SKRIPSI KANDUNGAN METABOLIT SEKUNDER HASIL BUDIDAYA KUNYIT DAN JAHE PADA KARAKTER TANAH DAN KETINGGIAN TEMPAT YANG BERBEDA

SKRIPSI KANDUNGAN METABOLIT SEKUNDER HASIL BUDIDAYA KUNYIT DAN JAHE PADA KARAKTER TANAH DAN KETINGGIAN TEMPAT YANG BERBEDA Oleh AZHAR FATAWI H0712038 PROGRAM STUDI AGROTEKNOLOGI FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2016 i

KANDUNGAN METABOLIT SEKUNDER HASIL BUDIDAYA KUNYIT DAN JAHE PADA KARAKTER TANAH DAN KETINGGIAN TEMPAT YANG BERBEDA SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan guna memperoleh derajat Sarjana Pertanian di Fakultas Pertanian Universitas Sebelas Maret Oleh: AZHAR FATAWI H0712038 PROGRAM STUDI AGROTEKNOLOGI FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2016 ii

SKRIPSI KANDUNGAN METABOLIT SEKUNDER HASIL BUDIDAYA KUNYIT DAN JAHE PADA KARAKTER TANAH DAN KETINGGIAN TEMPAT YANG BERBEDA Azhar Fatawi H0712038 Pembimbing Utama Pembimbing Pendamping I Komariah, STP., M.Sc., Ph.D. NIP. 197805232008122001 Prof. Dr. Ir. Bambang Pujiasmanto, M.S. NIP. 195602251986011001 Pembimbing Pendamping II Dr. Irmanida Batubara, SSi., MSi. NIP. 197508072005012001 Surakarta, Oktober 2016 Fakultas Pertanian UNS Dekan Prof. Dr. Ir. Bambang Pujiasmanto, M.S. NIP. 195602251986011001 iii

SKRIPSI KANDUNGAN METABOLIT SEKUNDER HASIL BUDIDAYA KUNYIT DAN JAHE PADA KARAKTER TANAH DAN KETINGGIAN TEMPAT YANG BERBEDA yang dipersiapkan dan disusun oleh Azhar Fatawi H0712038 telah dipertahankan di depan Tim Penguji pada tanggal :. dan dinyatakan telah memenuhi syarat untuk memperoleh gelar (derajat) Sarjana Pertanian Program Studi Agroteknologi Susunan Tim Penguji Ketua Anggota I Komariah, STP., M.Sc., Ph.D. NIP. 197805232008122001 Prof. Dr. Ir. Bambang Pujiasmanto, M.S. NIP. 195602251986011001 Anggota II Anggota III Dr. Irmanida Batubara, SSi., MSi. NIP. 197508072005012001 Prof. Dr. Samanhudi, S.P., M.Si. NIP. 196806101995031003 iv

PERNYATAAN Dengan ini saya Nama: Azhar Fatawi NIM: H0712038 Program Studi: Agroteknologi menyatakan bahwa dalam skripsi saya yang berjudul KANDUNGAN METABOLIT SEKUNDER HASIL BUDIDAYA KUNYIT DAN JAHE PADA KARAKTER TANAH DAN KETINGGIAN TEMPAT YANG BERBEDA ini tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar akademik dan sepanjang pengetahuan penulis juga tidak ada unsur plagiarisme, falsifikasi, fabrikasi karya, data, atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh penulis lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka. Surakarta, Oktober 2016 Yang menyatakan Azhar Fatawi H0712038 v

KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT atas rahmat dan karunianya sehingga rangkaian penelitian dan penulisan skripsi yang berjudul KANDUNGAN METABOLIT SEKUNDER HASIL BUDIDAYA KUNYIT DAN JAHE PADA KARAKTER TANAH DAN KETINGGIAN TEMPAT YANG BERBEDA ini dapat diselesaikan dengan baik. Skripsi ini disusun untuk memenuhi sebagian persyaratan guna memperoleh derajat Sarjana Pertanian di Fakultas Pertanian Universitas Sebelas Maret Surakarta. Penulis menyadari sepenuhnya bahwa penulisan dan penyusunan skripsi ini dapat berjalan baik dan lancar karena adanya pengarahan, bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada: 1. Prof. Dr. Ir. Bambang Pujiasmanto, M.S. selaku Dekan Fakultas Pertanian Universitas Sebelas Maret Surakarta dan sebagai Dosen Pembimbing Pendamping I yang telah memberikan bimbingan kepada penulis selama penulisan skripsi ini. 2. Prof. Dr. Ir. Hadiwiyono, M. Si selaku Kepala Program Studi Agroteknologi Fakultas Pertanian Universitas Sebelas Maret Surakarta. 3. Komariah, S.TP., M.Sc., Ph.D. selaku Dosen Pembimbing Utama yang selalu memberikan dukungan, bimbingan dan arahan dari awal penelitian hingga akhir penulisan skripsi ini. 4. Dr. Irmanida Batubara, SSi., MSi selaku Dosen Pembimbing Pendamping II yang selalu memberikan dukungan, bimbingan dan arahan dari awal penelitian hingga akhir penulisan skripsi ini. 5. Prof. Dr. Samanhudi, S.P., M.Si. selaku Dosen Pembahas yang telah memberikan bimbingan, masukan dan saran dalam penyusunan skripsi. 6. Dr. Ir. Pardono M.S selaku pembimbing akademik yang selalu memberi dukungan, bimbingan dan arahan selama menempuh pendidikan di Fakultas Pertanian. vi

7. Keluarga besar saya terkhusus kedua orang tua (Bapak Djamari dan Ibu Sudjarmi) dan adik tercinta (Ashrul Muhtadi) yang selalu memberikan doa, semangat, nasihat, dukungan moral dan material untuk penulis. 8. Kementerian Riset Teknologi Dan Pendidikan Tinggi Republik Indonesia yang telah memberikan beasiswa bidik misi, sehingga penulis memiliki kesempatan menuntut ilmu di UNS. 9. Teman-teman Agroteknologi 2012 TUNAS yang tidak dapat disebutkan namanya satu per satu untuk waktu, ilmu, dan bantuan selama menjalani aktivitas bersama. 10. Arlindo Fernando M sebagai partner penelitian ini, yang membantu dalam bentuk ilmu maupun nasihat dan semangat. 11. Semua pihak yang telah membantu demi kelancaran penelitian dan penulisan skripsi ini yang tidak dapat disebutkan satu per satu. Penulis menyadari bahwa penulisan skripi ini belum sempurna. Namun penulis berharap tulisan ini dapat bermanfaat untuk pengembangan ilmu pengetahuan selanjutnya, bagi penulis khususnya dan pembaca pada umumnya. Semoga skripsi ini bermanfaat bagi banyak pihak. Surakarta, Oktober 2016 Penulis vii

DAFTAR ISI Halaman KATA PENGANTAR... vi DAFTAR ISI... viii DAFTAR TABEL... x DAFTAR GAMBAR... xii DAFTAR LAMPIRAN... xiii RINGKASAN... xiv SUMMARY... xv I. PENDAHULUAN... 1 A. Latar belakang... 1 B. Perumusan masalah... 3 C. Tujuan dan manfaat penelitian... 3 II. TINJAUAN PUSTAKA... 4 A. Kunyit dan Jahe... 4 1. Kunyit... 4 2. Jahe... 5 B. Metabolit Sekunder pada Kunyit dan Jahe serta Faktor yang Mempengaruhi... 6 1. Kunyit... 6 2. Jahe... 8 C. Pengaruh Jenis dan Karakter Tanah terhadap Metabolit Sekunder... 8 D. Pengaruh Ketinggian Tempat terhadap Metabolit Sekunder... 10 III. METODE PENELITIAN... 11 A. Lokasi Penelitian... 11 B. Alat dan Bahan Penelitian... 11 1. Alat... 11 2. Bahan... 11 C. Perancangan Penelitian... 12 D. Teknik Penentuan Sampel... 12 viii

DAFTAR ISI (Lanjutan) E. Jenis dan Sumber Data... 12 F. Teknik Pengumpulan Data... 13 G. Analisis Data... 13 IV. HASIL DAN PEMBAHASAN... 14 A. Karakteristik Wilayah... 14 B. Properti Tanah... 17 C. Perbandingan Karakter Tanah setiap Lokasi... 21 D. Metabolit Sekunder... 23 1. Metabolit Sekunder Kunyit... 26 2. Metabolit Sekunder Jahe... 31 V. KESIMPULAN DAN SARAN... 37 A. Kesimpulan... 37 B. Saran... 37 DAFTAR PUSTAKA... 38 LAMPIRAN... 46 ix

DAFTAR TABEL Nomor Judul Halaman 1. Jenis dan sumber data penelitian... 12 2. Lokasi penelitian dengan jenis tanah dan ketinggian tempat... 15 3. Rekapan hasil analisis sifat kimia tanah pada semua lokasi penelitian... 17 4. Rekapan hasil uji t berpasangan karakter tanah antar lokasi penelitian... 22 5. Korelasi variabel tanah dan metabolit sekunder kunyit dan jahe pada semua lokasi... 24 6. Kadar metabolit sekunder kunyit dan jahe pada setiap lokasi secara deskriptif... 24 7. Hasil uji t berpasangan metabolit sekunder kunyit antar lokasi... 26 8. Hasil uji t berpasangan metabolit sekunder jahe antar lokasi... 26 9. Korelasi variabel tanah dengan metabolit sekunder kunyit pada setiap lokasi... 27 10. Korelasi variabel tanah dengan metabolit sekunder jahe pada setiap lokasi... 32 Dalam lampiran 11. Deskripsi tempat penelitian... 49 12. Curah hujan setiap kecamatan... 50 13. Tekstur tanah... 51 14. Uji t berpasangan ph tanah antar lokasi... 52 15. Uji t berpasangan KTK tanah antar lokasi... 52 16. Uji t berpasangan bahan organik tanah antar lokasi... 52 17. Uji t berpasangan klei tanah antar lokasi... 52 18. Uji t berpasangan debu tanah antar lokasi... 53 19. Uji t berpasangan pasir tanah antar lokasi... 53 20. Uji t berpasangan N total tanah antar lokasi... 53 21. Uji t berpasangan P tersedia tanah antar lokasi... 53 22. Uji t berpasangan K tanah antar lokasi... 53 x

Daftar Tabel (Lanjutan) 23. Perhitungan penurunan suhu terhadap ketinggian tempat (altitude)... 54 24. Data klimatologi stasiun Puslitbang FP UNS Kecamatan Jumantono... 55 25. Korelasi kunyit semua lokasi... 56 26. Korelasi jahe semua lokasi... 57 27. Uji t berpasangan bisdesmetoksi kurkumin antar lokasi... 58 28. Uji t berpasangan demetoksi kurkumin antar lokasi... 58 29. Uji t berpasangan kurkumin antar lokasi... 58 30. Uji t berpasangan kurkuminoid antar lokasi... 58 31. Uji paired t-test 6-gingerol antar lokasi... 59 32. Uji paired t-test 8-gingerol antar lokasi... 59 33. Uji paired t-test 10-gingerol antar lokasi... 59 34. Uji paired t-test total gingerol antar lokasi... 59 35. Uji paired t-test 6-shogaol antar lokasi... 59 36. Korelasi analisis tanah dengan metabolit sekunder kunyit di Bakalan... 60 37. Korelasi analisis tanah dengan metabolit sekunder kunyit di Kerjo... 61 38. Korelasi analisis tanah dengan metabolit sekunder kunyit di Sambirejo... 62 39. Korelasi analisis tanah dengan metabolit sekunder jahe di Kemuning... 63 40. Korelasi analisis tanah dengan metabolit sekunder jahe di Kerjo... 64 xi

DAFTAR GAMBAR Nomor Judul Halaman 1. Curah hujan tahunan di setiap kecamatan... 16 2. Pengaruh altitude terhadap kandungan metabolit sekunder kunyit... 25 3. Pengaruh altitude terhadap kandungan metabolit sekunder jahe... 25 4. Regresi demetoksi kurkumin dengan bahan organik di Bakalan... 28 5. Regresi kurkumin dengan kalium di Kerjo... 29 6. Regresi demetoksi kurkumin dengan fraksi klei tanah di Sambirejo... 30 7. Regresi 8-gingerol dengan kalium tanah di Kemuning... 32 8. Regresi 10-gingerol dengan kalium tanah di Kemuning... 32 9. Regresi 6-gingerol dengan debu tanah di Kerjo... 34 10. Regresi total gingerol dengan debu tanah di Kerjo... 34 11. Regresi 6-shogaol dengan fosforus tanah di Kerjo... 35 Dalam Lampiran 12. Peta pengambilan sampel... 46 13. Peta jenis tanah Desa Kemuning Kecamatan Ngargoyoso... 47 14. Peta jenis tanah Desa Bakalan Kecamatan Jumapolo... 47 15. Peta jenis tanah Desa Tamansari Kecamatan Kerjo... 48 16. Peta jenis tanah Desa Sambirejo Kecamatan Jumantono... 48 17. Segitiga tekstur... 51 18. Skema prosedur preparasi analisis kurkuminoid... 65 19. Skema prosedur preparasi gingerol dan shogaol... 66 xii

DAFTAR LAMPIRAN Nomor Judul Halaman 1. Peta pengambilan sampel... 46 2. Peta jenis tanah... 47 3. Deskripsi tempat penelitian... 49 4. Curah hujan... 50 5. Analisis tekstur tanah... 51 6. Uji t berpasangan karakter tanah... 52 7. Analisis suhu udara... 54 8. Korelasi metabolit sekunder kunyit dan jahe dengan karakter tanah... 56 9. Uji t berpasangan metabolit sekunder kunyit... 58 10. Uji t berpasangan metabolit sekunder jahe... 59 11. Korelasi metabolit sekunder kunyit dengan karakter tanah setiap lokasi.. 60 12. Korelasi metabolit sekunder jahe dengan karakter tanah setiap lokasi... 63 13. Preparasi kurkuminoid... 65 14. Preparasi gingerol dan shogaol... 66 15. Dokumentasi... 67 xiii

RINGKASAN KANDUNGAN METABOLIT SEKUNDER HASIL BUDIDAYA KUNYIT DAN JAHE PADA KARAKTER TANAH DAN KETINGGIAN TEMPAT YANG BERBEDA. Skripsi: Azhar Fatawi (H0712038). Pembimbing: Komariah, Bambang Pujiasmanto, Irmanida Batubara, Samanhudi. Program Studi: Agroteknologi, Fakultas Pertanian Universitas Sebelas Maret (UNS) Surakarta. Kunyit (Curcuma domestica Val.) dan jahe (Zingiber officinale Rosc.) merupakan salah satu komoditas penting di Indonesia dan kebutuhannya terus meningkat baik di dalam maupun di luar negeri. Sehingga perlu adanya upaya untuk memenuhi peningkatan kebutuhan tersebut. Kunyit dan jahe banyak dimanfaatkan sebagai jamu karena kandungan metabolit sekundernya. Kandungan metabolit sekunder kunyit dan jahe dipengaruhi oleh lingkungan tempat tumbuhnya, tanah dan kondisi agroklimat. Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Juli 2015 hingga bulan Maret 2016 di empat lokasi di Kabupaten Karanganyar, Jawa Tengah yaitu Kecamatan Ngargoyoso di Desa Kemuning, Kecamatan Kerjo di Desa Tamansari, Kecamatan Jumapolo di Desa Bakalan, dan Kecamatan Jumantono di Desa Sambirejo. Analisis kandungan metabolit sekunder rimpang dilakukan di Laboratorium Pusat Studi Biofarmaka Tropika LPPM IPB Bogor dan analisis tanah dilakukan di Laboratorium Kimia Tanah Fakultas Pertanian UNS, Surakarta. Penelitian ini merupakan penelitian deskriptif eksploratif dan dilaksanakan dengan menggunakan metode survei. Penentuan lokasi dilakukan secara terarah/sengaja (purposive) berdasarkan perbedaan ketinggian tempat dan jenis tanah. Pengambilan sampel dilakukan secara terarah/sengaja (purposive) berdasarkan SPL (Satuan peta lahan) dan luas lahan. Variabel pengamatan meliputi kondisi agroklimat, metabolit sekunder kunyit dan jahe (kurkuminoid, gingerol, shogaol), dan karakteristik tanah (ph, KTK, BO, tekstur, NPK). Hasil menunjukkan metabolit sekunder kunyit dipengaruhi altitude, bahan organik, dan P di semua lokasi. Sedangkan metabolit sekunder jahe dipengaruhi oleh altitude, ph, bahan organik, tekstur (debu dan pasir), dan P. Kunyit dan jahe di dataran tinggi menghasilkan metabolit sekunder lebih tinggi dibandingkan dengan di dataran rendah. Pada setiap lokasi metabolit sekunder kunyit dipengaruhi bahan organik, K, dan tekstur klei. Sedangkan metabolit sekunder jahe dipengaruhi K, tekstur debu dan P. xiv

SUMMARY SECONDARY METABOLITE CONTENT RESULTING FROM TURMERIC AND GINGER CULTIVATION UNDER DIFFERENT ALTITUDE AND SOIL CHARACTERISTICS. Thesis-S1: Azhar Fatawi (H0712038). Advisers: Komariah, Bambang Pujiasmanto, Irmanida Batubara, Samanhudi. Study Program: Agrotechnology, Faculty of Agriculture, Sebelas Maret University (UNS), Surakarta. Turmeric (Curcuma domestica Val.) and ginger (Zingiber officinale Rosc.) are among the most important commodities in Indonesia and its demand is continuosly increasing both, locally and worldwide. Thus efforts should be made to respond to the demand. Turmeric and ginger are used as herbal medicine because of the content of secondary metabolites. The content of secondary metabolites in turmeric and ginger are influenced by the environment in which it grows, soil and agroclimatic conditions. This research was conducted in July 2015 to March 2016 for four locations in Karanganyar, Central Java, namely sub Ngargoyoso in Kemuning Village, District Kerjo in Tamansari Village, District Bakalan in Jumapolo village and subdistrict in the village Jumantono Sambirejo. Analysis of secondary metabolite content of the rhizome is done in Laboratory Studies Center of Tropical Medicinal LPPM Bogor and soil analysis carried out in the Laboratory of Soil Chemistry, Faculty of Agriculture UNS, Surakarta. This study is exploratory and descriptive study was conducted using a survey method. The location determination is done as directed / intentionally (purposive) based on differences in altitude and soil types. Sampling was done by directional / intentionally (purposive) based SPL (Unit map of land) and land area. Variables include the observation of agro-climatic conditions, secondary metabolites turmeric and ginger (kurkuminoid, gingerol, shogaol), and the characteristics of the soil (ph, CEC, organic matter, texture, NPK). The results indicate secondary metabolites influenced turmeric altitude, organic matter, and P in all locations. While the secondary metabolites of ginger is affected by the altitude, ph, organic matter, texture (dust and sand), and P. Turmeric and ginger in the highlands produce secondary metabolites higher than in the lowlands. At each location of secondary metabolites influenced turmeric organic matter, K, and texture Klei. While secondary metabolites ginger influenced K, texture dust and P. xv