya tenaga kerja yang lebih tinggi dibadingkan pupuk anorganik. Salah satu alternatif pemecahan yang mungkin dilakukan yaitu dengan penggunaan pupuk organik cair yang berasal dari urine ternak (Adijaya, 2007).
Dedak
Penggilingan padi dengan kadar air 14% akan menghasilkan rendemen beras 57-60%, sekam 18- 20%, dan dedak 8-10%. Bila produksi beras tahun 2004 yang menurut data Departemen Pertanian mencapai 31,8 juta ton maka dedak yang dihasilkan sekitar 3,18 juta ton, suatu jumlah yang sangat berlimpah sehingga perlu usaha-usaha memanfaatkannya (Hadipernata, 2007).
Dedak dihasilkan dari lapisan luar beras hasil penggilingan padi. Dedak dapat diperoleh sebanyak 8-12% dari hasil penggilingan atau penumbukan gabah padi menjadi beras, yang terdiri dari lapisan aleurone beras, endosperm, dan germ. Dedak mengandung kalsium (Ca), magnesium (Mg), mangan (Mn), zat besi (Fe), kalium(K), natrium (Na), dan seng (Zn) (Alfiani, 2008).
Pelepah sawit
Salah satu limbah perkebunan yang dapat dimanfaatkan adalah pelepah sawit. Dari satu pelepah sawit dapat dihasilkan 3,333 kg daun kelapa sawit segar dengan kandungan bahan kering mencapai 35%. Daun kelapa sawit merupakan limbah padat perkebunan kelapa sawit yang cukup banyak terutama di Indonesia khususnya Sumatera Utara dan Riau. Dari satu hektar lahan diperkirakan dapat dihasilkan 6400 – 7500 pelepah per tahun. Pelepah sawit mengandung serat, N, bahan organik dalam jumlah yang cukup (Hanafi, 2004).
Pelepah daun letaknya pada batang menurut spiral, ada yang ke arah kiri (bagian atas kiri ke kanan bawah) dan umumnya ke arah kanan (bagian atas kanan ke kiri bawah). Letak susunan pelepah ini disebut phyllotaxis. Tidak ada hubungan antar produksi dengan spiral atau susunan pelepah. Produksi berkaitan dengan kemampuan tanaman berasimilasi yang dipengaruhi oleh luasan permukaan daun (Soeharjo dkk, 1998)
Bioaktivator
Bioaktivator adalah suatu campuran senyawa yang berfungsi sebagai biostimulans yang dapat merangsang kerja bakteri untuk mempercepat proses dekomposisi dari limbah pertanian yang akan dijadikan sebagai pupuk organik. (Noor, 2003).
Pada dasarnya pengomposan adalah dekomposisi dengan menggunakan aktivitas mikroba; oleh karena itu kecepatan dekomposisi dan kualitas kompos tergantung pada keadaan dan jenis mikroba yang aktif selama proses pengomposan. Kondisi optimum bagi aktivitas mikroba perlu diperhatikan selama
proses pengomposan, misalnya aerasi,kelembaban, media tumbuh dan sumber makanan bagi mikroba (Yuwono, 2006)
