5

2 BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Mucuna bracteata

2.1.1 Botani

M. bracteata adalah jenis kacangan penutup tanah yang berasal dari dataran

tinggi Kerala India Selatan, dapat juga dijumpai di beberapa dataran tinggi

Pulau Sumatera, seperti di sepanjang Bukit Barisan, di daerah Sipirok

dengan nama daerah Biobio. Walaupun termasuk kedalam jenis kacangan

penutup tanah baru, namun jenis kacangan ini sudah pernah dipelajari dan

telah disusun sistem klasifikasinya menurut Germplasm Resources

Indormation Network Amerika (Harahap dkk, 2008).

Kingdom : Plantae

Division : Spermatophyta

Sub Division : Angiospermae

Class : Dicotyledoneae

Ordo : Fabales

Famili : Fabaceae

Sub Famili : Faboideae

Genus : Mucuna

Species : Mucuna bracteata

Selain M. bracteata, jenis kacangan ini juga memiliki spesies lain dalam

genus yang sama seperti Mucuna cochinchinensis yang sudah di kenal

sebelumnya sebagai kacangan penutup tanah, Mucuna pruriens, Mucuna

macrocarpa, Mucuna hubery, Mucuna killipian, Mucuna gigantean, dan

lain sebagainya yang sampai saat ini masih belum di eksplorasi (Hidayat

dkk,2011).

6

2.1.2 Morfologi

a. Daun

Helaian daun tanaman M. bracteata berbentuk oval, satu tangkai

daun terdiri dari 3 helain anak daun (trifoliat), berwarna hijau,

muncul disetiap ruas batang. Ukuran daun dewasa dapat mencapai

15 x 10 cm. Helai daun akan menutup apabila suhu lingkungan

tinggi (termonasti), sehingga sangat efisien dalam mengurangi

penguapan di permukaan daun tanaman (Harahap, 2011).

Gambar 2.1.Daun M. bracteata

Sumber : Jurnal penelitian STIPAP, 2017

b. Batang

Tumbuhan menjalar, merambat, membelit, atau memanjat,

berwarna hijau muda sampai hijau kecoklatan. Batang ini memiliki

diameter 0,4-1,5 cm berbentuk bulat berbuku dengan panjang buku

25-34 cm, tidak berbulu, teksturnya cukup lunak, lentur,

mengandung banyak serat dan berair.Batang yang telah tua akan

mengeluarkan bintil-bintil kecil berwarna putih yang bila

bersinggungan dengan tanah akan berdiferensiasi menjadi akar

baru (Simangungsong, 2008).

7

Gambar 2.2.Batang M. bracteata

Sumber : Jurnal penelitian STIPAP, 2017

c. Akar

M. bracteata memiliki sistem perakaran tunggang sebagaimana

kacangan lain, berwarna putih kecokelatan, tersebar di atas

permukaan tanah dan dapat mencapai kedalaman 1 meter di bawah

permukaan tanah. Tanaman ini juga memiliki bintil akar.Bintil akar

ini berwarna merah muda segar dan relatif sangat banyak,

berbentuk bulat dan berukuran diameter sangat 6 bervariasi antara

0,2-2.0 cm (Simangungsong, 2008).

Gambar 2.3.Akar M. bracteata

Sumber: Jurnal penelitian STIPAP, 2017

8

d. Bunga

Bunga berbentuk tandan menyerupai rangkaian bunga anggur

dengan panjang 20-35 cm, terdiri dari tangkai bunga 15-20 tangkai

dengan 3 buah bunga setiap tangkainya.Bunga Monoceus ini

berwarna biru terong, dengan bau yang sangat menyengat untuk

menarik perhatian kumbang penyerbuk (Harahap, 2011).

Gambar 2.4.Bunga M. bracteata

Sumber: Jurnal penelitian STIPAP, 2017

e. Buah dan Biji

Dalam satu rangkaian bunga yang berhasil menjadi polong

sebanyak 4-15 polong, tergantung dari umur tanaman dan

lingkungan setempat termasuk perubahan musim. Polong yang

berbulu ini memiliki 2-4 biji untuk setiap polongnya. Biji berwarna

coklat tua sampai hitam mengkilap, dari 1 kg polong basah dapat

menghasilkan 250 gr biji kering dengan berat 45 biji kering/100

gram. Dari mulai munculnya bunga sampai polong siap dipanen

dibutuhkan waktu sekitar 50-60 hari (Harahap, 2011).

Gambar 2.5.Biji M. bracteata

Sumber: Jurnal penelitian STIPAP, 2017

9

2.2 Syarat Tumbuh Mucuna bracteata

M. bracteata merupakan kacangan yang cukup toleran terhadap semua

lokasi tumbuh, namun untuk tumbuh secara optimal kacangan ini juga

memerlukan syarat tumbuh tertentu yang berkaitan dengan faktor iklim dan

tanah (Hidayat, 2011).

2.2.1 Iklim

sendiri (Harahap dkk,2008). Berikut beberapa komponen-komponen iklim

yang dikehendaki oleh kacangan M. bracteata.

a. Ketinggian tempat

Secara umum M. bracteta dapat tumbuh dengan subur disemua tingkat

ketinggian, baik dataran rendah maupun dataran tinggi. Namun untuk

masuk kefase generatif yang sempurna M. bracteata membututuhkan

daerah dengan ketinggian > 1000 m dpl (Sebayang,E-S:Sutarta, dan

I.Y.Harhap,2004). Dengan dernikian ketinggian tempat merupakan kunci

utama untuk sampai mendapatkan biji M. bracteata, karena jika ditanam

didataran rendah < 1000 m dpl tanaman akan tumbuh dengan jagur

namun tidak dapat menghasilkan bunga (Harahap dkk,2008).

b. Temperatur

Keadaaan temperatur harian suatu daerah sangat menentukan . jenis

tanaman yang dapat tumbuh diatasnya. Ada tanaman yang

mengkehendaki temperatur tinggi namun tidak sedikit juga tanaman yang

menghendaki suhu rendah untuk pertumbuhannya, M. bracteata

merupakan jenis tanaman yang dapat tumbuh didaerah yang

bertemperatur tinggi maupun rendah, namun untuk berbunga M.

bracteata mengkehendaki temperature harian minimum l20 C dan

maksimal 230 C . Jika suhu minimum diatas 18

0 C maka dapat mencegah

dan memperlambat proses pembungaan, hal inilah yang menyebabkan

kacangan M. bracteata yang ditanam didataran rendah tidak pernah

menghasilkan bunga (Pangaribuan, 2008).

10

c. Curah Hujan

Air merupakan suatu unsur yang menentukan pertumbuhan dan

perkembangan tanaman mulai dari perkecambahan sampai tanaman

berproduksi. Namun agar proses pembentukan polong tidak terganggu

sebaiknya M. bracteata ditanam dilokasi yang cukup air dengan curah

hujan 1000 – 2500 mm/tahun, dan 3-10 hari hujan/bulan (Harahap dkk

2008).

d. Kelembaban

M. bracteata menghendaki areal yang tinggi dari permukaan laut untuk

dapat memasuki fase generatif, dan umumnya semakin tinggi suatu

tempat maka kelembaban udaranya semakin tinggi yang disebabkan oleh

tingginya curah hujan terutama untuk daerah tropis seperti dataran tinggi

Sumatera Utara. Walaupun begitu M. bracteata tidak menyukai

kelembaban udara yang terlalu tinggi. Jika kelembaban udara terlalu

tinggi, maka bunga-bunga yang telah terbentuk akan busuk, layu dan

kering . Kelembaban udara yang dikehendaki oleh kacangan ini adalah <

80 % (Harahap dkk 2008).

e. Lama Penyinaran Matahari

Kacangan penutup tanah ini termasuk tanaman berhari pendek dan hanya

membutuhkan 6-7 jam penyinaran matahari penuh untuk setiap harinya.

Jika ditanam didaerah panas dengan penyinaran matahari maka M.

bracteata akan merundukan daun dan batangnya untuk mengurangi

penguapan yang umumnya terjadi disiang hari. PPKS menyimpulkan

bahwa kacangan M. bracteata dapat beradaptasi dengan baik untuk

daerah tropis seperti lndonesia (Rahutomo, 2008).

11

2.2.2 Tanah

Pada umumnya M. bracteata dapat tumbuh baik pada semua jenis tanah,

baik tanah liat, liat berpasir,lempung,lempung berpasir atau tanah pasir.

Tanaman ini juga tumbuh pada kisaran pH yang cukup luas yaitu 4,5-6,5.

Namun pertumbuhan M. bracteata akan lebih baik jika ditanam ditanah

yang kaya bahan organik, gembur dapat menyimpan air dan tidak tergenang

air (Iman,dkk 2011).

2.2.3 Media Tanam

a. Tanah top soil

Menurut (Hidayat, 2011), topsoil merupakan lapisan tanah atas yang

mengandung bahan organik, berwarna gelap dan subur yang memiliki

ketebalan sampai 25 cm. Lapisan topsoil yang tipis menyebabkan

kemampuan menyerap dan menyimpan air pada tanah berkurang. Tanah

sawah memiliki karakteristik subsoil yang padat. Lapisan subsoil yang

padat dapat menyebabkan pergerakan air didalam tanah sangat lambat

sehingga air sulit masuk kedalam lapisan dibawahnya.

Tanah yang mempunyai berat isi tinggi akan sulit meneruskan air atau

sukar ditembus akar tanaman, sebaliknya tanah dengan berat isi rendah,

akar tanaman lebih mudah berkembang. Sifat dan karakteristik topsoil

dan subsoil seperti berat isi, kadar air, porositas, permeabilitas, dan

tekstur dapat memberikan pengaruh terhadap laju infiltrasi. Tanah

sawah didominasi oleh tekstur liat. Hal ini menyebabkan adanya

genangan air pada saat musim penghujan dan rekahan pada musim

kemarau (Hardjowigeno 2003).

b. Pupuk kandang

Pupuk kandang didefinisikan sebagai semua produksi buangan dari

binatang peliharaan yang dapat digunakan untuk menambah hara,

memperbaiki sifat fisik dan biologi tanah. Pupuk kandang mengandung

unsur hara makro dan mikro. Pupuk kandang padat banyak

12

mengandung unsur fosfor, nitrogen dan kalium. Unsur hara mikro yang

terkandung dalam pupuk kandang di antaranya kalsium, magnesium,

belerang, natrium, besi, tembaga dan molibdenum. Kandungan nitrogen

dalam urine hewan ternak tiga kali lebih besar dibandingkan dengan

kandungan nitrogen dalam kotoran padat .

Penggunaan pupuk kandang dapat memperbaiki kesuburan tanah,

memperbaiki sifat fisik tanah, mengembalikan hara yang terangkut hasil

panen, juga mencegah kehilangan air dalam tanah dan laju infiltrasi air

dan selanjutnya beberapa unsur hara yang terkandung di dalam pupuk

kandang adalah N,P,K,Ca,Mg,S,Fe yang sangat berperan dalam

kehidupan tanaman (Musnawar, 2003).

2.3 Perlakuan Pematahan Dormansi

2.3.1 Perlakuan Mekanis

Beberapa cara perlakuan mekanis untuk memecahkan dormansi benih yang

disebabkan oleh impermiabilitas kulit biji baik terhadap air atau gas yaitu:

a. Skarifikasi

Skarifikasi dapat dilakukan dengan abrasi yaitu menggosok kulit benih

dengan benda yang kasar atau kikir dan kertas pasir.Tujuan untuk

menipiskan kulit biji yang keras sehingga lebih permiabel terhadap air

atau gas (Salisbury dan Ross, 1995).

b. Perendaman Air Hangat

Perendaman biji dalam air panas bertujuan untuk memperbaiki

permeabilitas kulit benih sehingga dapat mempermudah masuknya air

dan gas, sehingga dapat meningkatkan persentase biji

berkecambah.Telah dilaporkan, bahwa pemanasan biji legum pada suhu

100°C selama 1,5 menit atau pada air panas dapat mengurangi panas

dapat mengurangi biji yang keras dan pemberian panas 100ºC selama 5-

13

20 detik dapat menyebabkan terbukanya pleurogram dan menghasilkan

perkecambahan 95-100%.

Hasil menunjukkan perlakuan perendaman air panas 85°C merupakan

perlakuan yang lebih baik dan menghasilkan daya kecambah yang

tertinggi dibandingkan perlakuan lainnya yang memungkinkan bahwa

suhu 85°C ideal untuk pematahan dormansi benih M. bracteata yang

secara fisik memiliki seed coat yang tebal. Adapun untuk perlakuan air

biasa dan perendaman bahan kimiawi lainnya dapat menjadi bahan

penelitian lanjutan untuk mencari konsentrat dan lama perendaman

yang ideal untuk pematahan dormansi benih (Sulaiman dkk., 2009).

c. Pengguntingan Kulit Biji

Pengguntingan kulit biji dilakukan dengan cara menggunting salah satu

sisi biji dengan gunting kuku sehingga kulit terkupas dan air dapat

dengan mudah masuk ke dalam biji.Pengguntingan ini harus dilakukan

dengan hati-hati jangan sampai merusak embrio biji. Persentase

perkecambahan dengan cara ini lebih tinggi dibandingkan dengan cara

skarifikasi yaitu mencapai 95%, namun pengerjaannya lebih sulit

dibandingkan dengan perlakuan yang pertama (Harahap dkk., 2008).

2.4 Kompos Kotoran Ayam

Limbah peternakan yang dihasilkan ada yang berupa kotoran (pupuk

kandang ada pula yang berupa sisa-sisa makanan. Setiap usaha peternakan

baik itu berupa sapi, ayam, kambing, maupun kuda akan menghasilkan

kotoran. Namun jangan salah, kotoran yang dihasilkan ternak tersebut

ternyata memiliki kandungan unsur hara yang tinggi sehingga tidak salah

bila para petani menggunakannya sebagai pupuk dasar.

Kotoran yang dihasilkan ternak itu ada dua macam yaitu pupuk kandang

segar dan pupuk kandang yang telah membusuk. Pupuk kandang segar

merupakan kotoran yang dikeluarkan hewan ternak sebagai sisa proses

14

makanan yang disertai urine dan sisa-sisa makanan lainnya. Sedangkan

pupuk kandang yang telah membusuk adalah pupuk kandang yang telah

disimpan lama sehingga telah mengalami proses pembusukan atau

penguraian oleh jasad renik (mikroorganiser) yang ada dalam permukaan

tanah. Seperti yang telah disinggung diatas kotoran hewan memiliki

kandungan unsur hara yang cukup tinggi dan sangat lengkap (Suwardjono,

2001). Dengan keunggulan tersebut maka manfaat dari penggunaan kotoran

hewan ini antara lain :

l. Menambah zat atau unsur hara dalam tanah.

2. Mempertinggi kandungan humus di dalam tanah.

3. Mampu memperbaiki struktur tanah.

4. Mendorong atau memacu aktivitas kehidupan jasad renik di dalam tanah

Tabel 2.1.Rata-rata Unsur hara Pupuk Kandang Kotoran Ayam

Keterangan

Nitrogen (N) 1.72

Fospor (P) 1.82

Kalium (K) 2.18

Kalsium (Ca) 9.23

Magnesium (Mg) 0.86

Mangan (Mn) 610

Ferrum (Fe) 3475

Cuprum (Cu) 160

Znc (Zn) 501

Sumber: Organic Vegetable Cultivation in Malaysia (2005)

15

2.5 Bakteri Rhizobium sp

2.5.1 Peran Rhizobium sp

Peranan keberadaan bakteri Rhizobium sp yang efektif pada tanaman

legume adalah bakteri dapat mengurangi kebutuhan N tanaman karena dapat

mensuplainya. N (urea, ZA) yang diberikan bisa hilang karena

pencucian,denitrifikasi, terangkut saat panen.Peranan bakteri terjadi saat

tanaman dalam kondisi kekurangan N (prosis simbiosis)

Tabel 2.1 Beberapa spesies Rhizobium dan tanaman simbiosisnya

Rhizobium spp Kelompok inokulasi

silang

Tipe legume

K legiamnasonim Kelompok ercis Pisum, Vicia, Lens

R. phaseoli Kelompok kacang Phaseolus

R. trifolii Kelompok semanggi Trifolium

R. melioti Kelompok alfalfa Medicago,Melilotus,

Trigonella

R. lupine Kelompok lupine Lupinus. Ornithopus

R. japanicum Kelompok kedelai Glycine

Rhizobium sp. Kelompok cowpea Vigna, Arachis

16

2.5.2 Faktor Yang Mempengaruhi Keberadaan Bintil Akar

a. Sumber Makanan

BO (bahan organik) dan perakaran untuk bertahan sebelum menginfeksi

b. Mikroorganisme lain

Sebagai kompetitor dirizofir terutama yang antagonis, karena dapat

menghalangi infeksi.

c. Lingkungan

Yang mempengaruhi kegiatan fotosintesis untuk menyediakan

kebutuhan energi bakteri (cahaya, luas daun, CO2, pembentukan

biji/fase vegetatif).

d. pH

Yang dikehendaki netral dan agak basa (pH 7-9).

e. Suhu

Yang disukai 20-28ºC, masing-masing jenis isolat berbeda tanggapnya

terhadap suhu.

f. Ketersediaan air dan hara untuk fotosintesis

Karena fotosintat yang dihasilkan tanaman dimanfaatkan oleh bakteri.

g. Senyawa racun

Yang berasal dari herbisida, fungisida di tanah tidak disukai bakteri

bintil, dapat berpengaruh terhadap keberadaan bakteri, salinitas.

h. Ketersediaan nutrisi

Seperti N yang bisa menghambat bintil P untuk suplai energi; Mo untuk

kerja nitrogenase, Fe dan Co untuk laghemoglobin dan transfer

electron.

17

2.6 Kesesuaian Genetik Antara Bakteri Dengan Tanaman

2.6.1 Hubungan Simbiosis

Hubungan simbiosis antara tanaman legum dengan bakteri bintil

akar.Simbiosis Mutualisme yang terjadi.Bakteri mendapatkan zat hara yang

kaya energi dari tanaman inang sedangkan tanaman inang mendapatkan

senyawa nitrogen dari bakteri untuk melangsungkan kehidupannya.

Mekanisme Penambatan Nitrogen oleh bakteri bintil akar adalah untuk

menambat nitrogen,bakteri ini menggunakan enzim nitrogenase, dimana

enzim ini akan menambat gas nitrogen di udara dan merubahnya menjadi

gas amoniak.Gen yang mengatur proses penambatan ini adalah gen nif

(Singkatan nitrogen-fixation).

Gen-gen nif (nitrogen fixation) berbentuk suatu rantai, tidak terpencar

kedalam sejumlah DNA yang sangat besar yang menyusun kromosom

bakteri, tetapi semuanya terkelompok dalam suatu daerah.Hal ini

memudahkan untuk memotong bagian untaian DNA yang sesuai dari

kromosom Rhizobium sp dan menyisipkannya ke dalam mikroorganisme

lain.

2.6.2 Kelompok Bakteri Pembentuk Akar

Hubungan simbiotik Rhizobium sp terbentuk struktur khusus pada tanaman

yang disebut bintil akar. Bakteri pembentuk akar dibedakan menjadi empat

kelompok besar.

Genus I : Rhizobium, yaitu suatu kelompok bakteri yang tumbuh cepat (fast

growing bacteria). Spesies yang masuk dalam kelompok ini adalah

R.leguminosarum, R.meliloti.

Genus II : Bradyhizobium, yaitu suatu kelompok bakteri yang tumbuh

lambat (slow growing bacteria). Spesies yang masuk dalm kelompok adalah

B.japonicum, Bradyrhizobium.

18

Genus III : Sinorhizobium, yaitu kelompok bakteri yang tumbuh cepat yang

membentuk bintil akar dengan kedelai. Bakteri ini dahulu diberi nama

Rhibium fredii.

Genus IV : Azorhizobium, yaitu suatu kelompok yang hanya mempunyai

satu spesies yang disebut A.caulinodans. Bakteri ini membentuk bintil

batang pada tumbuhan sasbina (Tribowo,2012).

Hubungan simbiotik Rhizobium sp terbentuk struktur khusus pada tanaman

yang disebut bintil akar. Bakteri pembentuk akar dibedakan menjadi empat

kelompok besar.

Genus I : Rhizobium, yaitu suatu kelompok bakteri yang tumbuh cepat (fast

growing bacteria). Spesies yang masuk dalam kelompok ini adalah

R.leguminosarum, R.meliloti.

Genus II : Bradyhizobium, yaitu suatu kelompok bakteri yang tumbuh

lambat (slow growing bacteria). Spesies yang masuk dalm kelompok adalah

B.japonicum, Bradyrhizobium.

Genus III : Sinorhizobium, yaitu kelompok bakteri yang tumbuh cepat yang

membentuk bintil akar dengan kedelai. Bakteri ini dahulu diberi nama

Rhibium fredii.

Genus IV : Azorhizobium, yaitu suatu kelompok yang hanya mempunyai

satu spesies yang disebut A.caulinodans. Bakteri ini membentuk bintil

batang pada tumbuhan sasbina (Tribowo,2012).

2.7 Keuntungan Memanfaatkan Bakteri Rhizobium sp

1. Tidak mempunyai bahaya atau efek samping

2. Efisiensi penggunaan yang dapat ditingkatkan sehingga bahaya

pencemaran lingkungan dapat dihindari

3. Harganya yang relatif murah