Embed Size (px)
Citation preview
TOLERANSI VARIETAS PADI HITAM (Oryza sativa L.) PADA
BERBAGAI TINGKAT CEKAMAN KEKERINGAN
Tesis
Program Studi Agronomi
Oleh
Samyuni
S611308012
PROGRAM PASCASARJANA
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2015
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
ii
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
iii
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
iv
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
v
KATA PENGANTAR
Puji syukur penyusun panjatkan kehadirat Allah SWT, Tuhan Yang Maha
Esa, yang telah memberikan rahmat dan hidayah-Nya sehingga penyusunan tesis
yang berjudul “Toleransi Varietas Padi Hitam (Oryza sativa L.) pada Berbagai
Tingkat Cekaman Kekeringan” dapat diselesaikan.
Kelancaran dalam mempersiapkan dan menyelesaikan tesis ini tidak terlepas
dari bantuan semua pihak. Oleh karena itu, penyusun mengucapkan terimakasih
kepada:
1. Direktur Program Pascasarjana Universitas Sebelas Maret Surakarta.
2. Prof. Dr. Ir. Supriyono, M.S. selaku Ketua Program Studi Agronomi Program
Pascasarjana.
3. Prof. Dr. Ir. Edi Purwanto, M.Sc, dan Dr. Ir. Supriyadi, M.S. selaku Dosen
Pembimbing I dan Dosen Pembimbing II yang dengan kesabaran
membimbing dan mengarahkan dalam penyusunan tesis ini.
4. Teman-teman seangkatan yang memberikan waktu, pengetahuan, diskusi dan
dukungan untuk menyelesaikan tesis ini.
5. Keluarga yang dengan kasih dan sayang selalu mendo’akan dan memahami
atas studi ini.
6. Semua pihak yang telah membantu dalam bentuk moril maupun materil.
Demi perbaikan di kemudian hari, penyusun sangat mengharapkan kritik
dan saran dari pembaca. Semoga tesis ini bermanfaat bagi kita semua.
Penyusun
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
vi
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL …………………………………...……………………
HALAMAN PENGESAHAN ………………………….………………..….
KATA PENGANTAR ...................................................................................
PERNYATAAN .............................................................................................
DAFTAR ISI ……………………………………………………………...…
DAFTAR TABEL ..........................................................................................
DAFTAR GAMBAR .....................................................................................
DAFTAR LAMPIRAN ..................................................................................
ABSTRAK .......................................................................................................
I. PENDAHULUAN ………………………………………………..….….
A. Latar Belakang …………………………………………………..………
B. Perumusan Masalah ………………………….……….………………....
C. Tujuan Penelitian ……………………………..……….…..………….…
D. Manfaat Penelitian ……………………………..……....…………….….
II. TINJAUAN PUSTAKA ……………………………...……………..….
A. Tanaman Padi Hitam (Oryza sativa L.) ……...….………...………….....
1. Botani dan Ekologi Padi ………………………………...……….………
2. Padi Hitam ……………………………………………………..……..…
B. Cekaman Kekeringan pada Tanaman ……………………...…………….
C. Mekanisme Ketahanan Tanaman terhadap Kekeringan ………..……..…
D. Pengaruh Cekaman Kekeringan terhadap Tanaman ………..……..…….
E. Kerangka Berpikir ………………………………..….……..……………
F. Hipotesis …………………….………………………….…….………….
III. METODE PENELITIAN ……………………………….……………..
A. Waktu dan Tempat ……………………………………………………....
B. Alat dan Bahan ..........................................................................................
C. Metode Penelitian ......................................................................................
D. Pelaksanaan Penelitian ………………………………….……………….
E. Variabel Penelitian ...................................................................................
F. Analisis Data .............................................................................................
i
ii
iv
v
vi
viii
ix
x
xii
1
1
3
4
5
6
6
6
8
12
15
17
20
20
21
21
21
21
22
25
27
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
vii
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ..............................................................
1. Tinggi Tanaman ........................................................................................
2. Jumlah Anakan dan Anakan Produktif .....................................................
3. Umur Berbunga ........................................................................................
4. Panjang Malai ...........................................................................................
5. Jumlah Gabah Isi dan Gabah Hampa ........................................................
6. Berat 100 Biji dan Berat Biji per Rumpun ................................................
7. Berat kering tanaman ................................................................................
8. Nisbah Tajuk–Akar ...................................................................................
9. Kadar Air Relatif Daun .............................................................................
10. Tingkat Menggulung dan Mengeringnya Daun ........................................
11. Kandungan Amilosa ..................................................................................
12. Kadar Antosianin ......................................................................................
V. KESIMPULAN DAN SARAN ...............................................................
DAFTAR PUSTAKA ……………………………………………………….
LAMPIRAN…………………………………………………………….……
28
28
32
36
38
39
42
45
47
49
52
57
59
67
68
78
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
viii
DAFTAR TABEL
No. Judul Halaman
4.1. Pertumbuhan tinggi tanaman (cm) varietas padi hitam pada
cekaman kekeringan (minggu setelah semai) ............................. 29
4.2. Tinggi tanaman (cm) varietas padi hitam pada cekaman
kekeringan …………………..………………………………… 30
4.3. Jumlah anakan (batang) varietas padi hitam pada cekaman
kekeringan …………………..………………………………… 33
4.4 Jumlah anakan produktif (batang) varietas padi hitam pada
cekaman kekeringan .................................................................. 35
4.5 Kemunduran umur berbunga (hari setelah semai) varietas padi
hitam pada cekaman kekeringan ............................................... 37
4.6 Panjang malai (cm) varietas padi hitam pada cekaman
kekeringan ………………….………………………………… 38
4.7 Jumlah gabah isi (biji) dan gabah hampa (biji) varietas padi
hitam pada cekaman kekeringan .............................................. 40
4.8 Berat 100 biji (g) dan berat biji per rumpun (g) varietas padi
hitam pada cekaman kekeringan ................................................ 43
4.9 Berat kering tanaman (g) varietas padi hitam pada cekaman
kekeringan .................................................................................. 46
4.10. Nisbah tajuk–akar varietas padi hitam pada cekaman
kekeringan .................................................................................. 48
4.11. Rata-rata kadar air relatif daun (%) pada enam varietas padi
hitam sebelum dan sesudah cekaman kekeringan …………….. 50
4.12 Skor menggulung dan kering daun pada fase vegetatif varietas
padi hitam selama cekaman kekeringan ..................................... 53
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
ix
DAFTAR GAMBAR
No. Judul Halaman
2.1 Kerangka pemikiran penelitian ………………………………... 20
4.1 Pertumbuhan tinggi tanaman (cm) varietas padi hitam pada
berbagai tingkat cekaman kekeringan ......................................... 28
4.2 Jumlah gabah isi (biji) dan gabah hampa (biji) ........................... 41
4.3 Kadar air relatif daun (%) varietas padi hitam selama cekaman
kekeringan berlangsung .............................................................. 51
4.4 Skor menggulung daun padi hitam pada fase vegetatif ............... 55
4.5 Skor menggering daun padi hitam pada fase vegetatif ............... 56
4.6 Kandungan amilosa (%) padi hitam pada berbagai tingkatan
kadar lengas ................................................................................. 57
4.7 Kandungan amilosa (%) varietas padi hitam pada tingkatan
kadar lengas ................................................................................. 58
4.8 Kandungan antosianin (ppm) varietas padi hitam pada berbagai
tingkatan kadar lengas ................................................................. 60
4.9 Hubungan antara kadar lengas dan kandungan antosianin pada
varietas padi hitam ...................................................................... 61
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
x
DAFTAR LAMPIRAN
No. Judul Halaman
1. Rekapitulasi Data Hasil Analisis Ragam ………………………. 77
2.
Data Hasil Pengamatan Tinggi Tanaman (Minggu Setelah
Semai) …………………………………………………………... 78
3. Data Hasil Pengamatan Jumlah Anakan, Jumlah Anakan
Produktif, Umur Berbunga, Panjang Malai, Gabah Isi, dan
Gabah Hampa…………………………………………………… 79
4. Data Hasil Pengamatan Berat 100 biji, Berat Gabah per
Rumpun, Berat Kering Tanaman, dan NisbahTajuk Akar ……... 80
5. Data Hasil Pengamatan Kadar Air Relatif Daun, dan Kepekaan
Kekeringan ………………………………….…………………. 81
6. Data Hasil Pengamatan Kadar Amilosa dan Kadar Antosianin ... 82
7. Hasil Sidik Ragam Tinggi Tanaman …………………………… 83
8. Hasil Sidik Ragam Jumlah Anakan …………………………….. 85
9. Hasil Sidik Ragam Jumlah Anakan Produktif ………………….. 85
10. Hasil Sidik Ragam Umur Berbunga ……………………………. 86
11. Hasil Sidik Ragam Panjang Malai ……………………………... 86
12. Hasil Sidik Ragam Jumlah Gabah Isi …………………………... 86
13. Hasil Sidik Ragam Jumlah Gabah Hampa …………………...… 86
14. Hasil Sidik Ragam Berat 100 biji …………….………………… 87
15. Hasil Sidik Ragam Berat Biji per Rumpun ……….……………. 87
16. Hasil Sidik Ragam Berat Brangkasan Kering ………………...... 87
17. Hasil Sidik Ragam Nisbah Tajuk-Akar ………………………… 87
18. Denah Penelitian …………………..……………….…………... 88
19. Perhitungan Perlakuan Cekaman Kekeringan ………………….. 89
20. Analisa Kadar Amilosa berdasarkan metode IRRI (1971) ……... 90
21. Korelasi antar karakter padi hitam pada kondisi cekaman
kekeringan .................................................................................... 92
22. Gambar–gambar penelitian …..…………………..………….…. 93
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xi
ABSTRAK
Samyuni, 2015. “Toleransi Varietas Padi Hitam (Oryza sativa L.) pada
Berbagai Tingkat Cekaman Kekeringan”. Tesis. Pembimbing I: Prof. Dr. Ir.
Edi Purwanto, M.Sc, dan Pembimbing II: Dr. Ir. Supriyadi, M.S. Program
Pascasarjana, Program Studi Agronomi, Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Penelitian bertujuan untuk mengukur tingkat ketahanan cekaman kekeringan
pada tingkat kadar lengas tanah yang berbeda terhadap karakter pertumbuhan,
perubahan biokimiawi dan hasil pada beberapa varietas padi hitam.
Penelitian dilaksanakan di Rumah Kaca Fakultas Pertanian UNS mulai
bulan Agustus 2014 sampai Januari 2015. Penelitian dilaksanakan dengan
rancangan acak lengkap faktorial terdiri atas 2 faktor dengan 3 ulangan. Faktor
perlakuan I adalah kadar lengas pada 100, 80, 60 dan 40 persen kapasitas lapang.
Faktor perlakuan II adalah beberapa varietas padi hitam terdiri atas 6 varietas
yaitu Toraja, Jowo Melik, Wulung, Melik, Cempo Melik, dan Cempo Ireng.
Tolok ukur yang diamati adalah tinggi tanaman, jumlah anakan, jumlah
anakan produktif, umur berbunga, panjang malai, jumlah gabah isi, jumlah gabah
hampa, berat 100 biji, berat biji per rumpun, berat brangkasan kering, nisbah
tajuk–akar, kandungan air relatif daun, tingkat menggulung dan mengering daun,
kandungan amilosan dan kadar antosianin. Data dianalisis dengan sidik ragam dan
dilanjutkan dengan uji DMRT; tinggi tanaman disajikan dalam diagram garis;
kadar amilosa, antosianin, kepekaan terhadap kekeringan, dan kadar air relatif
dilakukan analisis secara deskriptif.
Hasil penelitian menunjukkan pertumbuhan padi hitam pada keadaan
cekaman kekeringan dengan kadar lengas tanah 80% kapasitas lapang
menunjukkan petumbuhan terbaik. Varietas Wulung mengalami penurunan tinggi
tanaman terendah sebesar 4,31% dan Melik penurunan tertinggi sebesar 13,20%
pada 40% kapasitas lapang. Varietas Toraja memiliki hasil terbaik dengan
ditunjukkan hasil terbesar pada berat gabah per rumpun (6,98 g) dan jumlah gabah
isi lebih banyak dari jumlah gabah hampa sampai penanaman pada 60% kapasitas
lapang. Sedangkan varietas Cempo Melik memiliki penurunan terbesar pada berat
gabah per rumpun (7,37 g) dan jumlah gabah isi lebih sedikit dari jumlah gabah
hampa dari penanaman 80% kapasitas lapang. Varietas Cempo Melik memiliki
kandungan amilosa (19,02%) dan antosianin (212,77 ppm) terbaik sehingga dapat
dipergunakan sebagai pangan fungsional yang lebih baik dari keenam varietas
padi hitam yang diuji. Toleransi terhadap cekaman kekeringan terbaik ditunjukkan
oleh varietas Cempo Ireng berdasarkan penurunan nilai terendah pada kandungan
air relatif daun (6,50%) dan skor menggulung daun (1–3), serta varietas Wulung
berdasarkan nisbah tajuk akar (6,86). Varietas Melik merupakan varietas paling
peka terhadap cekaman kekeringan berdasarkan penurunan nilai terbesar pada
nisbah tajuk akar (15,45), kandungan air relatif daun (21,73%), dan skor
menggulung daun (3–5) dari keenam varietas yang diuji.
.
Kata Kunci: cekaman kekeringan, toleransi, amilosa, antosianin
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xii
ABSTRACT
Samyuni, 2015 “The Tolerance of Black Rice (Oryza sativa L.) on Various
Level of Drought Stress”. Thesis. The first adviser: Prof. Dr. Ir. Edi Purwanto,
M.Sc., and the second adviser: Dr. Ir. Supriyadi, M.S. Agronomy Program of
Graduate School, Sebelas Maret University of Surakarta.
The objectives of this research are to measure the level of drought stress on
the different field capacity toward the plant growth character, biochemical change
and the yield on various of black rice.
The research was conducted at the green house of Agriculture Faculty of
Sebelas Maret University from August 2014 to January 2015. The research was
carried out by applying completely randomized design consisted of two factors
and three replication. The first treatment factor is the level of moisture content in
100, 80, 60 and 40 percent of field capacity. The second factor is the varieties,
namely Toraja, Jowo Melik, Wulung, Melik, Cempo Melik, and Cempo Ireng.
The parameter observed in this research are the height of the plant, a number
of tiller, productive tiller, anthesis, the panicle length, fertile grain, sterile grain,
100 grain weight, grain weight per clump, dry weight plant, shoot–root ratio,
relative water content of leaf, leaf rolling and leaf drying, amylose and
anthocyanin content. Data were analyzed by applying variance analysis and
continued by applying DMRT test; the plant height was displayed in the form of
line diagram; amylose content, anthocyanin content, drought sensitivity, and
relative water content were analyzed descriptively.
The results of this research indicate that the best increase of black rice inthe
drought stress is at 80 % field capacity. Wulung has the lowest decrease of plant
height, namely 4,31% and Melik has the highest decrease of plant height, namely
13,20% at 40% field capacity. Toraja has the best harvest at the drought stress up
to 60% field capacity and Cempo Melik indicates the biggest decrease of harvest
starts from 80% field capacity. Cempo Melik has the best amylose content
(19,02%) and anthocyanin content (212,77 ppm). Therefore, it can be applied to
be the best functional food of the six black paddies examined in this research. The
best tolerance of the drought stress is indicated by Cempo Ireng based on the
decrease of the lowest score at relative water content (6,50%) and the score of
rolling leaf score (1–3). It is also indicated by Wulung based on shoot root ratio
(6,86). Melik is the most sensitive variety toward the drought stress based on the
decrease of shoot root ratio (15,45), relative water content (21,73%), and the score
of rolling leaf (3–5).
Key words: drought stress, tolerance, amylose, anthocyanin
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
