TINJAUAN PUSTAKA Botani Tanaman
Menurut Steenis (2005), tanaman kedelai (Glycine max L. Merril.) dapat diklasifikasikan sebagai berikut :Kingdom : Plantae, Divisio : Spermatophyta,
Class : Dicotyledoneae, Ordo : Polypetales, Familia : Leguminosae,
Genus : Glycine, Species: Glycine max L. Merril.
Tipe pertumbuhan kedelai diklasifikasikan menjadi 3 tipe, yakni tipe
determinit, indeterminit dan semi determinit. Tipe determinit, pemanjangan
batang berhenti saat fase berbunga sehingga tipe ini memiliki batang yang pendek.
Tipe indeterminit, pemanjangan batang terus berlanjut saat mencapai fase
berbunga (Poelhman, 2006).
Sistem perakaran kedelai terdiri atas akar tunggang, akar sekunder, dan
akar cabang. Perkembangan akar dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti
penyiapan lahan, tekstur tanah, kondisi fisik,dan kimia tanah, serta kadar air
tanah. Kedalaman perakaran dapat mencapai 2 m dengan penyebaran mencapai
1.5 m. Akar kedelai memiliki nodul yang terbentuk dari hasil simbiosis dengan
bakteri Rhizobium javanicum (Hidajat, 1985).
Kedelai berupa semak yang memiliki tinggi sekitar 40-90 cm dan memiliki
cabang. Batang kedelai berbuku dan merupakan tempat tumbuhnya bunga. Buku
yang memiliki polong disebut buku subur . Buku pertama dihitung pada posisi
daun tunggal dan daun bertiga pertama membuka ( Sumarno et al., 2007).
Kedelai memiliki berbagai bentuk daun, yakni bulat atau lancip
daun tunggal, kemudian daun selanjutnya yang tumbuh berupa daun bertiga atau
trifoliat (Hidajat 1985).
Tabel 1. Karakteristik fase pertumbuhan kedelai
Fase Fase Pertumbuhan Keterangan
Ve Kecambah Tanaman baru muncul dipermukaan tanah.
Vc Kotiledon Dua kotiledon terbuka dan dua daun tunggal mulai terbuka
V1 Buku 1 Daun tunggal dan daun bertiga terbuka
V2-Vn
Buku 2 sampai buku ke –n
Daun pada buku tersebut telah terbuka sempurna, dan daun pada buku diatasnya mulai membuka
R1 Mulai berbunga Pada batang utama terdapat satu bunga yang mekar
R2 Berbunga penuh Pada dua buku atau lebih dibatang utama terdapat bunga mekar
R3 Mulai pembentukan polong
Pada batang utama terdapat polong yang memiliki panjang 5 mm
R4 Polong berkembang penuh
Pada batang utama terdapat polong yang memiliki panjang minimal 2 mm.
R5 Polong mulai berisi Pada batang utama terdapat polong yang berisi biji berukuran 2 x 1 mm.
R6 Biji Penuh
Pada batang utama terdapat polong yang berisi biji berwarna hijau dengan ukuran maksimal (ukuran biji memenuhi rongga polong).
R7 Polong mulai
kuning, coklat
Pada batang utama terdapat satu polong berarna abu-abu atau kehitaman (warna matang)
R8 Polong matang
penuh
Sebanyak 95% polong telah matang (kuning kecoklatan)
Sumber : Adie dan Krisnawati (2007)
Berdasarkan bobot 100 butir, biji digolongkan ke dalam 3 ukuran, yakni
kecil sebesar kurang dari 10 g, sedang sebesar 10-14 g dan besar sebesar lebih dari
14 g. Pedoman pengamatan terhadap sifat-sifat morfologi tersebut membutuhkan
informasi mengenai fase tumbuh kedelai. Fase pertumbuhan kedelai terdiri dari 2
fase, yakni fase vegetatif dan fase generatif ( Efendi dan
Utomo,1993).
Kedelai memiliki bunga sempurna (hermaphrodite), yakni setiap kuntum
mekar pada pagi hari sekitar pukul 08.00-09.00. Faktor yang mempengaruhi umur
keluarnya bunga adalah varietas, suhu, dan lama penyinaran. Periode berbunga
berlangsung selama 3 hingga 5 minggu. Bunga pertama muncul pada buku ke-5
atau buku di atasnya. Bunga muncul berkelompok yang terdiri dari 2 sampai 35
kuntum bunga. Tidak semua bunga berhasil membentuk polong, sekitar 20-80%
bunga gugur (Adie dan Krisnawati 2007).
Warna bunga kedelai bervariasi putih atau ungu. Polong terbentuk setelah
7-10 hari kedelai berbunga. Polong berwarna hijau muda saat muda, dan kuning
kecokelatan saat masak . Periode pemasakan polong optimal selama 50-75 hari.
Jumlah polong yang dapat dipanen berkisar antara 20-200 polong per tanaman.
Faktor yang mempengaruhi jumlah polong adalah varietas, kesuburan tanah, dan
jarak tanam. Setiap polong kedelai berisi antar 1-4 biji.
Warna biji kedelai bervariasi yakni kuning, hitam, kuning kehijauan, dan cokelat.
Bentuk biji juga bervariasi yaitu bulat, bulat telur, atau gepeng
( Sumarno et al., 2007).
Syarat Tumbuh Iklim
Kedelai tumbuh baik pada dataran rendah dari 1 hingga 600 m diatas
permukaan laut, curah hujan antara 150-200 mm/bulan, suhu antara 30-15oC pada
berbagai jenis tanah yang drainasenya baik (Kasno et al., 1992). Iklim kering
lebih cocok untuk tanaman kedelai dibandingkan dengan iklim lembab
(Effendi dan Utomo, 1993).
Antara suhu dan kelembaban harus seimbang. Suhu yang cukup tinggi dan
berlebihan menyebabkan turunnya produksi kualitas biji kedelai yang dihasilkan
(Prasastyawati dan Rumawas, 1980).
Tanaman kedelai sangat peka terhadap perubahan panjang hari atau
penyinaran sinar matahari karena kedelai termasuk tanama berhari pendek, artinya
tanaman kedelai tidak akan berbunga bila panjang hari melebihi batas kritis, yaitu
15 jam per hari (Effendi dan Utomo, 1993).
Tanah
Tekstur tanahnya lempung berpasir dan liat, struktur gembur, pH nya
diantara 5,5-7, untuk optimal 6,8. (Prasastyawati dan Rumawas, 1980). Kedelai
dapat tumbuh di tanah yang agak masam akan tetapi pada pH yang terlalu rendah
bisa menimbulkan keracunan Al dan Fe. Nilai pH tanah yang cocok berkisar
antara 5,8-7,0. Pada pH di bawah 5,0 pertumbuhan bakteri bintil dan nitrifikasi
akan berjalan kurang baik (Hidajat, 1985).
Tanaman kedelai sebenarnya dapat tumbuh pada semua jenis tanah.
Namun demikian untuk mencapai tingkat pertumbuhan dan produktivitas yang
maksimal kedelai harus ditanam pada jenis tanah yang berstruktur lempung
berpasir atau liat berpasir (Effendi dan Utomo, 1993).
Dengan drainase dan aerasi tanah yang cukup, kedelai akan tumbuh baik
pada tanah-tanah alluvial, regosol, grumosol, latosol atau andosol. Pada tanah
yang kurang subur (miskin unsur hara) dan jenis tanah podsolik merah-kuning,
perlu diberi pupuk organik dan pengapuran (Hidajat, 1985).
Seleksi
Adanya keragaman genetik yang luas memberikan kesempatan kepada
tanaman dan merupakan dasar dari seluruh perbaikan tanaman untuk mendapatkan
kultivar unggul baru. Keberhasilan seleksi tergantung pada kemampuan pemulia
untuk memisahkan genotipe-genotipe unggul dari genotipe yang tidak
dikehendaki. Bagaimana cara membedakan antara genotipe unggul dengan
genotipe yang tidak unggul atas dasar penilaian fenotipe individu atau kelompok
tanaman yang dievaluasi diperlukan pertimbangan tentang besaran beberapa
parameter genetik. Beberapa parameter genetik yang dapat digunakan sebaga
pertimbangan supaya seleksi efektif misalnya besaran nilai keragaman genetik,
heritabilitas, pola segregasi, jumlah gen, dan aksi gen pengendali karakter yang
menjadi perhatian (Barmawi, 2007).
Idiotype tanaman yang di inginkan dari penyeleksian, persilangan maupun
perbanyakan tanaman adalah suatu tanaman yang memiliki kriteria yang mampu
hidup dan berproduksi tinggi pada suatu tempat sebagai introduksi pada tanaman
tersebut, seperti tahan pada hama dan penyakit, produksi tinggi dan umur genjah
(Hasyim, 2005).
Seleksi berdasarkan data analisis kuantitatif yang berpedoman pada nilai
keragaman genotipik, keragaman fenotipik, heritabilitas, korelasi genotipik dan
korelasi fenotipik. Untuk memperkecil kekeliruan seleksi yang didasarkan pada
wujud luar (fenotip) tanaman, maka perlu memperhatikan; (i) korelasi genotipik
dan fenotipik antar sifat, (ii) lingkungan yang cocok untuk seleksi sifat yang
diinginkan, (iii) ciri genetik sifat yang diseleksi (monogenik, oligogenik dan
poligenik), (iv) cara seleksinya (langsung atau tidak langsung), dan (v) keragaman
Seleksi individual dari varietas yang sudah ada adalah seleksi untuk
mendapatkan individu-individu dengan sifat tertentu dari varietas tersebut. Seleksi
individual dapat dilakukan melalui :
a. Seleksi massa yaitu metode pemilihan individu tanaman dari polulasi
Varietas Asal yang beragam;
b. Seleksi galur murni yaitu metode pemilihan dengan cara memisahkan
individu-individu yang terdapat dalam populasi Varietas Asal kemudian
digalurkan sehingga mencapai kondisi homozigot yaitu individu yang
mempunyai dan atau lebih alel-alel yang sama
c. Seleksi pedigree yaitu metode pemilihan yang dilakukan sejak generasi
kedua (F2) dengan mencatat asal usulnya sehingga diperoleh galur murni;
d. Seleksi bulk yaitu metode pemilihan yang dilakukan pada generasi lanjut
untuk mendapatkan galur murni.
(PERMENTAN, 2008).
Keragaman Fenotipe dan Genotipe
Pengadaan varietas unggul dapat dilakukan melalui pemuliaan tanaman,
untuk itu diperlukan keragaman genetik yang memadai. Dengan tersedianya
keragaman genetik, maka memperbesar kemungkinan untuk melakukan
pemilihan, penggabungan sifat baik, menguji dan membentuk varietas–varietas
baru. Upaya untuk memperbesar keragaman genetik antara lain melalui mutasi,
introduksi, seleksi dan persilangan (Allard, 1991).
Keragaman adalah perbedaan yang ditimbulkan dari suatu penampilan
populasi tanaman (Sa’diyah et al., 2013). Keragaman dibedakan menjadi dua
karena pengaruh gen dan interaksi antar gen yang berbeda-beda dalam suatu
populasi. Apabila genotipe-genotipe tersebut ditanam pada lingkungan yang
seragam,akan tampak fenotipe yang berbeda-beda (Crowder, 1997).
Keragaman merupakan faktor penting dalam mengembangkan suatu
genotipe baru. Hal tersebut karena keragaman genetik yang luas merupakan syarat
berlangsungnya proses seleksi yang efektif sehingga memberikan keleluasaan
dalam proses pemilihan suatu genotipe. Selain itu, keragaman genetik yang luas
juga akan memberikan peluang yang lebih besar diperolehnya karakter-karakter
yang diinginkan dalam suatu populasi. Keragaman genetik yang sempit
menunjukkan bahwa genotipe-genotipe di dalam populasi tersebut cenderung
homogen sehingga proses seleksi terhadap sejumlah genotipe atau karakter tidak
akan berjalan efektif (Haeruman et al., 1990).
Menurut Tamrin (2002) keragaman fenotipe yang tinggi disebabkan oleh
adanya keragaman yang besar dari lingkungan dan keragaman genetik akibat
segregasi. Keragaman yang teramati merupakan keragaman fenotipik yang
dihasilkan karena perbedaan genotipe.
Untuk mengetahui keragaman dan heritabilitas tanaman perlu dilakukan
pengamatan karakter tanaman. Karakter tanaman, seperti tinggi tanaman, potensi
hasil, dan lain-lain secara umum terbagi menjadi dua, yaitu karakter kualitatif dan
karakter kuantitatif. Karakter kualitatif adalah karakter-karakter yang
perkembangannya dikondisikan oleh aksi gen atau gen-gen yang memiliki sebuah
efek yang kuat atau dikendalikan oleh sedikit gen, seperti warna bunga, bentuk
bunga, bentuk buah, bentuk daun, dan bagian tanaman lain. Karakter kuantitatif
jumlah butir benih, hasil, dan lain sebagainya. Karakter ini dikendalikan oleh
banyak gen-gen yang masing-masing berkontribusi terhadap penampilan atau
ekspresi karakter kuantitatif tertentu (Baihaki, 2000).
Heritabilitas
Heritabilitas merupakan pengukur seberapa jauh fenotipe yang nampak
sebagai refleksi genotipe (Baihaki, 2000). Poespodarsono (1988) menyatakan
karakter fenotipe merupakan interaksi antara genotipe dan lingkungan sehingga
besaran nilai fenotipe sangat erat dipengaruhi oleh genotipe dan lingkungan.
Untuk seorang pemulia tanaman, nilai genotipe mempunyai arti penting dalam
menentukan nilai pemuliaan tanaman. Besar kecilnya nilai genotipe erat
hubungannya dengan kemampuan tanaman untuk memperbaiki sifat melalui
seleksi tanaman serta tanaman generasi selanjutnya.
Heritabilitas untuk sifat tertentu berkisar dari 0 sampai 1. Merumuskan
kriteria heritabilitas adalah sebagai berikut yaitu heritabilitas tinggi > 0,5;
heritabilitas sedang = 0,2 – 0,5 dan heritabilitas rendah < 0,2. Jika heritabilitas
kurang dari satu, maka nilai tengah dari keturunan dalam hubungannya dengan
nilai tengah induk-induknya, terjadi regresi ke arah nilai tengah generasi
sebelumnya. Jika heritabilitas itu adalah 0,5 maka nilai tengah keturunan beregresi
50% ke arah nilai tengah generasi sebelumnya, jika heritabilitas itu adalah 0,25
maka nilai tengah keturunan beregresi 75% ke arah nilai tengah generasi
sebelumnya. Jadi jika heritabilitas = 100%, maka sama dengan persentase regresi
(Stansfield, 1991).
Heritabilitas digunakan untuk mengetahui apakah di dalam suatu populasi
memungkinkan untuk dilakukan seleksi. Pendugaan heritabilitas akan
mengantarkan pada suatu kesimpulan apakah sifat-sifat tersebut lebih dipengaruhi
oleh faktor genetik atau faktor lingkungan. Heritabilitas tinggi menunjukkan
bahwa varians genetik besar dan varians lingkungan kecil (Crowder, 1997),
sedangkan evaluasi terhadap variasi genetik yang besar akan memberikan
keleluasaan dalam pemilihan suatu genotipe unggul (Meddy et al., 1990).
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 (Crowder, 1997). 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
