Dokumen tersebut membahas tentang upaya meningkatkan produktivitas padi di lahan pasang surut dengan mengatasi masalah keracunan besi. Secara ringkas, dokumen menjelaskan bahwa (1) keracunan besi merupakan kendala utama produksi padi di lahan pasang surut, (2) penelitian ini bertujuan menguji kombinasi penggunaan genotipe toleran dan ameliorasi lahan menggunakan Salvinia sp. untuk mengendalikan keracun

1. BAB I. PENDAHULUAN
Latar Belakang
Padi merupakan komoditas yang penting dan strategis, dimana kebutuhan
akan konsumsi beras ini terus meningkat seiring dengan meningkatnya jumlah
penduduk, hal ini mengisyaratkan perlunya peningkatan produksi beras di
Indonesia. Peningkatan produksi beras di Indonesia menghadapi tantangan
semakin berat, karena berkurangnya lahan subur di pulau Jawa akibat konversi
lahan ke non pertanian. Lahan pasang surut merupakan salah satu alternatif dalam
mengatasi semakin menyusutnya lahan-lahan subur di pulau Jawa akibat konversi
lahan. Luas lahan pasang surut di Indonesia diperkirakan sekitar 20.1 juta ha, dan
sekitar 9.53 juta ha berpotensi untuk dijadikan sebagai lahan pertanian
(Alihamsyah 2004). Walaupun lahan pasang surut mempunyai potensi sebagai
sumber produksi padi, namun produktivitas padi di lahan ini masih rendah.
Berdasarkan jangkauan air pasang, lahan pasang surut dibagi berdasarkan
tipe luapannya yaitu : 1) tipe luapan A, terluapi air pasang baik pasang besar
maupun kecil, 2) tipe luapan B, hanya terluapi air pada pasang besar saja, 3) tipe
luapan C, tidak terluapi air pasang tapi kedalaman air tanahnya < 50 cm, 4) tipe
luapan D, tidak terluapi air kedalaman air tanahnya > 50 cm. Berdasarkan
tipologinya dari 20.1 juta ha lahan pasang surut terdiri dari lahan gambut 10.9 juta
ha, kemudian diikuti lahan sulfat masam (6.7 juta ha), lahan potensial (2.1 juta ha)
dan lahan salin 0.4 juta ha (Widjaya Adhi 1986; Alihamsyah 2004). Lahan pasang
surut sulfat masam merupakan lahan yang mempunyai kendala lebih berat, karena
mempunyai lapisan pirit yang apabila teroksidasi mengakibatkan pH tanah yang
sangat masam, kandungan unsur meracun Al. Fe dan H2S yang tinggi serta
kandungan dan ketersediaan hara yang rendah (Sarwani et al. 1994).
Keracunan besi pada padi merupakan salah satu faktor pembatas produksi
padi di lahan sawah yang dapat menurunkan hasil padi 12-100 % (Sahrawat 2000;
Sahrawat et al. 2004; Sahrawat 2010). Keracunan besi merupakan stress fisiologi
pada tanaman padi yang umum dijumpai di lahan pasang surut dan merupakan
kendala utama dalam produksi padi. Keracunan besi pada padi selain disebabkan
tingginya kadar besi di dalam tanah juga dapat disebabkan oleh faktor lingkungan

2. 2
seperti ketidakseimbangan hara, tanah selalu tergenang (Sahrawat et al. 2004) dan
penggunaan genotipe padi yang peka seperti varietas IR 64 (Suhartini 2004;
Suhartini dan Makarim 2009).
Dalam pertanian berkelanjutan, selain berupaya meningkatkan
produktivitas juga berupaya memperbaiki dan menjaga kualitas lahan. Hasil-hasil
penelitian menunjukkan bahwa penggunaan genotipe toleran, pemupukan
berimbang dan ameliorasi lahan menggunakan bahan organik dan kapur dapat
mengatasi keracunan besi dan meningkatkan kualitas lahan dan produktivitas padi.
Pengapuran walaupun telah diketahui dapat meningkatkan produktivitas padi dan
mengurangi keracunan Fe, namun bahan ini sulit diperoleh di lokasi. Pemanfaatan
bahan organik yang banyak terdapat di lokasi untuk ameliorasi lahan merupakan
salah satu cara penggunaan input yang lebih murah, ramah lingkungan dan
mengurangi penggunaan bahan kimia seperti pupuk anorganik.
Penggunaan genotipe toleran merupakan cara yang lebih murah dan mudah
diaplikasikan oleh petani, namun demikian genotipe toleran kadang-kadang tidak
selalu mampu beradaptasi secara luas untuk semua kondisi lahan. Penggunaan
varietas yang telah dilepas dan direkomendasikan untuk lahan pasang surut yang
bermasalah keracunan besi menunjukkan hasil yang beragam dan tidak konsisten
baik antar lokasi maupun antar musim. Perbedaan hasil mungkin disebabkan
karena sangat beragamnya karakteristik tanah di lahan pasang surut dan
beragamnya kemampuan tanaman dalam beradaptasi dengan kadar besi di dalam
tanah. Hal ini menunjukkan perlunya penggunaan genotipe padi yang spesifik
lokasi dalam meningkatkan produktivitas padi di lahan pasang surut yang
bermasalah dengan keracunan besi.
Penggunaan bahan organik selain dapat mengurangi kadar Al/Fe di dalam
tanah dengan reaksi pengkelatan asam-asam organik, hasil dekomposisi bahan
organik juga memberikan sumbangan hara makro seperti N, P, K dan unsur hara
mikro. Hasil penelitian Noor dan Jumberi (1998) menunjukkan pemberian jerami
padi dengan dosis 5.0 t/ha di lahan pasang surut bukaan baru Kalimantan Tengah
dapat meningkatkan hasil padi varietas IR 64 27% dan varietas Kapuas 58%
dibandingkan tanpa bahan organik. Pemberian kompos jerami padi selain dapat

3. 3
meningkatkan hasil padi juga dapat mengurangi kadar besi dan sulfat di lahan
pasang surut (Jumberi dan Alihamsyah 2004).
Salah satu sumber bahan organik yang potensial selain jerami padi dan
pupuk kandang adalah Salvinia sp. Salvinia sp. merupakan tumbuhan air yang
banyak terdapat di lahan rawa, sehingga Salvinia sp. merupakan salah satu
alternatif penyediaan bahan organik baik secara ex-situ maupun secara in-situ
ditumbuhkan di lahan pertanaman padi. Selain itu Salvinia sp. juga mempunyai
tingkat pertumbuhan dan produktivitas biomas yang tinggi sehingga potensial
digunakan sebagai sumber pupuk organik (Schneider dan Rubio 1999; Oguin et al.
2002; Oguin et al. 2003).
Penggunaan genotipe padi toleran atau agak toleran yang spesifik lokasi
dan ameliorasi lahan menggunakan bahan organik seperti limbah pertanian dan
Salvinia sp. diharapkan dapat mengendalikan keracunan Fe dan meningkatkan
produktivitas padi di lahan pasang surut.
Rumusan Masalah
Untuk mengatasi keracunan besi dan meningkatkan produktivitas padi di
lahan pasang surut bermasalah keracunan besi dapat dilakukan dengan
memperbaiki lingkungan tumbuh seperti pemupukan berimbang, ameliorasi lahan,
pengaturan air dan menggunakan varietas toleran. Penggunaan bahan amelioran
seperti kapur telah diketahui mampu meningkatkan pH tanah dan menekan
kelarutan besi dalam tanah, namun demikian untuk memberikan dalam dosis 1-2
t/ha bahan ini sulit dicari di lokasi dan sering tidak tersedia. Pengelolaan air di
lahan pasang surut juga telah diketahui dapat memperbaiki kualitas lahan, namun
infrastruktur seperti saluran dan pintu-pintu air tidak seluruhnya ada dan berfungsi.
Pada musim hujan sering air kelebihan di lahan sawah dan tidak bisa didrainase
atau dibuang ke saluran, sehingga lahan yang selalu tergenang ini memicu
terjadinya keracunan besi pada tanaman.
Menurut Alihamsyah (2002), strategi yang dapat dilakukan dalam
meningkatkan produktivitas padi di lahan pasang surut adalah dengan cara
mengintegrasikan antara : (1) perbaikan lingkungan tumbuh tanaman, dan (2)
menggunakan genotipe yang toleran. Pemilihan genotipe yang tepat sesuai

4. 4
dengan adaptasi tanaman terhadap cekaman lingkungan merupakan salah satu cara
dalam mengatasi keracunan besi. Sebagian petani telah menggunakan limbah
panen seperti jerami padi dan pupuk kandang sebagai ameliorasi lahan maupun
sebagai pupuk organik. Selain itu di lahan rawa pasang surut ternyata juga banyak
terdapat Salvinia sp. di saluran-saluran maupun di lahan pertanaman padi.
Salvinia sp. belum banyak dimanfaatkan oleh petani sebagai pupuk organik dan
sebagian petani menganggap sebagai gulma. Dalam penelitian ini mencoba
menggunakan Salvinia sp. sebagai alternatif bahan untuk ameliorasi lahan selain
jerami padi dan pupuk kandang. Langkah-langkah (roadmap) yang dilakukan
dalam upaya memecahkan permasalahan dalam mengatasi keracunan besi di lahan
pasang surut dapat digambarkan dalam diagram alir kegiatan penelitian berikut
(Gambar 1.1).
Gambar 1.1. Diagram Alir Kegiatan Penelitian
STUDI PENGENDALIAN KERACUNAN BESI PADA PADI DI LAHAN PASANG SURUT
MELALUI KERAGAMAN GENOTIPE PADI DAN AMELIORASI LAHAN
(1) Pengaruh konsentrasi Fe dalam media
larutan hara terhadap gejala keracunan Fe
(3a) Evaluasi Salvinia sp yang adaptif
terhadap Fe dalam media larutan hara
(2) Evaluasi toleransi genotipe padi
terhadap keracunan Fe dalam larutan hara
(3b) Evaluasi Salvinia sp yang adaptif
pada media tanah lahan pasang surut
(4a) Kombinasi genotipe padi dan ameliorasi lahan dalam mengendalikan
keracunan Fe di lahan pasang surut (MT. I )
(4b) Kombinasi genotipe padi dan residu ameliorasi dalam mengendalikan
keracunan Fe di lahan pasang surut (MT. II)
Perc. Rumah
Kaca (2010)
Perc. Lapang di dua
lokasi (2011)

5. 5
Tujuan Penelitian
Penelitian bertujuan untuk :
1. Mendapatkan konsentrasi besi dalam larutan hara yang menyebabkan
gejala keracunan besi ringan, sedang dan berat pada padi sebagai dasar
seleksi padi.
2. Mendapatkan genotipe padi yang toleran terhadap keracunan Fe dengan
produktivitas tinggi
3. Mempelajari mekanisme toleransi genotipe padi terhadap keracunan Fe.
4. Mendapatkan Salvinia sp. yang adaptif, cepat tumbuh dengan biomas
tinggi pada media larutan hara dan di lahan pasang surut
5. Mempelajari pengaruh genotipe padi, ameliorasi lahan dan kombinasinya
terhadap keracunan besi dan produktivitas padi pada tingkat cekaman Fe
dan musim tanam berbeda.
Kerangka Pemikiran
Lahan pasang surut yang luas dengan air yang relatif selalu tersedia sangat
potensial sebagai sumber produksi padi, karena sumber air bukan saja dari air
hujan tetapi juga dari pasang surutnya air laut. Walaupun demikian, lahan pasang
surut di Indonesia dengan luas 20.1 juta ha, sebagian dari lahan tersebut
merupakan tanah sulfat masam (6.7 juta ha) dengan produktivitas padi yang
masih rendah (Alihamsyah 2004). Keracunan besi merupakan stress fisiologi
pada tanaman padi yang umum dijumpai di lahan pasang surut sulfat masam yang
disebabkan tingginya kadar besi ferro (Fe2+
) di dalam tanah. Keracunan besi
mengakibatkan rendahnya produktivitas padi dan dapat menurunkan hasil 12-
100% (Sahrawat 2000; Sahrawat et al. 2004; Sahrawat 2010) .
Bentuk besi di dalam tanah dipengaruhi oleh reaksi oksidasi-reduksi.
Dalam keadaan tergenang (reduktif) besi berada dalam bentuk Fe+2
, sedangkan
dalam kondisi oksidatif besi berada dalam bentuk Fe+3
, padi menyerap Fe dalam
bentuk Fe+2
. Keracunan Fe disebabkan tingginya serapan Fe+2
dalam jaringan
tanaman padi yang disebabkan tingginya kadar Fe di dalam tanah yang juga
berhubungan dengan ketidakseimbangan hara mineral (stres hara) yang

6. 6
mempengaruhi pertumbuhan tanaman. Hasil-hasil penelitian menunjukkan padi
yang keracunan Fe mempunyai korelasi dengan rendahnya kadar hara P, K, Ca
dan Zn dalam jaringan tanaman padi. Keracunan besi juga disebabkan kondisi
lingkungan yang selalu dalam keadaan tergenang (reduktif) dengan drainase jelek
mengakibatkan semakin tingginya kadar Fe+2
yang tereduksi dalam tanah
(Sahrawat et al. 2004). Keracunan Fe berhubungan juga dengan genotipe tanaman,
genotipe padi yang peka menyebabkan semakin parahnya keracunan Fe dan
mengakibatkan rendahnya produktivitas padi (Suhartini 2004; Suhartini dan
Makarim 2009).
Strategi yang dapat dilakukan dalam mengendalikan keracunan besi dan
meningkatkan produktivitas padi di lahan pasang surut : (1) perbaikan lingkungan
tumbuh tanaman dengan pemupukan berimbang untuk memperkuat ketahanan
genotipe terhadap keracunan Fe, penggunaan bahan amelioran (bahan organik,
kapur) dan pengelolaan air untuk mengurangi kadar Fe di dalam tanah, (2)
menggunakan genotipe yang toleran terhadap keracunan besi, atau (3) integrasi
antara keduanya (Alihamsyah 2002).
Pendekatan dengan perbaikan lingkungan tumbuh untuk menekan kadar Fe
dan meningkatkan kadar hara biasanya menggunakan bahan dalam dosis yang
tinggi sehingga memerlukan biaya besar. Menggunakan genotipe toleran
merupakan cara yang lebih murah dan mudah diaplikasikan oleh petani, namun
demikian perakitan genotipe toleran memerlukan waktu yang lama dan biasanya
varietas yang dihasilkan tidak selalu mampu beradaptasi secara luas. Varietas yang
toleran terhadap stress Fe juga biasanya mempunyai potensi hasil yang tidak terlalu
tinggi.
Penggunaan atau pemilihan varietas hendaknya disesuaikan dengan
cekaman lingkungan dimana padi akan ditanam. Pada cekaman ringan tidak perlu
menggunakan varietas yang toleran, tetapi sebaiknya menggunakan varietas
dengan potensi hasil tinggi. Pada lingkungan dengan cekaman sedang, sebaiknya
menggunakan varietas dengan potensi tinggi dan agak toleran terhadap keracunan
Fe. Pada cekaman berat sebaiknya menggunakan varietas yang toleran, atau agak
toleran dengan sedikit perbaikan lingkungan dengan ameliorasi lahan
menggunakan bahan organik. Pendekatan yang terintegrasi antara penggunaan

7. 7
genotipe toleran atau agak toleran dan perbaikan lingkungan tumbuh dengan bahan
organik merupakan strategi yang dapat dilakukan dalam mengatasi keracunan Fe di
lahan pasang surut.
Penerapan penggunaan genotipe padi toleran/agak toleran dan perbaikan
lingkungan tumbuh dengan menggunakan ameliorasi lahan dengan bahan organik
seperti Salvinia sp. maupun limbah panen diharapkan akan dapat meningkatkan
produktivitas padi dan pendapatan petani di lahan pasang surut. Meningkatnya
produktivitas di harapkan juga akan mendorong semakin banyak petani yang
menanam padi unggul yang berimplikasi akan semakin meningkatnya luas dan
intensitas tanam padi di lahan pasang surut. Meningkatnya luas dan intensitas
tanam akan meningkatkan produksi padi dan beras di lahan pasang surut yang
selama ini dianggap sebagai lahan marginal atau lahan suboptimal.
Hipotesis
Hipotesis yang diajukan dalam penelitian adalah :
1. Konsentrasi besi dalam larutan hara yang berbeda menyebabkan tingkat
keracunan besi yang berbeda (ringan, sedang dan berat)
2. Genotipe padi memiliki perbedaan toleransi terhadap tingkat
keracunan Fe pada konsentrasi Fe yang berbeda.
3. Mekanisme toleransi antara genotipe padi peka dan toleran terhadap
keracunan besi berbeda.
4. Terdapat Salvinia sp. yang adaptif, cepat tumbuh dengan biomas
tinggi, pada media larutan hara dan lahan pasang surut.
5. Genotipe padi, ameliorasi lahan dan kombinasinya dapat
mengendalikan keracunan besi dan meningkatkan produktivitas padi
pada tingkat cekaman Fe dan musim tanam yang berbeda.
Ruang Lingkup Penelitian
Penelitian yang telah dilaksanakan terdiri dari beberapa tahap kegiatan
yaitu :
A. Penelitian di Rumah Kaca/Laboratorium
1. Pengaruh Konsentrasi Besi dalam Larutan Hara terhadap Gejala
Keracunan Besi dan Pertumbuhan Tanaman Padi.

8. 8
2. Evaluasi Toleransi Genotipe Padi terhadap Keracunan Besi pada Dua
Level Konsentrasi Besi dalam Larutan Hara.
3. Evaluasi Adaptasi Salvinia sp. terhadap Konsentrasi Fe pada Media
Larutan Hara dan Media Tanah Lahan Pasang Surut
B. Penelitian lapangan
4. Pengaruh Genotipe Padi dan Ameliorasi Lahan serta Kombinasinya
terhadap Keracunan Besi dan Produktivitas Padi pada Dua Lokasi dan
Musim Tanam Berbeda di Lahan Pasang Surut.