24
BAB III METODE PENELITIAN A. Rancangan Penelitian Penelitian ini pada dasarnya merupakan bagian dari hibah bersaing Dr. Hening Widowati, M.Si. yang berjudul “Model Manajemen Budidaya Sayuran untuk Perlindungan Konsumen terhadap Pencemaran Logam Berat”. Penulis terlibat dalam penelitian untuk menyelesaikan tugas akhir mahasiswa membantu pelaksanaan penelitian. Penelitian pada tahap yang penulis lakukan tentang kemampuan tanaman sayuran air dalam menyerap logam berat serta manajemen yang tepat untuk keamanan dalam mengkonsumsi sayuran air. Selanjutnya dari proses dan data hasil penelitian, penulis membuat LKPS untuk memberikan inovasi baru dalam proses pembelajaran biologi pada materi Pencemaran Lingkungan. Penelitian tahap I ini menggunakan jenis penelitian eksperimen. Rancangan percoban yang digunakan Rancangan Acak Kelompok (RAK) faktorial, dengan 3 faktor. Faktor pertama yaitu jenis sayuran air; kangkung air (Ipomoea aquatica). Faktor kedua yaitu jenis media tumbuh, medium Hoagland dengan penambahan logam berat Cd. Faktor ketiga adalah bagian organ sayuran yang dikonsumsi, yaitu batang dan daun kangkung air. Pengambilan data berdasarkan pada pertumbuhan vegetatif sayuran yang masih layak konsumsi, yaitu pada waktu pemanenan sayuran air, sebelum waktu panen (5 hari, W1), waktu panen (10 hari, W2), setelah waktu panen (15 hari, W3).
25
Tabel 1. Tata Letak Sampel Percobaan TPW2BU1 PW1EU1 PW1DU1 PW1AU2 PW3EU1 PW2BU2 TPW1AU1 TPW1DU2 PW2EU1 TPW1AU2 TPW1EU2 TPW2DU1 TPW2BU2 PW1CU2 TPW3EU1 PW3BU1 PW2DU2 PW1BU2 PW2AU1 TPW2DU2
PWICU1 PW3EU2 TPW3EU2 PW2CU2 TPW3CU2 TPW1DU1 TPW3CU1 TPW2CU2 TPW3DU1 PW3BU2 TPW2AU1 TPW2CU1 PW3DU2 TPW3AU1 PW2CU1 PW1DU2 TPW2EU1 PW1AU1 PW3DU1 PW2BU1
TPW2AU2 TPWICU1 TPW3BU2 TPW3DU2 TPW1BU1 TPW2EU1 PW2AU2 TPW1EU1 TPW3BU1 TPW1CU2 TPW1BU2 PW2EU2 PW3AU2 PW1EU2 PWIBU1 TPW3AU2 PW3CU1 PW2DU1 PW3CU2 PW3AU1
Keterangan: TPW1AU1 TP: Tanpa Pemangkasan, W1: Waktu Panen Pertama, A: Logam Berat Cd, U1: Ulangan Pertama TPW1AU2 TP: Tanpa Pemangkasan, W1: Waktu Panen Pertama, A: Logam Berat Cd, U2: Ulangan Kedua PW1AU1 P: Pemangkasan, W1: Waktu Panen Pertama, A: Logam Berat Cd, U1: Ulangan Pertama PW1AU2 P: Pemangkasan, W1: Waktu Panen Pertama, A: Logam Berat Cd, U1: Ulangan Pertama Warna Hijau Pemangkasan Warna Biru Tanpa Pemangkasan
26
Dengan demikian variabel bebas pada penelitian ini masa panen Sedangkan variabel terikat pada penelitian ini adalah kadar vitamin C pada tanaman kangkung air (Ipomoea aquatica), dan paparan logam berat Cd. Penelitian tahap II adalah pembuatan LKPS Biologi, kemudian divalidasi oleh tiga orang ahli, yaitu ahli kelayakan isi, ahli kebahasaan, dan ahli kegrafikan. B. Populasi, Sampel, dan Teknik Sampling 1. Populasi Penelitian Populasi dapat diartikan sebagai kumpulan individu-individu pada suati tempat yang dipergunakan untuk penelitian. Agung (2003) menyatakan bahwa suatu himpunan individu dengan sifat-sifat yang ditentukan atau dipilih oleh si peneliti sedemikian rupa sehingga setiap individu dapat dinyatakan dengan tepat apakah individu tersebut menjadi anggota populasi atau tidak. Dari pendapat Agung (2003) dalam penelitian tahap I yang dapat disebut sebagai populasi yaitu keseluruhan tanaman kangkung air (Ipomoea aquatica) yang berada pada semua lahan penelitian, yaitu 12 pot tanaman kangkung air yang ditanam secara hidroponik pada media yang sudah dicemari logam berat Cd. Penelitian ini dilakukan di Greenhouse milik Dr. Hening Widowati, M. Si., mulai dari tanggal 2 Juni 2015 sampai dengan 29 Juni 2015.
2. Sampel Penelitian Sampel merupakan suatu himpunan bagian (sub-set) dari sebuah populasi tertentu. Pernyataan ini sesuai dengan pendapat, Agung (2003) “ sampel adalah himpunan individu yang jumlahnya terbatas atau sangat terbatas yang dipilih atau dipilih dari populasi individu tertentu.” Dari penyataan tersebut, dapat disimpulkan bahwa sampel merupakan sebagian dari populasi yang di anggap mewakili dari populasi tersebut.” Pada penelitian ini dapat diambil 6 pot tanaman kangkung air.
27
C. Defenisi Operasional Definisi operasional yang diidentifikasi dalam penelitian ini, adalah: 1. Definisi Operasional Variabel Bebas: Masa Panen adalah jangka waktu yang diperhitungkan untuk memanen, berdasarkan kecepatan pertumbuhan vegetatif tanaman, khususnya batang dan daun yang siap untuk dikonsumsi maka dilakukan tiga waktu pemanenan, yaitu selama 5 hari penanaman, 10 hari penanaman, dan 15 hari penanaman. Pemilihan jangka waktu ini untuk antisipasi akumulasi logam berat pada tanaman yang berlebihan dikarenakan suhu lingkungan yang cukup panas sehingga dapat menimbulkan penyerapan air yang cukup banyak pada tanaman kangkung air (Ipomoea aquatica). 2. Definisi Operasional Variabel Terikat: Kadar vitamin C pada kangkung air yang terpapar logam berat Cd merupakan jumlah vitamin C yang terdapat pada kangkung air, dimana tempat tumbuh kangkung air ini sudah diberikan perlakuan dengan penambahan logam berat Cd pada media tanam dalam jangka waktu 5 hari, 10 hari, dan 15 hari. Pengukuran kadar vitamin C menggunakan metode Goodwin Column Chromatoghraphy Spectromhotometer, pengukuran ini dilakukan di Laboratorium Kimia Analitik Universitas Muhammadiyah Malang. Satuan untuk jumlah kadar vitamin C ialah mg.
28
D. Instrumen Penelitian Instrumen penelitian adalah suatu alat yang memenuhi persyaratan akademis, sehingga dapat digunakan sebagai alat untuk mengukur suatu obyek ukur atau mengumpulkan data mengenai suatu variabel. Pada umumnya penelitian akan berhasil apabila banyak menggunakan instrumen, sebab data yang diperlukan untuk menjawab pertanyaan penelitian (masalah) dan menguji hipotesis diperoleh melalui intrumen. Berikut penjelasan mengenai alat dan bahan serta proses penelitian yang dilakukan: 1. Alat Alat yang digunakan dalam penelitian ini, antara lain: a) Alat Tulis
g) Gunting
b) Ember plastik
h) Spatula
c) Gelas ukur
i) Botol
d) Neraca Ohaus
j) Plastik
e) Label
k) Karet
f) Bak besar 2. Bahan Bahan yang digunakan dalam penelitian ini, antara lain: a) Tanaman kangkung air b) Aquades c) Hoagland yang berisi: 1) KH2PO4 2) MnCl2.4H2O 3) MgSO4.7H2O 4) H3BO3
29
5) ZnSO4 6) KNO3 7) Fe-tartal 8) H2NO4.4H2O 9) CuSO4.5H2O 10) Ca (NO3)2.4H2O 11) Cd 6+ 3. Cara Kerja a) Aklimatisasi Proses aklimatisasi dilakukan untuk mempersiapkan tanaman kangkung air yang akan diberi perlakuan. Prosedur aklimasitasi tanaman kangkung adalah: 1) Menyiapkan bahan berupa kangkung air segar dan air, serta menyiapkan alat berupa ember, steroform penyangga kangkung, dan gelas ukur. 2) Mengisi ember dengan air sebanyak 2 liter 3) Memilih kangkung dengan ukuran yang sama dan ditimbang seberat 150 gr, dan tata di dalam ember dengan menggunakan steroform sebagai penyangganya 4) Membiarkan tanaman kangkung air untuk tumbuh selama 1 minggu b) Penanaman dan pemeliharaan tanaman kangkung air 1) Mengambil tanaman yang telah diaklimatisasi selama semingu dan dicuci bersih, setelah ditiriskan beberapa saat. 2) Menyiapkan 6 ember yang berisi media tanam yang berisi Hoagland dengan logam berat Cd.
30
3) Memindahkan kangkung yang telah diaklimatisasi ke dalam ember yang sudah berisi media dengan cara meletakkan ke steroform yang telah diberi lubang agar tidak tenggelam ketika berada di dalam ember. 4) Melakukan perawatan terhadap tanaman tersebut, proses perawatan dilakukan setiap hari. Pemeliharaan tanaman berupa menghilangkan hama yang terdapat pada tanaman, dan melakukan pengamatan tentang jumlah tunas, jumlah daun, dan perubahan warna daun pada tanaman. 5) Melakukan pengadukan setiap hari yaitu pada pagi hari agar logam berat Cd tidak mengendap di dasar ember, hal ini untuk membuat kondisi di dalam ember tetap homogen. Apabila terjadi pengurangan air akibat proses transpirasi maka perlu ditambahkan aquades. c) Pemanenan tanaman kangkung air 1) Proses pemanenan dilakukan sesuai dengan waktu yang telah ditentukan yaitu hari ke 5, hari ke 10 dan hari ke 15. 2) Pada waktu yang telah ditetapkan kangkung dipanen. Kangkung air dikeluarkan dari ember kemudian ditiriskan dan kemudian ditimbang berat basahnya. 3) Setelah ditimbang maka kangkung bisa langsung dibungkus dengan plastik, hal ini agar pada saat pengiriman kangkung tidak rusak. 4) Selain kangkung sampel air dari media juga dimasukkan di dalam botol sebanyak 24 botol, botol yang digunakan adalah botol plastik berukuran kecil.
31
5) Hal yang sama dilakukan pada pemanenan pada hari ke 10 dan hari ke 15 Ada parameter yang diamati pada penelitian ini, tertuang pada Tabel 2. E. Metode Pengumpulan Data Metode Pengumpulan
data merupakan teknik
atau cara
yang
dilakukan untuk mengumpulkan data. Dalam penelitian ini, metode yang digunakan untuk pengumpulan data adalah dengan cara observasi/pengamatan langsung. Pengumpulan data dengan observasi langsung atau dengan pengamatan
langsung
adalah
cara
pengambilan
menggunakan mata tanpa ada pertolongan alat standar lain untuk
data
dengan
keperluan
tersebut. Pengamatan baru tergolong sebagai teknik mengumpulkan data, jika pengamatan tersebut mempunyai kriteria berikut:
1.
Pengamatan digunakan untuk penelitian dan telah direncanakan secara sistematik.
2.
Pengamatan harus berkaitan dengan tujuan penelitian yang telah direncanakan. Adapun alat-alat yang digunakan untuk melakukan pengamatan ini, antara lain;
a. Pulpen b. Buku c. Penggaris d. Laptop e. Kamera
32
Tabel 2. Aspek yang Diteliti No Jenis Perlakuan dan Perubahan yang Diamati pengulangannya Warna Lebar Jumlah daun daun daun 1 TPW1AU1 2
TPW1AU2
3
TPW2AU1
4
TPW2AU2
5
TPW3AU1
6
TPW3AU2
Kondisi Fisik Layu
Ket
Agak layu
F. Teknik Analisis Data Data yang terkumpul, disusun, dan dianalisis dengan bantuan software Microsoft Excel 2007. Untuk melihat ada tidaknya serapan logam berat Cd, vitamin C, dan setelah perlakuan waktu pemanenan W1, W2, W3, dianalisis dengan Analisis Kovarian, dan analisis Varian Faktorial. Adapun syarat uji statistik yang akan dilakukan. 1. Persyaratan Uji a. Uji Normalitas Uji Normalitas dengan Kolmogorov–Smirnov Test Uji ini menggunakan metode uji Kolmogrorv-Smirnov untuk mengetahui normal tidaknya suatu data yang diperoleh menurut Cahyono (2006:17) “metode Kolmogrorv-Smirnov tidak jauh beda dengan metode
33
Liliefors. Langkah-langkah penyelesaian dan penggunaan rumus sama, namun pada signifikansi yang berbeda. Signifikansi metode KolmogrorvSmirnov menggunakan Tabel pembanding Kolmogrorv-Smirnov. Langkahlangkahnya sebagai berikut: 1) Rumus Normalitas Uji normalitas dapat lebih mudah dengan menggunakan rumus yang disajikan pada Tabel 3. Tabel 3. Tabel Kerja Normalitas No
Xi
Z=
Fr
Fs
| Fr – Fs |
1 2 3 4 Dst.
Keterangan : Xi
= Angka pada data
Z
= Transformasi dari angka ke notasi pada distribusi normal
Ft
= Probobilitas komulatif normal
Fs
= Probobilitas komulatif empiris
34
Fr
= Komulatif proporsi luasan kurva normal berdasarkan notasi Zi,
dihitung dari luasan kurva mulai dari ujung kiri kurva sampai dengan titik Z. Fs = 2) Signifikansi uji,
terbesar dibandingkan dengan nilai Tabel
Kolmogrorv-Smirnov. Jika nilai
terbesar kurang da ri nilai
Tabel Kolmogorov-Smirnov, maka Ho diterima H1 ditolak dan sebaliknya. b. Uji Homogenitas
Untuk melakukan pengujian ini digunakan uji Barlett. Menurut Sudjana (2005:261) sebagai berikut: 1) Menyusun data hasil pengamatan dalam bentuk tabulasi data 2) Menghitung variansi masing-masing ialah S12, S22, ..., S32. 3) Membuat daftar uji Barlett H0 : Tabel 4.
1
2
=
2
2
= ... =
2
dapat dilihat pada
35
Tabel 4. Daftar Uji Barlett Si2
Log Si2
Sampel ke
Dk
1
n1 – 1
1/(n1-1)
S12
Log S12
2
n2 – 1
1/(n2-1)
S22
Log S22
. K
nk – 1
1/(nk-1)
Sk2
Log Sk2
-
-
Jumlah
(ni-1)
(dk) log Si2 (n1-1) log S12 (n2-1) log S22 (nk-1) log Sk2 (ni-1) log Si2
Sumber: Sudjana (2005) 4) Menghitung variansi gabungan dari semua sampel S2 = (ni-1) Si2 / (ni-1) 5) Menghitung harga satuan B dengan rumus B = (log Si2) (ni-1) 6) Uji Barlett menggunakan statistik chi-kuadrat 2
= (In 10)
Dengan In 10 = 2,3026 disebut logaritma asli dari bilangan 10. Dengan taraf nyata α, kita tolak hipotesis H0 jika dengan
2
(1-α)(k-1) didapat
(1- α) dan dk = (k-1).
c. Uji Hipotesis
2
2
(1-α)(k-1),
dari daftar distribusi chi-kuadrat dengan peluang
36
Langkah-langkah yang ditempuh untuk menghitung uji hipotesis Anava satu jalur menurut Winarsunu (2009:102) adalah sebagai berikut: 1) Menghitung jumlah kuadrat (Sum Of Squares) total (Jk1), antar kelompok (Jka), dan dalam kelompok (Jkd). Menghitung masingmasing harga Jk digunakan rumus sebagai berikut: a) Jkt = Dimana
disebut juga dengan suku koreksi (sk) atau
correction (c). b) JKa =
- sk
c) JKd = JKt – JKa 2) Menghitung derajat kebebasan (Degree of Freedom) total (dbt), antar kelompok dba dan kelompok (db4), dengan rumus : a) dbt
=N–1
b) dba
=K–1
c) dbd
=N–K
dimana N = jumlah subyek, K = jumlah kelompok data. 3) Menghitung rata-rata kuadrat (Mean Of Squares) antar kelompok (RKa), dan dalam kelompok (RKd), dengan rumus: a) RKa
=
b) RKd
=
37
4) Menghitung nisbah atau rasio F dengan rumus: F= 5) Melakukan interpretasi dengan uji signifikansi pada rasio F yang diperoleh dengan membandingkannya dengan harga F teoritik yang terdapat dalam Tabel nilai-nilai F. Rasio F yang diperoleh disebut F empirik (Fc) sedangkan harga F yang terdapat dalam tabel disebut F teoritik (Ft). Apabila Fc
Ft
maka diinterpretasikan tidak signifikan yang berarti terdapat perbedaan, dan apabila Fc
Ft maka diinterpretasikan tidak
signifikan yang berarti tidak terdapat perbedaan kategori data yang diteliti. Prosedur untuk melihat Tabel nilai F adalah dengan menggunakan dba sebagai pembilang dan dbd sebagai penyebut. d. Koefisien Keragaman (KK)
Menurut Hanafiah (2010:39) koefisien keragaman merupakan suatu koefesien yang menunjukkan derajat kejituan (Precision atau Accuracy) dan keandalan kesimpulan atau hasil yang diperoleh dari suatu percobaan, yang merupakan deviasi baku per unit percobaan. Koefisien keragaman dinyatakan sebagai persen rerata dari rerata umum percobaan sebagai berikut:
38
KK =
x 100%
= Dimana
= rerata seluruh data percobaan.
Jika dihubungkan dengan derajat ketelitian hasil uji beda pengaruh-pengaruh perlakuan terhadap data percobaan, maka dapat dibuat hubungan nilai KK dan macam uji beda yang sebaiknya dipakai, yaitu: 1) Jika KK besar, (minimal 10% pada kondisi homogen) uji lanjut yang sebaiknya dipakai adalah uji Duncan karena sebagai uji yang paling teliti. 2) Jika KK sedang, (antara 5-10% pada kondisi homogen) uji lanjut yang sebaiknya dipakai adalah uji Beda Nyata Terkecil (BNT) karena sebagai uji yang berketelitian sedang. 3) Jika KK kecil, (maksimal 5% pada kondisi homogen) uji lanjut yang sebaiknya dipakai adalah uji Beda Nyata Jujur (BNJ) karena uji kurang teliti. e. Uji Beda Nyata Jujur (BNJ) Uji BNJ dilakukan untuk mengetahui perlakuan mana yang terbaik pada hasil yang didapatkan. Menurut Hanafiah (2010:79) bahwa rumus umum uji BNJ ini adalah: Kriteria uji:
39
maka kedua rata-rata berbeda nyata Jika maka kedua rata-rata tidak berbeda nyata .S nilai baku q pada taraf uji α, jumlah
dimana
perlakuan p dan derajat bebas galat v. 1) Menentukan nilai Tukey HSD KTG =
Nilai Tukey HSD (
= qa(p,v)
2) Selisih nilai tengah rata-rata 3) Membuat daftar Tabel selisih nilai tengah rata-rata perlakuan dengan uji BNJ. 2. Penelitian Tahap II Penelitian tahap II adalah pembuatan LKPS yang menerapkan proses pendekatan ilmiah (saintifik) pada materi Pencemaran Lingkungan kemudian divalidasi oleh para ahli. Penelitian ini berbentuk penelitian dan pengembangan atau dalam bahasa Inggrisnya disebut Research and Development, atau yang selanjutnya disebut R&D. Langkah-langkah
yang
dilakukan
dalam
pengembangan
LKPS
hanya
melaksanakan langkah 1 sampai 5 saja, mulai dari pengumpulan informasi dan penelitian pendahuluan (studi literature dan observasi) sampai pada revisi terhadap
40
produk. Dalam mengumpulkan data penelitian menggunakan angket, observasi, wawancara dan tes.
Adapun instrument dalam penelitian ini yaitu : 1) Instrumen Pembelajaran yaitu Lembar Kerja Praktikum Siswa (LKPS) 2) Instrumen Penelitian a. Lembar Angket Validasi LKPS b. Lembar Telaah Pengamatan c. Lembar Angket Respon Teknik analisis yang dilakukan dalam penelitian menggunakan uji validasi ahli yaitu:
Uji Validasi Lembar kegiatan pratikum siswa yang akan disusun divalidasi oleh 3 Dosen, dimana terdapat 3 aspek penilaian sesuai dengan yang dikemukan oleh Muljono (2007:21) yaitu: a. Aspek kelayakan isi, dengan beberapa indikator penilaian, yaitu: 1) Kesesuaian LKPS dengan kompetensi inti 2) Kesesuaian LKPS dengan kompetensi dasar 3) Kesesuaian materi pokok dengan kompetensi inti 4) Kesesuaian materi pokok dengan kompetensi dasar 5) Materi pokok terurut dan membantu peserta didik 6) Pertanyaan diskusi mengacu pada materi pokok
41
7) LKPS memberikan informasi baru kepada peserta didik b. Aspek kebahasaan, dengan beberapa indikator penilaian, yaitu: 1) Menggunakan bahasa yang tepat 2) Penggunaan jenis huruf dan ukuran huruf yang sesuai 3) Kesesuaian dengan kaidah bahasa Indonesia yang baik dan benar 4) Penggunaan kalimat dan istilah yang tepat 5) Memperhatikan logika berbahasa c. Aspek kegrafikan, dengan beberapa indikator penilaian, yaitu: 1) Ukuran kertas yang digunakan 2) Desain halaman judul 3) Desain bagian isi 4) Kualitas kertas 5) Kualitas cetakan Aspek-aspek penilaian tersebut akan termuat dalam angket validasi ahli, adapun penskoran angket penilaian tersebut adalah: Persentase penskoran validasi ahli =
X 100%
LKPS dikatakan layak digunakan apabila skor yang didapatkan lebih dari 60% sesuai dengan pendapat Arikunto (2013:319) pada Tabel 5 di bawah ini.
42
Tabel 5. Kriteria Presentase Angket PERSENTASE
KRITERIA
80,1% - 100%
Sangat Tinggi
60,1% - 80%
Tinggi
40,1%-60%
Sedang
20,1% - 40%
Rendah
0,0% - 20%
Sangat Rendah
