13
BAHAN DAN METODE Metode Penelitian Kecamatan Nanggung kabupaten Bogor merupakan area penelitian dalam program “Agroforestry and Sustainable Vegetable Production in Southeast Asia Watershed” atas kerjasama Institut Pertanian Bogor dengan
Sustainable
Agriculture and Natural Resources Management (SANREM), North Carolina and Agricultural Technical (NCAT) University, dan World Agroforestry Centre – ICRAF. Area ini dipilih karena mempunyai karakter ekologi, sosial, dan ekonomi yang mencerminkan kondisi lingkungan pertanian tropika basah di Indonesia. Selain itu sistem pertanian agroforestri dan sayuran juga banyak dikembangkan oleh petani di daerah Nanggung, sehingga menarik untuk dijadikan area penelitian. Penelitian ini bersifat eksploratif untuk mengetahui kandungan C aktif pada lahan budidaya tanaman sayuran di Kecamatan Nanggung, sehingga rancangan penelitian dan pengumpulan data dilakukan dengan metode survei. Kemudian
berbagai variabel data dianalisis untuk dilihat keterkaitan antar
variabel. Pengambilan sampel dilakukan pada lahan tanaman sayuran. Pengambilan sampel dilakukan mengikuti kaidah random sampling, yaitu semua unsur atau unit dalam populasi mempunyai peluang yang sama untuk dijadikan sampel. Jumlah sampel yang diperoleh didasarkan pada populasi yang tidak terbatas (infinit), sehingga semakin banyak sampel yang didapat akan semakin baik dalam analisis data.
Pengumpulan Data Penelitian ini dilakukan melalui tiga tahap pengumpulan data yaitu; interview dengan petani, penilaian kualitas tanah, dan pencatatan data kondisi lahan maupun iklim secara umum. Kegiatan penelitian ini dapat dilihat lebih jelas pada Gambar 1 diagram alir kegiatan penelitian.
14
Sampel Petani
Lahan sayuran
Interview
Sampel tanah
Komoditi, sejarah lahan, manajemen produksi
Penilaian kualitas tanah
Kondisi lahan & informasi iklim
Metode C teroksidasi KMnO4 Colorchart
Colorimeter
Warna larutan
Absorban
Kelas kualitas tanah
C labil Analisis data
Interpretasi Kesimpulan Gambar 1 Diagram alir kegiatan penelitian.
Interview dengan petani Tujuan kegiatan interview ini adalah untuk mengetahui sejarah lahan, pengelolaan lahan sayuran yang diterapkan, komoditi yang pernah diusahakan oleh petani. Form interview disajikan pada Lampiran.
Penilaian kualitas tanah Pembuatan larutan stok Metode yang digunakan ini merupakan metode yang dikembangkan oleh Blair et al. (2001), kemudian dimodifikasi oleh Weil et al. (2003). Larutan stok
15
dibuat dengan mencampurkan 1 M CaCl2 (pH 7.2) dengan 0.2 M KMnO4 kemudian larutan tersebut disesuaikan lagi hingga mencapai pH 7.2. Larutan dengan pH yang disesuaikan ini penting untuk mempertahankan kestabilan larutan stok selama 3-6 bulan. Larutan stok yang sudah disesuaikan pHnya disimpan pada botol berwarna gelap.
Pembuatan dan penentuan kurva standar Sebuah tabung gelas yang bersih diisi dengan air destilata, diseka bagian luar tabung dengan tisu, ditempatkan pada colorimeter (generic 550 nm Hach® Company, Boulder, CO) dengan baik, ditutup rapat, kemudian ditekan tombol ‘zero’. Setelah beberapa detik, LED seharusnya terbaca „0.00‟. Tabung gelas tersebut dilepas dari colorimeter. Pada tabung sentrifuge ditambahkan 45 ml air destilata. Kemudian dengan menggunakan pipet khusus, ditambahkan 0.50 ml 0.005 M KMnO4 larutan standar (stok) pada tabung sentrifuge tersebut. Pipet dibersihkan dengan larutan yang diencerkan selama beberapa waktu untuk memastikan bahwa semua larutan tidak membekas. Kemudian ditambahkan air destilata sampai tanda tera 50 ml, ditutup rapat dan dikocok sehingga tercampur. Pada tabung gelas dituang 15 ml larutan standar, bagian luar tabung diseka dengan tisu, ditempatkan pada colorimeter dengan baik, ditutup rapat, kemudian ditekan tombol ‘read’. Nilai absorban yang tercantum dicatat. Tahap ini diulangi dengan menggunakan 0.50 ml 0.01 M dan 0.02 M larutan standar KMnO4. Absorban dicatat pada setiap larutan standar. Sebuah kurva standar dibangun pada diagram kartesius dengan nilai absorban pada x-axis dan konsentrasi larutan standar KMnO4 pada y-axis.
Pengambilan sampel tanah Waktu pengambilan sampel tanah yang paling baik adalah pada saat akhir masa panen atau pergantian musim tanam, karena tanah masih dalam keadaan stabil belum tekena gangguan olah tanah untuk musim tanam berikutnya. Akan tetapi apabila selama masa perawatan tanaman tidak dilakukan olah tanah lagi, pengambilan sampel tanah juga dapat dilakukan pada saat itu. Sampel tanah
16
diambil sebanyak 500 g sedalam 15 cm secara komposit pada tiap bedeng tanaman sayuran. Titik pengambilan sampel tanah tiap bedeng dilakukan mengikuti huruf M atau W. Setiap lokasi diambil tiga sampel dan dilakukan pemetaan lokasi sampel menggunakan GPS (Magellan® TritonTM 2000). Sampel tanah yang diambil dalam keadaan lembab atau basah perlu dikeringkan. Sampel tanah diremahkan secara perlahan dan diratakan tipis pada selembar kertas hitam untuk dikering anginkan selama 15 menit, lebih baik dikeringkan di bawah sinar matahari langsung. Sampel tanah tersebut dibolak balikkan sebanyak dua atau tiga kali sampai kering angin.
Perbandingan warna larutan Pada tabung sentrifuge dituang 2.0 ml 0.2 M KMnO4 dengan pipet khusus, dan ditambahkan air destilata sampai tanda tera 20 ml, kemudian ditambahkan satu sendok sampel tanah kering (± 5 g) pada tabung tersebut dan ditutup rapat. Tabung sentrifuge dikocok dengan cepat (±100 kocokan / menit) selama 2 menit, kemudian tabung diletakkan pada rak selama 5-10 menit untuk membiarkan tanah mengendap pada dasar tabung. Tabung harus terhindar dari sinar matahari langsung. Tanah dalam tabung akan menggumpal dan mengendap karena bereaksi dengan CaCl2. Bagian luar tabung dibersihkan dengan tisu. Penilaian kualitas tanah berdasarkan warna dapat dilakukan dengan membandingkan warna larutan dalam tabung sentrifuge dengan warna pada color chart. Warna larutan ungu menunjukkan kandungan C dalam tanah sedikit, sedangkan warna ungu yang sudah berubah menjadi merah muda menunjukkan kandungan C dalam tanah tersebut tinggi. Kandungan C yang tingi menunjukkan kualitas tanah yang baik.
Pencatatan absorban Larutan hasil reaksi tanah dengan KMnO4 diambil pada bagian atas sedalam 1 cm sebanyak 0.50 ml dengan pipet khusus, dimasukkan ke dalam tabung sentrifuge yang lain dan ditambahkan air destilata sampai tanda tera 50 ml, kemudian ditutup dan dikocok. Sebanyak 15 ml larutan yang encer ini dituang pada tabung gelas (vial). Bagian luar tabung diseka dengan tisu dan ditempatkan
17
pada colorimeter dengan baik, dan ditutup rapat, kemudian ditekan ‘read’. Nilai absorban yang tercantum dari larutan sampel tersebut dicatat.
Penghitungan absorban Peluruhan dari warna ungu (gelap) KMnO4 ke warna kuning (terang) adalah sebanding dengan jumlah C teroksidasi dalam tanah tersebut. Dengan kata lain, perubahan warna KMnO4 yang baik menunjukkan tingginya jumlah C teroksidasi, dan dibuktikan dengan nilai absorban yang rendah. Jumlah C teroksidasi dapat dihitung dengan asumsi yang dilakukan Blair et al. (1995) dimana 1 mol MnO4 digunakan (reduksi dari Mn7+ ke Mn2+) pada proses oksidasi 0.75 mol (9000 mg) C, yaitu dengan model: C aktif (mg kg-1) = [0.02 mol/ℓ – (a+b x absorban)] x (9000 mg karbon/mol) x (0.02 ℓ larutan/0.005 kg tanah) Dimana 0.02 mol/ ℓ adalah konsentrasi larutan awal, a adalah intersep dan b adalah gradien kurva standar, 9000 adalah mg (0.75 mol) C teroksidasi oleh 1 mol MnO4- yang berubah dari Mn7+ ke Mn2+, 0.02 ℓ adalah volume larutan KMnO4 yang direaksikan, dan 0.005 adalah kg tanah yang digunakan. Sampel tanah yang sama dikirim ke laboratorium tanah Universitas Missouri, Columbia untuk dianalisis kandungan C aktifnya menggunakan metode C teroksidasi KMnO4 dan diukur absorbannya dengan spectrophotometer (Bosch and Lomb 2500) yang di set pada 550 nm. Data yang diperoleh juga merupakan sebagai bagian dari disertasi mahasiswa Departemen Ilmu Tanah Universitas Missouri.
Kondisi lahan dan iklim Data kondisi lahan digunakan untuk mengetahui karakteristik lahan penelitian. Data yang diperlukan meliputi tipe tanah, bahaya erosi, topografi dan kemiringan lereng, serta ketinggian setiap lokasi sampel. Sifat fisik, kimia, maupun biologi juga diukur dengan menggunakan metode Soil Quality Test Kit (USDA 1998) meliputi, kerapatan jenis, electrical conductivity (EC), pH, dan kandungan nitrat.
18
Potensi erosi dapat diketahui dengan melihat gejala erosi (erosi alur dan erosi parit), perubahan warna tanah yang memucat sebagai tanda adanya erosi lembar, serta pemunculan tanah bawah (tanah induk) atau muncul akar tanaman. Potensi erosi juga dapat dilihat dengan membandingkan elevasi muka tanah sebelum dan sesudah pengamatan, sehingga ketinggian erosi dapat ditentukan. Pengukuran besarnya erosi dilakukan dengan menampung tanah dan air pada wadah khusus. Petak lahan dengan ukuran 1 x 1 m sekelilingnya dibatasi dengan seng selebar kurang lebih 30 cm, bagian seng yang ditanam dalam tanah sedalam 20 cm, sehingga yang diatas permukaan muka tanah setinggi 10 cm. Salah satu sisi dibiarkan tidak dipasang seng dan diberi pengarah pada wadah penampung. Jumlah tanah yang masuk ke dalam wadah tersebut diukur sebagai variabel penghitungan potensi erosi yang terjadi. Data iklim diperlukan untuk mengetahui keadaan iklim secara umum di daerah penelitian. Data iklim yang diamati di lapangan yaitu curah hujan, presipitasi, dan rata rata temperatur.
Analisis Data Data kandungan C aktif dalam tanah dikalibrasi untuk mengetahui sebarannya. Program statistik SPSS 11.5 digunakan untuk analisis data statistika deskriptif, korelasi, regresi, dan uji t. Analisis deskriptif dilakukan untuk mengetahui kondisi umum manajemen produksi yang dilakukan petani sekaligus untuk mengetahui sebaran data. Analisis korelasi digunakan untuk mengetahui kuatnya tingkat keeratan hubungan antara dua atau lebih variabel pengamatan. Analisis regresi digunakan untuk mengetahui hubungan sebab akibat antar variabel pengamatan. Perbandingan metode penilaian kualitas tanah antara di lapang dengan di laboratorium digunakan analisis regresi, korelasi, dilanjutkan pengujian menggunakan uji t, perbandingan koefisien keragaman, dan perbandingan koefisien korelasi.
