TINJAUAN PUSTAKA Botani Tanaman
Menurut van Steenis (2003), tanaman kedelai diklasifikasikan ke dalam
Kingdom Plantae dengan divisi Spermatophyta. Kedelai merupakan tanaman
berbiji terbuka yaitu dengan sub divisi Angiospermae. Tanaman kedelai termasuk
ke dalam kelas Dicotyledonae, berordo Polypetales dengan famili Papilionaceae
(Leguminosae). Nama spesies dari tanaman ini adalah Glycine max (L.) Merill
dengan genus Glycine.
Sistem perakaran kedelai terdiri dari dua macam, yaitu akar tunggang dan
akar sekunder yang tumbuh dari akar tunggang. Selain itu kedelai juga sering kali
membentuk akar adventif yang tumbuh dari bagian bawah hipokotil. Pada
umumnya, akar adventif terjadi karena cekaman tertentu, misalnya kadar air tanah
yang terlalu tinggi (Irwan, 2006).
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. Disamping itu, ada varietas hasil persilangan yang mempunyai tipe
batang mirip keduanya sehingga dikategorikan sebagai semi-determinate atau
semi indeterminate (Irwan, 2006).
Tanaman kedelai mempunyai dua bentuk daun yang dominan, yaitu stadia
daun tunggal dan daun bertangkai tiga (trifoliate leaves) yang tumbuh selepas masa pertumbuhan (Andrianto dan Indarto, 2004).
Tanaman kedelai di Indonesia yang mempunyai panjang hari rata-rata
sekitar 12 jam dan suhu udara yang tinggi (>30°C), sebagian besar mulai
berbunga pada umur antara 5-7 minggu. Tanaman kedelai termasuk peka terhadap
perbedaan panjang hari, khususnya saat pembentukan bunga. Periode berbunga
pada tanaman kedelai cukup lama yaitu 3-5 minggu untuk daerah subtropik dan
2-3 minggu di daerah tropik, seperti di Indonesia.jumlah bunga pada tipe batang
determinate umumnya lebih sedikit dibandingkan pada batang tipe indeterminate.
Warna bunga yang umum pada berbagai varietas kedelai hanya dua, yaitu putih
dan ungu (Irwan, 2006).
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 diikutioleh perubahan warna polong, dari hijau menjadi kuning
kecoklatan pada saat masak. (Hidayat, 1985).
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 hilum terdapat mikrofil, berupa lubang kecil yang
terbentuk pada saat proses pembentukan biji (Suprapto, 1992).
Iklim
Indonesia mempunyai iklim tropis yang cocok untuk pertumbuhan kedelai
karena kedelai menghendaki cuaca yang cukup panas. Pada. umumnya
pertumbuhan kedelai sangat ditentukan oleh ketinggian tempat dan biasanya akan
tumbuh baik pada ketinggian tidak lebih dari 500 m di atas permukaan air laut.
Suhu yang dikehendaki tanaman kedelai antara 21-34ºC, akan tetapi suhu
optimum bagi pertumbuhan tanaman kedelai 23-27ºC. Pada proses
perkecambahan benih kedelai memerlukan suhu yang cocok sekitar
30ºC.(Wardiyono, 2008).
Apabila tanah cukup lembab dan suhunya ada di atas 210C biji
berkecambah lebih cepat. Biasanya pada suhu ini tanaman akan muncul di atas
permukaan tanah sekitar 5 hari setelah waktu tanam. Suhu yang rendah dan
kelembaban tanah yang sangat tinggi menghambat perkecambahan dan
menyebabkan busuknya biji (Irwan, 2006).
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
(Departemen Pertanian, 1996).
Penanaman yang dilaksanakan pada musim hujan berlebihan, akan
mengalami gangguan yang merugikan pertumbuhan terutama disebabkan karena
serangan penyakit dan hambatan dalam pengolahan lepas panen
(Wardiyono, 2008).
Tanah
Tanah yang ideal untuk usaha tani kedelai adalah yang bertekstur liat
menahan kelembaban tanah dan tidak mudah tergenang. Kandungan bahan
organik tanah sedang-tinggi (3-4%) sangat mendukung pertumbuhan tanaman,
apabila hara tanahnya cukup (Sumarno dan Manshuri, 2007).
Untuk dapat tumbuh baik kedelai menghendaki tanah yang subur, gembur
dan 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
(Irwan, 2006).
Toleransi keasaman tanah sebagai syarat tumbuh bagi kedelai adalah
pH 5,8-7,0 optimum pada pH 6,8. Pada pH kurang dari 5,5 pertumbuhannya
sangat terhambat karena keracunan aluminium. Pertumbuhan bakteri bintil
dan proses nitrifikasi (proses oksidasi amoniak menjadi nitrit atau proses
pembusukan) akan berjalan kurang baik (Suprapto, 1992).
Varietas Kedelai
Cahyono (2007), menjelaskan bahwa berdasarkan pengamatan di
lapangan, varietas-varietas unggul tertentu memberikan hasil yang cukup baik
apabila ditanam pada lahan-lahan subur. Varietas unggul dapat memberikan hasil
panen yang baik, karena varietas-varietas tersebut umumnya tahan terhadap hama
dan penyakit, tahan kekeringan, tahan rebah, polong tidak mudah pecah, tanaman
mudah membentuk bintil, dan produksinya tinggi. Penggunaan varietas unggul
yang mempunyai adaptasi tinggi terhadap pola tanam pada kondisi setempat
merupakan faktor penting yang dapat meningkatkan hasil kedelai persatuan luas.
Setiap varietas adalah spesifik dapat menghasilkan produksi yang optimal
jika ditanam pada area geografis yang sesuai. Melihat sifat-sifat berbagai varietas
kedelai, maka disuatu daerah yang memiliki ketinggian tertentu hanya bisa
ditanam dan dikembangkan varietas tertentu pula (Andrianto dan Indarto, 2004).
Varietas-varietas kedelai yang dianjurkan mempunyai kriteria-kriteria
tertentu, misalnya umur panen, produksi per hektar, daya tahan terhadap hama dan
penyakit. Varietas-varietas ini diharapkan sesuai dengan keadaan tempat yang
akan ditanami. Dengan ditemukannya varietas-varietas baru (unggul) melalui
seleksi galur atau persilangan (crossing), di harapkan varietas dapat di pertanggungjawabkan baik dalam hal produksi, umur produksi, maupun daya
tahan terhadap hama dan penyakit (Andrianto dan Indarto, 2004).
Varietas merupakan salah satu aspek yang perlu diperhatikan dalam usaha
pengelolaan teknik budidaya tanaman. Pemilihan varietas memegang peranan
penting dalam budidaya kedelai, karena untuk mencapai tingkat produktivitas
yang tinggi sangat ditentukan oleh potensi genetiknya. Bila pengelolaan
lingkungan tumbuh tidak dilakukan dengan baik, maka potensi daya hasil biji
yang tinggi dari varietas unggul tersebut tidak dapat tercapai (Adisarwanto, 2006).
Cikuray, merupakan varietas kedelai yang dapat beradaptasi baik pada
dataran rendah juga cocok ditanam didataran tinggi,. Memiliki kandungan protein
sebesar 35% dan kandungan lemak 17% dengan umur tanam 82-85 hari dan
memiliki tingkat ketahanan rebah yang tinggi dan mampu toleran terhadap karat
daun (BPKS,2012).
Kedelai varietas detam-2, Varietas lokal ini mempunyai keunggulan
ketahanan terhadap ulat grayak dan pengisap polong yang tinggi. Varietas kedelai
dengan potensi hasil 2.96 t/ha memiliki protein sekitar 45,58% dan lemak 14,83%
dan memiliki kecerahan kulit biji yang kusam dan memiliki bulu berwarn coklat
Malikka, merupakan varietas kedelai hitam asli lokal Bantul yang dapat
beradaptasi baik pada dataran tinggi maupun dataran rendah baik pada musim
hujan maupun musim kemarau. Memiliki kandungan protein sebesar 37% dan
kandungan lemak 20%. Kelebihannya yaitu memiliki Polong lebat yang muncul
dari nodia pertama, Polong masak tidak mudah pecah dengan umur tanam 85-90
hari dan toleran terhadap ulat grayak dan ulat jengkal (Permentan,2007).
Bahan Organik
Bahan organik merupakan salah satu faktor penentu peningkat
tingkat kesuburan tanah. Banyak sifat tanah baik fisik, biologi dan kimia
secara langsung dipengaruhi oleh ketersediaan bahan organik tanah. Pada
umumnya jumlah bahan organik dalam tanah relatif sedikit yaitu sekitar
kurang dari 3–5 % dari berat basah dan top soil tanah mineral
(Indriani, 2006). Oleh karena itu banyak tanah-tanah yang tingkat
kesuburannya sangat rendah, sehingga perlu dilakukan penambahan
bahan organik. Penambahan bahan organik di antaranya dapat dilakukan
dengan pemberian kompos, baik yang berasal dari kotoran hewan
maupun sisa-sisa limbah produksi pertanian.
Sumber bahan organik dapat berupa kompos, pupuk hijau, pupuk kandang,
sisa panen (jerami, brangkasan, tongkol jagung, bagas tebu, dan sabut kelapa),
limbah ternak, limbah industri yang menggunakan bahan pertanian, dan limbah
kota (sampah), atau bisa disimpulkan secara singkat adalah pupuk yang sebagian
atau seluruhnya terdiri dari bahan organik yang berasal dari sisa tanaman dan atau
kotoran hewan, yang telah melalui proses, rekayasa, berbentuk padat atau cair
yang digunakan untuk mensuplai hara tanaman, memperbaiki sifat fisik, kimia
Pemberian bahan organik dalam kombinasi yang berbeda akan
memberikan sumbangan jumlah unsur hara yang lebih lengkap. Samadi dan
Cahyono (1996) mengatakan produksi suatu tanaman ditentukan oleh aktifitas
atau kegiatan yang berlangsung dari sel dan jaringan, sehingga dengan tersedianya
unsur hara yang lengkap dapat digunakan oleh tanaman dalam proses asimilasi
dan proses-proses fisiologis lainnya. Namun dalam penambahan unsur hara tanah
dosis yang tepat juga harus diperhatikan.
Poerwowidodo (1992) menyatakan bahwa peningkatan pertumbuhan
tanaman akibat penambahan pemupukan terus terjadi sampai pertumbuhan
optimal dan jika faktor ini dilakukan terus menerus sampai pada suatu titik yang
bersifat melebihi maka pertumbuhan tanaman akan menurun dan pemberian
pupuk yang berlebihan dapat menghambat dan mengganggu pertumbuhan.
Kompos Jerami Padi
Kompos merupakan semua bahan organik yang telah mengalami
degradasi/ penguraian/ pengomposan sehingga berubah bentuk dan sudah tidak
dikenali bentuk aslinya, berwarna kehitam-hitaman dan tidak berbau
(Indriani, 2008). Kompos akan meningkatkan kesuburan tanah dan merangsang
perakaran yang sehat. Kompos memperbaiki struktur tanah dengan meningkatkan
kandungan bahan organik tanah dan akan meningkatkan kemampuan tanah untuk
mempertahankan kandungan air tanah (Isroi, 2008).
Limbah jerami padi, brangkasan jagung dan tongkol jagung merupakan
sumber bahan organik yang potensial untuk meningkatkan kesuburan tanah.
Limbah tersebut selama ini belum dimanfaatkan secara optimal karena proses
dekomposisinya membutuhkan waktu yang lama, sehingga petani sering
Kendala utama jerami padi maupun brangkasan jagung sebagai bahan
organik adalah tingginya kadar selulosa sehingga pelapukannya memerlukan
waktu yang lama. Komposisi kimia jerami padi rata-rata adalah 6,86% protein,
30,2% serat dan 7,7% lignin (Tangendjaja, 1991). Oleh karena itu diperlukan
adanya mikroorganisme yang mampu mendekomposisi bahan yang mengandung
selulosa dan lignin tinggi dengan cepat (Sisworo, 2000)
Jerami adalah bahan organik yang banyak tersedia dari kegiatan budidaya
padi sawah (Doberman dan Fairhurst, 2002). Jerami memiliki kandungan kalium
yang sangat baik untuk kesuburan tanah. Pemberian jerami ke tanah secara terus
menerus dapat memperbaiki dan meningkatkan kesuburan tanah. Kandungan
kalium yang terdapat pada 5 ton jerami setara dengan 50 kg pupuk KCL
(BPTP, 2010).
Sutanto (2002) menambahkan bahwa jerami merupakan sumber hara
makro yang baik karena tersedia langsung di lahan usaha tani dimana 1,5 ton
jerami sama dengan 1 ton gabah kering dan mengandung 9 kg N, 2 kg P dan S, 25
kg Si, 6 kg Ca dan 2 kg Mg.
Untuk mempercepat hilangnya limbah jerami, petani sering membakar
jerami tersebut (BPTP, 2010), ataupun membawa jerami keluar lahan usaha untuk
dimanfaatkan sebagai bahan bakar, makanan ternak, bahan dasar biogas, media
jamur merang maupun dijual untuk bahan basah industri kertas (Sutanto, 2002).
Pembakaran jerami menyebabkan hilangnya seluruh kandungan unsur
Natrium, 25 % unsur Fosfor, 20 % unsur Kalium, 5-60 % unsur Sulfur
(Doberman dan Fairhurst, 2002).
Suriadikarta dan Adimiharja (2001) menyatakan bahwa jerami padi dapat
minimum mengandung 90 Kg KCl. Pembakaran jerami akan mengakibatkan
kehilangan hara C sebanyak 94%, P 45%, K 75%, C 70%, Ca 30% dan Mg 20%
dari total kandungan unsur hara tersebut dalam jerami.
Pemberian dosis pupuk organik berfariasi pada tanah yang haranya sangat
rendah dan strukturnya padat adalah berkisar antara 5-15 ton/ha, 15-20 ton/ha atau
20-30 ton/ha (Sarwanto dan Widiastuti 2000).
Biochar
Karbon hitam (C), atau biochar, dapat mengatasi beberapa keterbatasan
tersebut dan menyediakan opsi tambahan bagi pengelolaan tanah. semua bahan
organik yang ditambahkan ke dalam tanah nyata meningkatkan berbagai fungsi
tanah tak terkecuali retensi dari berbagai unsur hara esensial bagi pertumbuhan
tanaman. Biochar lebih efektif menahan unsur hara untuk ketersediaannya bagi
tanaman dibanding bahan organik lain seperti sampah dedaunan, kompos atau
pupuk kandang. Biochar juga menahan P yang tidak bisa diretensi oleh bahan
organik tanah biasa. Lehmann dan Rondon (2006) dan Rondon et al. (2007) melaporkan bahwa biochar juga menyediakan media tumbuh yang baik bagi
berbagai mikroba tanah. Karbon hitam yang berasal dari biomassa, atau arang
hayati (biochar), dihasilkan melalui pembakaran pada temperatur 300-500ºC
dalam kondisi oksigen yang terbatas. Hasilnya, bahan organik sangat aromatis
dengan konsentrasi karbon 70-80% (Lehmann ,2009).
Biochar merupakan butiran halus dari limbah pertanian sekam padi, jerami
padi dan arang kayu yang berpori (porous), bila digunakan sebagai suatu pembenah tanah dapat mengurangi jumlah CO2 dari udara. Dalam tanah, biochar
menyediakan habitat bagi mikroba tanah, tapi tidak dikonsumsi dan umumnya
ribuan tahun. Dalam jangka panjang biochar tidak mengganggu keseimbangan
karbon-nitrogen, tetapi bisa menahan dan menjadikan air dan nutrisi lebih tersedia
bagi tanaman. bila digunakan sebagai pembenah tanah bersama pupuk organik
dan anorganik, biochar dapat meningkatkan produktivitas, serta retensi dan
ketersediaan hara bagi tanaman. Apliksasi biochar ke tanah dianggap sebagai
suatu pendekatan yang baru dan unik untuk menjadikan suatu penampung (sink)
bagi CO2 udara dalam jangka panjang pada ekosistem darat. Di samping efek
positifnya untuk mengurangi emisi dan menambah pengikatan gas rumah kaca,
aplikasi biochar ke tanah akan memberikan keuntungan melalui peningkatan
produksi tanaman dan kesuburan tanah (Lehmann, 2009).
Biochar jauh lebih efektif dalam retensi hara dan ketersediaannya bagi
tanaman dibanding bahan organik lain seperti kompos atau pupuk kandang. Hal
ini juga berlaku bagi hara P yang tidak diretensi oleh bahan organik biasa. Biochar
lebih persisten dalam tanah dibanding bahan organik lain. Karena itu, semua
manfaat yang berhubungan dengan retensi hara dan kesuburan tanah dapat
berjalan lebih lama dibanding bentuk bahan organik lain yang biasa diberikan.
Persistensi biochar yang lama dalam tanah juga membuatnya menjadi pilihan
untuk mengurangi dampak perubahan iklim sebagai sink yang sangat potensial bagi CO2 udara. (Haefele ,2007)
Manfaat penggunaan biochar dalam pembangunan pertanian akan
memberikan manfaat ganda berupa perbaikan produktivitas lahan dan tanaman
serta mengurangi emisi CO2 ke udara. Sesuai dengan laporan FAO (2009),
pendekatan adaptasi yang efektif dengan kehidupan yang beragam dan fleksibel
antar sektor terkait akan mengurangi ketergantungan penduduk pada sumber daya
Lehmann dan Joseps, (2009) menyatakan bahwa Biochar merupakan
bahan kaya karbon yang berasal dari biomassa seperti kayu maupun sisa hasil
pengolahan tanaman yang dipanaskan dalam wadah dengan sedikit atau tanpa
udara. Menurut Gani, (2009) Biochar telah diketahui dapat meningkatkan kualitas
tanah dan digunakan sebagai salah satu alternatif untuk pembenah tanah.
Pada tahun 2007 International Rice Research Institute (IRRI) menguji pemberian biochar pada padi di Laos bagian utara. Pemberian biochar terbukti
berhasil meningkatkan hasil gabah. pemberian biochar juga meningkatkkan
respons terhadap pemberian pupuk dengan kandungan nitrogen (Haefele, 2007).
Bokashi Jerami Padi
Bokashi jerami padi merupakan hasil olahan jerami padi dengan EM-4,
yang cukup potensial sebagai bahan organik. Pemberian bokashi jerami padi dan
pupuk P diharapkan akan meningkatkan ketersediaan P, meningkatkan kesuburan
fisik, kimia, dan biologi tanah, sehingga dapat meningkatkan hasil kacang tanah
(Sedjati,2010).
Salah satu pupuk organik yaitu bokashi. Bokashi merupakan pupuk
organik yang menggunakan Efectif Microorganism 4 (EM 4) yang dapat mempercepat pembusukan bahan dasarnya. Ada beberapa sampah organik yang
bisa digunakan sebagai bahan dasar pembuatan bokashi salah satunya jerami padi.
Jerami padi mengandung beberapa unsur organik esensial yang dibutuhkan oleh
tanaman (Wulandari et al., 2013).
Bokashi merupakan bahan yang dihasilkan melalui fermentasi dengan
menyehatkan tanah dan dapat meningkatkan produksi dan kualitas hasil tanaman
(Samuli et al, 2012).
Nisbah C/N kompos yang stabil antara 10 sampai 30. Dari segi penyediaan
hara maka bahan organik dengan nisbah C/N rendah dikatakan bermutu tinggi
karena lebih mudah terdekomposisi dan cepat menyediakan hara tanpa
menimbulkan immobilisasi hara. Bahan organik jerami padi dapat memperbaiki
sifat biologi tanah sehingga tercipta lingkungan yang lebih baik bagi perakaran
tanaman. Selain itu bahan organik jerami padi dapat mensuplai unsur hara
terutama K. Jerami padi secara tidak langsung mengandung N dan C yang
