Respon Pertumbuhan Beberapa Varietas Kedelai (Glycine max L. Merill) pada Keadaan Tergenang Terhadap Pemberian GA3
TINJAUAN PUSTAKA
Botani Tanaman
Sistematika tanaman kedelai adalah sebagai berikut : Kingdom : Plantae ;
Divisi : Spermatophyta ; Subdivisi : Angiospermae ; Kelas : Dicotyledoneae ;
Ordo
:
Fabales
;
Famili
:
Papilonaceae
;
Genus
:
Glycine
;
Spesies : Glycine max (L.) Merrill (Steenis, 2003).
Kedelai memiliki akar tunggang bercabang dan akar berserat. Akar lateral
mulai berkembang pada munculnya kotiledon. Sistem akar lateral menjadi luas
mencapai 45 cm dalam 4-5 minggu. Akar dapat tumbuh lebih dalam untuk
menyerap air dan nutrisi pada kondisi tanah yang kering. Kacang kedelai memiliki
hubungan simbiosis dengan fiksasi nitrogen pada bintil akar yang mengandung
bakteri
Bradyrhizobium
spp
yang
membentuk
nodul
pada
akar
(Belfield et al., 2011).
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 (Iaudant, 2009).
Tanaman kedelai memiliki bungasempurna (hermaphrodite), yakni pada
tiap kuntum bunga terdapatalat kelamin betina (putik) dan alat kelamin jantan
Universitas Sumatera Utara
(benang sari). Mekarnya bunga berlangsung pada pukul 08.00-09.00 dan
penyerbukannya bersifat menyerbuk sendiri. Kuntum bunga tersusun dalam
rangkaian bunga, namun tidak semua bunga dapat menjadi polong (buah), sekitar
60% bunga rontiok sebelum membentuk polong. Umur keluarnya bunga kedelai
bergantung varietasnya. Tanaman ini menghendaki penyinaran pendek lebih
kurang 12 jam per hari (Hanum, 2008).
Biji kedelai bentuknya bervariasi, tetapi umumnya lonjong. Benih kedelai
terdiri dari embrio besar tertutup oleh kulit biji, warna kulit biji ada yang kuning
muda, hijau, coklat, hitam dan belang-belang, namun kedelai yang komersial
hampir selalu kuning. Embrio terdiri dari dua kotiledon yang setelah
perkecambahan menghasilkan bulu kecil dengan dua daun yang sederhana dan
hipokotil (Purcell et al., 2014).
Syarat Tumbuh
Iklim
Pengembangan kedelai dapat dilakukan di lahan sawah maupun di lahan
kering, bergantung kepada iklim dan kebutuhan petani setempat. Tanaman
Kedelai dapat tumbuh pada berbagai jenis tanah asal drainase (tata air) dan aerasi
(tata udara) tanah cukup baik, curah hujan 100 - 400 mm/bulan, suhu udara 23 30°C, kelembaban 60 - 70%, pH tanah 5,8 - 7 dan ketinggian kurang dari 600 m
dpl (BPTP NAD, 2009).
Bagi pertumbuhannya, tanaman kedelai menghendaki daerah dengan curah
hujan minimum (sekitar 800 mm) pada masa pertumbuhannya selama 3 sampai 4
bulan. Sebenarnya tanaman ini resistan pada daerah yang agak kering kecuali
selama pembungaan dan pembuahan. Pada daerah dengan ketinggian di bawah
Universitas Sumatera Utara
1000 m dpl. Tanaman ini dapat tumbuh dan berkembang dengan baik, terutama
jika tanahnya merupakan tanah yang subur dan memperoleh pengairan yang baik
(Kartasapoetra, 1988).
Suhu optimal untuk pertumbuhan kedelai adalah 20-30°C. Suhu diatas
35°C
dianggap
membatasi
pertumbuhan.
Suhu
tanah
optimal
untuk
perkecambahan dan awal pertumbuhan bibit adalah 25-30°C. Curah hujan yang
ideal untuk kedelai adalah 500-1000 mm (Belfield et al., 2011).
Tanah
Tanaman kedelai dapat tumbuh pada berbagai jenis tanah dengan drainase
dan aerasi tanah yang cukup baik serta air yang cukup selama pertumbuhan
tanaman. Tanaman kedelai dapat tumbuh baik pada tanah alluvial, regosol,
grumosol, latosol atau andosol. Pada tanah yang kurang subur (miskin unsur hara)
adan jenis tanah podsolik merah-kuning,perlu diberi pupuk organik dan
pengapuran (Hanum, 2008).
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 (Sebayang dan Winarto, 2014).
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
pertumbuhannya sangat terlambat karena keracunan aluminium. Pertumbuhan
bakteri bintil dan proses nitrifikasi (proses oksidasi amoniak menjadi nitrit atau
Universitas Sumatera Utara
proses pembusukan) akan berjalan kurang baik. Dalam pembudidayaan tanaman
kedelai, sebaiknya dipilih lokasi yang topografi tanahnya datar, sehingga tidak
perlu dibuat teras-teras dan tanggul (Deputi Menegristek, 2015).
Varietas
Varietas
merupakan
salah
satu
teknologi
utama
yang
mampu
meningkatkan produktivitas kedelai dan pendapatan petani. Tersedianya beberapa
varietas kedelai, kini petani dapat memilih varietas yang sesuai dengan kondisi
lingkungan setempat, berdaya hasil dan bernilai jual tinggi. Oleh karena itu uji
adaptasi varietas di suatu tempat perlu terus dilakukan oleh instansi terkait dalam
upaya
mendapatkan
varietas
yang
sesuai
di
suatu
tempat
(Yusuf dan Harnowo, 2012).
Varietas kedelai sudah ditanam di Indonesia pada mulanya berasal dari
diantaranya Jepang, Taiwan, Amerika Serikat, dan sebagainya.Kriteria varietas
unggul kedelai adalah berproduksi tinggi, berumur pendek, tahan (resisten)
terhadap penyakit berbahaya, mempunyai daya adaptasi luas terhadap berbagai
keadaan lingkungan tumbuh (Hanum, 2008).
Varietas unggul yang memiliki produktivitas tinggi dan mempunyai sifat
ketahanan terhadap cekaman biotik dan abiotik serta karakteristik yang sesuai
dengan permintaan pasar merupakan modal utama dalam upaya meningkatkan
produksi dan pendapatan petani. Hasil penelitian Puslitbangtan untuk lahan sawah
dianjurkan penggunaan varietas berumur sedang (85-90 hari) seperti Willis,
Kerinci, Tampomas, Krakatau dan Jayawijaya (Atman, 2006).
Universitas Sumatera Utara
GA3
Hormon tumbuh pada tanaman adalah senyawa organik yang bukan
termasuk unsur hara, yang dalam jumlah sedikit dapat mendukung (promote),
menghambat (inhibit) dan dapat merubah proses fisiologistumbuhan. Hormon
tumbuh tidak dihasilkan oleh suatu kelenjar sebagaimana pada hewan, melainkan
dibentuk oleh sel-sel yang terletak di titik-titik tertentu pada tanaman, terutama
titik tumbuh di bagian pucuk tunas maupun ujung akar. Selanjutnya hormon akan
bekerja pada jaringan disekitarnya, ditranslokasi ke bagian tanamanyang lain
untuk aktif bekerja di sana. Pergerakan hormon dapat terjadi melalui pembuluh
tapis, dan pembuluh kayu (Fahmi, 2015).
Menurut Susilawati et al (2014) dengan menggunakan konsentrasi GA3
yaitu 100 ppm, 200 ppm dan 300 ppm dapat meningkatkan tinggi tanaman,
jumlah malai, umur berbunga dan panjang malai serta meningkatkan produksi
mencapai 0.2-1 ton/ha. Konsentrasi GA3 dengan 200 ppm memberikan hasil
terbaik dibandingkan dengan kontrol dan konsentrasi lainnya. Ditunjukkan
dengan tingginya produktivitas padi.
Menurut Bishnoi dan Krishnamoorthy (2012) tanaman kacang tanah yang
terendam air selama 7 dan 14 hari dapat menurunkan luas daun, jumlah klorofil
dan laju fotosintesis tetapi sedikit menurunkan potensial air daun. Namun, reaksi
difusi stomata meningkat pada semua tahap. Dengan aplikasi GA3 dapat
meningkatkan luas daun dan laju fotosintesis tetapi tidak mempengaruhi potensial
air daun dan kadar klorofilnya.
Universitas Sumatera Utara
Genangan
Genangan merupakan stres lingkungan bagi ekosistem alam dan manusia
di seluruh dunia. Respon tanaman yang dipengaruhi oleh genangan meliputi
perubahan dalam bentuk, metabolisme dan pertumbuhan yang terkait dengan
oksigen yang semakin rendah dan memungkinkan daya tahan genangan yang
berkepanjangan. Genangan sering disertai dengan pengurangan oksigen (O2) yang
banyak saat terjadinya proses fotosintesis atau bahkan tidak terjadinya
fotosintesis. Hal ini membutuhkan produksi ATP dan regenerasi NAD+ melalui
respirasi anaerob (Serres and Voesenek, 2008).
Toleransi terhadap genangan dapat diartikan sebagai kemampuan tanaman
untuk mempertahankan hasil optimal pada kondisi tergenang atau kelebihan air.
Mekanisme toleransi tanaman kedelai pada genangan penting diketahui dalam
mengembangkan genotip kedelai yang toleran genangan. Ketahanan tanaman
terhadap genangan dapat berupa penghindaran kondisi kekurangan oksigen dari
daun ke akar dan kemampuan tanaman untuk melakukan metabolisme, atau dapat
dikatakan
pada
kondisi
tersebut
respirasi
berlangsung
secara
anaerob
(Puspita, 2011).
Penanaman
kedelai
pada
tanah
yang
basah
akan
menghambat
perkecambahan dan pertumbuhan awal, karena kekurangan oksigen untuk
pertumbuhan biji maupun akar tanaman. Biasanya populasi tanaman yang tumbuh
akan berkurang pada tanah-tanah yang kelebihan air. Perbaikan drainase pada
tanah-tanah seperti ini akan meningkatkan populasi tanaman, perakaran menjadi
lebih baik, tanaman akan menjadi lebih tegap dan tinggi sehingga hasilnya akan
meningkat (Irwan, 2005).
Universitas Sumatera Utara
Genangan air merupakan masalah bagi tanaman dan sangat mempengaruhi
pertumbuhan dan produktivitas tanaman. Genangan air akan mensuplai oksigen ke
akar sehingga menghambat respirasi pada akar, sehingga mempengaruhi proses
metabolisme
tanaman.
Kelebihan
menjadihipoksiadalambeberapa
yangberkepanjanganakan
air
jam,
menjadianoksia.
akanmenghasilkankondisi
dan
Akibatnya
hasilgenangan
akar
tanaman
tanah
air
akan
mengalamihipoksiaatau
anoksia (Sairam et al., 2008).
Universitas Sumatera Utara
Botani Tanaman
Sistematika tanaman kedelai adalah sebagai berikut : Kingdom : Plantae ;
Divisi : Spermatophyta ; Subdivisi : Angiospermae ; Kelas : Dicotyledoneae ;
Ordo
:
Fabales
;
Famili
:
Papilonaceae
;
Genus
:
Glycine
;
Spesies : Glycine max (L.) Merrill (Steenis, 2003).
Kedelai memiliki akar tunggang bercabang dan akar berserat. Akar lateral
mulai berkembang pada munculnya kotiledon. Sistem akar lateral menjadi luas
mencapai 45 cm dalam 4-5 minggu. Akar dapat tumbuh lebih dalam untuk
menyerap air dan nutrisi pada kondisi tanah yang kering. Kacang kedelai memiliki
hubungan simbiosis dengan fiksasi nitrogen pada bintil akar yang mengandung
bakteri
Bradyrhizobium
spp
yang
membentuk
nodul
pada
akar
(Belfield et al., 2011).
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 (Iaudant, 2009).
Tanaman kedelai memiliki bungasempurna (hermaphrodite), yakni pada
tiap kuntum bunga terdapatalat kelamin betina (putik) dan alat kelamin jantan
Universitas Sumatera Utara
(benang sari). Mekarnya bunga berlangsung pada pukul 08.00-09.00 dan
penyerbukannya bersifat menyerbuk sendiri. Kuntum bunga tersusun dalam
rangkaian bunga, namun tidak semua bunga dapat menjadi polong (buah), sekitar
60% bunga rontiok sebelum membentuk polong. Umur keluarnya bunga kedelai
bergantung varietasnya. Tanaman ini menghendaki penyinaran pendek lebih
kurang 12 jam per hari (Hanum, 2008).
Biji kedelai bentuknya bervariasi, tetapi umumnya lonjong. Benih kedelai
terdiri dari embrio besar tertutup oleh kulit biji, warna kulit biji ada yang kuning
muda, hijau, coklat, hitam dan belang-belang, namun kedelai yang komersial
hampir selalu kuning. Embrio terdiri dari dua kotiledon yang setelah
perkecambahan menghasilkan bulu kecil dengan dua daun yang sederhana dan
hipokotil (Purcell et al., 2014).
Syarat Tumbuh
Iklim
Pengembangan kedelai dapat dilakukan di lahan sawah maupun di lahan
kering, bergantung kepada iklim dan kebutuhan petani setempat. Tanaman
Kedelai dapat tumbuh pada berbagai jenis tanah asal drainase (tata air) dan aerasi
(tata udara) tanah cukup baik, curah hujan 100 - 400 mm/bulan, suhu udara 23 30°C, kelembaban 60 - 70%, pH tanah 5,8 - 7 dan ketinggian kurang dari 600 m
dpl (BPTP NAD, 2009).
Bagi pertumbuhannya, tanaman kedelai menghendaki daerah dengan curah
hujan minimum (sekitar 800 mm) pada masa pertumbuhannya selama 3 sampai 4
bulan. Sebenarnya tanaman ini resistan pada daerah yang agak kering kecuali
selama pembungaan dan pembuahan. Pada daerah dengan ketinggian di bawah
Universitas Sumatera Utara
1000 m dpl. Tanaman ini dapat tumbuh dan berkembang dengan baik, terutama
jika tanahnya merupakan tanah yang subur dan memperoleh pengairan yang baik
(Kartasapoetra, 1988).
Suhu optimal untuk pertumbuhan kedelai adalah 20-30°C. Suhu diatas
35°C
dianggap
membatasi
pertumbuhan.
Suhu
tanah
optimal
untuk
perkecambahan dan awal pertumbuhan bibit adalah 25-30°C. Curah hujan yang
ideal untuk kedelai adalah 500-1000 mm (Belfield et al., 2011).
Tanah
Tanaman kedelai dapat tumbuh pada berbagai jenis tanah dengan drainase
dan aerasi tanah yang cukup baik serta air yang cukup selama pertumbuhan
tanaman. Tanaman kedelai dapat tumbuh baik pada tanah alluvial, regosol,
grumosol, latosol atau andosol. Pada tanah yang kurang subur (miskin unsur hara)
adan jenis tanah podsolik merah-kuning,perlu diberi pupuk organik dan
pengapuran (Hanum, 2008).
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 (Sebayang dan Winarto, 2014).
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
pertumbuhannya sangat terlambat karena keracunan aluminium. Pertumbuhan
bakteri bintil dan proses nitrifikasi (proses oksidasi amoniak menjadi nitrit atau
Universitas Sumatera Utara
proses pembusukan) akan berjalan kurang baik. Dalam pembudidayaan tanaman
kedelai, sebaiknya dipilih lokasi yang topografi tanahnya datar, sehingga tidak
perlu dibuat teras-teras dan tanggul (Deputi Menegristek, 2015).
Varietas
Varietas
merupakan
salah
satu
teknologi
utama
yang
mampu
meningkatkan produktivitas kedelai dan pendapatan petani. Tersedianya beberapa
varietas kedelai, kini petani dapat memilih varietas yang sesuai dengan kondisi
lingkungan setempat, berdaya hasil dan bernilai jual tinggi. Oleh karena itu uji
adaptasi varietas di suatu tempat perlu terus dilakukan oleh instansi terkait dalam
upaya
mendapatkan
varietas
yang
sesuai
di
suatu
tempat
(Yusuf dan Harnowo, 2012).
Varietas kedelai sudah ditanam di Indonesia pada mulanya berasal dari
diantaranya Jepang, Taiwan, Amerika Serikat, dan sebagainya.Kriteria varietas
unggul kedelai adalah berproduksi tinggi, berumur pendek, tahan (resisten)
terhadap penyakit berbahaya, mempunyai daya adaptasi luas terhadap berbagai
keadaan lingkungan tumbuh (Hanum, 2008).
Varietas unggul yang memiliki produktivitas tinggi dan mempunyai sifat
ketahanan terhadap cekaman biotik dan abiotik serta karakteristik yang sesuai
dengan permintaan pasar merupakan modal utama dalam upaya meningkatkan
produksi dan pendapatan petani. Hasil penelitian Puslitbangtan untuk lahan sawah
dianjurkan penggunaan varietas berumur sedang (85-90 hari) seperti Willis,
Kerinci, Tampomas, Krakatau dan Jayawijaya (Atman, 2006).
Universitas Sumatera Utara
GA3
Hormon tumbuh pada tanaman adalah senyawa organik yang bukan
termasuk unsur hara, yang dalam jumlah sedikit dapat mendukung (promote),
menghambat (inhibit) dan dapat merubah proses fisiologistumbuhan. Hormon
tumbuh tidak dihasilkan oleh suatu kelenjar sebagaimana pada hewan, melainkan
dibentuk oleh sel-sel yang terletak di titik-titik tertentu pada tanaman, terutama
titik tumbuh di bagian pucuk tunas maupun ujung akar. Selanjutnya hormon akan
bekerja pada jaringan disekitarnya, ditranslokasi ke bagian tanamanyang lain
untuk aktif bekerja di sana. Pergerakan hormon dapat terjadi melalui pembuluh
tapis, dan pembuluh kayu (Fahmi, 2015).
Menurut Susilawati et al (2014) dengan menggunakan konsentrasi GA3
yaitu 100 ppm, 200 ppm dan 300 ppm dapat meningkatkan tinggi tanaman,
jumlah malai, umur berbunga dan panjang malai serta meningkatkan produksi
mencapai 0.2-1 ton/ha. Konsentrasi GA3 dengan 200 ppm memberikan hasil
terbaik dibandingkan dengan kontrol dan konsentrasi lainnya. Ditunjukkan
dengan tingginya produktivitas padi.
Menurut Bishnoi dan Krishnamoorthy (2012) tanaman kacang tanah yang
terendam air selama 7 dan 14 hari dapat menurunkan luas daun, jumlah klorofil
dan laju fotosintesis tetapi sedikit menurunkan potensial air daun. Namun, reaksi
difusi stomata meningkat pada semua tahap. Dengan aplikasi GA3 dapat
meningkatkan luas daun dan laju fotosintesis tetapi tidak mempengaruhi potensial
air daun dan kadar klorofilnya.
Universitas Sumatera Utara
Genangan
Genangan merupakan stres lingkungan bagi ekosistem alam dan manusia
di seluruh dunia. Respon tanaman yang dipengaruhi oleh genangan meliputi
perubahan dalam bentuk, metabolisme dan pertumbuhan yang terkait dengan
oksigen yang semakin rendah dan memungkinkan daya tahan genangan yang
berkepanjangan. Genangan sering disertai dengan pengurangan oksigen (O2) yang
banyak saat terjadinya proses fotosintesis atau bahkan tidak terjadinya
fotosintesis. Hal ini membutuhkan produksi ATP dan regenerasi NAD+ melalui
respirasi anaerob (Serres and Voesenek, 2008).
Toleransi terhadap genangan dapat diartikan sebagai kemampuan tanaman
untuk mempertahankan hasil optimal pada kondisi tergenang atau kelebihan air.
Mekanisme toleransi tanaman kedelai pada genangan penting diketahui dalam
mengembangkan genotip kedelai yang toleran genangan. Ketahanan tanaman
terhadap genangan dapat berupa penghindaran kondisi kekurangan oksigen dari
daun ke akar dan kemampuan tanaman untuk melakukan metabolisme, atau dapat
dikatakan
pada
kondisi
tersebut
respirasi
berlangsung
secara
anaerob
(Puspita, 2011).
Penanaman
kedelai
pada
tanah
yang
basah
akan
menghambat
perkecambahan dan pertumbuhan awal, karena kekurangan oksigen untuk
pertumbuhan biji maupun akar tanaman. Biasanya populasi tanaman yang tumbuh
akan berkurang pada tanah-tanah yang kelebihan air. Perbaikan drainase pada
tanah-tanah seperti ini akan meningkatkan populasi tanaman, perakaran menjadi
lebih baik, tanaman akan menjadi lebih tegap dan tinggi sehingga hasilnya akan
meningkat (Irwan, 2005).
Universitas Sumatera Utara
Genangan air merupakan masalah bagi tanaman dan sangat mempengaruhi
pertumbuhan dan produktivitas tanaman. Genangan air akan mensuplai oksigen ke
akar sehingga menghambat respirasi pada akar, sehingga mempengaruhi proses
metabolisme
tanaman.
Kelebihan
menjadihipoksiadalambeberapa
yangberkepanjanganakan
air
jam,
menjadianoksia.
akanmenghasilkankondisi
dan
Akibatnya
hasilgenangan
akar
tanaman
tanah
air
akan
mengalamihipoksiaatau
anoksia (Sairam et al., 2008).
Universitas Sumatera Utara