TINJAUAN PUSTAKA Botani Tanaman Kedelai
Menurut Steenis (2003) tanaman kedelai diklasifikasikan sebagai berikut
Kingdom : Plantae; Divisio : Spermatophyta; Subdivisio : Angiospermae;
Class : Dicotyledoneae; Ordo : Polypetales; Family : Leguminosae;
Subfamily :Papilionoideae; Genus : Glycine; Species : Glycine max (L.) Merrill.
Sistem perakaran pada kedelai yaitu akar tunggang dan akar sekunder
yang tumbuh dari akar tunggang. Pertumbuhan akar tunggang dapat mencapai
panjang sekitar 2 m atau lebih pada kondisi yang optimal. Namun umumnya akar
tunggang hanya tumbuh pada kedalaman lapisan tanah olahan yang tidak terlalu
dalam sekitar 30-50 cm ( Ramos, et al., 2010).
Tanaman kedelai berbatang pendek (30 cm), memiliki 3-6 percabangan.
Cabang akan muncul di batang tanaman dan jumlah cabang tergantung dari
varietas dan kondisi tanah. Pertumbuhan batang kedelai dibedakan menjadi dua
tipe, yaitu tipe determinate dan indeterminate. Perbedaan sistem pertumbuhan
batang ini didasarkan atas keberadaan bunga pada pucuk batang. Pertumbuhan
batang tipe determinate ditunjukkan dengan batang yang tidak tumbuh lagi pada
saat tanaman mulai berbunga. Sementara pertumbuhan batang tipe indeterminate
dicirikan bila pucuk batang tanaman masih bisa tumbuh daun, walaupun tanaman
sudah mulai berbunga (Jenabiyan, et al., 2014).
Daun kedelai termasuk daun majemuk dengan tiga buah anak daun.
Bentuknya oval dengan ujung lancip. Daun-daun ini akan menguning jika sudah
bawah tengah batang seragam. Sedangkan pada tipe indeterminate daun atas lebih
kecil ( Irwan, 2006).
Bunga kedelai termasuk bunga sempurna yaitu setiap bunga mempunyai
alat jantan dan betina. Penyerbukan terjadi pada saat mahkota bunga masih
tertutup sehingga kemungkinan perkawinan silang akan kecil. Tidak semua bunga
dapat menjadi polong walaupun telah terjadi penyerbukan secara
sempurna. Sekitar 60 % bunga rontok sebelum membentuk polong
(Murniati, 2010)
Polong kedelai pertama kali terbentuk sekitar 7-10 hari setelah munculnya
bunga pertama. Panjang polong muda sekitar 1 cm. Jumlah polong yang terbentuk
pada setiap ketiak tangkai daun sangat beragam, antara 1-10 buah dalam setiap
kelompok. Di dalam polong terdapat biji yang berjumlah 2-3 biji. Setiap biji
kedelai mempunyai ukuran bervariasi, mulai dari kecil (sekitar 7-9 g/100 biji),
sedang (10-13 g/100 biji), dan besar (>13 g/100 biji). Bentuk biji bervariasi,
tergantung pada varietas tanaman, yaitu bulat, agak gepeng, dan bulat telur.
Namun demikian, sebagian besar biji berbentuk bulat telur (Irwan, 2006).
Syarat Tumbuh Iklim
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.
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
bakteri bintil dan proses nitrifikasi (proses oksidasi amoniak menjadi nitrit atau
proses pembusukan) akan berjalan kurang baik (Murniati, 2010).
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. Oleh karena itu, bila varietas yang berproduksi tinggi
dari daerah subtropik dengan panjang hari 14 – 16 jam ditanam di daerah tropik
dengan rata-rata panjang hari 12 jam maka varietas tersebut akan mengalami
penurunan produksi karena masa bunganya menjadi pendek, yaitu dari umur 50 –
60 hari menjadi 35 – 40 hari setelah tanam. Selain itu, batang tanaman pun
menjadi lebih pendek dengan ukuran buku subur juga lebih pendek (Irwan, 2006).
Kedelai akan tumbuh subur pada wilayah yang curah hujan optimalnya
100-200 mm/bulan dengan hujan yang merata. temperatur antara 25-27 C dengan
penyinaran penuh atau minimal 10 jam per hari. Kelembaban suhu rata-rata yang
baik bagi tanaman kedelai adalah 50%. Tanaman kedelai bisa tumbuh pada daerah
yang berada antara 0-900 meter diatas permukaan laut. Pertumbuhan optimal
tanaman kedelai terjadi pada daerah dengan ketinggian 650 m diatas permukaan
laut (Murniati, 2010).
Tanah
Kedelai termasuk tanaman yang mampu beradaptasi terhadap berbagai
agroklimat, menghendaki tanah yang cukup gembur, tekstur lempung berpasir dan
liat. Tanaman kedelai dapat tumbuh dengan baik pada tanah yang mengandung
bahan organik dan pH antara 5,5 – 7 (optimal 6,7). Tanah hendaknya mengandung
Faktor lain yang mempengaruhi keberhasilan pertanaman kedelai yaitu
kedalaman olah tanah yang merupakan media pendukung pertumbuhan akar.
Artinya, semakin dalam olah tanahnya maka akan tersedia ruang untuk
pertumbuhan akar yang lebih bebas sehingga akar tunggang yang terbentuk
semakin kokoh dan dalam. 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 (Irwan, 2006).
Tanaman kedelai dapat ditanam pada berbagai jenis tanah dengan drainase
dan aerasi yang baik. Jenis tanah yang sangat cocok untuk menanam kedelai ialah
Aluvial, Regosol, Grumosol, Latosol, dan Andosol. Nilai pH ideal bagi
pertumbuhan kedelai dan bakteri Rhizobium adalah 6,0-6,8. Untuk menaikkan
pH, dilakukan pengapuran misalnya dengan Kalsit, Dolomit dan lain-lain
(Rubatzky dan Yamaguci, 1989).
Pemuliaan Mutasi dengan Radiasi Gamma
Induksi mutasi pada benih adalah perlakuan umum yang biasa digunakan
dalam penelitian pemuliaan tanaman. Mutasi merupakan perubahan yang terjadi
pada materi genetik. Induksi mutasi merupakan salah satu cara untuk
meningkatkan keragaman tanaman. Tujuan mutasi adalah untuk memperbesar
variasi suatu tanaman yang dimutasi sehingga dapat diperoleh sifat atau karakter
yang diinginkan (Santoso, et al., 2010).
Radiasi dengan sinar gamma umumnya digunakan dalam pemuliaan
mutasi untuk mendapatkan keragaman genetik dari suatu tanaman. Mutasi dapat
bagian yang sedang aktif mengadakan pembelahan sel, misalnya tunas dan biji
yang sedang berkembang. Teknologi nuklir dengan cara radiasi pada dosis yang
tepat sudah mampu menghasilkan tanaman yang memiliki sifat berbeda dengan
induknya pada generasi M1 (Harsanti dan Ishak, 1999).
Kita dapat menghasilkan tanaman yang unggul dari mutasi. Mutasi itu
dapat dilakukan dengan radiasi gamma. Namun penyinaran tersebut harus sesuai
dengan dosis. Dosis iradiasi diukur dalam satuan Gray (Gy), dimana 1 Gy = 0,10
krad, yakni 1 J energi per kilogram iradiasi yang dihasilkan. Dalam penyinaran
tersebut dosis radiasi dibagi menjadi tiga yaitu tinggi (>10 kGy), sedang (1-10
kGy), dan rendah (<1 kGy). Perlakuan dengan dosis tinggi akan mematikan bahan
yang dimutasi atau mengakibatkan sterilisasi. Penentuan dosis iradiasi yang
efektif merupakan persyarat untuk pembibitan dan pengembangan variasi genetik
hasil mutasi ( Mursito, 2003).
Pemilihan Individu Berdasarkan Karakter Seleksi
Seleksi merupakan bagian penting dari program pemuliaan tanaman untuk
memperbesar peluang mendapatkan genotipe yang unggul. Hal ini juga berlaku
untuk pemuliaan tanaman kedelai. Pengujian perlu dilakukan sebanyak mungkin
pada galur-galur kedelai terpilih, sehingga didapatkan galur - galur kedelai yang
berdaya hasil tinggi (Pinaria et al., 1995).
Pemuliaan kedelai ditujukan untuk mendapatkan varietas unggul yang
mempunyai sifat-sifat antara lain : (a) Potensi hasil tinggi, (b) umur pendek, (c)
tahan terhadap penyakit penting karat daun, bakteri busuk daun, virus dan
nematoda, (d) tahan terhadap hama penting seperti lalat bibit kacang, ulat
beradaptasi baik pada tanah tanpa pengolahan intensif, (g) toleran terhadap
naungan, (h) mutu biji baik dalam hal daya simpan benih dan gizi (Arifin, 2006).
Menurut Hartatik (2007), agar program seleksi memberikan hasil yang
diharapkan populasi tetua haruslah memiliki syarat sebagai berikut : 1) Dapat
dihasilkan keragaman keturunan yang cukup besar. Hasil dapat diperoleh jika
tetua persilangan cukup beragam, 2) Ukuran populasi cukup besar agar
memberikan keleluasaan dalam pemilihan. Keragaman bahan tanaman dapat
diperoleh dengan berbagai cara, antara lain : introduksi varietas baru, pemisahan
hasil persilangan, mutasi buatan, poliploidi dan spesies liar.
Metode seleksi pada pemuliaan mutasi adalah metode seleksi pedigree.
Seleksi pedigree merupakan salah satu seleksi pada populasi bersegregasi.
Tahapan seleksi silsilah dimulai dengan melakukan mutasi pada varietas
Anjasmoro. Benih M1 ditanam dalam jumlah sesuai dengan kemampuan untuk
dapat menangani populasi generasi berikutnya. Kemudian benih M2 ditanam dan
diseleksi. Generasi M3 ditanam kemudian diseleksi secara individu. Setelah itu M4
ditanam dan seleksi tetap dilakukan secara individu namun tanaman yang dipilih
adalah tanaman yang terbaik pada barisan yang tanamannya lebih seragam
(Sutjahjo, et al., 2005).
Heritabilitas
Heritabilitas merupakan suatu parameter yang digunakan untuk mengukur
kemampuan suatu genotipe populasi tanaman dalam mewariskan karakteristik
yang dimiliki. Pendugaan nilai heritabititas suatu karakter sangat terkait dengan
faktor lingkungannya. Faktor genetik tidak akan mengekspresikan karakter yang
apapun manipulasi yang dilakukan terhadap faktor lingkungan tidak akan mampu
mewariskan suatu karakter yang diinginkan apabila gen pengendali karakter
tersebut tidak ada (Karuniawan, et al., 2011).
Heritabilitas terbagi menjadi dua yaitu heritabilitas arti luas dan
heritabilitas arti sempit. Heritabilitas arti luas merupakan perbandingan antara
ragam genetik total terhadap ragam fenotipe. Ragam genetik terdiri atas ragam
aditif, dominan, dan epistasis. Heritabilitas arti sempit merupakan perbandingan
antara ragam aditif dengan ragam fenotipe (Rachmadi, 2000). Oleh karena itu
heritabilitas dalam arti sempit mempunyai nilai yang lebih kecil dari heritabilitas
dalam arti luas (Suprapto dan Khairudin, 2007).
Menurut Barmawi et al., (2013), nilai duga heritabilitas (daya waris)
tanaman kedelai tinggi terdapat pada karakter umur berbunga, umur panen, tinggi
tanaman, jumlah polong per tanaman, dan bobot biji per tanaman. Nilai duga
heritabilitas tanaman kedelai rendah terdapat pada karakter jumlah cabang
produktif, dan bobot 100 butir menunjukkan nilai duga heritabilitas yang sedang.
Nilai duga heritabilitas arti luas merupakan perbandingan antara ragam genetik
dan ragam fenotipe yang menunjukkan besarnya proporsi faktor genetik dalam
fenotipe suatu karakter. Heritabilitas arti sempit memberikan indikasi derajat
kemiripan antar tetua dengan keturunannya atau mengukur proporsi ragam
genetik yang diwariskan pada keturunannya (Fehr, 1987). Menurut Rachmadi
(2000), nilai duga heritabilitas berkisar antara 0-1. Nilai duga heritabilitas 1
menunjukkan bahwa varians penampilan dari suatu tanaman disebabkan oleh
faktor genetik. Sedangkan nilai duga heritabilitas 0 menunjukkan bahwa tidak
Hal tersebut berarti bahwa tidak ada karakteristik suatu genotipe yang diwariskan
kepada generasi selanjutnya (Suprapto dan Khairudin, 2007).
Pada kondisi seperti itu, perbaikan karakter melalui kegiatan pemulia tidak
akan memberikan harapan kemajuan secara genetik. Berikut ini adalah kriteria
nilai heritabilitas menurut Mendez-Natera et al., (2012): Heritabilitas tinggi
apabila H ≥ 50% atau ≥ 0,5 ,Heritabilitas sedang apabila 20 % < H < 50 % atau
