TINJAUAN PUSTAKA Botani Tanaman
Menurut Steenis (2005) klasifikasi tanaman kedelai sebagai berikut
Kingdom : Plantae, Divisio : Spermatophyta, Class : Dicotyledoneae, Ordo :
Polypetales, Familia : Papilionaceae, Genus : Glycine, Species : Glycine max
(L.) Merril.
Susunan akar kedelai pada umumnya sangat baik. Pertumbuhan akar
tunggang lurus masuk ke dalam tanah dan mempunyai banyak akar cabang.
Kedelai berakar tunggang. Pada tanah gembur akar kedelai dapat sampai
kedalaman 150 cm. Pada akarnya terdapat bintil – bintil akar, berupa koloni dari
bakteri Rhizobium japonicum. Pada tanah yang telah mengandung bakteri
Rhizobium, bintil akar akan terbentuk sekitar 15-20 hari setelah penanaman (Hidayat, 1985).
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 (Sumarno et al., 2007).
Daun kedelai merupakan daun majemuk yang terdiri dari tiga helai anak
daun dan umumnya berwarna hijau muda atau hijau kekuning – kuningan. Bentuk
daun ada yang oval, juga ada yang segitiga. Warna dan bentuk daun kedelai ini
tergantung pada varietas masing – masing. Pada saat tanaman kedelai itu sudah
tua, maka daun – daunnya mulai rontok (Effendi dan Utomo, 1993).
Tanaman kedelai memiliki bunga bergerombol terdiri atas 3-15 bunga
yang tersusun pada ketiak daun. Karakteristik bunganya seperti famili Legum
10 stamen. 9 stamen berkembang membentuk seludang yang mengelilingi putik,
sedangkan stamen yang kesepuluh terpisah bebas (Poehlman dan Sleper, 1995).
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. Pada setiap tanaman, jumlah polong dapat mencapai lebih dari 50
bahkan ratusan. Kecepatan pembentukan polong dan pembesaran biji akan
semakin cepat setelah proses pembentukan bunga berhenti. Ukuran dan bentuk
polong menjadi maksimal pada saat awal periode pemasakan biji. Hal ini
kemudian diikuti oleh perubahan warna polong, dari hijau menjadi kuning
kecoklatan pada saat masak (Hidayat, 1985).
Menurut Sumarno et al., (2007) biji merupakan komponen morfologi kedelai yang bernilai ekonomis,yang ada di Indonesia berkriteria lonjong.
Pengelompokan ukuran biji kedelaiberbeda disetiap negara, di Indonesia kedelai
dikelompokkan menurut ukuran. Untuk ukuran besar (berat > 14 g/100 biji),
sedang (10-14 g/100 biji), dan kecil (< 10 g/100 biji). Biji kedelai terbagi menjadi
dua bagian utama, yaitu kulit biji dan embrio. Pada kulit biji terdapat bagian yang
disebut pusar (hilum) yang berwarna coklat, hitam atau putih. Pada ujung hitam
terdapat mikrofil, berupa lubang kecil yang terbentuk pada saat proses
pembentukan biji.
Syarat Tumbuh Iklim
Tanaman kedelai dapat tumbuh pada kondisi suhu yang beragam. Suhu
antara 150-200 mm untuk bulan pertama, dengan lama penyinaran matahari 12
jam pada hari pertama penanaman, dan kelembaban rata-rata (RH) 65 %. Untuk
mendapatkan hasil yang optimal,tanaman kedelai membutuhkan curah hujan
antara 100-200 mm pada bulan pertama (Effendi dan Utomo, 1993).
Kedelai dapat tumbuh baik di tempat yang berhawa panas, di tempat –
tempat yang terbuka dan bercurah hujan 100–400 mmper bulan. Oleh karena itu,
kedelai kebanyakan ditanam di daerah yang terletak kurang dari 400 m di atas
permukaan laut. Jadi tanaman kedelai akan tumbuh baik, jika ditanam di daerah
beriklim kering (Hidayat, 1985).
Pertumbuhan optimum tercapai pada suhu 20–25º C. Suhu 12–20º C
adalah suhu yang sesuai bagi sebagian besar proses pertumbuhan tanaman, tetapi
dapat menunda proses perkecambahan benih dan pemunculan kecambah, serta
pembungaan dan pertumbuhan biji. Pada suhu yang lebih tinggi dari 30º C,
fotorespirasi cenderung mengurangi hasil fotosintesis. Kedelai merupakan
tanaman berhari pendek, yakni apabila penyinaran terlalu lama melebihi 12 jam,
tanaman tidak akan berbunga. Hampir semua varietas tanaman kedelai berbunga
dari umur 30–60 hari (Effendi dan Utomo, 1993).
Tanah
Tanaman kedelai menghendaki tanah yang subur, gembur, dan kaya akan
humus atau bahan organik. Nilai pH ideal bagi pertumbuhan kedelai dan bakteri
Rhizobium adalah 6,0-6,8. Apabila pH diatas 7,0 tanaman kedelai akan mengalami
klorosis sehingga tanaman menjadi kerdil dan daunnya menguning
Toleransi pH yang baik sebagai syarat tumbuh yaitu antara 5,8–7, namun
pada tanah dengan pH 4,5 pun kedelai masih dapat tumbuh baik. Tanah – tanah
yang cocok yaitu alluvial, regosol, grumosol, latosol dan andosol. Pada tanah –
tanah podzolik merah kuning dan tanah yang mengandung banyak pasir kwarsa,
pertumbuhan kedelai kurang baik, kecuali bila diberi tambahan pupuk organik
atau kompos dalam jumlah yang cukup (Hidayat, 1985).
Tanaman kedelai sebenarnya dapat tumbuh di semua jenis tanah, namun
demikian, untuk mencapai tingkat pertumbuhan dan produktivitas yang optimal,
kedelai harus ditanam pada jenis tanah berstruktur lempung berpasir atau liat
berpasir. Hal ini tidak hanya terkait dengan ketersediaan air untuk mendukung
pertumbuhan, tetapi juga terkait dengan faktor lingkungan tumbuh yang lain
(Prasastyawatidan Rumawas, 1980).
Persilangan
Persilangan merupakan kegiatan persilangan yang terarah yang dilakukan
terhadap tetua-tetua yang diinginkan. Tujuan persilangan ialah mengumpulkan
sifat-sifat unggul yang tersebar pada berbagai galur ke dalam satu varietas.
Suksesnya suatu persilangan buatan pada kedelai ditentukan oleh tingkat
keberhasilan persilangan dan banyaknya biji hasil persilangan varietas-varietas
tetua (Alia dan Wilia, 2010).
Daya gabung dikenal dalam persilangan. Daya gabung adalah kemampuan
suatu genotip untuk menyatukan konfigurasi gennya dengan genotip lain untuk
membentuk atau menghasilkan suatu keragaman spesifik yang lebih baik.
daya gabung gen pada prinsipnya adalah varian dari antara persilangan
(Hadie, et al., 2008).
Persilangan antara dua galur murni menghasilkan suatu hibrida F1 yang
secara genetik seragam. Variabilitas fenotif dalam F1 juga asalnya adalah
non-genetik. Pada pembentukan generasi F2 kombinasi-kombinasi gen dipertukarkan
dan berbagi dalam kombinasi-kombinasi baru pada individu-individu F2. Secara
umum terlihat generasi F2 lebih beragam dari F1 (Stansfield, 1991).
Jika simpangan baku (σ) makin besar, kurvanya normalnya makin rendah
(platikurtik) dan untuk simpangan baku (σ) makin kecil, kurvanya makin tinggi (leptokurtik). Beberapa bagian untuk distribusi normal umum dengan rata-rata μ dan simpangan baku σ dengan mudah dapat ditentukan (Sudjana, 1992).
Sebaran Frekuensi
Ciri-ciri penting sejumlah besar data dengan segera dapat diketahui
melalui pengelompokkan data tersebut ke dalam beberapa kelas dan kemudian
dihitung banyaknya pengamatan yang masuk ke dalam setiap kelas. Susunan itu
terdapat dalam bentuk tabel yang dikenal dengan sebaran frekuensi
(Walpole, 1995).
Jika frekuensi dinyatakan dalam persen, maka diperoleh daftar distribusi
frekuensi relatif. Ada lagi sebuah daftar yang biasa dinamakan daftar distribusi
kumulatif. Daftar distribusi frekuensi kumulatif dapat dibentuk dari daftar
distribusi frekuensi biasa, dengan jalan menjumlahkan frekuensi demi frekuensi.
Dikenal dua macam distribusi frekuensi kumulatif ialah kurang dari atau lebih
dari. Tentu saja untuk kedua hal ini terdapat pula frekuensi-frekuensi absolut dan
Pengelompokkan data ke dalam beberapa kelas dimaksudkan agar ciri-ciri
penting data tersebut dapat segera terlihat. Daftar frekuensi ini akan memberikan
gambaran yang khas tentang bagaimana keragaman data. Sifat keragaman data
sangat penting untuk diketahui, karena dalam pengujian-pengujian statistik
selanjutnya kita harus selalu memperhatikan sifat dari keragaman data. Tanpa
memperhatikan sifat keragaman data, penarikan suatu kesimpulan pada umumnya
tidaklah sah (Setiawan, 2012).
Skewness berarti kurangnya simetri. Distribusi dikatakan simetris ketika
nilai yang merata sekitar mean. Untuk distribusi simetris Sk = 0. Jika distribusi
adalah negatif miring maka Sk negatif artinya terdapat kemenjuluran atau sebaran
tidak normal atau aksi gen aditif dengan pengaruh epistasis duplikat, dan jika itu
adalah positif miring maka Sk positif artinya epistasis komplementer. Kurtosis
merupakan ukuran puncak atau kecembungan dari kurva. Distribusi ini disebut
yang normal jika b2 = 3 dikatakan menjadi mesokurtis. Ketika b2 lebih dari 3
distribusi dikatakan leptokurtik. Jika b2 kurang dari 3 distribusi dikatakan
platykurtik (Rangaswamy, 1995).
Aksi gen yang mengendalikan suatu karakter pada generasi awal sulit
dipisahkan dari epistasis duplikat. Epistasis duplikat adalah interaksi epistasis
antara gen aditif x aditif, interaksi antar lokus ini dapat meningkatkan toleransi
kedelai terhadap kondisi tercekam. Epistasis bersifat komplementer merupakan
aksi gen-gen non aditif dalam mengendalikan keragaman (Sihaloho, et al., 2015).
Heritabilitas
Heritabilitas menentukan keberhasilan seleksi karena heritabilitas dapat
lingkungan. Nilai heritabilitas yang tinggi menunjukkan bahwa faktor genetik
lebih berperan dalam mengendalikan suatu sifat dibandingkan dengan faktor
lingkungannya (Barmawi, et al., 2013).
Crowder (1997) menyatakan bahwa kriteria heritabilitas yang tinggi lebih
banyak dipengaruhi oleh faktor genetik daripada faktor lingkungan. Namun, dari
enam genotipe yang di uji di lahan percobaan dengan lingkungan yang hampir
sama, nilai heritabilitas yang tinggi tidak disebabkan oleh faktor genetik saja,
tetapi memang ada perbedaan yang jelas pada karakter tersebut.
Poligen adalah salah satu dari suatu seri gen ganda yang menentukan
pewarisan secara kuantitatif. Oleh karena itu, kebanyakan sifat dari
tumbuh-tumbuhan dan hewan-hewan domestik (seperti tinggi, berat, waktu yang
diperlukan untuk menjadi dewasa dan kualitas yang relevan terhadap gizi
manusia) itu tergantung dari poligen, maka persoalan ini makin banyak mendapat
perhatian. Menurut Kouleter, waktu menyilangkan dua tanaman dengan satu sifat
beda, didapatkan keturunan F1 yang intermedier, sedangkan F2 terdiri dari
tanaman-tanaman yang memperlihatkan banyak variasi antar kedua tanaman
induknya, jika ditinjau secara kuantitatif (Suryo, 1998).
Sharma (1994) mengatakan bahwa suatu karakter yang memiliki nilai
heritabilitas tinggi dapat diseleksi pada generasi awal (F2 dan F3). Sebaliknya bila
nilai heritabilitasnya rendah, maka karakter tersebut harus diseleksi pada generasi
lanjut. Meskipun nilai heritabilitas untuk karakter umur berbunga, umur panen,
tinggi tanaman, jumlah polong per tanaman, dan bobot biji per tanaman tinggi,
perlu diperhatikan bahwa nilai heritabilitas tersebut dalam arti luas. Nilai
epistasis. Jika yang lebih berperan dalam mengendalikan karakter yang
bersangkutan adalah aksi gen dominans dan epistasis, maka seleksi tidak bisa
dilakukan pada generasi awal.
Heritabilitas dinyatakan sebagai persentase dan merupakan bagian
pengaruh genetik dari penampakan fenotif yang dapat diwariskan dari tetua
kepada turunannya. Heritabilitas tinggi menunjukkan bahwa varian genetik besar
dan varian lingkungan kecil. Dengan makin besarnya komponen lingkungan,
heritabilitas makin kecil. Dalam hal panjang tongkol, nilai heritabilitas 45% relatif
tinggi dan menunjukkan bahwa seorang pemulia tanaman dapat memperoleh
kemajuan dalam mencari tongkol jagung yang lebih panjang. Dalam kebanyakan
program pemuliaan tanaman, tujuan dari pemuliaan tanaman meliputi lebih dari
satu sifat. Sebagai tambahan terhadap panjang tongkol, pemulia tanaman mungkin
juga tertarik pada ukuran biji, rasa manis dari biji, ketebalan perikarp, panjang
kelobot dan sejumlah sifat-sifat lain (Crowder, 1997).
Kebanyakan karakter yang telah diwariskan berbeda dalam hal
heritabilitas. Sebuah karakter seperti hasil, sebagian besar dipengaruhi oleh
lingkungan dan akan memiliki heritabilitas yang rendah. Karakter yang tidak
besar dipengaruhi oleh lingkungan biasanya memiliki heritabilitas yang tinggi.
Pengaruh ini yang mungkin dipilih sebagai prosedur dalam seleksi yang
digunakan oleh pemulia tanaman. Seleksi pada F2 pada persilangan antara tetua
homozigot akan sangat tidak efektif untuk karakter yang heritabilitasnya rendah.
Seleksi pada F2 akan lebih efektif apabila dibatasi oleh karakter yang memiliki
lebih efektif apabila didasari penampilan keturunan F2
(Poehlman danSleper, 1995).
Heritabilitas digunakan untuk mengetahui apakah di dalam suatu populasi
terdapat keragaman genetik atau tidak, dan untuk mengetahui apakah
memungkinkan untuk dilakukan seleksi (Hasyim, 2008).
Nilai duga heritabilitas arti luas dapat diduga dengan membandingkan
besarnya ragam genetik total terhadap ragam fenotipik . Nilai heritabilitas
yang tinggi menunjukkan bahwa faktor genetik lebih berperan dalam
mengendalikan suatu sifat dibandingkan dengan faktor lingkungan
