Peningkatan Daya Adaptasi Beberapa Genotipe Kedelai Hitam (Glycine Soja) Dengan Pemberian Amelioran Air Pada Tanah Mineral Bergambut Lahan Pasang Surut

PENINGKATAN DAYA ADAPTASI BEBERAPA GENOTIPE
KEDELAI HITAM (Glycine soja) DENGAN PEMBERIAN
AMELIORAN AIR PADA TANAH MINERAL BERGAMBUT
LAHAN PASANG SURUT

HESTI PUJIWATI

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2016

PERNYATAAN MENGENAI DISERTASI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa disertasi berjudul Peningkatan Daya
Adaptasi Beberapa Genotipe Kedelai Hitam (Glycine soja) dengan Pemberian
Amelioran Air pada Tanah Mineral Bergambut Lahan Pasang Surut adalah benar
karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam
bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang
berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari
penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di

bagian akhir disertasi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.

Bogor, April 2016

Hesti Pujiwati
NIM A262120011

RINGKASAN
HESTI PUJIWATI. Peningkatan Daya Adaptasi Beberapa Genotipe Kedelai
Hitam (Glycine soja) dengan Pemberian Amelioran Air pada Tanah Mineral
Bergambut Lahan Pasang Surut. Dibimbing oleh MUNIF GHULAMAHDI,
SUDIRMAN YAHYA, SANDRA ARIFIN AZIZ dan OTENG HARIDJAJA.
Pengembangan kedelai hitam di lahan pasang surut dihadapkan pada
kendala tingginya cekaman Al dan Fe yang dapat mengganggu pertumbuhan dan
hasil tanaman. Penelitian secara umum bertujuan untuk mendapatkan mekanisme
toleransi kedelai hitam pada kondisi cekaman Al dan Fe serta mendapatkan
amelioran yang tepat dalam upaya pengembangan kedelai hitam di tanah mineral
bergambut pasang surut pada budidaya jenuh air (BJA).

Penelitian ini difokuskan pada studi fisiologi mekanisme toleransi kedelai
hitam terhadap cekaman Al dan Fe yang umum terjadi di lahan pasang surut.
Percobaan 1 merupakan percobaan kultur hara untuk mendapatkan mekanisme
adaptasi kedelai hitam terhadap Al dan Fe sebagai acuan ilmiah informasi strategi
tanaman untuk dapat bertahan pada lahan mineral bergambut. Percobaan 2
merupakan percobaan di rumah kaca untuk mendapatkan jenis amelioran yang
tepat dalam mengurangi cekaman Al dan Fe. Selanjutnya penelitian 3 merupakan
percobaan lapangan untuk mendapatkan produktivitas kedelai di tanah mineral
bergambut tipe luapan B yang dibandingkan dengan tanah mineral tipe luapan B
dan C.
Penentuan genotipe kedelai yang toleran dan peka terhadap cekaman Al dan
Fe ditentukan oleh indeks sensitifitas panjang akar. Berdasarkan indeks
sensitifitas panjang akar menunjukkan bahwa cekaman Fe menyebabkan
Tanggamus dan Cikuray menjadi genotipe yang toleran (0.2 dan 0.1 mM Fe),
Lokal Malang, Ceneng, Detam 1 menjadi genotipe moderat (0.1 mM Fe), Malika
dan Detam 2 menjadi genotipe yang peka (0.1 mM Fe). Cekaman Al genotipe
Tanggamus, Cikuray, Lokal Malang menjadi genotipe toleran (0.5 mM Al),
Ceneng, Malika, Detam 1, Detam 2 menjadi genotipe peka (0.5 mM Al).
Cekaman Al + Fe menyebabkan Tanggamus dan Cikuray menjadi genotipe
toleran (0.5 mM Al + 0.1 mM Fe), Lokal Malang merupakan genotipe moderat

(0.5 mM Al + 0.1 mM Fe), Ceneng, Malika, Detam 1, Detam 2 menjadi goenotipe
peka (0.5 mM Al + 0.1 mM Fe). Mekanisme adaptasi terhadap cekaman Al dan
Fe melalui pengamatan akumulasi asam organik pada genotipe toleran dan peka.
Genotipe toleran (Cikuray) mengakumulasi asam sitrat dan asam malat yang nyata
lebih tinggi pada cekaman 0.5 mM Al + 0.1 mM Fe dibandingkan kontrol.
Cekaman ganda Al + Fe menyebabkan penghambatan pertumbuhan yang lebih
tinggi dan kerusakan akar yang lebih besar dibandingkan cekaman tunggalnya.
Teknologi BJA mampu meningkatkan pertumbuhan dan hasil kedelai hitam
dibandingkan dengan budidaya kering. BJA nyata meningkatkan tinggi tanaman,
jumlah daun, jumlah cabang, panjang akar, bobot kering tajuk, jumlah polong dan
bobot biji per tanaman dibandingkan dengan budidaya kering. Amelioran air
gambut nyata meningkatkan jumlah polong dan bobot biji per tanaman.
Teknologi produksi tanaman melalui BJA dan pemberian amelioran
mempengaruhi pertumbuhan dan hasil kedelai hitam di tanah mineral bergambut
tipe luapan B yang memiliki cekaman Fe yang tinggi. Terdapat interaksi antara

kedalaman muka air dan genotipe. Kedalaman muka air 20 cm dengan genotipe
Ceneng nyata meningkatkan produktivitas kedelai di tanah mineral bergambut tipe
luapan B dan perlakuan amelioran tidak berbeda nyata.
Penerapan BJA dan pemberian amelioran pada tanah mineral tipe luapan B

yang memiliki cekaman ganda Al dan Fe menunjukkan bahwa tidak terdapat
interaksi antara kedalaman muka air, amelioran dan genotipe. Tingginya cekaman
Al dan Fe pada tanah mineral tipe luapan B menyebabkan pengaruh pengaturan
kedalaman muka air 10 dan 20 cm belum dapat meningkatkan produksi. Air
gambut mampu meningkatkan bobot biji per tanaman dan bobot biji petak panen.
Kandungan asam humat dan asam fulfat pada air gambut dapat mengurangi
cekaman Al dan Fe. Asam-asam organik tersebut dapat membentuk ikatan
kompleks dengan Al dan Fe.
Pertumbuhan dan hasil kedelai terbaik berturut-turut pada tanah mineral tipe
luapan C, mineral bergambut tipe luapan B dan tanah mineral tipe luapan B
dengan produktivitas masing-masing sebesar 4.60, 3.65 dan 0.32 ton ha-1.
Perbedaan pertumbuhan dan hasil pada ketiga kondisi lahan disebabkan oleh
faktor pembatas yang berbeda. Semakin banyak cekaman lingkungan
menyebabkan penghambatan pertumbuhan dan hasil tanaman yang lebih besar.
Kata kunci: mineral bergambut, peka, toleran

SUMMARY
HESTI PUJIWATI. Improving Black Soybean (Glycine soja) Genotype
Adaptation with Water Ameliorant on Tidal Swamp Peaty Mineral Soil.
Supervised by MUNIF GHULAMAHDI, SUDIRMAN YAHYA, SANDRA

ARIFIN AZIZ and OTENG HARIDJAJA
Black soybean development in tidal swamp with the constraints of the high
stress of Al and Fe could interfere with the growth and yield. This research aims
to find black soybean tolerance mechanisms in Al and Fe stress conditions as well
as getting the right ameliorant in the development of black soybean cultivation in
peaty mineral soil on saturated soil culture.
The research focused on the study of the physiology of black soybean
tolerance mechanisms to Al and Fe stress are common in tidal swamp area.
Experiment 1 is a nutrient culture experiments to find black soybean adaptation
mechanism to Al and Fe as a scientific reference information the strategy of plant
to survive on peaty mineral soil. Experiment 2 was design in green house to find
the right kind of ameliorant to out come Al and Fe toxicities. Fieldwork carried
out as a calibration in greenhouse experiment. Further research 3 is a field trial to
obtain soybean productivity in peaty mineral soil overflow type B are compared
with mineral soil overflow type B and C.
Determining of the tolerant and sensitive soybean genotypes to Al and Fe
stress are demonstrated by the length of root sensitivity index. Evaluation of seven
soybean genotypes showed that Fe stress led Tanggamus and Cikuray grouped
into tolerant genotypes (0.2 and 0.1 mM Fe), Local Malang, Ceneng, Detam 1 to
moderate genotypes (0.1 mM Fe), and Malika and Detam 2 to sensitive genotype

(0.1 mM Fe). In other hand, Al stress showed the grouping of Tanggamus,
Cikuray, Local Malang genotype into tolerant genotypes (0.5 mM Al), Ceneng,
Malika, Detam 1, Detam 2 determined into sensitive genotype (0.5 mM Al).
Stress of Al + Fe caused Tanggamus and Cikuray grouped into tolerant genotypes
(0.5 mM Al + 0.1 mM Fe), Local Malang is determined as moderate genotype
(0.5 mM Al + 0.1 mM Fe), Ceneng, Malika, Detam 1, Detam 2 becomes sensitive
genotype (0.5 mM Al + 0.1 mM Fe). The mechanism of adaptation Al and Fe
stress was done by observing the accumulation of organic acids in tolerant and
susceptible genotypes. Tolerant genotypes (Cikuray) accumulated citric acid and
malic acid significantly higher at 0.5 mM Al + 0.1 mM Fe than controls. Al + Fe
double stresses caused inhibition of plant growth and the root damage greater than
the only one stress.
Saturated soil culture technology enhances growth and yield of black
soybean compared to dry-land cultivation. Saturated soil culture real increase
plant height, leaf number, number of branches, root length, shoot dry weight,
number of pods and seed weight per plant compared to dry-land cultivation.
Ameliorant of peat water significantly increased the number of pods and weight of
seed per plant.
Plant production technology through saturated soil culture and substitution
of ameliorant affected growth and yield of black soybean in peat-mineral soil with

submerged area B type which have a high of Fe stress. There is interaction

between the depth of water surface and genotype. The water depth of 20 cm and
using Ceneng genotype was significantly increasing soybean productivity in peatmineral soil with submerged area B types and the ameliorant treatments were not
significantly different.
Implementation of saturated soil culture and substitution of ameliorant on
mineral soils with submerged area type B which has a double stress of Al and Fe
showed that there is no interaction between the depth of the water surface,
ameliorant and genotype. The intensive stress of Al and Fe in mineral soil with
submerged area type caused the effect of the water surface depth management
between level of 10 cm and 20 cm in peat area was different. The acid water in
peat area is able to increase the weight of seeds per plant and real seed weight per
plot. Humic acid content and acid in peat water reduces the stress caused by high
Al and Fe. Organic acids can form complex bonds with Al and Fe.
The best plant growth and productivity of soybean was on mineral soil with
submerged area C types, peat-mineral soil with submerged area B type and
mineral soil with submerged area B type, respectively 4.60, 3.65 and 0.32 tons
ha-1. The difference between growth and productivity in those land conditions
caused by the constraint. The greater following environmental stress causes
significant higher inhibition of the growth and yield level.

Keywords: peaty mineral, sensitive, tolerant

© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2016
Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan
atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan,
penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau
tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan
IPB
Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis ini
dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB

PENINGKATAN DAYA ADAPTASI BEBERAPA GENOTIPE
KEDELAI HITAM (Glycine soja) DENGAN PEMBERIAN
AMELIORAN AIR PADA TANAH MINERAL BERGAMBUT
LAHAN PASANG SURUT

HESTI PUJIWATI

Disertasi

sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Doktor
pada Program Studi Agronomi dan Hortikultura

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2016

Penguji pada Ujian Tertutup: 1. Prof Dr Ir Didy Sopandie, MAgr
2. Ir Atang Sutandi MSi PhD
Penguji pada Sidang Promosi:1. Prof Dr Ir Didy Sopandie, MAgr
2. Dr Ir Dedi Nursyamsi, MAgr

k2kKt