DETERIORASI DAN PERBAIKAN SIFAT KAYU
MUSRIZAL MUIN ASTUTI ARIF SYAHIDAH
FAKULTAS KEHUTANAN UNIVERSITAS HASANUDIN
DAFTAR ISI KATA PENGANTAR
........................................................................
BAB I KETAHANAN ALAMI KAYU
................................................
1
................................................
1
........................................................................
5
A. Pengertian Ketahanan Alami Kayu B. Bahan Diskusi
D. Bahan Bacaan Pengayaan E. Latihan/ Soal-Soal
............................................................
6
........................................................................
6
BAB II FAKTOR ABIOTIK PERUSAK KAYU A. Faktor Fisik
iii
....................................
7
........................................................................
8
B. Faktor Kimia ....................................................................................
18
C. Faktor Mekanis
.........................................................................
20
.............................................................
21
........................................................................
21
D. Tugas/ Bahan Diskusi E. Latihan/ Soal-Soal
F. Bahan Bacaan Pengayaan
............................................................
21
BAB III FAKTOR PERUSAK BIOTIK
................................................
54
A. Organisme Pendegradasi Kayu
.................................................
54
B. Jamur Penghuni Kayu .........................................................................
59
C. Serangga Perusak Kayu
.............................................................
69
D. Binatang laut .....................................................................................
97
E. Bahan Diskusi
106
.........................................................................
F. Bahan Bacaan Pengayaan G. Latihan/ Soal-Soal
............................................................
106
.........................................................................
107
i
BAB IV MENDETEKSI DETERIORASI KAYU
......................................
108
A. Metode Konvensional ..........................................................................
109
B. Metode Alternatif
..........................................................................
113
C. Bahan Tugas
.........................................................................
114
D. Bahan Bacaan Pengayaan
............................................................
114
.........................................................................
114
BAB V TUJUAN DAN MANFAAT PERBAIKAN SIFAT KAYU..............
115
E. Latihan/ Soal-Soal
A. Bahan Diskusi
.........................................................................
B. Bahan Bacaan Pengayaan C. Latihan/ Soal-Soal
121
............................................................
122
.........................................................................
122
BAB VI PERBAIKAN SIFAT KEKUATAN KAYU A. Metode-Metode Perbaikan Sifat Kekuatan Kayu
..........................
123
...........................
125
B. Bahan Tugas
.........................................................................
133
C. Latihan/ Soal-Soal
.........................................................................
133
BAB VII PERBAIKAN SIFAT KEAWETAN KAYU
..........................
134
A. Teknik-Teknik Perbaikan Sifat Keawetan Kayu
...........................
135
B. Bahan Diskusi
.........................................................................
C. Bahan Bacaan Pengayaan D. Latihan/ Soal-Soal
DAFTAR PUSTAKA
141
..............................................................
141
.........................................................................
143
............................................................................
144
ii
KATA PENGANTAR Puji syukur disampikan ke hadirat Allah SWT atas berkah dan hidayah-Nya sehingga buku ajar mata kuliah Deteriorasi dan Perbaikan Sifat Kayu ini dapat diselesaikan. Buku ini disusun oleh Tim Pengajar untuk menjadi salah satu sumber belajar bagi mahasiswa di Fakultas Kehutanan Universitas Hasanuddin. Sebagai sumber belajar, buku ini disusun dengan menggunakan rumusan bab per bab dengan tujuan khusus masing-masing. Buku ini memuat aspek-aspek Ketahanan Alami Kayu, Faktor Perusak Kayu, Teknik dan Peranan Perbaikan Sifat Kayu serta Bagaimana Mendeteksi Deteriorasi Kayu. Walaupun buku ini hanya menyangkut aspek-aspek umum dari Deteriorasi dan Perbaikan Sifat Kayu, penulis berharap buku ajar ini dapat menjadi buku pegangan mahasiswa Program Sarjana dalam menempuh studi dan mengembangkan pengetahuan di Fakultas Kehutanan. Beberapa bahan pengayaan didalam buku ini juga diharapkan dapat dijadikan acuan dalam menyelesaikan masalah-masalah yang berhubungan dengan deteriorasi dan perbaikan sifat kayu atau dalam mengembangkan ilmu secara spesifik. Dengan selesainya buku ajar ini, penulis mengucapkan terima kasih dan penghargaan kepada Pimpinan Fakultas atas bantuan dana yang disediakan.
Penulis
iii
BAB I KETAHANAN ALAMI KAYU
Tujuan Umum : Bab ini secara umum bertujuan untuk memberikan pemahaman kepada mahasiswa tentang: (1) pengertian ketahanan alami kayu, (2) variasi ketahanan alami kayu, dan (3) hubungan ketahanan alami kayu dengan tujuan penggunaannya. Tujuan Khusus : Bab ini secara khusus memberikan kemampuan kepada mahasiswa untuk dapat menjelaskan dan mengemukakan contoh tentang bagaimana sifat-sifat dasar kayu mempengaruhi ketahanan kayu (kekuatan dan keawetan).
A. Pengertian Ketahanan Alami Kayu Kayu yang dikenal sebagai produk alami karena dihasilkan dari proses pertumbuhan pohon pada dasarnya adalah bahan polimer yang tersusun atas berbagai tipe sel dan jenis bahan kimia yang satu sama lain saling berhubungan. Dengan demikian, kayu memiliki sifat anatomi, fisik, kimia, dan mekanis yang juga khas secara alami sehingga akan bervariasi antar jenis, antar pohon dalam satu jenis, dan antar bagian dalam satu pohon. Perbedaan sifat-sifat tersebut tentu saja berimplikasi pada perbedaan ketahanan alami dari kayu. Olehnya itu, mudah dimengerti bahwa setiap faktor perusak kayu akan memiliki dampak atau mengakibatkan deteriorasi dengan tingkat yang berbeda pada setiap potong kayu. Adanya serangan organisme perusak kayu pada suatu struktur bangunan tidak berarti bahwa seluruh kayu yang ada dalam struktur tersebut akan diserang secara merata. Hal ini disebabkan oleh adanya perbedaan ketahanan dari setiap potong kayu yang menyusun struktur tersebut. Meskipun demikian, adanya serangan tersebut dapat mempengaruhi ketahanan struktur secara keseluruhan sehingga apapun tipe dan bentuk gangguan dari faktor perusak yang muncul seharusnya dihindari sedini mungkin. Ketahanan kayu pada dasarnya diklasifikasikan atas kekuatan (kelas-kelas kuat) dan keawetan (kelas-kelas awet). Kekuatan kayu adalah daya tahan kayu terhadap beban yang mengenainya, sedangkan keawetan kayu adalah daya tahan kayu terhadap
1
organisme perusak kayu. Meskipun demikian, ketahanan kayu juga dapat diartikan secara umum sebagai daya tahan kayu terhadap faktor-faktor perusak, baik faktor biotik maupun faktor abiotik. Untuk memahami pengertian ini diperlukan pengetahuan tentang bagaimana hubungan antara kayu sebagai produk alam dengan faktor-faktor perusak dalam suatu kondisi penggunaan kayu. Kayu sebagai produk alam harus dipahami sebagai biopolimer yang tersusun atas sel-sel, mengandung persenyawaan kimia berupa selulosa, hemiselulosa, lignin, dan bahan ekstraktif. Pembentukan biopolimer tersebut juga membutuhkan waktu bertahuntahun dengan keterlibatan tempat dan lingkungan tumbuh. Olehnya itu mudah dimengerti bahwa kayu dapat terurai kembali menjadi komponen-komponen pembentuknya. Kayu merupakan bahan organik yang melimpah di bumi. Pohon membentuk kayu melalui proses fotosintesis dan jamur beserta agen perusak lainnya merusak kayu melalui proses respirasi yang berperan dalam siklus biosintesis dan biodekomposisi. Hubungan tersebut digambarkan oleh reaksi sederhana berikut yang merupakan bagian dominan dalam siklus karbon:
fotosintesis oleh pohon dan tanaman lain
6n CO2 + 5n H2O + 677.000 n kalori ⇔ (C6H10O5) n + 6n O2 ............ (1) respirasi oleh jamur dan organisme perusak lainnya
Istilah kerusakan kayu seringkali dinyatakan dengan berbagai istilah, yaitu dekomposisi, degradasi atau deteriorasi. Dekomposisi dan degradasi merujuk pada perubahan satu atau lebih struktur polimer kayu menjadi molekul yang lebih sederhana. Degradasi dapat juga digunakan untuk menjelaskan deteriorasi, yaitu penurunan nilai kayu untuk berbagai penggunaan, dan degradasi digunakan untuk pengertian yang lebih sempit.
2
Ada dua tipe utama sel kayu yang terbentuk dari pembelahan kambium, yaitu sel serat (fiber) yang berdinding tebal yang membuat kayu kuat dan sel parenkim (parenchyma) berdinding tipis yang menyimpan cadangan makanan. Serat kayu akan mati beberapa hari atau minggu setelah terbentuk dan kehilangan isi sitoplasmanya dan berubah fungsi menjadi pengangkut air. Sel serat dewasa seluruhnya terdiri atas polimer dinding sel yaitu selulosa, hemiselulosa dan lignin. Oleh karena itu, sel serat kayu dapat didegradasi hanya oleh organisme yang mempunyai kemampuan mendekomposisi bahan struktural berpolimer tinggi. Sebaliknya, sel parenkim tetap hidup selama beberapa tahun dan hanya kehilangan kandungan sitoplasmanya bila kayu gubal dirubah menjadi kayu teras. Gula, pati, asam amino, dan protein dalam sel parenkim membuat kayu gubal sangat rentan (susceptible) terserang oleh sejumlah besar jamur dan bakteri yang dapat menggunakan bahan cadangan makanan tetapi tidak menyerang polimer dinding sel yang kompleks. Kayu teras dari spesies tertentu memiliki ketahanan (resistant) sedang sampai tinggi terhadap dekomposisi oleh organisme yang dapat mendegradasi dinding sel. Daya tahan tersebut disebabkan oleh fenol, terpena, alkaloid, dan substansi lain yang menumpuk dalam kayu teras dan merupakan racun bagi jamur perusak kayu, bakteri, serangga dan marine borer. Karena substansi beracun tersebut tidak terdapat dalam kayu gubal, kayu gubal mati pada semua spesies sangat mudah mengalami dekompoisi biologis. Pada kayu gubal pohon yang masih hidup pada dasarnya tahan terhadap pelapukan karena aktifnya mekanisme pertahanan, sebaliknya kayu teras lebih mudah terserang dari kayu gubal yang masih hidup. Meskipun sejumlah besar jamur dan beberapa jenis serangga dapat menyebabkan dekomposisi jaringan kayu teras mati, jarang ada organisme yang melakukan dekomposisi produk kayu setelah pohon ditebang, teutama setelah dikeringkan. Pada sisi lain, faktor-faktor perusak harus dilihat sebagai komponen yang muncul sebagai hasil interaksi antara kayu dengan lingkungan penggunaannya, baik lingkungan biotik maupun lingkungan abiotik. Lingkungan biotik dapat mempengaruhi ketahanan kayu karena organisme perusak berinteraksi dengan kayu dalam bentuk menjadikannya
3
sebagai bahan makanan atau tempat perlindungan. Sedangkan lingkungan abiotik mampu mempengaruhi ketahanan kayu karena adanya interaksi fisik, mekanis maupun kimia yang dapat merombak/ merubah komposisi kimia dan bentuk kayu. Beberapa studi menitikberatkan ketahanan kayu lebih pada daya tahannya terhadap organisme perusak sehingga banyak pustaka yang selalu menggandengkan pengertian ketahanan kayu dengan organisme perusak. Hal ini mudah dimengerti karena daya tahan kayu terhadap serangan organisme perusak (keawetan) dapat mempengaruhi kekuatan kayu secara nyata pada saat serangan tersebut merombak atau mengurangi unsur penyusun kayu, yang biasa diistilahkan dengan kehilangan berat (weight loss). Sebaliknya, daya tahan kayu terhadap beban yang diberikan (kekuatan) relatif tidak berhubungan dengan keawetan kayu. Namun demikian, selain serangan organisme perusak, ada faktor-faktor abiotik yang juga mampu merombak atau mengurai unsurunsur penyusun kayu dan mempengaruhi umur pakai kayu (keawetan) serta kekuatannya. Hanya saja faktor abiotik ini relatif membutuhkan waktu yang lama untuk melihat dampaknya secara nyata dibanding dengan faktor biotik. Kemampuan memahami bentuk dan lingkungan interaksi kayu dengan faktorfaktor perusaknya sangat diperlukan untuk dapat melakukan pengendalian atau perlakuan-perlakuan yang diperlukan bagi optimalisasi penggunaan kayu dalam suatu lingkungan tertentu. Hal ini sangat relevan mengingat besarnya potensi jenis-jenis kayu kita dan tingginya kesesuaian lingkungan kita bagi keberadaan dan berkembangnya berbagai faktor perusak. Negara kita Indonesia memiliki 4.000-an jenis kayu dan diperkirakan hanya 15 – 20 % saja yang secara alami mempunyai daya tahan yang tinggi terhadap organisme perusak kayu, sedangkan 80 - 85% termasuk dalam kelas awet rendah. Meskipun demikian, ini tidak berarti bahwa kayu-kayu yang secara alami tidak awet ini juga memiliki kekuatan yang rendah. Bahkan, sebagian besar kayu-kayu tersebut cukup memenuhi syarat untuk digunakan sebagai bahan bangunan karena memiliki kekuatan yang memadai. Hanya saja, akibat rentannya kayu tersebut terhadap serangan organisme perusak dapat berakibat pada menurunnya kekuatan kayu dalam penggunaannya. Hubungan ini akan lebih nyata lagi bila keadaan lingkungan penggunaannya sangat kondusif bagi munculnya faktor-faktor perusak kayu yang mampu
4
merombak komponen utama pembentuk kayu seperti lignin dan selulosa, serta menurunkan kekuatan kayu. Ketahanan alami kayu yang bervariasi menunjukkan adanya faktor-faktor bawaan yang mempengaruhinya. Faktor-faktor ini perlu diketahui sebagai bahan referensi dalam memperkirakan atau menentukan kelas ketahanan kayu, baik kekuatan maupun keawetannya. Faktor-faktor yang mempengaruhi ketahanan alami kayu secara umum adalah seluruh sifat-sifat dasarnya yang meliputi struktur anatomi, sifat fisis, dan unsur kimia penyusunnya. Faktor-faktor ini juga memiliki hubungan yang kuat satu sama lain.
B. Bahan Diskusi Pada bagian ini, mahasiswa secara sendiri-sendiri atau kelompok diminta untuk mendiskusikan dan menyampaikan pendapat tentang bagaimana sifat-sifat dasar kayu mempengaruhi ketahanan kayu (kekuatan dan keawetan). Secara umum, diskusi dijalankan dengan menggunakan skema pertanyaan berikut.
Struktur Anatomi
Sifat Fisis
Komponen Kimia
?
?
?
?
?
?
Kekuatan
?
?
?
?
?
?
Keawetan
?
?
?
?
?
?
Diskusi dalam kelas dilaksanakan dengan mekanisme sebagai berikut: 1. Peserta mata kuliah dibagi atas tiga kelompok, yaitu: (1) Anatomi; (2) Fisis; dan (3) Kimia. 2. Setiap kelompok memilih ketua kelompok yang akan memimpin diskusi internal kelompoknya untuk mengidentifikasi sifat-sifat dasar, sesuai kelompoknya, yang dapat mempengaruhi kekuatan dan keawetan kayu. 3. Diskusi dilanjutkan dengan membahas bentuk pengaruh dari sifat-sifat yang telah diidentifikasi tersebut.
5
4. Ketua kelompok mempresentasikan hasil diskusi kelompoknya di depan kelas untuk ditanggapi oleh kelompok lainnya.
C. Bahan Bacaan Pengayaan
D. Latihan/ Soal-Soal
1. Jelaskan hubungan antara sifat anatomi kayu dengan kekuatan dan keawetannya, berikan salah satu contoh kasus ! 2. Jelaskan hubungan antara sifat kimia kayu dengan kekuatan dan keawetannya, berikan salah satu contoh kasus ! 3. Jelaskan hubungan antara sifat fisis kayu dengan kekuatan dan keawetannya, berikan salah satu contoh kasus !
6
BAB II FAKTOR ABIOTIK PERUSAK KAYU Tujuan Umum : Bab ini secara umum bertujuan untuk memberikan pemahaman kepada mahasiswa tentang faktor abiotik perusak kayu, kondisi dan tingkat serangan, serta penanganannya secara awal. Tujuan Khusus : Bab ini secara khusus memberikan kemampuan kepada mahasiswa untuk dapat menganalisis potensi kerusakan kayu akibat faktor abiotik. Deteriorasi kayu akibat faktor abiotik dapat dilihat pada unsur kayu bangunan yang mengalami perubahan warna setelah digunakan dalam jangka waktu tertentu. Kerusakan ini akan semakin besar jika kayu tersebut tidak diberikan perlakuan/perlindungan sebagaimana mestinya, terlebih lagi jika digunakan pada kondisi yang terekspos terhadap lingkungan luar. Banyak faktor yang menyebabkan kondisi tersebut dapat terjadi. Umumnya, hal tersebut disebabkan oleh pengaruh cuaca (weathering), dimana kayu akan mengalami oksidasi dan fotodegradasi oleh sinar ultraviolet dari matahari. Selain akibat cuaca, faktor lain yang juga dapat menyebabkan deteriorasi adalah api dimana seringkali terjadi suatu bangunan mengalami kebakaran yang akibatnya akan menghabiskan konstruksi tersebut. Faktor lain adalah adanya zat kimia yang mengenai kayu terutama pada peralatan penampungan bahan kimia maupun meja-meja laboratorium yang terbuat dari kayu. Keberadaan faktor-faktor ini sangat penting untuk dipahami agar dapat diupayakan suatu tindakan pencegahan deteriorasi kayu akibat faktor abiotik tersebut. Secara umum dapat dikatakan bahwa faktor abiotik ialah faktor yang disebabkan oleh unsur pengaruh alam dan keadaan alam itu sendiri, yang terdiri atas: 1. Faktor fisik, ialah keadaan atau sifat alam yang mampu merusak komponen kayu sehingga umur pakainya menjadi pendek. Yang termasuk faktor fisik antara lain: suhu dan kelembaban udara, panas matahari, api, udara dan air. Semua yang termasuk faktor fisik itu mempercepat kerusakan kayu bila terjadi penyimpangan. Misalnya bila kayu tersebut terus-menerus kena panas maka kayu akan cepat rusak. 7
2. Faktor mekanik, terdiri atas proses kerja alam atau akibat tindakan manusia. Yang termasuk faktor mekanik antara lain: pukulan, gesekan, tarikan, tekanan dan lain sebagainya. Faktor mekanik berhubungan erat sekali dengan tujuan pemakaian. 3. Faktor kimia, juga mempunyai pengaruh besar terhadap umur pakai kayu. Faktor ini bekerja mempengaruhi unsur kimia yang membentuk komponen seperti selulosa, lignin dan hemiselulosa. Unsur kimia perusak kayu antara lain: pengaruh garam, pengaruh asam dan basa. Secara khusus, pada bab ini akan dibahas faktor perusak kayu yang berasal dari unsur-unsur alam (faktor abiotik) yaitu faktor fisik (air, cuaca/weathering, panas/thermal decomposition), faktor kimia (chemical decomposition) dan faktor mekanis (mechanical wear).
A. Faktor Fisik A.1. Air Air sebagai salah satu kebutuhan dalam pertumbuhan pohon akan mengisi dinding sel dan rongga sel kayu. Seperti diketahui bahwa air pada sel dapat berupa air terikat, air bebas dan uap air. Air terikat (bound water) adalah air yang terdapat pada dinding sel, sedangkan air bebas (free water) dan uap air adalah air yang terdapat pada rongga sel. Air bebas akan mempengaruhi berat kayu sedangkan air terikat akan mempengaruhi berat dan dimensi kayu. Dengan demikian, kadar air kayu sangat mempengaruhi sifat-sifat kayu seperti stabilitas dimensi, sifat mekanik dan ketahanan terhadap kerusakan. Telah diketahui bahwa kayu merupakan bahan yang bersifat higroskopis, karena polimer dinding selnya mengandung gugus hidroksil yang reaktif. Pada lingkungan yang mengandung uap air, kayu kering akan menyerap uap air sampai kadar air kesetimbangan dengan lingkungan. Begitu juga kayu yang jenuh air ketika ditempatkan ditempat yang kelembaban relatifnya lebih rendah akan kehilangan uap air sampai kadar air kesetimbangan dengan lingkungan. Dimensi kayu akan berubah sejalan dengan perubahan kadar air dalam dinding sel, karena di dalam dinding sel terdapat gugus OH (hidroksil) dan oksigen lain yang bersifat menarik uap air melalui ikatan hidrogen. 8
Kembang susut kayu yang paling besar berturut-turut adalah pada bidang tangensial, radial dan aksial. Stabilitas dimensi kayu adalah kemampuan kayu itu untuk menahan perubahan dimensi karena perubahan kondisi kadar air. Ada beberapa cara untuk mengurangi perubahan dimensi kayu yang disebabkan oleh air yaitu: 1.
Menghalangi penyerapan uap air dengan pelapisan produk, berupa pelapisan dengan cat dan resin sintetis. Cara ini merupakan cara yang umum tapi tidak efektif, karena hanya akan memperlambat laju difusi dan tidak mampu menghalangi gerakan uap air secara sempurna.
2.
Menghalangi perubahan dimensi dengan penahanan yang membuat gerakan menjadi sukar atau tidak mungkin.
Masalah pada cara ini adalah terjadinya
tekanan-tekanan internal apabila kayu berusaha mengembang tetapi dihalangi, sehingga dapat mengakibatkan gangguan bentuk atau cacat kayu. 3.
Memperlakukan kayu dengan bahan yang menggantikan semua atau sebagian air terikat di dalam dinding sel. Dilakukan pada kayu yang masih segar dan bahan perlakuan tetap tinggal dalam dinding sel ketika kayu tersebut dikeringkan. Bahan yang pertama digunakan adalah resin fenol formaldehid (PF) melalui proses impregnasi. Bahan lainnya adalah polietilen glikol (PEG), berupa seperti lilin yang dilarutkan dengan air.
4.
Menghasilkan kayu untuk menghasilkan saling ikatan silang antara gugus hidroksil dalam dinding sel kayu. Ikatan silang dapat mengurangi higroskopisitas kayu dengan mengurangi tempat ikatan untuk air di dalam dinding sel.
5.
Pengisian dengan monomer-monomer plastik seperti metil metakrilat dan stiren akrilonitril.
Monomer tersebut dapat dipolimerisasikan dengan radiasi atau
pemanasan dengan katalisator yang sesuai. Sebagai contoh, suatu penelitian modifikasi kimia pada kayu karet dengan styrene yang dikombinasikan dengan crosslinker Glycidyl Methacrylate (GMA) menunjukkan bahwa perlakuan ini mampu memperbaiki stabilitas dimensi dalam hal % pengembangan
9
volume, anti-shrink efficiency dan mengurangi penyerapan air.
Ketahanan kimia sampel
yang diberi perlakuan juga lebih tinggi dibandingkan sampel tanpa perlakuan. A.2. Pencuacaan (Weathering) Weathering
adalah proses yang terjadi pada permukaan kayu dan melibatkan
cahaya yang menyebabkan kerusakan lignin sehingga terurai dan dapat larut dalam air. Apabila hal tersebut terjadi, lignin akan tercuci dari permukaan kayu dan meninggalkan permukaan yang kaya komponen selulosa. Ada beberapa pendapat bahwa degradasi lignin kemungkinan berasosiasi dengan kerusakan karbohidrat dalam proses weathering. Faktor kunci yang menyebabkan weathering kayu adalah cahaya UV dan air, meskipun terdapat juga indikasi keterlibatan cahaya tampak. Selain itu juga terdapat peran radikal bebas dalam proses oksidatif yang terjadi selama weathering, dan beberapa polutan di udara seperti sulfur dioksida dan nitrogen dioksida memperburuk proses weathering kayu. Adanya fakta weathering pada kayu mengakibatkan dibutuhkannya proteksi permukaan seperti cat atau lapisan penutup lainnya dalam berbagai aplikasi. Faktor perusak kayu yang disebabkan oleh cuaca (weathering) terutama berupa fotodegradasi oleh sinar ultra violet (UV) dan oksidasi. Fakta-fakta yang terkait dengan pencuacaan dapat dikemukakan sebagai berikut: 1. kerusakan fotokimia komponen dinding sel kayu oleh gelombang pendek dan gelombang panjang UV, 2. reaksi oksidasi dari produk dekomposisi komponen dinding sel, 3. pencucian produk dekomposisi yang mudah larut, dan 4. kerusakan mekanik elemen permukaan yang terkait dengan pengembangan dan penyusutan kayu akibat pembasahan (wetting) dan pengeringan (drying). Permukaan kayu yang diekspos terhadap cuaca akan terdekomposisi, dimana di antara komponen utama kayu, lignin mempunyai absorpsi sinar UV terbesar dibandingkan dengan komponen kayu lainnya. Dengan demikian lignin juga merupakan komponen pertama yang akan terdekomposisi oleh radiasi UV.
Radiasi UV
menyebabkan terjadinya perubahan warna alami kayu dimana warna kayu berangsur10
angsur akan menjadi lebih terang karena ligninnya terdekomposisi sehingga akan mudah tercuci oleh air hujan dan yang tertinggal adalah komponen selulosa dan proses ini akan berulang terus-menerus yang pada akhirnya akan membuat kayu menjadi rusak. Evans et al. (1992) dalam Plackett et. al (1996) meneliti tingkat delignifikasi permukaan radiata pine (Pinus radiata D. Don) menggunakan finir yang diekspos pada kondisi cuaca alami dan menunjukkan kehilangan lignin secara substansial setelah 3 hari dipaparkan. Kehilangan berat sampel yang terjadi ternyata karena rusaknya lignin akibat pencucian oleh air hujan. Penelitian yang dilakukan oleh Norrstrom (1969) dalam Plackett et. al (1996) menunjukkan bahwa degradasi kayu yang disebabkan oleh UV 80 – 90% terjadi pada lignin, 5 – 20% pada karbohidrat, dan hanya 2% pada ekstraktif. Berdasarkan Scanning electron microscopy (SEM) dan transmission electron microscopy (TEM) ternyata bahwa lignin pada sudut dinding sel dan lamella tengah lebih dahulu terdegradasi pada tahap awal penyinaran UV pada percobaan laboratorium. Degradasi dinding sel secara massif tidak terjadi saat permukaan kayu diekspos pada cahaya UV selama lebih dari 10 hari. Hon dan Chang (1984) dalam Plackett et. al (1996) menunjukkan bahwa kandungan lignin pada permukaan southern yellow pine turun dari 28% menjadi 14,5 % pada pemaparan dengan cahaya UV. Dikatakan juga bahwa absorpsi cahaya UV oleh lignin dapat menghasilkan transfer energi dan berkontribusi terhadap pemecahan sellulosa. Hemisellulosa memiliki karakteristik absorpsi UV yang hampir identik dengan selulosa (Hon, 1981) dan dapat menghasilkan degradasi produk yang lebih larut dalam air dibandingkan dengan sellulosa pada derajat polimerisasi yang sama. Di antara semua faktor lingkungan yang dapat menyebabkan degradasi pada kayu, sinar UV dari cahaya matahari merupakan penyebab kerusakan terbesar. Dari komponen utama kayu, lignin berkontribusi 80-95% terhadap koefisien penyerapan UV oleh kayu, sementara karbohidrat 5-12% dan ekstraktif 2% (Kuo dan Hu, 1991 dalam Pastore et al. 2004). Lignin merupakan komponen pertama yang didekomposisi oleh radiasi UV (Hon dan Feist, 1986 dalam Pastore et al. 2004) melalui mekanisme kompleks oleh radikal bebas (Moore dan Owen, 2000 dalam Pastore et al. 2004). Selanjutnya Pastore et al. (2004) menyatakan bahwa warna alami kayu akan berubah dengan cepat jika diekspos 11
terhadap weathering. Pertama akan menjadi gelap, kemudian kuning atau coklat dan akhirnya warna perak keabua-abuan akan dominan.
Penelitian oleh Kalnins (1966)
mengindikasikan bahwa ekstraktif dalam Douglas fir adalah antioxidan dan karena itu ekstraktif kemungkinan memberikan efek perlindungan terhadap fotodegradasi kayu. Miniutti (1964) dalam Plackett et. al (1996) menggunakan SEM untuk menunjukkan bahwa perubahan utama yang terjadi pada kayu yang disinari UV adalah rusaknya noktah pada pinggir dinding sel radial dan pembentukan microcheck sepanjang sudut fibril dalam dinding sel tangensial. Dalam studi yang sama, SEM juga digunakan untuk menjelaskan degradasi awal lignin pada sudut sel dan dalam lamella tengah selama tahap awal penyinaran UV. Groves dan Banana (1986) menggunakan SEM untuk meneliti weathering alami Pinus radiata dan menemukan bahwa deteriorasi mikrostruktur kayu terjadi setelah 4 bulan dipaparkan. Degradasi permukaan dan pengikisan permukaan kayu terjadi setelah 6 bulan dipaparkan. Feist (1982) dalam Plackett et. al (1996) menyimpulkan bahwa aspek signifikan weathering kayu pada aplikasi struktural menimbulkan pengaruh estetik seperti perubahan warna, kekasaran, retak permukaan, timbulnya kotoran, dan pertumbuhan lumut/jamur. Perubahan tersebut dapat terjadi sangat cepat, tapi sering juga hanya sedikit perubahan nyata lebih lanjut selama beberapa tahun dengan ketiadaan perusak. Hon (1983) dalam Plackett et. al (1996) mereview reaksi weathering dan proteksi permukaan kayu dan menyatakan bahwa pada umumnya cuaca menyebabkan terjadinya diskolorisasi pada kayu antara 3 dan 4 bulan setelah pertama kali dipaparkan (Gambar 1).
12
Gambar 1. Perubahan warna akibat pencuacaan di luar ruangan western red cedar, redwood, southern yellow pine, dan Douglas fir di USA Penelitian di New Zealand yang melakukan pemaparan Pinus radiata dan western red cedar (Thuja plicata) memberikan hasil yang sama (Gambar 2).
Gambar 2.
Perubahan warna akibat pencuacaan di luar ruangan radiata pine dan western red cedar di New Zealand
Bila kayu tidak dilindungi dengan pelapisan (coating) dan terpapar ke atmosfer dan matahari, disintegrasi fisik dan kimia secara perlahan akan terjadi pada permukaan kayu. Permukaan kayu segar mulai berubah warna setelah beberapa minggu terpapar di luar ruangan (outdoor). Pertama kali kayu tercuci (leaching) dan kemudian berubah secara
13
perlahan menjadi coklat. Setelah beberapa tahun terpapar di luar ruangan, permukaan kayu perlahan-lahan akan berwarna abu-abu. Pada awalnya, warna kayu berubah menjadi coklat sebagai hasil dekomposisi fotokimia lignin dan zat ekstraktif membentuk radikal bebas yang menimbulkan dekomposisi lanjut karbohidrat struktural dan oksidasi sebagian fenolik. Permukaan yang tercuci lalu mengeluarkan produk dekomposisi yang mudah terlarut, memaparkan karbohidrat struktural yang lebih tahan terhadap penyinaran (photoresistant) yang juga didegradasi secara fotokimia dan dioksidasi oleh produk dekomposisi dan agen atmosfer. Xilan didekomposisi dan lebih mudah tercuci dibandingkan dengan selulosa atau hemiselulosa kaya glukan. Residu selulosa dan permukaan yang ditumbuhi oleh jamur berpigmen seperti Aureobasidium pullulans membentuk warna abu-abu. Laju pencuacaan akan berkurang bila lapisan luar (outer shell)
yang mengalami pencuacaan telah
terbentuk dan melindungi permukaan kayu dari kerusakan fotokimia lebih lanjut. Namun pembasahan dan pengeringan yang berkesinambungan dari permukaan yang tercuacakan menimbulkan keretakan permukaan, kerusakan mekanik terlokalisasi dan pengelupasan kulit secara perlahan dari permukaan. Variasi laju pencuacaan dapat disebabkan oleh perbedaan geografis, lokasi, metode pengujian dan spesies kayu.
Pencuacaan
diperkirakan menghilangkan permukaan kayu 6 -7 mm per abad di zona temparate (Browne, 1960; Kuhne et al., 1972) dalam Arif (2002) dan 1 mm per abad untuk kayu yang terpapar di kutub utara. Coating atau film yang mengabsorpsi atau merefleksikan sinar UV dan mengurangi perubahan kadar air permukaan merupakan metode pencegahan pencuacaan konvensional pada kayu yang terpapar di luar ruangan. Perlakuan dengan penolak air (water repellent treatment) juga mengurangi fluktuasi kadar air pada pemakaian kayu di luar ruangan. Perlakuan kayu dengan bahan kimia seperti Cr2O3 mengurangi pencuacaan dan dilaporkan dua kali lipat masa pakai dari lateks dan cat berbasis minyak (Feist dan Ellis, 1978) dalam Arif (2002).
14
A.3. Faktor Panas (Thermal Decomposition) Lignoselulosa terbakar karena polimer dinding sel mengalami reaksi pirolisis dengan meningkatnya suhu yang menguapkan zat-zat volatil dan gas-gas yang mudah terbakar.
Polimer selulosa dan hemiselulosa lebih dahulu terdegradasi oleh panas
sebelum lignin. Komponen lignin berperan terhadap pembentukan arang dan lapisan arang ini melindungi komposit dari degradasi panas. Hubungan antara panas dengan kerusakan kayu yang terjadi dapat dilihat pada Gambar 3 berikut :
Gambar 3. Hubungan antara panas dengan kerusakan kayu yang terjadi
Dekomposisi kayu karena panas, seperti banyak senyawa karbon, mudah terjadi pada suhu tinggi. Pada awalnya, perubahan perlahan mulai sekitar suhu 100oC. Terdapat perubahan warna, kehilangan kekuatan yang serius, pengurangan sifat higroskopisitas, kehilangan berat, dan evolusi gas seperti CO, CO2, CH2 dan uap air. Perubahan tersebut tergantung waktu dan meningkat cepat pada suhu yang lebih tinggi.
Pembakaran
(combustion) dengan pancaran cahaya dan panas terjadi pada suhu sekitar 275oC.
15
Proses pada Suhu Rendah (<200oC) Pengaruh suhu rendah pada kayu sangat penting karena kehilangan kekuatan yang nyata terjadi pada kisaran suhu ini. Dekomposisi panas kayu mulai pada suhu 100oC. Kayu berubah coklat, permukaan menjadi rapuh (brittle), dan perlahan terjadi kehilangan berat dan kehilangan kekuatan. Pengaruh suhu ini dapat diamati pada balok yang diletakkan pada oven (104oC) selama beberapa minggu atau papan gergajian yang dikeringkan secara berlebih di kilang pengering (kiln dry). Warna kecoklatan dan permukaan brashness dari kayu, mirip tahap awal dari beberapa pelapuk coklat (brown rot).
Keseragaman pewarnaan dan tidak adanya struktur
jamur memudahkan
memisahkan kerusakan akibat panas dengan pelapukan tahap awal. MacLean (1951) dalam Arif (2002) menetapkan kehilangan berat kayu terkait dengan variasi suhu dan periode keterpaparan, rata-rata dari 11 spesies komersil, sebagai berikut :
Periode Keterpaparan 1 tahun 470 hari 400 jam 102 jam
Suhu (oC) 93 121 149 167
Kehilangan Berat (%) 2,7 26,8 14,8 21,4
Kekuatan cepat berkurang oleh pemaparan pada suhu tinggi (Gambar 3). Tidak ada asap atau penyalaan kayu dihasilkan bila kayu dipaparkan pada suhu di bawah 200oC. Gas-gas utama yang dilepaskan adalah CO2 dan uap air. Proses pada Suhu Tinggi (>200oC) Pirolisis (pemanasan tanpa adanya O2) dikenal selama proses distilasi kayu (wooddistillation process) dimana dihasilkan gas-gas yang mudah terbakar yaitu CH4 dan CO. Juga banyak senyawa dilepaskan seperti asam asetat, metanol, asam format, furfural, fenol dan kresol. Asam-asam menyebabkan mata perih oleh asap dan produk furfural
16
menyumbang karakteristik bau dari asap kayu. Produk akhir yang tersisa adalah arang / karbon (charcoal) yang telah banyak dimanfaatkan oleh banyak industri. Pada pembakaran, kayu akan cepat terdekomposisi pada suhu di atas 200oC dengan adanya O2 dan melepaskan gas-gas yang mudah terbakar seperti CH4 dan CO. Pada suhu sekitar 275oC, suhu nyala dan panas yang dilepaskan mempercepat pembakaran dan proses dekomposisi. Urutan pemutusan komponen dinding sel dengan bertambahnya suhu adalah hemiselulosa, selulosa dan lignin.
Hemiselulosa kurang stabil terhadap panas dan
mengalami dekomposisi pada kisaran suhu 225-325oC.
Lignin terdekomposisi pada
kisaran suhu 250-500oC, sedangkan selulosa pada suhu lebih tinggi dan terbatas pada kisaran 325-375oC (Shafizadeh dan Chin, 1977) dalam Arif (2002).
Kayu yang
terkarbonisasi pada tahap akhir dekomposisi secara tekstural mirip brown rot dan menarik untuk dicatat bahwa lignin juga merupakan komponen kayu terakhir yang dikonsumsi sempurna pada beberapa pelapukan jamur. A.4. Fire Retardant Daya tahan bakar kayu dapat ditingkatkan misalnya dengan membuat kayu itu menjadi anti api (fire proof), antara lain sebagai berikut : 1.
Menutup kayu itu dengan bahan lapisan yang tidak mudah terbakar yang berfungsi melindungi lapisan kayu di bawahnya terhadap api, misalnya asbes atau pelat logam
2. Menutup kayu
itu dengan bahan-bahan kimia yang bersifat mencegah
terbakarnya kayu, misalnya jenis cat tahan api, persenyawaan garam antara lain amonium dan boor zuur 3. Mengimpregnir kayu itu dengan macam-macam bahan kimia yang bersifat mengurangi terbakarnya kayu. Ada juga bahan-bahan lain yang menghasilkan gas yang dapat mencegah api tersebut
17
4. Bahan kimia penahan yang efektif adalah ammonium fosfat, ammonium sulfat, boraks, dan seng klorida. Bahan tersebut telah diteliti secara empirik namun mekanisme perlindungannya kurang dipahami.
B. Faktor Kimia Sebagai bahan struktural, kayu memperlihatkan ketahanan terhadap serangan kebanyakan bahan kimia. Untuk alasan ini, kayu sering digunakan untuk pembuatan tong penyimpan, tangki, tangki pendingin, atau struktur dimana berhubungan dengan bahan kimia kaustik yang menyebabkan terjadinya kondensasi, aerosol atau percikan. Sebagai contoh, bukti deteriorasi kayu yang dilaporkan pada beberapa pabrik pulp kraft akibat kayu terpapar dalam waktu lama terhadap asam lemah dan basa lemah pada suhu dan kelembaban tinggi (Barton, 1982) dalam Arif (2002). Karena kayu merupakan bahan baku kimia utama untuk industri kertas dan turunan selulosa, banyak informasi telah dihasilkan pada reaksi kayu dan komponennya terhadap banyak bahan kimia. Informasi ini membentuk dasar bagi proses industri dalam kisaran yang luas. Informasi pada topik tersebut tersedia dalam buku kimia kayu, kimia selulosa dan pembuatan kertas. Smith (1980) dalam Arif (2002) menyusun daftar spesies kayu yang direkomendasikan untuk penggunaan pada lingkungan yang bersifat korosif seperti kontainer untuk asam, terpapar ke asap asam atau kontainer untuk cairan korosif ringan. Kayu konifer pada umumnya lebih tahan terhadap serangan bahan kimia korosif daripada kebanyakan kayu daun lebar. Kriteria untuk kayu tahan bahan kimiawi adalah spesies yang kaya α–selulosa dan lignin serta rendah xilan. Asam terutama mendegradasi karbohidrat kayu, dan ketahanan lignin yang tinggi terhadap asam kuat merupakan dasar untuk penentuan analisis lignin melalui pelarutan karbohidrat kayu dengan 72% H2SO4. Residu yang tidak larut dari hasil penyaringan didefinisikan sebagai lignin Klason. Asam menghidrolisis ikatan β (1-4) glikosida selulosa dan hemiselulosa menghasilkan pengurangan kekuatan tarik (tensile strenght) secara drastis. Kayu pada tahap awal dekomposisi berubah coklat dan menjadi brittle dan
18
brash.
Mekanisme depolimerisasi dan reduksi awal beberapa sifat kekuatan analog
dengan degradasi brown rot. Alkali menyerang kayu lebih hebat pada kondisi waktu-suhu dan konsentrasi yang setara dengan asam.
Alkali melarutkan hemiselulosa dan mengubah lignin menjadi
bentuk kompleks lignin-alkali yang mudah larut. Selulosa pada dasarnya tidak berubah. Kebanyakan proses pulping kayu mengupayakan tipe reaksi alkali ini. Pada konsentrasi tinggi, bahan kimia alkali kuat menyebabkan kayu menjadi serat dan tercuci seperti halnya kayu yang terserang jamur pelapuk putih (white rot). Kayu mengembang dan terjadi pengurangan kekuatan yang tajam. Wangaard (1966) dalam Arif (2002) menggambarkan perbedaan antara pengaruh asam kuat dan basa kuat pada berbagai konsentrasi dan suhu terhadap kekuatan kayu konifer dan kayu daun lebar (Tabel 1) Tabel 1. Pengaruh asam kuat dan basa kuat pada berbagai konsentrasi dan suhu terhadap kekuatan kayu konifer dan kayu daun lebar MOR (sebagai % kontrol) Jenis
2% HCl
10% HCl
2% NaOH
10% NaOH
20oC
50oC
20oC
50oC
20oC
50oC
20oC
50oC
Douglas fir
91
85
76
57
56
40
39
28
White oak
70
51
39
30
26
22
20
15
Kayu
Sumber : Wangaard, 1966 Erikson dan Reese (1940) memperlihatkan bahwa kayu yang terpapar pada alkohol, aseton dan benzene menurunkan pengembangan (swelling) dan meningkatkan kehilangan kekuatan yang dinyatakan dengan berat molekul dan kompleksitas struktur dari senyawa organik tersebut. Perlakuan kayu dengan ammonia secara temporal menyebabkan banyaknya reduksi pada ketahanan bengkok (bending resistance) dan memungkinkan kayu menjadi bengkok pada sudut tajam menjadi berbagai sudut tanpa patah. Perlakuan kayu dengan sejumlah garam dilaporkan meningkatkan ketahanan rusak (crushing resistance). Perlakuan dengan garam asam seperti Na2CrO3 telah dilaporkan 19
menurunkan kekuatan (Ross, 1956).
Perlakuan kayu dengan garam jenis pengawet
seperti garam oksida atau garam asam dari copper, kromium, dan arsenit (CCA), tidak menampakkan pengaruh serius terhadap kekuatan (Thompson, 1982) kecuali bila kayu kemudian dikeringkan pada suhu tinggi (Barnes dan Winandy, 1986). Kontak yang
lama antara kayu dengan besi menyebabkan embrittlement dan
hilangnya kekuatan tarik (Baker, 1974). Terdapat laporan bahwa dekomposisi kayu dari besi menurunkan sifat daya pegang paku, dimana paku pada awalnya dipasangkan ke dalam kayu gergajian segar. Penggunaan paku tergalvanisasi (dilapisi seng) atau kayu gergajian kering akan meminimalkan masalah ini. Karena besi beroksidasi (berkarat) membentuk besi hidroksida yang mengkatalisis reaksi oksidasi dan depolimerisasi selulosa menjadi oksiselulosa.
C. Faktor Mekanis Faktor mekanis (mechanical wear) dari kayu merupakan sumber minor deteriorasi kayu dan melibatkan gaya-gaya yang merobek dan melepaskan bagian kecil permukaan kayu. Penting hanya pada sedikit kasus penggunaan kayu khusus dimana terjadi gesekan dan sobekan permukaan yang hebat, seperti anak tangga, menara pendingin, lantai pabrik sekitar mesin berat, dan kontak paku dan plat pada bantalan kereta api. Partikel pasir yang diterbangkan angin dapat menyebabkan kerusakan mekanis terhadap tiang, tunggak dan kayu yang tidak dicat di daerah gurun dan sepanjang pantai. Contoh lain kerusakan mekanis sering terlihat pada galangan kapal muat atau panggung/peron. Muatan yang berat dengan sudut tajam menyebabkan abrasi dan keretakan pada permukaan kayu, yang sepanjang waktu mengembangkan tekstur berserat mirip yang terdapat pada tahap akhir pelapukan oleh jamur. Metode pencegahan mencakup pemilihan kayu dengan kekerasan permukaan tinggi, susunan serat sisi/pinggir kayu pada bagian yang mengalami gesekan kuat dan perlindungan zona kerusakan tinggi dengan plat logam atau penggunaan polimer pengeras kayu.
20
D. Tugas/ Bahan Diskusi Semua peserta mata kuliah ditugaskan untuk membuat sebuah paper mengenai biodeteriorasi kayu yang diakibatkan oleh salah satu faktor abiotik sebagaimana yang telah dipaparkan di atas menggunakan berbagai sumber pustaka terbaru !
E. Latihan Soal Menurut Anda, faktor perusak mana yang paling sulit dicegah di antara faktor-faktor perusak abiotik tersebut di atas ? 1.
Faktor mana yang menimbulkan kerugian paling besar ?
2.
Upaya apa yang paling praktis dilakukan untuk mencegah kerusakan kayu akibat faktor abiotik !
F. Bahan Bacaan Pengayaan
Tinjauan Hasil-hasil Penelitian Faktor-faktor Alam yang Mempengaruhi Sifat Fisik dan Mekanik Kayu Indonesia Wahyu Dwianto1 dan Sri Nugroho Marsoem2 1. UPT Balai Penelitian dan Pengembangan Biomaterial, Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia 2. Fakultas Kehutanan, Universitas Gajah Mada
Abstract This review deals with several topics concerning natural factors affecting physical and mechanical properties of wood, i.e. (1) wood species; (2) age and location of growing; (3) position of wood sample in the stem; (4) diameter; (5) humidity, moisture content, and temperature; (5) weathering and fungi; (6) forest fired; that have been done by researchers who are members of Indonesian Wood Research Society. The purposes of this review are (1) to evaluate the research results that have been done, (2) to promote the applicable and feasible utilization of research results to the users, (3) to provide information concerning previous researches that might be useful for further researches. More than 60 wood species have been reported in this review. Besides the major and minor commercial wood species; lesser known species, i.e. Balsa (Ochroma spp.), Randu
21
(Ceiba pentandra Gaertn.), Merkubung (Macaranga sp.), Cengkeh (Eugenia aromatica L.), Afrika (Maesopsis eminii), Kisereh (Cinnamomum porrectum (Roxb) Kosterm), Kibawang (Melia excelsa Jack.), Pulai Konggo (Alstonia kongoensis Engl.), Sengon Buto (Enterolobium cyclocarpum Griserb.), Salamander (Grevillea robusta A.Cunn.), Kilemo (Litsea cubeba Pers.), Tahongai (Kleinhovia hospita Linn.), Sukun (Arthocarpus altilis), Arang (Diospyros borneensis), Berumbung (Adina minutifolia), Tisuk/Waru (Hibiscus macrophyllus), Urograndis (Eucalyptus urograndis), Kelapa (Cocos nucifera L.), Kelapa Sawit (Eleais guineensiis Jacq.), Laban (Vitex Pubescens Vahl.), Rambai (Baccaurea motleyana Muell.), Ki Sampang (Evodia latifolia DC.), Nangka (Artocarpus integra Merr.), Kalapi (Kalappia celebica), Gofasa (Vitex coffasus), Ketileng (Vitex glabrata), Cemara (Gymnostoma sp.), and Lamtoro (Leucaena glauca (Willd) Benth). have also been observed. The researches were generally done in relation to the utilization prospect of lesser known species, crops estate species, fast growing species, timber estate species, rural forest species, commercial species, for contruction/structural materials, handy-craft, musical instruments, or out-door exposures. Wood properties were interaction between specific gravity or density, moisture content, shrinkage and mechanical properties of wood. However, the values of those physical and mechanical properties in the papers could not directly compared to each other, because there were various testing standard and strength classification used. And unfortunately, researches on acoustic, thermal, electrical, creep, relaxation, and fatigue behaviour of Indonesian wood species were very rare or almost none. Key words: lesser known species, physical and mechanical properties, testing standard and strength classification. Pendahuluan Makalah ini menguraikan hasil-hasil
Peneliti Kayu Indonesia (Mapeki). Seluruh makalah
yang
akan di
dibahas
Seminar
telah
penelitian sifat fisik dan mekanik jenis-
dipresentasikan
Nasional
jenis kayu Indonesia yang telah dilakukan
Mapeki ke I s/d VIII (1998 ~ 2005).
oleh para peneliti anggota Masyarakat
Tujuan tinjauan makalah ini adalah untuk 22
(1) mengevaluasi hasil-hasil penelitian
andalan/unggulan setempat (JAS), kayu
yang telah dilakukan; (2) mempromosikan
dari hutan rakyat (rural forest species),
hasil penelitian yang bersifat aplikatif
kayu perdagangan (commercial species),
sehingga diharapkan dapat dimanfaatkan
kayu langka/ terancam punah, dan kayu
oleh pihak pengguna; (3) agar penelitian
alternatif
yang telah dilakukan menjadi acuan bagi
konstruksi/struktural,
penelitian selanjutnya.
pertukangan, mebel, kerajinan/ ukiran, alat
Lebih
kurang
60
makalah
yang
untuk
bahan
bangunan
kayu
perkakas/
musik, atau penggunaan di luar ruangan.
berhubungan dengan penelitian sifat fisik dan mekanik kayu telah diterbitkan di Prosiding
Seminar
Nasional
Tinjauan
hasil-hasil
Mapeki.
Menurut Badan Inventarisasi dan Tata
pada
Guna Hutan, Departemen Kehutanan, di
makalah ini didasarkan pada faktor-faktor
Indonesia terdapat 3124 jenis kayu yang
alam yang mempengaruhi sifat fisik dan
terdiri dari kayu komersial, non komersial,
mekanik
tersebut
tak dikenal, maupun jenis kayu budidaya
dapat dikelompokkan menjadi (1) jenis
(Anonim 1986). Jenis kayu non komersial
kayu; (2) umur dan tempat tumbuh; (3)
maupun tak dikenal biasanya memiliki
letak dalam batang; (4) diameter; (5)
berat jenis (BJ) rendah, tidak kuat dan
kelembaban, kadar air dan suhu; (6) cuaca
tidak
dan jamur; serta (7) kebakaran hutan.
penggunaannya. Sebagai contoh kayu
kayu.
penelitian
Jenis Kayu Kurang Dikenal
Faktor-faktor
awet,
sehingga
membatasi
Balsa dengan BJ 0.15 ~ 0.28 termasuk kelas kuat dan kelas awet V (Anonim
Jenis Kayu Penelitian sifat fisik dan mekanik yang telah
dilakukan
Prayitno
(1998)
melaporkan
dengan
struktur anatomi, sifat-sifat fisik, mekanik,
prospek pemanfaatan jenis-jenis kayu
penyebaran dan kegunaan kayu Balsa
kurang dikenal (lesser known species),
(Ochroma spp.), Randu (Ceiba pentandra
kayu dari tanaman perkebunan (crops
Gaertn.), Kemiri (Aleurites moluccana
estate species), kayu cepat tumbuh (fast-
Willd.), dan Merkubung (Macaranga sp.).
growing species), kayu Hutan Tanaman
Sifat fisik dan mekanik yang diteliti
Industri/HTI (timber estate species), kayu
meliputi BJ, kadar air (KA), kembang-
dari
susut, warna kayu teras, tekstur, arah serat,
areal
sehubungan
1979).
agro-forestry,
kayu
23
kekerasan,
keteguhan
lentur
(MOE),
20 tahun (diameter 10 ~ 30 cm) yang
keteguhan patah (MOR), keteguhan tekan
berasal dari kebun rakyat dan petak
sejajar dan tegak lurus serat, serta tarik
percobaan Institut Pertanian Bogor di
tegak lurus serat.
Sukamantri. BJ rata-rata kayu Cengkeh
Widiati (2002) meneliti kayu Tahongai (Kleinhovia
dan
kekerasan rata-rata adalah 575.25 (473.75
melaporkan bahwa kayu ini mempunyai
~ 698.70) kg/cm2. Berdasarkan hasil
rasio penyusutan arah tangensial dan
tersebut maka kayu Cengkeh termasuk
radial (T/R rasio) sebesar 1.47, sedangkan
kelas kuat II; sekelas dengan kayu Jati
berdasarkan BJ-nya maka termasuk kelas
yang memiliki BJ 0.70, bahkan lebih keras
kuat III. Sifat mekanik kayu ini termasuk
dari kayu Jati yang memiliki kekerasan
kelas kuat II untuk keteguhan tekan sejajar
440 kg/cm2.
hospita
Linn.)
adalah 0.79 (0.74 ~ 0.84), sedangkan
serat; kelas kuat IV untuk nilai MOE; dan kelas kuat II untuk nilai MORnya. Berdasarkan sifat-sifat tersebut maka kayu ini dapat dimanfaatkan untuk bahan baku kayu lapis, mebel dan konstruksi ringan.
Jenis Kayu dari Tanaman Perkebunan Salah satu upaya untuk mengatasi menurunnya bahan baku kayu adalah dengan memanfaatkan jenis kayu yang berasal
dari
tanaman
perkebunan.
Beberapa jenis kayu perkebunan yang telah dimanfaatkan adalah kayu Karet (Hevea brasiliensis Muel. Arg.), kayu Kelapa (Cocos nucifera L.) dan kayu Kelapa Sawit (Elaeis guineensis Jacq.). Rachman dan Malik (1999) meneliti BJ, kekerasan dan sifat permesinan kayu Cengkeh (Eugenia aromatica L.) berumur
Jenis Kayu Cepat Tumbuh, Kayu HTI dan Kayu dari Areal Agro-forestry Dimasa
depan,
kayu-kayu
cepat
tumbuh akan menggantikan kayu-kayu dari hutan alam; oleh karena itu sangat diperlukan
data-data
karakterisasinya.
Firmanti et al. (2000) meneliti sifat kekuatan kayu Akasia (Acacia mangium Willd.), kayu Afrika (Maesopsis eminii), Tusam (Pinus merkusii Jungh. et de Vr.) dan Gmelina (Gmelina arborea) contoh uji skala penuh (6 cm x 12 cm x 300 cm). Hasil penelitiannya menunjukkan bahwa BJ kayu-kayu tersebut berkisar antara 0.35 ~ 0.70; MOR antara 15 ~ 90 MPa; dan MOE antara 3.5 ~ 21 GPa. Dengan rentang sifat kekuatan yang tinggi, maka jenis-jenis kayu cepat tumbuh tersebut dapat
dimanfaatkan
sebagai
bahan 24
bangunan struktural. Sutapa
lahan agro-forestry Loa Kulu, Kabupaten penelitian-
Kutai Kartanegara, Kalimantan Timur.
penelitian mengenai kualitas batang dan
Pengujian sifat fisik dan mekaniknya
sifat fisik kayu Mindi (Melia azedarach
dilakukan
L.) dari areal agro-forestry tradisional di
(Deutsche Institut Fuer Normung) pada
Cankringan, Yogyakarta. Penelitian ini
bagian pangkal, tengah, ujung batang,
dilakukan terhadap pohon Mindi dengan
serta bagian cabang. Hasil pengujiannya
umur rata-rata 18 tahun dan diameter rata-
menunjukkan bahwa rata-rata kerapatan
rata
kering tanur =
34.4
mengadakan
cm.
Hasil
penelitiannya
berdasarkan
standar
DIN
0.31 gr/cm3; T/R rasio
menunjukkan bahwa jumlah rata-rata mata
batang = 1.82; T/R rasio cabang = 1.97;
kayu pada batang bagian bawah sampai
MOE = 50.05 ton/cm2; MOR = 318.28
ketinggian
0.36/m,
kg/cm2; keteguhan tekan sejajar serat =
sedangkan pada batang bagian tengah dari
95.86 kg/cm2; keteguhan geser = 6.27
ketinggian 3 ~ 6 m sebanyak 0.96/m.
kg/cm2; kekerasan samping = 91.09
Ukuran diameter mata kayu tersebut
kg/cm2; kekerasan ujung = 205.98 kg/cm2;
antara 18 ~ 40 mm. Perbedaan KA antara
dan keteguhan pukul = 18.95 x 10-3 J/mm2.
kayu gubal dan kayu teras dari pohon yang
Berdasarkan
baru ditebang sebesar 15.8%. Perbedaan
(Soenardi 2001), dengan kerapatan kering
KA yang relatif kecil ini memperkecil
udara 0.31 gr/cm3 maka kayu Sukun
kemungkinan
akibat
termasuk jenis kayu ringan (< 0.36 gr/cm3).
pengeringan (Sutapa 2002). Rata-rata BJ
Stabilitas dimensi kayu ini tergolong
kayu ini adalah 0.53 dengan perbedaan
rendah. Martawijaya (1990) menyebutkan
nyata antara bagian dalam (0.52) dan
bahwa dengan rasio penyusutan yang
bagian luar batang (0.55). Besarnya
besar akan cenderung lebih mudah pecah
penyusutan tangensial (T) = 7.5%, dan
atau berubah bentuk yang mengakibatkan
penyusutan radial (R) = 4.5%, sehingga
cacat. Menurut klasifikasi kelas kekuatan
didapatkan T/R rasio sebesar 1.7 (Sutapa
kayu yang didasarkan atas hubungan nilai
2004).
kerapatan
3
m
sebanyak
terjadinya
retak
klasifikasi
kering
udara,
berat
MOR
kayu
dan
Kholik dan Prabawa (2004) meneliti
keteguhan tekan sejajar serat (Anonim
mengenai sifat dan kualitas kayu Sukun
1976), maka kayu Sukun termasuk kelas
(Arthocarpus altilis) berumur 21 tahun di
kuat IV; sehingga tidak dapat digunakan
25
sebagai bahan bangunan konstruksi.
Kibawang,
Pulai
Salamander,
dan
Konggo, Kilemo
Kapur,
mempunyai
kestabilan dimensi rendah (T/R rasio > 2),
Jenis Kayu Andalan Setempat Dalam upaya memberdayakan jenis-
sedangkan
kayu
lainnya
mempunyai
jenis kayu di daerah Jawa Barat sebagai
kestabilan dimensi tinggi. Sebagai bahan
Jenis kayu Andalan Setempat (JAS),
baku konstruksi, selain dilihat berdasarkan
Abdurachman
(2001)
kelas kuatnya, perlu juga dipertimbangkan
melakukan penelitian mengenai sifat fisik
rasio kekuatan terhadap berat kayunya
dan mekanik kayu Kisereh (Cinnamomum
(strength to weight ratio), karena semakin
porrectum (Roxb) Kosterm.) BJ = 0.627;
tinggi rasio tersebut maka semakin sesuai
Surian atau Suren (Toona sureni Merr.) BJ
untuk bahan baku konstruksi. Berdasarkan
= 0.465; Kibawang (Melia excelsa Jack.)
nilai BJ, MOR, dan keteguhan tekan
BJ = 0.492; Pulai Konggo (Alstonia
sejajar seratnya maka kayu Kisereh,
kongoensis Engl.) BJ = 0.412; Tusam
Tusam, Salamander, dan Kapur termasuk
(Pinus merkusii Jungh. et de Vr.) BJ =
dalam kelas kuat II, sedangkan lainnya
0.734;
(Enterolobium
kelas kuat III. Jenis-jenis kayu dengan
cyclocarpum Griserb.) BJ = 0.486; Kapur
kelas kuat II dan mempunyai rasio
(Dyobalanops aromatica Burck.) BJ =
kekuatan terhadap berat yang cukup tinggi
0.788; Salamander (Grevillea robusta
dapat dimanfaatkan untuk bahan baku
A.Cunn.) BJ = 0.614; Mahoni (Swietenia
konstruksi.
macrophylla King.) BJ = 0.577; dan
Jenis Kayu Perdagangan
dan
Sengon
Hadjib
Buto
Kilemo (Litsea cubeba Pers.) BJ = 0.460.
Kholik
dan
Gunawan
(2004)
Sifat fisik dan mekanik yang diuji meliputi
melaporkan sifat dan kegunaan 6 jenis
KA, penyusutan, keteguhan pada batas
kayu Kalimantan Timur. Jenis-jenis kayu
proporsi, MOE, MOR, keteguhan tekan
yang digunakan adalah kayu Sungkai
dan geser sejajar dan tegak lurus serat,
(Peronema
keteguhan
pukul,
serta
(Alstonia
keteguhan
tarik
serat,
(Artocarpus
kekerasan, tegak
lurus
canescens scholaris
R.
elasticus),
Jack.),
Pulai
Br.),
Terap
kayu
Arang
berdasarkan standar ASTM (American
(Diospyros
Society for Testing Materials) D 143-94.
(Dipterocarpus verrucosus) dan Bintangur
Dari jenis-jenis kayu yang diteliti, Kisereh,
(Calophylum depresinervosum). Contoh
borneensis),
Balau
26
kayu diambil dari pohon dengan diameter
jenis kayu yang digunakan untuk alat
minimal 20 cm (dbh), tinggi bebas cabang
musik
minimal 5 m dan bebas cacat. Pengujian
(Adina minutifolia). Kayu ini berasal dari
sifat fisik dan mekaniknya berdasarkan
hutan
standar DIN 52182, 52184, 52185 dan
berkurang, sehingga perlu ditemukan jenis
52186. Berdasarkan klasifikasi berat kayu
kayu lain yang memiliki sifat akustik yang
(Soenardi 2001), kayu Pulai termasuk
sama dengan kayu tersebut. Sebagai bahan
jenis kayu ringan (kerapatan kering udara
baku untuk alat musik, sifat akustik yang
< 0.36 gr/cm3); kayu Sungkai, Terap,
dibutuhkan adalah damping factor (tan δ),
Arang dan Bintangur termasuk jenis kayu
specific dynamic Young’s modulus (E/ρ),
sedang (kerapatan kering udara antara
kerapatan (ρ), kestabilan dimensi dan sifat
0.36 ~ 0.56 gr/cm3); kayu Balau termasuk
mekanik yang tinggi. Selain Berumbung,
jenis kayu berat (kerapatan kering udara >
jenis kayu yang digunakan pada penelitian
0.56 gr/cm3). Dibandingkan dengan jenis-
ini adalah Merawan (Hopea mengarawan
jenis kayu yang diteliti lainnya, kayu
Mig.)
Balau memiliki kestabilan dimensi paling
macrophyllus). E/ρ dan tan δ dideteksi
tinggi (T/R rasio = 1.19). Berdasarkan
dengan metode free-free flexual vibration.
hasil pengujian sifat mekaniknya (MOE,
Hasil penelitiannya menunjukkan bahwa
MOR dan keteguhan tekan sejajar serat)
kayu Berumbung mempunyai nilai ρ
dan klasifikasi menurut Anonim (1979)
tinggi (0.85), E/ρ sedang (19.81 GPa) dan
maka kayu Balau termasuk kelas kuat II,
tan δ rendah (0.00684). Nilai ρ dan tan δ
dapat digunakan sebagai bahan konstruksi
kayu Merawan dan Tisuk lebih rendah
dan pertukangan; kayu Terap, Arang dan
dari kayu Berumbung, sehingga tidak
Bintangur, termasuk kelas kuat III, masih
dapat menggantikan kayu Berumbung
dapat digunakan sebagai bahan konstruksi
sebagai bahan baku alat musik kolintang.
dan pertukangan namun terbatas pada
Kayu Merawan dapat digunakan sebagai
beban yang lebih ringan; kayu Sungkai
soundboards gitar dan piano karena
dan Pulai termasuk kelas kuat IV, dapat
mempunyai nilai ρ sedang (0.57), E/ρ
digunakan sebagai komponen mebel.
tinggi (29.43 GPa) dan tan δ sangat rendah
Hadjib dan Sarwono (2004) meneliti mengenai sifat akustik kayu. Salah satu
kolintang alam
dan
(0.00413).
dan
adalah
Berumbung
jumlahnya
Tisuk/Waru
Sedangkan
semakin
(Hibiscus
kayu
Tisuk
mempunyai nilai ρ rendah (0.39) dan tan δ
27
rendah (0.00666) dapat digunakan sebagai
silvikultur, data dan pola penyebaran,
plat gitar bagian atas.
tingkat kerapatan, tingkat asosiasinya
Fernandes et al. (2004) melaporkan perambatan
panas
kayu
pohon
Nilai
Tampomas dan Gunung Kareumbi Masigit,
konduktivitas termal kayu merupakan
serta hutan rakyat di beberapa wilayah
faktor penting pada proses perekatan yang
Kab. Sumedang. Contoh uji kayu untuk
menggunakan
panas.
karakterisasi diperoleh dari Kec. Sukasari,
Konduktivitas termal adalah bilangan
berumur 30 tahun dengan diameter 33 cm
yang disetarakan dengan besarnya panas
dan tinggi 20 m. Nilai kerapatan kering
yang mengalir pada suatu balok dengan
udaranya berkisar antara 0.41 ~ 1.13
panjang 1 m dan selisih suhu 1ºC (Siau
gr/cm3 dengan rata-rata 0.56 gr/cm3.
perdagangan
4
jenis
dengan jenis-jenis pohon lain dan habitat
Indonesia.
kempa
1995). Jenis kayu yang digunakan adalah
ini
di
Pada
tahun
hutan
2004,
alam
kayu
Gunung
Ramin
kayu (Tectona grandis L.f.), Sengon
(Gonystylus
(Paraserianthes falcataria (L.) Nielsen),
disetujui untuk masuk dalam Konvensi
Meranti (Shorea spp.), dan Keruing
Perdagangan Internasional Species Flora
(Dipterocarpus cornutus Dyer.). Hasil
dan Fauna (CITES) appendix II yang
penelitian menunjukkan bahwa setiap
mengatur dan mengawasi perdagangan
jenis kayu memiliki nilai konduktivitas
jenis-jenis kayu yang akan terancam
termal yang berbeda nyata pada taraf uji
punah. Kayu Ramin mempunyai BJ 0.63
1%.
(0.48 ~ 0.84), berwarna putih kekuning-
Jenis Kayu Langka dan Terancam Punah
kuningan atau kuning gading dengan arah
Pohon javanica
Gadog/Gintung Blume)
atau
(Bischofia
dengan
nama
perdagangan Bishop wood merupakan salah satu jenis pohon di Jawa Barat yang mulai langka. Sehingga diperlukan suatu kajian penelitian mengenai penyebaran serta
pengujian
sifat-sifat
kayunya.
Suwandhi et al. (2004) mengadakan penelitian
mengenai
morfologis
dan
bancanus
Kurz.)
telah
serat lurus, tekstur halus dan merata, serta permukaan kayu mengkilat dan licin. Untuk memenuhi kebutuhan beberapa industri
kayu
yang
selama
ini
menggunakan bahan baku kayu Ramin, maka perlu dicari jenis kayu alternatif sebagai pengganti Ramin dari jenis-jenis kayu yang kurang dikenal. Rulliaty (2005) melakukan pengamatan beberapa jenis
28
kayu
pengganti
dilakukan
Ramin.
terhadap
Pengamatan
jenis-jenis
kayu
kayu hasil tebangan. Pengujian sifat fisik dan
mekaniknya
berdasarkan
standar
koleksi yang terdapat di Laboratorium
ASTM D 143-94. Hasil pengujian sifat
Anatomi Kayu, Pusat Penelitian dan
fisik dan mekaniknya dapat dilihat pada
Pengembangan Hasil Hutan, Bogor yang
Tabel 1.
memiliki kesamaan, terutama dalam hal
Umur dan Tempat Tumbuh
warna, BJ, arah serat dan tekstur kayu.
Penelitian-penelitian mengenai faktor
Berdasarkan hasil pengamatan, terdapat 25
umur dan tempat tumbuh terhadap sifat
jenis kayu yang memiliki kesamaan
fisik
dengan kayu Ramin.
terhadap jenis-jenis kayu kurang dikenal,
Jenis Kayu Alternatif
yaitu Urograndis (Eucalyptus urograndis);
dan
mekanik
telah
dilakukan
Damar Mata Kucing (Shorea javanica
kayu cepat tumbuh dan kayu HTI, yaitu
K. et V.) merupakan pohon penghasil resin
Mindi (Melia azedarach L.), Akasia
damar.
(Acacia mangium Willd.) dan Gmelina
Sarwono
(2004)
melakukan
penelitian mengenai kayu ini dengan
(Gmelina
tujuan
perdagangan, yaitu Jati (Tectona grandis
untuk
menganalisis
alternatif
pemanfaatan paska produksi getahnya
arborea);
serta
kayu
L.f).
dengan mengamati sifat fisik dan mekanik Table 1. Physical and mechanical properties of Damar Mata Kucing (Shorea javanica K. et V.) wood. Physical and Mechanical Properties Density (gr/cm3) Air-dry moisture content (%) Shrinkage (%) Stress at proportional limit (kg/cm2) Stress at rupture limit (kg/cm2) MOE (kg/cm2) Impact bending (kgm/dm3) Compression parallel to grain (kg/cm2) Compression perpendicular to grain (kg/cm2) Edge hardness (kg) Surface hardness (kg) Shear strength (kg/cm2) Tears strength (kg/cm2) Tensile strength perpendicular to grain (kg/cm2) Source: Sarwono (2004).
Average 0.78 9.23
Radial
Tangential
4.074
8.149
16.71
17.75
106.91 53.30 34.49
96.94 46.68 38.23
367.07 520.38 96010 336.34 63.60 521.66 320
29
keteguhan geser sejajar serat (R dan T),
Jenis Kayu Kurang Dikenal Penelitian sifat fisik dan mekanik jenis
kayu
(Eucalyptus
lebih tinggi dibandingkan dengan klon
urograndis) dilakukan terhadap tanaman
lainnya; sehingga dapat dipertimbangkan
berumur 2 dan 3 tahun (Hadjib 2000).
untuk dikembangkan sebagai salah satu
Hasil pengujiannya dirangkum pada Tabel
tanaman pada HTI.
2. Dari hasil pengamatan, belum terdapat
Jenis Kayu Cepat Tumbuh dan Kayu HTI
perbedaan
Urograndis
kekerasan sisi, nilai MOE dan MOR yang
yang
nyata
pada
BJ
berdasarkan jarak empulur ke arah kulit dan dari pangkal ke ujung batang bebas cabang. Menurut klasifikasi kekuatan kayu Indonesia, kayu tersebut tergolong kelas kuat III sehingga dapat digunakan untuk bahan baku mebel atau konstruksi ringan. Wulandari et al. (2002) meneliti variabilitas sifat fisik dan mekanik kayu Urograndis dari beberapa klon. Kayu Urograndis merupakan hasil persilangan antara E. urophylla S.T. Blake dan E. grandis W. Hill ex Maiden. Kayu yang digunakan pada penelitian ini terdiri dari 4 klon, yaitu klon 1837; 382.01 No.15; 1841 No.1; dan 1841 No.20 berasal dari Kalimantan Timur dan berusia 3 tahun 6 bulan.
Pengujian
sifat
fisik
dan
mekaniknya berdasarkan ASTM D143-94 contoh uji bebas cacat. Berdasarkan klasifikasi Den Berger (1923), kayu Urograndis dari 4 klon tersebut termasuk kelas kuat III-IV. Klon 1837 memiliki nilai
keteguhan
tekan
sejajar
serat,
Kayu Mindi (Melia azedarach L.) merupakan jenis kayu cepat tumbuh dengan riap sekitar 20 m3/ha/tahun dan mulai dikembangkan sebagai salah satu jenis kayu HTI. Penelitian yang dilakukan oleh
Kasmudjo
dan
Sunarto
(1999)
bertujuan membandingkan sifat-sifat kayu Mindi pada umur 12 dan 18 tahun. Pengujian sifat fisik dan mekaniknya dilakukan berdasarkan standar ASTM D 143-94. Hasil pengujiannya dapat dilihat pada Tabel 3. BJ dan sifat mekanik yang diuji meningkat dengan bertambahnya umur
pohon,
sedangkan
KA
dan
penyusutan tidak berbeda nyata. Dengan T/R rasio yang sedang, kayu ini cenderung mudah retak dan pecah pada proses pengeringan awal. Dari sifat mekanik yang menengah, kayu ini kurang memadai untuk
penggunaan
yang
memerlukan
prioritas kekuatan. Gunawan
et
al.
(2001a)
telah
melakukan penelitian mengenai variasi
30
sifat kayu HTI berdasarkan umur dan
MOR dan keteguhan tekan sejajar serat.
lokasi tanaman terhadap kayu Akasia
Penyusutan T dan MOR kayu Akasia yang
(Acacia mangium Willd.) dan Gmelina
ditanam
di
Sebulu
(Gmelina arborea) dengan umur 2, 3, 4, 5,
dibandingkan
dengan
dan 6 tahun yang tumbuh di areal HPHTI
Untuk kayu Gmelina, hampir seluruh sifat
PT Sumalindo Lestari Jaya di Sebulu dan
kayu yang diamati berbeda nyata pada
Menamang. Pengujian sifat fisik dan
tingkat kepercayaan 5% terhadap umur
mekaniknya menggunakan standar DIN,
tanaman dan lokasi tempat tumbuh,
meliputi kerapatan, penyusutan, MOE,
kecuali
MOR, keteguhan geser, keteguhan tekan
Kerapatan, MOR dan keteguhan geser
sejajar serat dan kekerasan. Dari uji
arah radial kayu Gmelina yang tumbuh di
statistik menunjukkan bahwa sifat kayu
Sebulu lebih tinggi dibandingkan dengan
Akasia yang berbeda nyata pada tingkat
di Menamang pada umur 2 tahun,
kepercayaan 5% terhadap umur tanaman
sedangkan pada umur 6 tahun kerapatan,
adalah penyusutan T, MOR dan kekerasan
MOR dan keteguhan tekan sejajar seratnya
bidang R; sedangkan terhadap lokasi
menjadi lebih rendah, tetapi keteguhan
tempat tumbuh adalah penyusutan T,
geser dan kekerasannya lebih tinggi.
penyusutan
lebih di
T
rendah
Menamang.
dan
MOE.
Table 2. Physical and mechanical properties of 2 and 3 years-old Urograndis (Eucalyptus urograndis) wood. Physical and Mechanical Properties Specific gravity MOR in wet (kg/cm2) MOR in dry (kg/cm2) Source: Hadjib (2000)
2 years-old 0.451 ~ 0.612 454.10 ~ 713.50 548.16 ~ 953.28
3 years-old 0.521 ~ 0.700 502.54 ~ 872.78 702.15 ~ 1074.07
Table 3. Physical and mechanical properties of 12 and 18 years-old Mindi (Melia azedarach L.) wood. Physical and Mechanical Properties Specific gravity Air-dry moisture content (%) T/R ratio Compression parallel to grain (kg/cm2) Compression perpendicular to grain (kg/cm2) Hardness (kg/cm2) Source: Kasmudjo and Sunarto (1999)
12 years-old 0.47 13.8 1.59 312.3 76.5 337.2
18 years-old 0.55 12.8 1.58 326.8 88.0 369.1
31
menunjukkan bahwa KA rata-rata bagian
Jenis Kayu Perdagangan Daur kayu Jati (Tectona grandis L.f) yang
ditanam
Perum
Perhutani
pangkal lebih tinggi; sedangkan pada arah horizontal
tidak
ada
kecenderungan
berdasarkan kriteria silvikultur dan sifat
tertentu untuk ketiga KU tersebut. KA
kayu (fisik, mekanik, kimia, pengerjaan)
rata-rata keseluruhan menunjukkan bahwa
yang
kayu
semakin tinggi KU maka KA-nya semakin
perkakas, ditetapkan antara 60 ~ 80 tahun.
rendah (KU IV = 94.79%; KU VI =
Namun
82.45%;
bertujuan
menghasilkan
berdasarkan
pertimbangan
KU
VIII
=
44.90%).
finansial, daur yang sesuai berkisar antara
Kemungkinan
40 ~ 60 tahun. Penerapan daur yang lebih
mempengaruhi
pendek
pengaruhnya
adalah: (1) KU VIII telah mengalami
terhadap sifat-sifat kayu. Menurut Bhat
teresan selama 2 tahun; (2) kandungan
(1991) kerapatan dan kekuatan kayu Jati
ekstraktif kayu Jati KU VI lebih tinggi
yang berumur lebih muda tidak selalu
daripada KU IV (Ismariana 1993); (3)
lebih rendah dari yang berumur lebih tua.
kandungan ekstraktif pada kayu teras lebih
Sulistyo dan Marsoem (1999) meneliti
tinggi (Panshin dan de Zeeuw 1980); (4)
mengenai pengaruh umur terhadap sifat
BJ kayu cenderung semakin besar ke arah
fisik dan mekanik kayu Jati. Bahan
kulit dan menyebabkan kandungan kadar
penelitian ini berasal dari hutan tanaman
airnya semakin rendah (Wangaard 1950;
bonita IV di KPH Madiun, BKPH Dungus,
Koch 1972). Pada penelitian ini tidak
Perum perhutani Unit II Jawa Timur;
terlihat perbedaan BJ yang disebabkan
dengan kelas umur (KU) VIII (tahun
oleh KU. BJ KU IV = 0.675; KU VI =
tanam 1917), KU VI (tahun tanam 1942)
0.556; dan KU VIII = 0.604. Tetapi nilai
dan
1958).
MOE dan MOR menurun dengan semakin
Pengambilan contoh uji kayu dilakukan
tingginya KU. Meningkatnya BJ ke arah
secara aksial (vertikal), yaitu pangkal,
pangkal-kulit menyebabkan meningkatnya
tengah dan ujung batang; dan secara radial
nilai MOR pada arah yang sama. Tetapi
(horizontal), yaitu dekat hati/empulur,
penyusutan arah R dan T semakin rendah
tengah
ke arah kulit dan semakin tingginya KU.
perlu
KU
dan
IV
melihat
(tahun
dekat
tanam
kulit;
berdasarkan
faktor-faktor variasi
perbedaan
yang KA
standar BS (British Standard) 373 (1957).
Pandit (2000) melakukan pengamatan
Hasil pengukuran pada arah vertikal
sifat makroskopis kayu Jati dengan tujuan
32
untuk mengetahui rasio kayu teras dan
Laban
gubal, rasio kayu juvenil dan kayu dewasa,
berdasarkan letak ketinggian dalam batang.
serta mutu tekstur kayu Jati dari berbagai
Sifat fisik dan mekanik yang diteliti
kelas
pengamatannya
adalah KA, kerapatan, perubahan dimensi,
menunjukkan bahwa persentase kayu teras
keteguhan tekan sejajar serat, keteguhan
dari KU I ke KU V rata-rata meningkat
pukul, MOE, MOR, keteguhan geser
secara nyata. Persentase kayu juvenil dari
sejajar
sekitar 88.05% pada KU I turun menjadi
menggunakan
sekitar 22.24% pada KU IV. Mutu tekstur
pengujian sifat-sifat fisik dan mekanik
pada
kasar
kayu ini dapat dilihat pada Tabel 4. Dari
dibandingkan dengan KU yang lebih
hasil pengujian tersebut kayu Laban
tinggi.
termasuk
umur.
KU
Hasil
yang
rendah
lebih
(Vitex
serat
dan
kelas
Vahl.)
Pubescens
kekerasan
standar
kuat
dengan
DIN.
I
dan
Hasil
dapat
dimanfaatkan sebagai bahan konstruksi. Penelitian mengenai sifat fisik dan
Letak dalam Batang Penelitian-penelitian
mengenai
mekanik
kayu
Rambai
(Baccaurea
pengaruh letak dalam batang terhadap sifat
motleyana
fisik dan mekanik telah dilakukan terhadap
ketinggian dalam batang dilakukan oleh
jenis-jenis kayu kurang dikenal, yaitu kayu
Torambung dan Dayadi (2005). Contoh uji
Laban (Vitex Pubescens Vahl.) dan kayu
diambil dari pohon berdiameter antara 38
Rambai (Baccaurea motleyana Muell);
~ 44 cm dan tinggi bebas cabang antara
kayu dari tanaman perkebunan, yaitu kayu
3.2 ~ 4.0 m. Sifat fisik dan mekanik yang
Kelapa Sawit (Eleais guineensiis Jacq) dan
diteliti adalah KA (DIN 52183-77),
kayu Kelapa (Cocos nucifera L.); kayu
kerapatan (DIN 52182-76), perubahan
cepat tumbuh dan kayu HTI, yaitu kayu
dimensi, keteguhan tekan sejajar serat
Gmelina (Gmelina arborea); serta kayu
(DIN 52185-76), keteguhan pukul (DIN
andalan setempat, yaitu kayu Surian
52189-48), keteguhan lentur statis (MOE
(Toona sureni Merr.).
dan MOR, DIN 52186-78), keteguhan
Muell)
berdasarkan
letak
geser sejajar serat (DIN 52187-79) dan kekerasan. Hasil pengujian sifat fisik dan
Jenis Kayu Kurang Dikenal Widiati
dan
Susanto
(2005)
melaporkan sifat fisik dan mekanik kayu
mekaniknya dapat dilihat pada Tabel 5. Secara
keseluruhan,
sifat
fisik
dan
33
mekanik kayu tersebut menurun dari
kayu Rambai termasuk ke dalam kelas
bagian pangkal menuju ujung batang.
kuat II-III.
Berdasarkan nilai-nilai sifat mekaniknya, Table 4. Physical and mechanical properties of Laban (Vitex Pubescens Vahl.) wood based on the bottom and upper parts of stem. Physical and Mechanical Properties Green moisture content (%) Air-dry moisture content (%) Air-dry density (gr/cm3) Oven-dry density (gr/cm3) Compression parallel to grain (N/mm2) Impact bending (N/mm2) MOE (N/mm2) MOR (N/mm2) Radial shear strength (N/mm2) Tangential shear strength (N/mm2) Swelling (%) Shrinkage (%) Hardness (N) Source: Widiati and Susanto (2005)
Bottom
Upper
Average
89.72 12.89 0.939 0.893 85.17
82.23 12.55 0.898 0.850 80.70
86.03 12.70 0.916 0.872 82.99
0.095 15529.02 124.79 15.30 15.66
0.087 14074.16 115.96 14.19 14.51
0.091 14803.18 120.39 14.70 15.03
Radial 5.68 5.37 7990.74
Tangential 9.41 8.59 9033.33
Longitudinal 0.20 0.20 10079.63
Table 5. Physical and mechanical properties of Rambai (Baccaurea motleyana Muell) wood based on the bottom, middle and upper parts of stem. Physical and Mechanical Bottom Properties Air-dry moisture content (%) 12.83 Oven-dry density (gr/cm3) 0.601 Compression parallel to grain 53.79 (N/mm2) Impact bending (J/mm2) 0.0790 2 MOE (N/mm ) 10071.96 MOR (N/mm2) 89.00 Shear strength parallel to grain 12.45 (N/mm2) Source: Torambung dan Dayadi (2005)
Middle
Upper
Average
12.45 0.592 51.89
12.43 0.587 49.38
12.57 0.593 51.69
0.0707 9337.61 85.19 11.70
0.0681 9141.30 81.28 11.29
0.0726 9516.96 85.16 11.81
34
Widiastuti (1999) melaporkan hasil
keteguhan geser tidak ada perbedaan nyata.
pengujian sifat fisik dan mekanik kayu
Hasil keteguhan tekan dan MOR tersebut
Kelapa
dikelompokkan
(Cocos
nucifera
L.)
dengan
kelas
kekuatannya
membandingkan bagian pangkal, tengah
berdasarkan Persyaratan Umum Bahan
dan ujung batang. Hasil pengujiannya
Bangunan Indonesia (1982) dan SII 0458-
dapat dilihat pada Tabel 6. Hasil uji
81 (Tabel 7). Berdasarkan kriteria tersebut
statistik
ada
maka kayu Kelapa bagian ujung termasuk
perbedaan yang sangat nyata dari BJ, KA,
kelas kuat V, bagian tengah kelas kuat II-
keteguhan tekan dan MOR; sedangkan
III, dan bagian pangkal kelas kuat II.
menunjukkan
bahwa
Table 6. Physical and mechanical properties of Kelapa (Cocos nucifera L.) wood based on the bottom, middle and upper parts of stem. Part of Stem
Specific gravity
Upper 0.603 Middle 0.733 Bottom 0.803 Source: Widiastuti (1999)
Moisture content (%) 81.77 68.01 46.36
Shear strength (kg/cm2) 41.10 45.91 89.64
Compression strength (kg/cm2) 188.81 315.00 453.97
MOR (kg/cm2) 233.38 749.16 838.80
Table 7. Persyaratan Umum Bahan Bangunan Indonesia and SII 0458-81 standard. Class I II III IV V
Compression strength (kg/cm2) 650 425 ~ 650 300 ~ 425 215 ~ 300 < 215
Penelitian mengenai sifat fisik dan
MOR (kg/cm2) 1100 725 ~ 1100 500 ~ 725 360 ~ 500 < 360
bawah sampai 0.20 pada bagian pusat atas
mekanik kayu Kelapa Hibrida untuk
batang.
mengetahui BJ, KA, stabilitas dimensi,
antara 13.1% pada bagian BJ tinggi dan
keteguhan lentur dan kekerasan pada
21.2% pada bagian BJ rendah. Laju
berbagai ketinggian dan kedalaman batang
stabilitas dimensi terbesar terjadi pada
dilakukan oleh Coto dan Rahayu (2005).
bagian BJ tinggi, yaitu 0.79% dan terkecil
Hasil
BJ
terjadi pada bagian BJ rendah, yaitu
bervariasi dari 0.72 pada bagian tepi
0.19%. Sifat mekanik sangat tergantung
penelitian
menunjukkan
KA
keseimbangan
bervariasi
35
pada BJ yang sangat bervariasi terutama
mempunyai ciri-ciri BJ dan kekuatan yang
dari bagian luar ke dalam batang.
rendah karena memiliki dinding sel yang tipis; lingkaran tumbuh yang lebih besar
Jenis Kayu Cepat Tumbuh dan Kayu HTI Gmelina
(Gmelina
arborea)
merupakan salah satu jenis kayu yang mulai banyak ditanam dalam rangka pembangunan HTI. Menurut Mandang dan Pandit (1997), BJ kayu Gmelina berkisar antara 0.42 ~ 0.61; termasuk kelas kuat IIIV dan kelas awet IV-V. Riap kayu Gmelina bervariasi dari 8.4 m3/ha/tahun pada tanah tandus dan iklim kering, sampai 45 m3/ha/tahun pada tanah yang subur (Alrasjid dan Widiarti 1992). Kasim et
al.
(2003)
melaporkan
penelitian mengenai kayu Gmelina yang berasal
dari
daerah
sekitar
kampus
Jatinangor, Sumedang dengan diameter 30 cm. Pengujian sifat fisik dan mekanik pada berbagai variasi ketinggian dan bagian kayu dilakukan berdasarkan standar BS 373
(1957).
Hasil
penelitian
ini
menunjukkan bahwa BJ pada bagian pangkal batang adalah sekitar 0.50 ~ 0.53, sedangkan pada bagian ujung batang adalah sekitar 0.38 ~ 0.43. BJ semakin menurun ke arah kulit, baik pada bagian pangkal maupun ujung batang. Hal ini kemungkinan disebabkan karena masih adanya
kayu
juvenil.
Kayu
juvenil
dan sel-sel kayu akhir yang sedikit (Haygreen dan Bowyer 1996). Tidak ada perbedaan nyata antara penyusutan pada bagian pangkal maupun ujung batang, tetapi penyusutan semakin besar ke arah empulur. KA kayu segar pada bagian ujung batang lebih tinggi (158.24 ~ 174.72%) daripada bagian pangkal batang (140.16 ~ 151.83%), namun KA kering udaranya relatif seragam (13.43 ~ 13.68%). Tingginya
KA
berhubungan
dengan
proporsi kayu gubal dan juvenil. Sel-sel kayu gubal mempunyai fungsi fisiologis, yaitu menyalurkan air dan unsur hara dari akar ke daun untuk proses fotosintesis, sehingga banyak mengandung air. Nilai MOR pada bagian pangkal batang lebih tinggi (716.43 ~ 726.10 kg/cm2) daripada bagian ujung batang (655.17 ~ 714.13 kg/cm2). Demikian pula dengan kekerasan kayunya.
Jenis Kayu Andalan Setempat Yunianti dan Bakri (2004) melakukan penelitian kualitas kayu Surian (Toona sureni Merr.) sebagai kayu unggulan di Lahan Uji Coba KPHP Kab. Tana Toraja. Pembuatan
contoh
uji
dilakukan
36
berdasarkan standar ISO 3130-1975. Hasil
pengaruh diameter terhadap sifat fisik dan
pengujiannya menunjukkan bahwa KA
mekanik telah dilakukan terhadap jenis
kering udara meningkat (18.22 ~ 21.24%);
kayu
kerapatan kering udara menurun (0.49 ~
Basswood (Ochroma bicolor Rowlee).
3
Hopea
(Hopea
cernua)
dan
0.43 g/cm ), penyusutan T (7.66 ~ 6.06%)
Dalam penggunaan kayu sebagai bahan
dan R (3.80 ~ 2.47%) menurun dari
bangunan,
pangkal ke ujung batang. Sedangkan nilai
daripada kayu gubal karena mengandung
MOR (509.05 ~ 507.78 kg/cm2) dan
ekstraktif yang bersifat racun terhadap
keteguhan tekan sejajar serat (253.77 ~
organisme perusak kayu, sehingga lebih
252.52 kg/cm2) tidak berbeda nyata.
awet (Haygreen dan Bowyer 1996).
Berdasarkan SNI 01-6244 (Badan Standar
Keberadaan cadangan makanan di dalam
Nasional 2000) mengenai Kayu Gergajian
sel kayu gubal dapat mempengaruhi
untuk Komponen Mebel, kayu Surian ini
peningkatan kerusakan akibat serangan
tidak memenuhi syarat untuk mebel
serangga dan jamur (Panshin dan de
karena KA kering udara maksimum yang
Zeeuw 1980).
dipersyaratkan
adalah
teras
lebih
disukai
Dengan
Gunawan et al. (2001b) melakukan
kerapatan kering udara rata-rata 0.47
penelitian perkembangan kayu teras pada
g/cm3, maka kayu ini tergolong jenis kayu
jenis kayu Hopea. Bahan penelitian yang
sedang (Soenardi 2001). T/R rasio sebesar
digunakan berasal dari areal HPH PT.
2.24
ini
Inhutani I Unit Berau, Kalimantan Timur;
memiliki kestabilan dimensi yang rendah.
dengan kelas diameter 10, 20, 30, 40 dan
Berdasarkan SNI 01-3527 (Badan Standar
50
Nasional 1994) mengenai Mutu Kayu
menunjukkan bahwa persentase kayu teras
Bangunan, maka kayu ini tergolong kelas
meningkat dengan bertambahnya kelas
kuat III dan IV. Dari hasil pengujian-
diameter, yaitu dari 30% pada diameter 10
pengujian tersebut, kayu Surian dapat
cm menjadi 80% pada diameter 50 cm.
dimanfaatkan untuk bahan konstruksi
Pada penelitian ini dikemukakan bahwa
ringan.
model regresi hubungan antara diameter
menunjukkan
14%.
kayu
bahwa
kayu
cm
(dbh).
Hasil
pengukuran
(X) dengan prosentase kayu teras (Y) adalah Y = – 45.38 + 30.44 ln(X).
Diameter Penelitian-penelitian
mengenai
Berdasarkan persamaan ini diperkirakan
37
pembentukan kayu teras pada jenis kayu
Kelembaban, Kadar Air dan Suhu
Hopea cernua terjadi setelah diameter
Perubahan kelembaban nisbi akan
pohon sekitar 4.4 cm. Peningkatan kayu
menyebabkan perubahan KA kayu yang
teras untuk penambahan diameter setiap 1
bersifat higroskopis. Perubahan KA kayu
cm adalah 1.58% Sebagai pembanding,
akan mengakibatkan perubahan dimensi
pembentukan kayu teras pada jenis kayu
kayu. Coto (2005) melakukan penelitian
Rasamala (Altingia excelsa Noronhoa)
mengenai
terjadi setelah diameter pohon sekitar 15
perubahan kelembaban. Penelitian ini
cm (Sukartana 1989); Shorea ovalis
bertujuan
untuk
setelah 7.4 cm, Shorea parvifolia setelah
perubahan
KA
8.3 cm, dan Koompassia malaccensis
(Dyobalanops
setelah 6.4 cm (Rahmanto 1997).
Keruing (Dipterocarpus cornutus Dyer.),
kepekaan
kayu
terhadap
mengetahui jenis
kayu
aromatica
laju
Kamper Gaertn.),
Wahyudi (2005) melaporkan pengaruh
Karet (Hevea brasiliensis Muel. Arg.), Jati
diameter batang terhadap kualitas kayu
(Tectona grandis L.f.), Mangium (Acacia
Basswood berumur 8 tahun yang ditanam
mangium
di kawasan Darmaga, Bogor. Diameter
moluccana (Blume) Backer) dan Lamtoro
yang diamati adalah 28 cm, 38 cm, dan 51
(Leucaena glauca (Willd) Benth) pada
cm (dbh). Kerapatan, keteguhan lentur
arah R, T dan L, serta 3 variasi ketebalan
statis (MOE dan MOR) secara vertikal dan
(1 cm, 2 cm dan 3 cm). Hasil penelitian
horizontal diuji berdasarkan standar BS
menunjukkan bahwa laju perubahan KA
373 (1957). Hasil pengujian menunjukkan
dipengaruhi oleh jenis, arah serat dan
bahwa
MOR
ketebalan kayu. Laju perubahan KA
dipengaruhi oleh diameter batang, tetapi
tercepat terjadi pada contoh uji kayu
nilai MOE tidak. Nilai kerapatan dan
Kamper arah T ketebalan 1 cm dan
keteguhan lentur statis bervariasi secara
terlambat pada kayu Keruing arah R
vertikal maupun horizontal, tetapi variasi
ketebalan 3 cm.
nilai
kerapatan
dan
vertikal lebih kecil dari variasi horizontal.
Basri
Willd.),
et
al.
Gmelina
(2000)
(Gmelina
melaporkan
Nilai-nilai tersebut menurun dari pangkal
ketergantungan Kadar Air Keseimbangan
ke ujung batang dan dari kayu teras ke
(KAK) terhadap jenis kayu dan suhu
kayu gubal.
lingkungan. Jenis kayu yang digunakan adalah kayu Kalapi (Kalappia celebica),
38
Gofasa (Vitex coffasus) dan Ketileng
KA basah yang lebih tinggi karena
(Vitex
tersebut
memiliki ukuran rongga sel yang lebar
kemudian
sehingga lebih banyak menampung air.
dikondisikan pada 4 lingkungan dengan
Sedangkan KA pada TJS dan KU relatif
suhu dan kelembaban berbeda. Hasil
seragam. Penurunan KA kayu di bawah
penelitiannya menunjukkan bahwa proses
TJS menyebabkan penurunan berat dan
adsorpsi terjadi pada suhu kamar atau
susut. Berat kayu dipengaruhi oleh KA
lebih rendah, sebaliknya proses desorpsi
dalam rongga sel, sedangkan kembang
terjadi di atas suhu kamar. Perbedaan
susut
besarnya KAK pada setiap jenis kayu
perubahan KA pada dinding sel. Susut dan
terutama terjadi pada proses adsorpsi.
penurunan
berat
hubungan
linear
glabrata).
dikeringkan
Kayu
hingga
Selanjutnya
9%,
Sadiyo
dan
Daniyati
kayu
lebih
dipengaruhi kayu
oleh
mempunyai
sehingga
dapat
(2005) mengajukan model regresi linier
dinyatakan dengan model matematika.
sederhana hubungan antara susut dengan
Tetapi model matematika untuk ke 10
berat kayu 10 jenis kayu Indonesia: Jenis-
jenis kayu yang diteliti berbeda-beda
jenis kayu yang digunakan antara lain
akibat adanya karakteristik pada masing-
adalah kayu Afrika (Maesopsis eminii),
masing jenis, sehingga tidak dapat dibuat
Kapur (Dyobalanops aromatica Gaertn.),
satu
Jati plus (Tectona grandis L.f.), Meranti
matematika ini hanya berlaku untuk setiap
Merah
jenis kayu menurut ukuran contoh uji
(Shorea
Sengon
spp.),
(Paraserianthes falcataria (L.) Nielsen),
model.
Penggunaan
model
tertentu.
dan Tusam (Pinus merkusii Jungh. et de Vr.).
Pengukuran
berat
dan
susut
dilakukan dari kondisi basah/segar, titik
Cuaca dan Jamur Cuaca
jenuh serat (TJS), kering udara (KU),
Proses
sampai kering tanur (KT). Hasil penelitian
(weathering)
menunjukkan bahwa KA rata-rata 10 jenis
kerusakan pada permukaan kayu. Faktor
kayu tersebut menurun dari kondisi basah
terpenting dari proses pelapukan adalah
(58.67%) ke kondisi TJS (25.72%) dan
radiasi
menurun lagi pada kondisi KU (18.35%).
kemampuan
Kayu yang berkerapatan rendah memiliki
sangat
pelapukan
oleh
akan
sinar
matahari
penetrasinya
terbatas.
cuaca
menyebabkan
walaupun pada
kayu
Penetrasinya
sinar
39
ultraviolet (UV) yang paling merusak
5.76%, 3.50%, dan 3.52%. Perubahan
tidak lebih dari 75 µm, sedangkan
warna mulai terlihat setelah minggu ke 2
penetrasi sinar yang dapat dilihat oleh
penjemuran. Selain perubahan warna,
mata manusia dengan panjang gelombang
permukaan
400 ~ 700 nm hanya sampai 200 µm (Feist
muncul
dan Hon 1984).
semakin memanjang dan mengakibatkan
kayu
menjadi
guratan-guratan
kasar kecil
dan yang
Sudiyani et al. (1998) melaporkan
retak. Hal ini lebih cepat terjadi pada kayu
perubahan dimensi dan penampilan 3 jenis
Ki Sampang, yaitu setelah 8 minggu
kayu tropis setelah pelapukan oleh cuaca.
penjemuran.
Selain
Jenis kayu yang digunakan pada penelitian
permukaan
kayunya
ini adalah Ki Sampang (Evodia latifolia
jamur.
DC.), Puspa (Schima noronhae Reinw.)
Informasi
itu
hasil
kedua
telah
sisi
ditumbuhi
penelitian tentang
dan kayu Nangka (Artocarpus integra
penggunaan kayu untuk luar ruangan di
Merr.) berumur lebih dari 20 tahun.
Indonesia masih terbatas dan jenis yang
Contoh uji diletakkan dengan kemiringan
populer di masyarakat untuk fungsi luar
5º menghadap sinar matahari dengan
ruangan (pagar, pintu, mebel taman)
posisi 6º54’ lintang selatan dan 106º42’
adalah
bujur timur di Pusat Penelitian Fisika,
menguraikan
Serpong. Periode pengamatan dilakukan
pengembangan
dari
Hasil
siklus kering-basah (wetting and drying
minggu
cyclic test) dan kondisi 3 jenis kayu
penjemuran menunjukkan bahwa kayu Ki
Pasang setelah mengalami pencuacaan
Sampang mengalami kehilangan berat
(weathering).
5.81%, sedangkan kayu Puspa dan Nangka
digunakan adalah kayu Pasang-1 (Quercus
hanya
Sampang
sp.), Pasang-2 (Lithocarpus sp.) dan
mengalami penurunan KA dari 9.03%
Cemara (Gymnostoma sp.) dari Sumatera
menjadi 8.60%, sedangkan kayu Puspa
Utara. Pembuatan contoh uji mengacu
dan Nangka terjadi peningkatan sekitar 0.5
pada penelitian sebelumnya (Malik dan
~ 2.0%. Pada minggu ke 24 penyusutan
Balfas
yang terjadi masing-masing untuk kayu Ki
pengembangan dilakukan pada menit ke 5,
Sampang, Puspa dan Nangka adalah
10, 15, 30, 1 jam, 4 jam, 8 jam, dan 24
2
sampai
pengukuran
2.30%.
24
setelah
Kayu
minggu. 24
Ki
kayu
Jati. hasil
Malik penelitian
(swelling),
Jenis-jenis
2002).
(2004) sifat
pengujian
kayu
Pengukuran
yang
sifat
40
jam menggunakan alat Swellow-meter.
cairan
Pengujian
siklus
menempati gugus ikatan cairan pada kayu
dilakukan
4
kering
siklus
dan
pada
basah kondisi
karena
(Gallagher
komponen
1989).
tylosis
Karena
respon
ruangan/suhu kamar, oven, pembasahan
pengembangan yang lebih lambat maka
dengan perendaman, dan freezing masing-
kayu Pasang akan mengalami perubahan
masing 24 jam. Sedangkan pencuacaan
dimensi secara perlahan dibandingkan
dilakukan selama 2 bulan. Hasil penelitian
kayu Cemara. Menurut Rowell (1983)
menunjukkan bahwa kerapatan kering
kayu yang memiliki sifat pengembangan
udara (gr/cm3) kayu Pasang-1 adalah 0.92
awal yang cepat akan menimbulkan
(T) ~ 0.98 (R), kayu Pasang-2 adalah 0.69
kerusakan fisik pada permukaan kayu,
(T) ~ 0.64 (R), dan kayu Cemara adalah
seperti retak atau pecah. Hasil pengujian
0.81 (T) ~ 0.77 (R). Tingkat absorpsi (%)
siklus kering-basah menunjukkan bahwa
kayu Pasang-1 adalah 37.41 (T) ~ 31.44
tingkat
(R), kayu Pasang-2 adalah 55.65 (T) ~
bentuk/cacat mengalami peningkatan; hal
55.55 (R), dan kayu Cemara adalah 35.54
ini akibat adanya pelarutan komponen
(T) ~ 45.60 (R). Kerapatan berpengaruh
ekstraktif polar dalam proses perendaman
terhadap
dan
sehingga memberikan tempat ikatan yang
stabilitas kayu. Semakin tinggi kerapatan
lebih besar pada siklus berikutnya. Kayu
kayu maka tingkat absorpsinya semakin
Pasang sedikit mengalami cacat retak dan
rendah, karena kayu dengan kerapatan
pecah, tetapi mengalami perubahan bentuk
tinggi
(mencawan) dibanding kayu Cemara.
besarnya
cenderung
absorpsi
air
memiliki
tempat
absorpsi
air
dan
perubahan
penampung air lebih sedikit daripada kayu
Hasil
berkerapatan lebih rendah (Panshin dan de
menunjukkan
Zeeuw 1980). Laju pengembangan kedua
mengalami retak dan pecah, Kayu Pasang-
jenis kayu Pasang tersebut lebih lambat
2 mengalami retak, sedangkan kayu
dibandingkan dengan kayu Cemara; hal
Pasang-1 tidak mengalami retak atau
ini kemungkinan disebabkan oleh ukuran
pecah.
diameter pembuluh kayu Cemara yang
perubahan
warna,
tetapi
secara
lebih besar, serta banyaknya tylosis pada
makroskopis
belum
dijumpai
adanya
kayu
serangan
Pasang.
Adanya
tylosis
dapat
mengganggu sifat absorpsi kayu terhadap
pengamatan bahwa
Seluruh
jamur
pencuacaan kayu
kayu
maupun
Cemara
mengalami
serangga.
Disimpulkan bahwa kedua jenis kayu
41
terhadap
tanaman Karet (Hevea brasilliensis Muel.
pencuacaan yang lebih baik dari kayu
Arg.), Cokelat (Theobroma cacao) dan
Cemara, tetapi ketiga jenis kayu tersebut
Eucalyptus
relatif mudah mengalami kerusakan fisik
digunakan didapat dari tanaman Akasia di
dan perubahan bentuk bila digunakan
hutan tanaman Bukit Suharto Samarinda
untuk luar ruangan. Untuk mengatasi hal
berumur 10 tahun dengan diameter 15 cm.
itu sortimen kayu dapat dibuat lebih tipis
Pengujian sifat fisik dan mekaniknya
dan direkatkan sehingga menghasilkan
meliputi KA, kerapatan, MOE, MOR,
sortimen yang lebih tebal.
keteguhan pukul, keteguhan tekan sejajar
Pasang
memiliki
ketahanan
Contoh
spp.
uji
yang
serat dan keteguhan geser berdasarkan standar
Jamur Budi
et
al.
(1998)
melaporkan
DIN.
menunjukkan
Hasil bahwa
pengamatan jamur
ini
pengaruh serangan jamur Upas (Curticium
mengakibatkan perubahan warna, tekstur,
salmonicolor Berk. & Br.) terhadap sifat
dan penurunan kekerasan pada kayu.
anatomi, fisik dan mekanik batang Acacia
Warna
mangium Wild. Jamur ini menyerang
menjadi coklat kehitaman. Perubahan
batang bagian atas tanaman Akasia dari
warna ini disebabkan oleh zat ekstraktif
berbagai umur di berbagai tempat di
dari sel-sel parenkimatis di sekitar luka
Indonesia, melalui luka pada kulit atau
dan masuk ke dalam bagian kayu melalui
kulit kayu yang tipis. Akibatnya kulit kayu
noktah. Sedangkan tekstur menjadi kasar
menjadi
akibat
pecah-pecah
dan
terkelupas;
bagian
kayu
penebalan
yang
dinding
terserang
sel
dan
matinya jaringan kulit bagian dalam;
penyempitan diameter lumen. Prosentase
gangguan
dalam
kerusakan pada bidang radial (horizontal)
dapat
lebih besar daripada bidang transversal
terbentuk kallus atau kanker. Setelah
(vertikal) dan bagian kayu yang terserang
menginfeksi, jamur ini lebih dominan
menjadi melunak. Seluruh sifat mekanik
menyerang kayu teras karena terdapat
yang diuji menunjukkan penurunan drastis.
rongga-rongga sel yang berisi udara (O2),
MOE turun dari 6977.75 N/mm2 menjadi
dibandingkan dengan kayu gubal yang
5894.92 N/mm2; MOR dari 52.67 N/mm2
rongga-rongga selnya terisi air. Selain
menjadi 43.42 N/mm2; keteguhan pukul
Akasia, hifa jamur ini juga menyerang
dari 0.059 N/mm2 menjadi 0.030 N/mm2;
terhadap
menghasilkan
kambium
phloem;
bahkan
42
keteguhan tekan sejajar serat dari 28.08
menyerang ke 4 jenis kayu tersebut adalah
N/mm2
dan
dari jenis Ceratocystis dan Penicillium,
keteguhan geser dari 8.14 N/mm2 menjadi
dengan serangan antara 0% ~ 100%.
N/mm2.
Intensitas serangan pada KA kayu antara
menjadi
Selanjutnya
23.32
N/mm2;
penelitian
mengenai
11%
~
20%
mengakibatkan
luas
pengaruh serangan jamur Biru terhadap
pewarnaan
perubahan sifat fisik dan kekuatan kayu
mencapai 100%, Karet 90%, Agathis 80%
dilaporkan oleh Sarwono et al. (2005).
dan
Jamur ini merupakan salah satu jamur
serangan 75%, MOR kayu Ramin dan
yang menyebabkan pewarnaan dan hanya
Karet cenderung mengalami kenaikan. Hal
menyerang kayu yang masih basah. Pada
ini kemungkinan sebagai akibat dari
umumnya
aktivitas
kayu
gubal
lebih
banyak
noda
Perupuk
pada
20%.
enzim
kayu
Pada
jamur
Ramin
intensitas
Biru
yang
terserang dibandingkan kayu teras. Boyce
mempengaruhi pemadatan polimer pada
(1965) berpendapat bahwa jamur ini
dinding
hanya mengisi ronggal sel, tetapi menurut
ditunjukkan pada bekas patahan saat
Baldwin dan Streisel (1985) jamur ini
pengujian lentur yang rapuh (brittle).
berperan menghancurkan lignin. Jenis
Tetapi secara umum serangan jamur ini
kayu yang diamati pada penelitian ini
menyebabkan penurunan kualitas kayu
adalah Perupuk (Lophopethalum sp.),
dan setelah serangan jamur ini, kayu akan
Karet (Hevea brasiliensis Muel. Arg.),
mudah diserang jamur pelapuk yang akan
Agathis (Agathis borneensis) dan Ramin
merusak
(Gonystylus
sehingga akan menurunkan sifat fisik dan
bancanus
Kurz.)
yang
diperoleh dari industri pengolahan kayu di
sel
kayu.
komponen
Keadaan
tersebut
dinding
selnya
mekaniknya.
PT Inhutani I Jawa Timur yang telah terserang jamur Biru dengan berbagai
Kebakaran Hutan
tingkat intensitas serangan. Sifat yang
Liansyah (2000) melakukan penelitian
diuji meliputi KA, BJ, keteguhan lentur
mengenai sifat fisik dan mekanik kayu
statis, keteguhan tekan sejajar serat dan
pasca kebakaran jenis Meranti Merah
keteguhan geser dengan menggunakan
(Shorea
standar BS 373 (1957). Hasil pengamatan
(Dipterocarpus
menunjukkan bahwa jamur Biru yang
Bangkirai (Shorea laevis Ridl.). Pengujian
smithiana
Sym.),
cornutus
Keruing
Dyer)
dan
43
sifat fisik dan mekaniknya berdasarkan
yang telah mati dan kayu normal masih
standar
pengujian
berkisar antara 11 ~ 12%. Sedangkan
menunjukkan bahwa kebakaran hutan
kerapatan kering udara kayu Jabon (0.56
berpengaruh
terhadap
g/cm3), Medang (0.63 g/cm3) dan Simpur
penurunan KA basah; BJ; pengembangan/
(0.80 g/cm3) mengalami penurunan antara
penyusutan R. T dan L; keteguhan geser;
6 ~ 9%. Hasil pengukuran kembang susut
keteguhan patah sejajar serat; keteguhan
R, T dan L menunjukkan bahwa kayu
lentur pada batas proporsi dan maksimum;
terbakar yang masih hidup maupun kayu
kekerasan radial dan transversal; dan
terbakar yang telah mati mengalami
keteguhan pukul pada ketiga jenis kayu
peningkatan jika dibandingkan dengan
tersebut. Hasil pengujiannya dipengaruhi
kayu normalnya. Sifat mekanik kayu
juga
uji
terbakar yang masih hidup dan yang telah
berdasarkan letak vertikal dan horizontal
mati mengalami penurunan MOE sebesar
batang.
12 ~ 25%, MOR 20 ~ 25%, keteguhan
DIN.
oleh
Hasil
sangat
nyata
pengambilan
contoh
(2001)
geser 6 ~ 20%, keteguhan tekan 3 ~ 15%,
melaporkan sifat fisik mekanik kayu pasca
keteguhan pukul 20 ~ 45%, dan kekerasan
kebakaran dari jenis Jabon (Anthocepalus
10 ~ 20% dibandingkan dengan kayu
chinensis Lamk.), Medang (Litsea spp)
normal untuk ke 3 jenis kayu tersebut.
dan Simpur (Dillenia grandifolia Wall.):
Suhu
Penelitian
untuk
kemungkinan mengubah struktur sel dan
membandingkan sifat fisik dan mekanik
komponen kimia dari kayu yang terbakar,
(1) kayu terbakar yang masih hidup, (2)
sehingga menyebabkan menurunnya sifat
kayu terbakar yang telah mati dan (3) kayu
fisik dan mekanik kayu. Tetapi kisaran
yang
normal).
nilai sifat fisik dan mekanik pasca
Pengujian sifat fisik dan mekaniknya
kebakaran tersebut masih di dalam kisaran
menggunakan standar DIN, meliputi KA,
kelas kuat kayu normalnya, yaitu kelas
kerapatan, kembang susut, MOE, MOR,
kuat III untuk kayu Jabon dan Medang,
keteguhan
tekan,
serta kelas kuat II untuk kayu Simpur
keteguhan pukul dan kekerasan. Dari ke 3
(Anonim 1979), sehingga masih layak
jenis kayu yang dibandingkan tersebut,
digunakan sebagai bahan baku kayu
KA kering udara antara kayu terbakar
konstruksi.
Selanjutnya
tidak
ini
Torambung
bertujuan
terbakar
geser,
(kayu
keteguhan
pada
saat
kebakaran
hutan
44
penelitian sifat fisik dan mekanik ini telah
Pembahasan Tidak diketahui secara pasti jumlah
diteliti lebih dari 60 jenis kayu. Dari
dan potensi keanekaragaman jenis-jenis
jumlah tersebut tercatat 28 jenis telah
kayu di Indonesia saat ini mengingat
dilaporkan di Atlas Kayu Indonesia. Jenis-
semakin
liar.
jenis tersebut adalah Kemiri (Aleurites
Menurut Badan Inventarisasi dan Tata
moluccana (L.) Willd.), Tusam (Pinus
Guna Hutan, Departemen Kehutanan, di
merkusii Jungh. et de Vr.), Gmelina
Indonesia terdapat 3124 jenis kayu yang
(Gmelina moluccana (Blume) Backer),
terdiri dari kayu komersial, non komersial,
Surian atau Suren (Toona sureni Merr.),
tak dikenal, maupun jenis kayu budidaya
Kapur/Kamper (Dyobalanops aromatica
(Anonim
klasifikasi
Gaertn.), Mahoni (Swietenia macrophylla
Prosea, di Indonesia terdapat 51 genera
King.), Mindi (Melia azedarach L.),
yang
major-commercial
Sungkai (Peronema canescens Jack.),
timbers, 64 genera minor-commercial
Pulai (Alstonia scholaris R. Br.), Terap
timbers dan 309 genera lesser-known
(Artocarpus gomezianus Wall. ex Trecul),
timbers
maraknya
1986).
penebangan
Menurut
tergolong
(Soerianegara
dan
Lemmens
Balau
(Shorea
Bintangur
spp.),
1994; Lemmens et al. 1995; Sosef et al.
(Calophylum spp.),
1998).
telah
mengarawan Mig.), Jati (Tectona grandis
merangkum sebanyak 92 jenis kayu dari
L.f.), Sengon (Paraserianthes falcataria
berbagai hasil penelitian, meliputi sifat
(L.) Nielsen), Meranti Merah (Shorea
fisik dan mekaniknya (Martawijaya et al.
spp.), Keruing (Dipterocarpus cornutus
1986;
Dyer.),
Atlas
Kayu
Martawijaya
Indonesia
et
al.
1989;
Abdurrohim et al. 2004).
Gadog
Merawan
(Hopea
(Bischofia
javanica
Blume), Ramin (Gonystylus bancanus
Belum ada kata baku mengenai sifat
Kurz.),
Puspa
(Schima
noronhae
fisik, sifat fisika atau sifat fisis; demikian
Bloemb.), kayu Pasang-1 (Quercus spp.),
pula dengan sifat mekanik, sifat mekanika
kayu
atau sifat mekanis. Namun pada tinjauan
Perupuk (Lophopethalum spp.), Agathis
makalah ini digunakan istilah sifat fisik
(Agathis borneensis Warb.), Bangkirai
dan mekanik untuk mewakili kata-kata
(Shorea laevis Ridl.), Jabon (Anthocepalus
tersebut dengan pengertian yang sama.
chinensis (Lamk.) A. Rich. ex Walp.),
Pada
tinjauan
capaian
hasil-hasil
Medang
Pasang-2
(Litsea
(Lithocarpus
spp.)
dan
spp.),
Simpur
45
(Dillenia grandifolia Wall. ex Hk.f.).
bicolor Rowlee), Rambai (Baccaurea
Dalam
untuk
motleyana Muell.), Ki Sampang (Evodia
studi
latifolia DC.), kayu Nangka (Artocarpus
pemilihan
penelitian
jenis
sebaiknya
pustaka
terhadap
kayu
dilakukan
penelitian-penelitian
Merr.),
integra
sebelumnya, sehingga dapat dijadikan
celebica),
sebagai pembanding.
Ketileng
Kalapi
Gofasa (Vitex
(Kalappia
(Vitex
coffasus), Cemara
glabrata),
yang
(Gymnostoma sp.), kayu Karet (Hevea
belum ada di Atlas Kayu Indonesia adalah
brasiliensis Muel. Arg.) dan Lamtoro
kayu Balsa (Ochroma spp.), Randu (Ceiba
(Leucaena glauca (Willd) Benth). Dengan
Gaertn.),
Merkubung
ditelitinya jenis-jenis ini maka diharapkan
(Makaranga sp.), kayu Cengkeh (Eugenia
akan menambah pustaka diversifikasi
aromatica L.), Akasia (Acacia mangium
pemanfaatan kayu.
Sedangkan
jenis-jenis
pentandra
kayu
Informasi yang perlu disertakan pada
Willd.), kayu Afrika (Maesopsis eminii), cernua),
Kisereh
setiap penelitian mengenai sifat fisik dan
porrectum
(Roxb)
mekanik
excelsa
umur/dimeter pohon, (2) tempat tumbuh,
Jack.), Pulai Konggo (Alstonia kongoensis
(3) jumlah dan cara pengambilan contoh
Engl.),
(Enterolobium
uji, (4) standar pengujian yang digunakan,
Salamander
dan (5) acuan yang digunakan untuk
Hopea
(Hopea
(Cinnamomum Kosterm),
Kibawang
Sengon
(Litsea
robusta cubeba
(Kleinhovia
A.Cunn.), Pers.),
hospita
(Arthocarpus (Diospyros
Buto
Griserb.),
cyclocarpum (Grevillea
(Melia
Kilemo Tahongai
kelas
faktor
kuat
(1)
kayu.
Pengambilan contoh uji dari pohon yang
Sukun
berumur
kayu
Arang
terdapat kayu juvenil. Sedangkan tempat
Berumbung
tumbuh berhubungan dengan riap tumbuh
borneensis),
(Adina minutifolia), Tisuk/Waru (Hibiscus Damar
mengklasifikasikan
adalah
Linn.),
altilis),
macrophyllus),
kayu
Mata
Kucing
yang
muda
akan
kemungkinan
mempengaruhi
pembentukan
struktur
masih
kecepatan kayu.
(Shorea javanica K. et Vr.), Urograndis
Umur/diameter dan letak dalam batang
(Eucalyptus urograndis), kayu Kelapa
berhubungan dengan persentase kayu teras
(Cocos nucifera L.), kayu Kelapa Sawit
dan
(Eleais guineensiis Jacq.), Laban (Vitex
memiliki sifat fisik dan mekanik yang
Pubescens Vahl.), Basswood (Ochroma
berbeda. Kayu Kelapa (Cocos nucifera L.)
kayu
gubal
dimana
keduanya
46
dan Kelapa Sawit (Eleais guineensiis
sedangkan kerapatan ditulis dengan satuan
Jacq) memiliki sifat fisik dan mekanik
gr/cm3. BJ diterjemahkan sebagai specific
yang sangat berbeda berdasarkan letak
gravity
pada batang karena memiliki struktur
berdasarkan berat dan volume kering tanur,
batang yang berbeda dengan struktur kayu
sedangkan
pada umumnya.
sebagai
dimana
perhitungannya
kerapatan density
dimana
diterjemahkan berat
dan
Standar pengujian pada penelitian-
volumenya dihitung pada kadar air tertentu.
penelitian yang telah dilakukan sangat
Klasifikasi berat kayu masih banyak
beragam, demikian pula dengan acuan
mengacu pada tinggi-rendahnya kerapatan
yang digunakan untuk mengklasifikasikan
kayu (Soenardi 2001).
kelas kuat kayu. Selain itu standar
Selain
dipengaruhi
oleh
faktor
pengujian dan acuan klasifikasi kelas kuat
eksternal, yaitu kelembaban dan suhu;
tersebut
tinggi-rendahnya
banyak
KA
kayu
juga
yang
tidak
daftar
pustaka,
dipengaruhi oleh BJ atau kerapatan, umur
sehingga nilai-nilai sifat fisik dan mekanik
pohon dan letak dalam batang yang
yang telah diteliti tidak dapat serta-merta
berhubungan dengan proporsi kayu gubal
dibandingkan satu dengan lainnya.
dan juvenil sebagai faktor internal. Sel-sel
mencantumkannya
di
Tiga parameter sifat fisik yang banyak
kayu gubal mempunyai fungsi fisiologis,
diteliti adalah Bj atau kerapatan, KA dan
yaitu menyalurkan air dan unsur hara dari
penyusutan; selain warna, arah serat dan
akar ke daun untuk proses fotosintesis,
tekstur kayu yang berhubungan dengan
sehingga banyak mengandung air.
penampilan kayu. BJ atau kerapatan
Penyusutan kayu disebabkan oleh
merupakan salah satu sifat fisik kayu yang
perubahan KA di bawah titik jenuh serat
sangat penting, karena tinggi-rendahnya
(TJS). Jika kayu kehilangan air di bawah
akan mempengaruhi sifat fisik lainnya dan
TJS atau air terikat di dalam dinding sel
sifat mekanik, serta pemanfaatan kayu
maka akan terjadi penyusutan, sedangkan
yang bersangkutan. BJ atau kerapatan
jika air masuk ke dalam dinding sel maka
menunjukkan rasio antara volume dinding
akan terjadi pengembangan (Haygreen dan
sel terhadap pori-pori setiap jenis kayu.
Bowyer
Pada
tangensial
penelitian-penelitian
yang
telah
dilakukan, BJ ditulis tanpa satuan unit
1996). dan
Rasio radial
penyusutan (T/R
rasio)
menunjukkan stabilitas dimensi kayu.
47
Semakin
rendah
perubahan
dimensi
konstruksi, selain dilihat berdasarkan kelas
absolutnya dan T/R rasionya maka kayu
kuatnya, perlu juga dipertimbangkan rasio
tersebut semakin stabil (Panshin dan de
kekuatan terhadap berat kayunya (strength
Zeeuw 1980). Apabila nilai tersebut lebih
to weight ratio), karena semakin tinggi
dari 2 maka dikatakan sebagai kayu yang
rasio tersebut maka semakin sesuai untuk
mempunyai kestabilan dimensi rendah
bahan baku konstruksi (Abdurachman dan
(Abdurachman
Hadjib 2001).
dan
Hadjib
2001).
Martawijaya (1990) menyebutkan bahwa
Selain tempat tumbuh, faktor eksternal
dengan rasio penyusutan yang besar akan
yang
cenderung
atau
mekanik kayu adalah kelembaban dan
berubah bentuk yang mengakibatkan cacat.
suhu udara lingkungan, pelapukan oleh
Sifat mekanik sangat dipengaruhi oleh
cuaca, serangan jamur dan kebakaran
BJ atau kerapatan kayu, sehingga faktor-
hutan. Semakin tinggi BJ atau kerapatan
faktor
atau
maka tingkat absorpsi kayu semakin
umur/diameter
rendah, karena kayu dengan BJ atau
lebih
yang
kerapatan
mudah
pecah
mempengaruhi
(jenis
kayu,
BJ
mempengaruhi
sifat
fisik
dan
pohon, tempat tumbuh, letak dalam batang,
kerapatan
kelembaban, kadar air dan suhu) akan
tempat
berpengaruh pula terhadap sifat mekanik
daripada kayu dengan BJ atau kerapatan
kayu. Dari beberapa hasil penelitian, nilai-
lebih rendah (Panshin dan de Zeeuw
nilai sifat mekanik kayu pada umumnya
1980); oleh karena itu kayu dengan BJ
meningkat dengan bertambahnya umur
atau kerapatan rendah memiliki KA basah
pohon; serta menurun dari pangkal ke
yang lebih tinggi karena memiliki ukuran
ujung batang (secara vertikal) dan dari
rongga sel yang lebar sehingga lebih
kayu
banyak menampung air.
teras
ke
kayu
gubal
(secara
horizontal). Namun pengaruh ini berlaku
tinggi
cenderung
penampung
Faktor
air
terpenting
memiliki
lebih
dari
sedikit
proses
hanya jika contoh uji yang digunakan
pelapukan adalah radiasi sinar matahari.
bebas cacat. Hasil pengujian sifat mekanik
Proses
ini dapat menjadi bias dengan adanya
menyebabkan
faktor-faktor mata kayu yang tidak terlihat,
penyusutan; kehilangan berat; kerusakan
orientasi lingkaran tumbuh, arah serat atau
pada permukaan kayu, ditunjukkan oleh
adanya kayu reaksi. Sebagai bahan baku
munculnya guratan-guratan kecil yang
pelapukan
oleh
cuaca
perubahan
akan warna;
48
semakin memanjang dan mengakibatkan
keterbatasan peralatan atau kurangnya
retak/pecah; dan berpotensi tumbuhnya
daya tarik terhadap tema penelitian ini.
jamur (Sudiyani et al. 1998; Malik 2004).
Selain sifat akustik dan sifat termal kayu,
Serangan jamur termasuk faktor yang
sifat fisik kayu yang belum banyak diteliti
mempengaruhi sifat fisik dan mekanik
adalah sifat kelistrikan kayu (electrical
kayu. Serangan jamur Upas (Curticium
properties). Sedangkan sifat-sifat mekanik
salmonicolor Berk. & Br.) mengakibatkan
yang belum banyak diteliti adalah perilaku
perubahan warna, tekstur, dan penurunan
creep, relaxation dan fatigue terhadap
kekerasan pada kayu dan sifat mekanik
jenis-jenis kayu Indonesia.
lainnya (Budi et al. 1998). Sedangkan jamur biru menyebabkan pewarnaan dan hanya menyerang kayu yang masih basah. Tetapi setelah serangan jamur biru, kayu akan mudah diserang jamur pelapuk yang akan merusak komponen dinding selnya sehingga akan menurunkan sifat fisik dan mekaniknya (Sarwono et al. 2005). Kebakaran hutan berpengaruh sangat nyata terhadap penurunan sifat fisik dan mekanik kayu pada arah vertikal maupun horizontal batang (Liansyah 2000). Suhu pada saat kebakaran hutan kemungkinan mengubah struktur sel dan komponen kimia dari kayu yang terbakar, sehingga menyebabkan menurunnya sifat fisik dan mekanik kayu (Torambung 2001). Dari tinjauan ini hanya ada dua makalah yang meneliti sifat akustik (Hadjib dan Sarwono 2004) dan sifat termal kayu (Fernandes et al. 2004). Hal ini
kemungkinan
disebabkan
oleh
Daftar Pustaka Abdurachman dan N. Hadjib. Sifat Fisis dan Mekanis Jenis Kayu Andalan Setempat Jawa Barat. Prosiding Seminar Nasional IV Mapeki. Samarinda, 6-9 Agustus 2001. pp II125-II135. Abdurrohim, S; Y.I. Mandang; U. Sutisna. 2004. Atlas Kayu Indonesia Jilid III. Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Hasil Hutan, Badan Litbang Kehutanan, Departemen Kehutanan. Alrasjid, H. dan A. Widiarti. 1992. Teknik Penanaman dan Pemungutan Gmelina arborea (Yamane). Informasi Teknis No. 36, Pusat Penelitian dan Pengembangan Hutan, Bogor. Anonim. 1976. Vademecum Kehutanan Indonesia. Direktorat Jenderal Kehutanan. Departemen Pertanian. Jakarta. Anonim. 1979. Mengenal Sifat-sifat Kayu Indonesia dan Penggunaannya. PIKA. Penerbit Kanisius, Yogyakarta. Anonim. 1986. Jenis-jenis Pohon Disusun Berdasarkan Nama Daerah dan Nama Botaninya Di Seluruh Indonesia. Badan Inventarisasi dan Tata Guna Hutan. Departemen Kehutanan. Jakarta.
49
Badan Standar Nasional. 1994. SNI No. 01-3527-1994. Mutu Kayu Bangunan. Jakarta. Badan Standar Nasional. 2000. SNI No. 01-6244-2000. Kayu Gergajian untuk Komponen Mebel. Jakarta. Baldwin, R.G. and R.C. Streisel. 1985. Detection of Fungal Degradation of Low Weight Loss by Differential Scanning Colorimetry. Wood and Fiber Science 17 (3). Journal of the Society of Wood Science and Technology. Wisconsin. USA. Basri, E.; E.M. Alamsyah; E. Rasyid; Jarkasih. Ketergantungan Kadar Air Keseimbangan terhadap Jenis Kayu dan Suhu Lingkungan. Kumpulan Abstrak Seminar Nasional III Mapeki. Jatinangor, 22-23 Agustus 2000. pp. 77. Bhat, K.M. Managing Teak Plantations for Super Quality Timber. International Teak Symposium. Department of Forest, Kerala, India, 2-4 December 1991. pp 377. Boyce, J.S. 1961. Forest Pathology. Mc Graw Hill Book Company Inc. N. Y. 436-507. pp. British Standard Institute, 1957. British Standard 373. 1957. Methods of Testing Small Clear Specimen of Timber. London. Budi, A.S.; S. Hariyanto; M. Samani; D. Mardji. Pengaruh Serangan Jamur Upas (Curticium salmonic) terhadap Sifat Anatomi, Fisik dan Mekanik Batang Acacia mangium Wild. Prosiding Seminar Nasional I Mapeki. Bogor, 24 September 1998. pp 39-47. Coto, Z. Kepekaan Kayu terhadap Perubahan Kelembaban. Prosiding Seminar Nasional VIII Mapeki. Tenggarong, 3-5 September 2005. pp A53. Coto, Z. dan I.S. Rahayu. Sifat Fisis dan Mekanis Kayu Kelapa Hibrida. Prosiding Seminar Nasional VIII
Mapeki. Tenggarong, 3-5 September 2005. pp A88. Den Berger, L.G. 1923. De Grondslagen voor de Classificatie van Nederlansch Indische Timmerhout-soorten. Tectona Vol. XVI. Feist, W.C. and D.N.S. Hon. 1984. Chemistry of Weathering and Protection of Wood in Rowell, R. (ed): The Chemistry of Solid Wood. Amer. Chem. Soc. P 401-451. Fernandes, A.; V.E. Prasetyo; T.A. Prayitno. Perambatan Panas pada Empat Jenis Kayu Perdagangan di Indonesia. Prosiding Seminar Nasional VII Mapeki. Makassar, 5-6 Agustus 2004. Firmanti, A.; U. Dirgantara; N. Aini. Penurunan Nilai Karakteristik Kayukayu Cepat Tumbuh. Kumpulan Abstrak Seminar Nasional III Mapeki. Jatinangor, 22-23 Agustus 2000. pp. 11. Gallagher, L. 1989. Moisture in Wood, Part 2, Principles of Moisture Movement. Asean Mobile Workshop on Wood Drying – Asean Timber Technology Center, Malaysia. Gunawan, R.H.R.; I.F. Dodi; A. Iskandar. Variasi Sifat Kayu HTI karena Umur dan Lokasi Tanaman. Prosiding Seminar Nasional IV Mapeki. Samarinda, 6-9 Agustus 2001a. pp II41-II50. Gunawan, R.H.R.; I.F. Dodi; A. Iskandar. Perkembangan Kayu Teras pada Jenis Hopea cernua. Prosiding Seminar Nasional IV Mapeki. Samarinda, 6-9 Agustus 2001b. pp II51-II55. Hadjib, N. Sifat Fisis dan Mekanis Kayu Urograndis (Eucalyptus urograndis) serta Kemungkinan Pemanfaatannya. Kumpulan Abstrak Seminar Nasional III Mapeki. Jatinangor, 22-23 Agustus 2000. pp. 12. Hadjib, N. dan E. Sarwono. The Acoustical Properties of Berumbung, 50
Merawan and Tisuk Wood. Prosiding Seminar Nasional VII Mapeki. Makassar, 5-6 Agustus 2004. pp A118-A120. Haygreen, J.G. and J.L. Bowyer. 1996. Forest Products and Wood Science, An Introduction. Third Edition. Iowa University Press. Iowa, USA. Ismariana. E. 1993. Pengaruh Umur dan Arah Aksial terhadap Titik Jenuh Serat Kayu Jati (Tectona grandis L.f). Fakultas Kehutanan, Universitas Gajah Mada. Yogyakarta. Skripsi. Tidak dipublikasikan. Kasim, F.; G. Bachtiar; Z. Coto. Sifat Fisis dan Mekanis Kayu Gmelina (Gmelina arborea) pada Berbagai Variasi Ketinggian dan Bagian Kayu. Prosiding Seminar Nasional VI Mapeki. Bukittinggi, 1-3 Agustus 2003. pp 98-110. Kasmudjo dan S. Sunarto. Sifat-sifat Kayu Mindi dan Peluang Penggunaannya. Prosiding Seminar Nasional II Mapeki. Yogyakarta, 2-3 September 1999. pp 8-18. Kholik, A. dan S.B. Prabawa. Sifat dan Kualitas Kayu Sukun (Arthocarpus altilis) Asal Kalimantan Timur. Prosiding Seminar Nasional VII Mapeki. Makassar, 5-6 Agustus 2004. pp A1-A7. Kholik, A. dan R.H.R. Gunawan. Sifat dan Kegunaan Enam Jenis Kayu Kalimantan Timur. Prosiding Seminar Nasional VII Mapeki. Makassar, 5-6 Agustus 2004. pp A25-A30. Koch, P. 1972. Utilization of Southern Pines Vol I: The Raw Material. U.S. Department of Agriculture. Forest Service. Liansyah, E. Sifat Fisik dan Mekanik Kayu Pasca Kebakaran Jenis Meranti Merah (Shorea smithiana Sym), Keruing (Dipterocarpus cornutus Dyer) dan Bangkirai (Shorea laevis Ridl). Kumpulan Abstrak Seminar
Nasional III Mapeki. Jatinangor, 22-23 Agustus 2000. pp. 27. Lemmens, R.M.H.J.; I. Soerianegara; W.C. Wong. 1995. Plant Resources of South-East Asia No. 5 (2). Timber trees: Minor Commercial Timber. Prosea Publisher, Bogor Indonesia. Mandang, Y.I. dan I.K.N. Pandit. 1997. Pedoman Identifikasi Jenis Kayu di Lapangan. Yayasan Prosea Bogor. Malik, J. dan J. Balfas. 2002. Modifikasi Kayu Mangium (Acacia mangium Willd.) dan Kemungkinannya untuk Penggunaan Eksterior Dibandingkan dengan Kayu Jati dan Bangkirai. Prosiding Seminar Hasil Penelitian Teknologi Hasil Hutan. Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Hasil Hutan, Bogor. Malik, J. Sifat Pengembangan dan Pencuacaan Tiga Jenis Kayu Pasang. Prosiding Seminar Nasional VII Mapeki. Makassar, 5-6 Agustus 2004. pp A70-A75. Martawijaya, A; I. Kartasujana; K. Kadir; S.A. Prawira. 1986. Indonesian Wood Atlas Volume I. Forest Products Research and Development Centre, Agency for Forestry Research and Development, Depertment of Forestry. Martawijaya, A; I. Kartasujana; Y.I. Mandang; S.A. Prawira; K. Kadir. 1989. Atlas Kayu Indonesia Jilid II. Badan Litbang Kehutanan, Departemen Kehutanan. Martawijaya, A. 1990. Sifat Dasar Beberapa Jenis Kayu yang Berasal dari Hutan Alam dan Hutan Tanaman. Prosiding Diskusi Hutan Tanaman Industri. Badan Litbang Kehutanan, Departemen Kehutanan. Jakarta. Pandit, I.K.N. Sifat Makroskopis Kayu Jati (Tectona grandis L.f) pada Berbagai Kelas Umur. Kumpulan Abstrak Seminar Nasional III Mapeki. Jatinangor, 22-23 Agustus 2000. pp. 16. 51
Panshin, A.J. and C. de Zeeuw. 1980. Textbook of Wood Technology. Volume I. Mc Graw-Hill Book Co. New York, USA. Prayitno, T.A. Penggunaan Kayu Tak Dikenal, Bermutu Rendah. Prosiding Seminar Nasional I Mapeki. Bogor, 24 September 1998. pp 57-73. Rachman, O. dan J. Malik. Prospek Pemanfaatan Kayu Cengkeh (Eugenia aromatica L.) sebagai Bahan Baku Mebel dan Barang Kerajinan. Prosiding Seminar Nasional II Mapeki. Yogyakarta, 2-3 September 1999. pp 118-131. Rahmanto, R.G.H. 1997. Studi tentang Perkembangan Kayu Teras untuk Jenis Dominan di Hutan Alam. Buletin Penelitian Kehutanan BPK Samarinda 10 (3). Rowell, R.M. 1983. Chemical Modification of Wood. Forest Product Abstract 6 (12): 363-382. Rulliaty, S. Beberapa Jenis Kayu Alternatif Pengganti Ramin. Prosiding Seminar Nasional VIII Mapeki. Tenggarong, 3-5 September 2005. pp A41-A45. Sadiyo, S dan E. Daniyati. Model Regresi Linier Sederhana Hubungan antara Susut dengan Berat Kayu Sepuluh Jenis Kayu Indonesia. Prosiding Seminar Nasional VIII Mapeki. Tenggarong, 3-5 September 2005. pp A46. Santoso, A. dan P. Sutigno. 1998. Sifat Papan Partikel dari Limbah Sawit. Laporan Proyek Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan dan Sosial Ekonomi Kehutanan, Bogor. Sarwono, E. Kayu Damar Mata Kucing (Shorea javanica K. et V.) sebagai Bahan Baku Kayu Permebelan dan Aspek Kemasyarakatan di Sekitar Wilayah Hutannya. Prosiding Seminar Nasional VII Mapeki. Makassar, 5-6 Agustus 2004. pp C28-C33.
Sarwono, E.; D. Martono; N. Hadjib. Pengaruh Serangan Jamur Biru terhadap Perubahan Sifat Fisis dan Kekuatan Kayu. Prosiding Seminar Nasional VIII Mapeki. Tenggarong, 35 September 2005. pp A96-A100. Siau. 1995. Wood Influence of Moisture on Physical Properties. Department of Wood Science and Forest Product, Virginia Polytechnique Institute, Keene, New York. Soenardi, P. 2001. Sifat-sifat Fisika Kayu. Bagian Penerbitan Fakultas Kehutanan UGM. Yogyakarta. Soerianegara I. and R.H.M.J. Lemmens. 1994. Plant Resources of South – East Asia No. 5 (1). Timber Trees: Major Commercial Timber. Prosea Publisher, Bogor Indonesia. Sosef, M.S.M.; L.T. Hong; Prawirohatmodjo.1998. Plant Resources of South – East Asia No. 5 (3). Timber Trees: Lesser Known Timber. Prosea Publisher, Bogor Indonesia. Sudiyani, Y.; W.S. Subowo; M. Gopar; R. Yusiasih; A. Syampurwadi. Perubahan Dimensi dan Penampilan Tiga Jenis Kayu Tropis setelah Pelapukan oleh Cuaca. Prosiding Seminar Nasional I Mapeki. Bogor, 24 September 1998. pp 49-55. Sukartana, P. 1989. Pendugaan Ukuran Kayu Teras Pohon Rasamala. Duta Rimba XV: 103-104. Sulistyo, J. dan S.N. Marsoem. Pengaruh Umur terhadap Sifat Fisika dan Mekanika Kayu Jati (Tectona grandis L.F). Prosiding Seminar Nasional II Mapeki. Yogyakarta, 2-3 September 1999. pp 49-63. Supriadi, A.; O. Rachman; E. Sarwono. 1999. Karakteristik Dolok dan Sifat Penggergajian Kayu Sawit (Eleais guineensiis Jacq.). Buletin Penelitian Hasil Hutan. Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan, Bogor. 52
Supriadi, A. Potensi Kayu Sawit sebagai Sumber Kayu Alternatif. Prosiding Seminar Nasional VII Mapeki. Makassar, 5-6 Agustus 2004. pp D114 - 118. Sutapa, J.P.G. Kualitas Batang Kayu Mindi (Melia azedarach L.) dari Areal Agro-forestry. Kumpulan Abstrak Seminar Nasional V Mapeki. Bogor, 30 Agustus – 1 September 2002. pp. 48. Sutapa, J.P.G. Penelitian Beberapa Sifat Fisika Kayu Mindi (Melia azedarach L.) dari Areal Agro-forestry Tradisional. Prosiding Seminar Nasional VII Mapeki. Makassar, 5-6 Agustus 2004. pp A76. Suwandhi, I.; E. Rasyid; A. Darwis; Rosmiati. Penyebaran Pohon Gadog (Bischofia javanica Blume) di Jawa Barat dan Uji Karakteristik Kayunya (Seri Eksplorasi Pohon Khas dan Langka Jawa Barat). Prosiding Seminar Nasional VII Mapeki. Makassar, 5-6 Agustus 2004. pp A210-214. Torambung, A.K. Sifat Fisika Mekanika Kayu Pasca Kebakaran dari Jenis Jabon (Anthocepalus chinensis Lamk.), Medang (Litsea spp.) dan Simpur (Dillenia grandifolia Wall.). Prosiding Seminar Nasional IV Mapeki. Samarinda, 6-9 Agustus 2001. pp II15II18. Torambung, A.K. dan I. Dayadi. Sifat Fisika dan Mekanika Kayu Rambai (Baccaurea motleyana Muell) Berdasarkan Letak Ketinggian dalam Batang. Prosiding Seminar Nasional VIII Mapeki. Tenggarong, 3-5 September 2005. pp A131-A138. Wahyudi, I. Effect of Stem Diameter Size on Qualities of Eight Year-Old Basswood Planted in Darmaga Area. Prosiding Seminar Nasional VIII Mapeki. Tenggarong, 3-5 September 2005. pp A115.
Wangaard, F.F. 1950. The Mechanical Properties of Wood. John Wiley and Sons. New York. Widiastuti, R. Prospek Pemanfaatan Kayu Kelapa sebagai Bahan Baku Industri Mebel. Prosiding Seminar Nasional II Mapeki. Yogyakarta, 2-3 September 1999. pp 103-115. Widiati, K.Y. Pemanfaatan Kayu Tahongai (Kleinhovia hospita Linn.) Berdasarkan Sifat Fisika dan Mekanika serta Nilai Turunan Serat. Kumpulan Abstrak Seminar Nasional V Mapeki. Bogor, 30 Agustus – 1 September 2002. pp. 6. Widiati, K.Y. dan A. Susanto. Sifat Fisika dan Mekanika Kayu Laban (Vitex Pubescens Vahl) Berdasarkan Letak Ketinggian dalam Batang. Prosiding Seminar Nasional VIII Mapeki. Tenggarong, 3-5 September 2005. pp A83-A87. Wulandari, F.; N. Hajib; N. Nugroho. Variabilitas Sifat Fisis dan Mekanis Kayu Urograndis (Eucalyptus urograndis) dari Beberapa Klon. Kumpulan Abstrak Seminar Nasional V Mapeki. Bogor, 30 Agustus – 1 September 2002. pp. 5. Yunianti, A.D. dan Bakri. Kualitas Kayu Surian sebagai Kayu Unggulan di Lahan Uji Coba KPHP Kab. Tana Toraja. Prosiding Seminar Nasional VII Mapeki. Makassar, 5-6 Agustus 2004. pp A31-A33.
53
54
BAB III FAKTOR PERUSAK BIOTIK Tujuan Umum : Bab ini secara umum bertujuan untuk memberikan pemahaman kepada mahasiswa tentang: (1) faktor-faktor biotik perusak kayu, (2) kondisi terjadinya serangan organisme tersebut, dan (3) teknik pencegahan dan pengendaliannya. Tujuan Khusus : Bab in secara khusus memberikan kemampuan kepada mahasiswa dalam mengidentifikasi jenis-jenis organisme perusak kayu, kondisi penyerangan, dan mengemukakan teknik pengendalian dan cara pencegahan yang sesuai.
A. ORGANISME PENDEGRADASI KAYU Zabel dan Morrel (1992) mengelompokkan agen perusak utama dan jenis dekomposisi kayu yang disebabkan oleh faktor biotik sebagai berikut: a. Serangan binatang – gangguan secara mekanis -
Penggerekan (boring) dan parutan permukaan (rasping) oleh marine borer
-
Pembuatan terowongan (tunneling) dan penggalian (excavation) oleh serangga (rayap, kumbang dan hymenoptera seperti semut) dan marine borer (cacing laut, pholad, isopod)
b. Pelapukan dan Pewarnaan -
Penggoresan (etching) dinding sel dan pembuatan terowongan oleh bakteria
-
Pewarnaan permukaan (molding) oleh jamur mold
-
Pewarnaan kayu gubal (staining) oleh jamur stain
-
Pelapukan (decay) oleh jamur (soft rot, brown rot dan white rot)
Kirk and Cowling (1984) merangkum tipe utama deteriorasi kayu dan organisme penyebab seperti terlihat pada Tabel 2.
54
Tabel 2. Tipe deteriorasi biologis kayu dan organisme penyebab Tipe deteriorasi
Organisme
Deteriorasi tanpa dekomposisi Kehilangan cadangan makanan
Sel kayu hidup dalam kayu gubal
Pemboran mekanik, pecking, pemotongan
Serangga, burung dan mamalia
Stain
Jamur
Pewarnaan permukaan
Jamur
Destruksi membran noktah
Bakteria, jamur
Dekomposisi struktur polimer Mekanobiokimia
Serangga, binatang laut
Biokimia (pelapukan)
Jamur
Deteriorasi tanpa dekomposisi Apabila kayu yang baru ditebang yang diperuntukkan untuk kayu gergajian atau vinir dikeringudarakan, cadangan makanan pada kayu gubal akan segera kosong karena proses respirasi sel parenkim kayu itu sendiri. Tetapi bila pengeringan terlambat dilakukan, kayu yang baru ditebang dapat diserang oleh jamur sap-stain dan algae, atau oleh bakteri dan mold yang berkembang pada permukaan atau berpenetrasi ke dalam kayu gubal yang tumbuh dari sel parenkim yang satu ke yang lainnya melalui sel jarijari. Organisme ini menggunakan isi sel parenkim sebagai makanan tetapi tidak mempengaruhi kekuatan kayu secara serius. Jamur ini terutama menyebabkan pengotoran kayu atau merubah permeabilitas kayu. Bila kayu yang baru ditebang segera dikeringkan dengan kilang pengering, sel hidup pada kayu gubal mati oleh panas dan cadangan makanan tetap tersimpan dalam sel penyimpan makanan. Jika kayu telah dikeringkan menjadi basah kembali, cadangan makanan tersebut dapat menjadi substrat kembali untuk pertumbuhan jamur pewarna dan bakteria. Bila log yang baru ditebang cepat diubah menjadi serpih (chips) dalam tumpukan besar. Sel hidup dengan cepat merubah cadangan makanan menjadi karbondioksida (CO2), air, dan panas (lihat reaksi 1: respirasi). Jika panas metabolik tersebut ditiadakan, tumpukan menjadi panas, dan pada kondisi ventilasi sangat jelek dapat menimbulkan pembakaran secara spontan. 55
Ada dua jenis organisme yang umumnya menyebabkan pewarnaan pada kayu, yaitu (1) mold dengan spora berwarna, dan algae yang tumbuh pada permukaan kayu, dan (2) jamur dengan hifa berwarna gelap yang melakukan pewarnaan pada bagian dalam kayu dengan melakukan penetrasi ke dalam kayu gubal. Aspergillus spp. dan Penicillium spp. adalah mold yang umum ditemukan pada kayu. Pewarnaan yang disebabkan oleh jamur ini biasanya dapat dikeluarkan melalui penyikatan, pengetaman, atau pengamplasan. Ceratocystis spp. adalah contoh jamur sapstain. Pewarnaan ini biasanya tidak dapat dikeluarkan meskipun dengan bahan kimia pemutih. Bacillus polymyxa (Prazmowski) Macè, bakteri tertentu, jamur dan beberapa mold seperti Trichoderma viridae Pers.ex Fr. dapat mendegradasi membran pektin noktah berhalaman antar sel kayu. Degradasi ini meningkat permeabilitas kayu terhadap air dan pelarut organik. Peningkatan permeabilitas merupakan masalah dalam pengerjaan akhir kayu, tetapi dapat membantu penetrasi bahan kimia pulp dan pengawet ke dalam kayu gubal. Disintegrasi kayu secara mekanik dapat disebabkan oleh sejumlah species serangga, burung, dan mamalia. Dalam beberapa kasus, disintegrasi ini dapat menjadi cukup serius. Deteriorasi dengan Dekomposisi Mudah tidaknya polimer dinding sel terdekomposisi secara biologis banyak ditentukan aksesibilitasnya terhadap enzim dan produk metabolik lain yang dikeluarkan oleh jamur perusak kayu, atau dalam kasus serangga tertentu dan marine borer –melalui organisme yang yang hidup pada saluran pencernaan hewan tersebut. Kontak fisik langsung antara enzim atau metabolik lain dan polimer dinding sel adalah prasyarat terjadinya degradasi secara hidrolitik dan oksidatif. Karena selulosa, hemiselulosa, dan lignin merupakan polimer dinding sel yang tidak larut air dan tersusun dalam dinding sel kayu dengan campuran fisik yang erat satu sama lain. Kontak fisik yang diperlukan dapat dicapai hanya melalui difusi atau enzim atau metabolik lain masuk ke dalam matriks kompleks tersebut atau menguyah halus kayu sebelum dicerna. Komponen struktural kayu yang sangat penting yang membantu menahan dekomposisi biologis kayu adalah lignin. Pada kayu, mikrofibril selulosa dilapisi atau 56
ditutupi oleh hemiselulosa yang diikat oleh lignin. Lignin terikat secara kovalen dengan hemiselulosa, dan juga bergabung secara fisik. Apapun jenis hubungan nyata antara lignin dan hemiselulosa, lignin secara fisik dapat mencegah akses enzim terhadap hemiselulosa dan selulosa. Digestibility atau mudah tidaknya kayu utuh dan jaringan berlignin lain (lignoselulosa) dicerna merupakan fungsi kadar lignin (Gambar 4).
Gambar 4. Digestibilitas kayu melalui campuran selulosa dan hemiselulosa sebagai fungsi kadar lignin (Baker, 1973 dalam Kirk and Cowling, 1984).
Mekanisme biologis yang terlibat dalam mengatasi lignin sebagai perintang fisik (physical barrier), yaitu: 1) Serangga dan binatang laut merusak secara fisik lignin dengan menggerus kayu menjadi sangat halus, 2) Beberapa organisme terutama jamur tingkat tinggi mendekomposisi lignin dan kemudian mengekspos polisakarida, 3) Jamur tingkat tinggi tertentu mensekresi agen pendepolimerisasi selulosa non enzim yang melakukan penetrasi ke dalam selubung lignin. Mekanisme 1 memungkinkan terjadinya mechano-bio-chemical decomposition kayu utuh; sedangkan mekanisme 2 dan 3 memungkinkan biochemical decomposition.
57
Mechano-bio-chemical Decomposition Untuk menghindari lignin barrier oleh pencernaan enzimatik polisakarida kayu harus digiling halus. Pada ukuran partikel tertentu, polisakarida (selulosa dan hemiselulosa) dapat dicerna secara maksimal oleh enzim.
Ukuran partikel sedikit
bervariasi berdasarkan kadar dan penyebarab lignin serta jenis kayu. Kemampuan cerna maksimum dicapai pada beberapa kayu (sweetgum, red oak, aspen) melalui vibratory ball milling, tetapi penggunaan teknik penggilingan ini pada jenis kayu lain (red alder, conifer) memiliki efek lain yang berkebalikan dengan efek pencernaan. Virtanen et.al pertamakali mendemonstrasikan pengaruh reduksi ukuran partikel terhadap kemampuan cerna bakteri selulotik yang tidak dapat dapat mendegradasi kayu utuh, tetapi dapat memanfaatkan serbuk gergaji yang halus. Pew juga mendemonstrasikan bahwa penggilingan halus membuat kayu lebih mudah dicerna oleh campuran enzim selulose dan hemiselulase. Pengaruh penggerusan halus juga sudah diperlihatkan oleh beberapa serangga dan binatang laut yang pada bagian mulut dilengkapi organ penggiling internal (internal milling organ), yang mereduksi kayu menjadi ukuran partikel yang dapat dicerna. Enzim selulose dan hemiselulase pada usus mencerna polisakarida dan mengeluarkan eksresi yang kaya lignin. Kebanyakan serangga yang tidak melakukan pencernaan secara sempurna mencerminkan gagalnya pengerusa kayu menjadi cukup halus, yang disebabkan ketiadaan enzim pelengkap, waktu tinggal tidak cukup, atau faktor lain. Serangga pembor kayu (wood-boring insect) tertentu seperti kumbang ambrosia, kumbang lyctus, semut, dan lebah tidak mencerna struktur polimer kayu.
Kayu
melewati usus kumbang lyctus, tetapi hanya mencerna bahan non struktural yang sederhana, terutama pati pada sel parenkim. Demikian pula pada kumbang ambrosia, semut dan lebah. Beberapa serangga, seperti Indian longhorn beetle (Stromatium barbatum Fabricus) dan binatang laut (umumnya Limnoria tripunctata Menzies dan Bankia setacea Tryon) memiliki enzim selulase endogenous [dan mungkin juga enzim hidrolase polisakarida lainnya]. Rayap dan kebanyakan serangga pencerna kayu lainnya mengandalkan mikroba polisakarolitik yang ada pada usus.
Kumbang Stromatium
58
barbatum dan binatang laut Bankia setacea dapat memanfaatkan keduanya, yaitu enzim selulase dan mikroba usus. Serangga pengurai kayu dan binatang laut umumnya hanya mencerna selulosa dan hemiselulosa, sedangkan dekomposisi lignin terbatas hanya pada beberapa jenis serangga. Dalam salah satu laporan disebutkan bahwa perubahan lignin 14
CO2 pada usus rayap Nasutitemes exitiosus Hill.
14
C menjadi
Dekomposisi anaerobik lignin
dimungkinan oleh adanya oksigen yang terdapat pada usus Nasutetermes dan serangga tertentu lainnya. Bio-chemical Decomposition Jamur pelapuk kayu dapat dibagi atas 3 berdasakan tipe pelapukan yang ditimbulkannya, yaitu: white, brown, dan soft rot. Di Amerka Utara, white dan brown rot disebabkan oleh 1.700 spesies jamur pelapik kayu pada kelas basidiomycetes; lebih 90% diantaranya menyebabkan pelapukan tipe white rot. Soft rot disebabkan jamur pada kelas Ascomycetes dan Jamur imperfecti. Secara normal kebanyaan ditemukan pada tanah atau lingkungan perairan. B. JAMUR PENGHUNI KAYU (WOOD INHIBITING FUNGI) Jamur merupakan salah satu dari 5 kingdom makhluk hidup, yaitu Monera, Protista, Fungi, Plantae, dan Animalia. Jamur dicirikan oleh sel eukaryotik berfilamen yang multiseluler. Karena tidak memiliki klorofil, jamur bersifat heterotropik dan menfaatkan senyawa karbon sebagai sumber energi. Badan jamur (thallus) terdiri atas seri sel kecil berbentuk tabung yang saling berhubungan yang disebut hifa. Sistem hifa jamur memiliki kemampuan adaptasi untuk berpenetrasi, mencerna secara eksternal, mengabsorpsi, dan memetabolisme berbagai bahan organik (contoh: bahan tumbuhan, kayu). Massa hifa disebut miselium. Jamur menghasilkan spora yang terbentuk melalui pragmentasi hifa. Hifa merupakan unit seluler dasar dari struktur jamur. Individu hifa kecil dan hanya terlihat dengan pembesaran, keculai pada beberapa jenis jamur hifanya dapat terlihat dengan mata biasa. Diameter individu hifa berkisar 0,5–20 µm atau lebih, 59
kebanyakan berkisar 2–10 µm (Gambar 5). Gambaran khas hifa meliputi dinding sel, septa, vakuola, glubula lemak dan kristal, serta inti. Sel hifa dapat berinti satu atau berinti banyak, tetapi kebanyakan jamur pelapuk kayu umumnya berinti dua (binukleat). Bahan kimia dindig sel hifaa terdiri dari 80-90% polisakarida, sisanya adalah protein dan lipid. Chitin, selulosa dan sedikit chitosan membentuk mikrofibril untuk memberikan kerangka skeletal dinding sel.
Gambar 5. Sistem
pertumbuhan
apikal
dan
percabangan
hifa.
Salah
satu
cabang
memperlihatkan septum dan gambaran protoplasma. N nukleus, ER endoplasma reticulum, D dictyosome, V vakuola, M mitokondria, tubuh woroning (gelap) (Schmidt, 2006)
Jamur memainkan tiga peran utama dalam ekosistem. Beberapa jamur adalah patogen yang menyerang tumbuhan atau hewan hidup yang menyebabkan penyakit. Jamur lain adalah simbion mutualisme dan telah mengembangkan asosiasi dengan organisme lain (contoh: mycoriza, lichens). Kebanyakan jamur adalah saproba dan merupakan agen utama dalam ekosistem yang melapukkan tumbuhan, melepaskan CO2, dan mendukung proses fotosintesis pada tumbuhan hijau.
Pelapukan pada kayu
dilakukan oleh jamur saproba.
60
B.1.
Ruang Lingkup Jamur Penghuni Kayu Pewarnaan (discoloration) dan pelapukan (decay) pada kayu disebabkan oleh
jamur, dan sedikit oleh bakteri, merupakan sumber utama timbulnya kerugian produksi kayu gergajian dan penggunaan kayu. Mikroorganisme ini merupakan organisme unik yang mengembangkan sistem untuk melakukan penetrasi, menginvasi/menyerang, mencerna secara eksternal, dan mengabsorpsi bahan-bahan yang mudah larut dari substrat yang kompleks seperti kayu. Peranan utama jamur dan bakteri dalam ekosistem adalah untuk menguraikan dan melepaskan CO2 dan unsur penting lainnya untuk fotosintesis tumbuhan dan melanjutkan kehidupan dalam ekosistem. a. Jamur pewarna kayu (Wood staining fungi) Jamur ini terutama menimbulkan pewarnaan, yaitu perubahan dari warna normal kayu yang dihasilkan dari pertumbuhan jamur pada kayu atau perubahan kimia sel atau isi sel. Jamur pewarna ini dapat dibedakan atas: Mold Jamur yang tumbuh pada permukaan kayu yang sangat basah, memanfaatkan senyawa karbon sederhana yang ada. Pertumbuhan dan sekresi hifa jamur pada permukaan kayu menghasilkan warna seperti hitam, abu-abu, hijau, ungu, dan merah; dan pada dasarnya, sejumlah besar dari spora yang ada berpotensi menimbulkan alergi. Mold secara normal dapat dikeluarkan melalu penyikatan atau pengetaman dan dapat menyebabkan kerugian kualitas kayu yang utama. Stain Jamur pewarna yang menyerang kayu gubal dari kebanyakan kayu komersil selama penyimpanan log atau pengeringan alami kayu gergajian. Jamur stain terutama menyerang jaringan parenkim pada kayu gubal, dan pewarnaan dihasilkan dari massa hifa berpigmen pada sel kayu. Meskipun jamur stain menyebabkan kerusakan kecil terhadap sel parenkim pada kayu, beberapa sifat lain yang dipengaruhinya selain pewarnaan adalah sifat keliatan dan permeabilitas. Stain secara normal tidak dapat dikeluarkan melalui penyikatan atau pengetaman.
61
b. Jamur pelapuk kayu (Wood decaying fungi) Jamur ini menyebabkan pelapukan dan pelunakan pada kayu. Pelapukan menghasilkan perubahan sifat fisik dan kimia kayu terutama oleh aktivitas enzimatik dari mikroorganisme. Jadi hanya terbatas pada kelompok jamur memiliki kemampuan enzimatik mencerna kayu. Beragam kelompok jamur menyerang bahan dinding sel kayu dengan cara berbeda dan mengakibatkan berbagai tipe pelapukan. Soft rot
: disebabkan oleh mikrofungi yang menyerang secara selektif lapisan S2 dinding sel. Kadar air yang tinggi dan berhubungan dengan tanah sangat sesuai untuk perkembangan soft-rot.
Brown rot : disebabkan oleh kelompok jamur yang terutama menyerang karbohidrat dinding sel. White rot : disebabkan oleh kelompok jamur yang menyerang karbohidarat dan lignin dinding sel. Jamur white rot dan brown rot termasuk dalam subdivisi Basidiomycotina. Pada tahap akhir pelapukan, semua jamur pelapuk menghasilkan perubahan drastis pada kekuatan dan sifat penggunaan lainnya. Kerusakan yang disebabkan oleh jamur pelapuk dapat dilihat Gambar 6.
Gambar 6. Diagram yang memperlihatkan berbagai model pengrusakan dinding sel oleh jamur tipe white rot, brown rot, dan soft rot (Zabel and Morrell, 1992)
62
2.
Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Pertumbuhan Jamur Ekologi jamur terkait dengan faktor yang mempengaruhi pertumbuhan dan
kemampuan bertahan jamur dalam kayu. Seperti halnya semua organisme hidup, jamur memiliki kebutuhan tertentu untuk pertumbuhan dan kemampuan bertahan. Kebutuhan pertumbuhan utama jamur penghuni kayu (Zabel and Morrel, 1992), yaitu: 1. Air ⎯air bebas pada permukaan rongga sel 2. Oksigen ⎯oksigen atmosfir pada level relatif rendah untuk kebanyakan jamur dan level sangat rendah atau oksigen kimia hanya untuk beberapa jamur mikroaerobik dan anaerobik fakultatif. 3. Kisaran suhu yang sesuai ⎯suhu optimum untuk kebanyakan jamur penghuni kayu berkisar 15–45oC 4. Substrat yang dapat dicerna (kayu dan lain-lain) ⎯menyediakan energi dan hasil metabolit untuk sintesis melalui metabolisme 5. Kisaran pH yang sesuai ⎯pH optimum untuk kebanyakan jamur penghuni kayu berkisar pH 3-6 6. Faktor kimia pertumbuhan ⎯senyawa nitrogen, vitamin, dan unsur-unsur penting (esensial). Dua faktor terakhir seringkali tercakup dengan substrat. Keberadaan zat ekstraktif beracun, meskipun tidak dibutuhkan, perlu untuk pertumbuhan kebanyakan jamur pada kayu. Cahaya tampak dibutuhkan oleh beberapa jamur untuk perkembangan struktur penghasil spora dan dapat memainkan peranan dalam fungsi fisiologis lainnya. Sinar UV pada level tinggi menimbulkan kematian pada kebanyakan jamur. Pada tingkat molekular melalui reaksi enzimatik, setiap faktor pertumbuhan di atas berperan sebagai: 1. Air ⎯adalah medium difusi untuk enzim dan O2, reaktan dalam reaksi hidrolisis komponen kimia kayu, dan medium pelarut untuk semua bahan kimia sel. 2. Oksigen (bebas) ⎯elekton utama dan akseptor hidrogen pada reaksi oksidasireduksi aerob yang menghasilkan energi, membentuk H2O.
63
3. Suhu ⎯mengendalikan laju reaksi dan pada level lebih tinggi merusak stabilitas struktur enzim. 4. Substrat ⎯menyediakan energi dasar, tempat produk metabolit untuk sintesis, dan juga sumber nitrogen dan vitamin bagi jamur. 5. Logam minor dan vitamin ⎯memainkan peranan penting sebagai cofaktor atau coenzim pada berbagai reaksi enzimatik. 6. Konsentrasi ion hidrogen (pH) ⎯memberikan level optimal bagi berbagai reaksi enzim dan stabilitas protein. 3.
Perubahan Sifat Kayu Akibat Pelapukan Sebagaimana yang telah diuraikan sebelumnya, jamur pelapuk kayu dapat
menyerang komponen kimia penyusun dinding sel kayu, yaitu selulosa, hemiselulosa, dan lignin.
Akibat serangan pada polimer penyusun dinding sel, kayu mengalami
pelapukan yang berdampak pada sifat-sifat kayu, seperti perubahan kimia kayu, kekuatan, dan fisik kayu. a.
Perubahan Kimia Kayu Komponen kimia kayu dimanfaatkan dalam urutan dan laju yang bervariasi oleh
jamur. Jamur pewarna tidak menyebabkan perubahan sifat kimia pada komponen kimia dinding sel. Sebaliknya jamur pelapuk dapat merubah sifat tersebut dengan derajat yang berbeda, tergantung tipe jamur pelapuknya. White rot fungi Jamur ini mampu menyerang dan memetabolisme seluruh komponen utama kayu. Ciri khas jamur ini adalah kemampuannya untuk mendepolimerisasi dan memetabolisme lignin. Komponen utama dinding sel dimanfaatkan dengan urutan dan laju yang beragam oleh jamur white rot yang berbeda, yang dipengaruhi oleh kemampuan enzimatiknya. Liese (1970) mengelompokkan jamur ini menjadi: a. Simultaneous white-rotter: menyerang semua komponen dinding sel secara seragam pada seluruh tahap pelapukan Contoh: Coriulus (Trametes) versicolor, Irpex lacteus
64
b. Sequential white-rotter: menyerang semua komponen dinding sel, tetapi pada tahap awal serangan terjadi secara selektif pada hemiselulosa dan lignin. Contoh: Phellinus pini, Heterobasidion annosum Gambaran umum pemanfaatan komponen kayu oleh white rot diringkas sebagai berikut: 1. Semua komponen dinding sel dikonsumsi, dengan pengecualian mineral yang relatif sedikit. Terdapat variasi urutan dan laju pemanfaatan komponen baik oleh species maupun strain jamur dalam satu species.
Pada dasarnya, hemiselulosa secara
khusus dimanfaatkan pada tahap awal pelapukan.
Kehilangan berat dapat
mendekati 95-97% dari bahan awal kayu bila ekspos berkepanjangan terjadi pada kondisi optimal pelapukan. 2. Pada semua tahap pelapukan, sisa kayu memiliki kelarutan NaOH 1% yang rendah (kelarutan dalam alkali), menandakan bahwa hasil pemutusan komponen kimia oleh pelapukan dimanfaatkan oleh jamur secara cepat. 3. Selulosa, hemiselulosa dan lignin yang tersisa pada bagian yang tidak mengalami pelapukan menampakkan tidak terjainya perubahan penting, yang menandakan bahwa white rot mengkonsentrasikan serangannya pada permukaan dinding sel yang terpapar. Selanjutnya, enzim secara perlahan-lahan mengikis jalannya ke dalam dinding sel dari permukaan rongga sel. Brown rot fungi Terutama mendekomposisi karbohidrat dinding sel, meninggalkan residu lignin yang terdemetoksilasi. Karbohidrat dikeluarkan secara selektif pada tahap akhir serangan brown rot telah digunakan untuk mempelajari distribusi lignin pada dinding sel (Coté el al., 1966). Hemiselulosa dikeluarkan lebih cepat daripada selulosa pada tahap awal pelapukan. Highley (1977) memperlihatkan bahwa suplemen karbohidarat seperti manan diperlukan selama depolimerisasi selulosa murni oleh Postia (Poria) placenta. Brown rot berbeda dengan white rot dalam mendepolimerisasi karbohidrat secara ekstensif/meluas pada dinding sel sekunder pada tahap awal proses pelapukan (Kirk and Highley, 1973). Brown rot mengubah kayu dengan cara berikut selama perkembangan pelapukan berlanjut: 65
1. Semua karbohidrat dikonsumsi, meninggal residu lignin termodifikasi pada dinding sel. 2. Peningkatan kelarutan dalam air dan NaOH 1% yang besar terjadi pada tahap awal pelapukan, akibat depolimerisasi karbohidrat yang cepat pada tahap awal pelapukan dan meningkatkan kelarutan lignin pada tahap akhir pelapukan. Brown rot menampakkan depolimerisasi kayu yang lebih cepat pada tahap awal daripada produk pelapukan yang dapat dimetabolisme. Produk dekomposisi kayu yang berlebihan dapat membantu menjelaskan keberadaan scavenger kayu yang lainyang sering ada pada kayu yang terserang brown rot. 3. Proses pelapukan secara cepat terjadi pada lapisan S1 dan S2 dinding sel, tetapi berkembang tidak teratur dan tidak ada zona lysis yang terasosiasi hifa khas jamur white-rot. 4. Terdapat penampakan variasi yang kurang banyak akibat serangan komponen dinding sel oleh brown rot dibandingkan jamur white rot. Soft rot fungi Soft rot menampakkan variasi serangan terhadap komponen dinding sel selama perkembangan pelapukan. Beberapa spesies menyerang karbohidrat, sedangkan serangan lignin terbatas pada demetoksilasi yang relatif sedikit. Beberapa soft rot, secara selektif mengeluarkan lignin lebih banyak daripada karbohidrat dari kayu konifer, serupa yang terjadipada beberapa white rot (Eslyn et al., 1975). Jamur soft rot tipe 1 dapat mendegradasi kristalin selulosa, yang digambarkan melalui pembentukan lubang khas (cavities) pada zone S2 dinding sekunder. Kayu yang dilapukkan oleh soft rot ini menyerupai kayu yang didegradasi oleh white rot karena memiliki kelarutan alkali yang rendah, yang menunjukkan bahwa produk degradasi digunakan pada laju yang sama dengan yang dilepaskan. Pada konifer, zone S3 dinding sekunder tahan terhadap serangan soft rot, tetapi pada dasarnya delignifikasi meningkatkan susceptibilitas pelapukan dan dapat mengalihkan jamur dari pembentukan lubang/cavities (Tipe 1) menjadi erosi/pengikisan dinding sel (Tipe 2) (Zabel and Morrel, 1987).
66
b. Perubahan Kekuatan dan Sifat Fisik Kayu Banyak perubahan yang terjadi pada kayu akibat serangan mikroorganisme penghuni kayu terhadap kekutan (sifat mekanik) dan sifat fisik kayu. Beberapa sifat tersebut adalah sebagai berikut: 1) Kehilangan berat (weight loss = biomass loss) Beberapa jamur terutama memanfaatkan nutrien yang dapat diperoleh pada jaringan penyimpanan atau zat ekstraktif, yang menyebabkan kehilangan berat yang relatif kecil (1-3%) dan kerusakan yang minimal. Jamur lain menyerang komponen kimia yang lebih kompleks pada dinding sel kayu, yang pada akhirnya memetabolismenya menjadi CO2 dan H2O. Kehilangan berat dapat mencapai 70% pada brown rot, 96-97% untuk white rot, dan 3-60% pada soft rot. Kehilangan berat kayu tergantung pada tipe jamur dan spesies kayu yang diuji. Kehilangan berat dirumuskan sebagai: Berat awal – berat setelah dilapukkan WL (%) =
⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯ x 100 Berat awal (OD)
2) Kehilangan kerapatan (density loss) Kerapatan dan berat jenis juga digunakan untuk mengukur pengaruh serangan mikrobial. Serangan jamur white rot menyebabkan kehilangan berat dengan sedikit perubahan volume pada kayu, sedangkan pada kayu yang terserang brown rot pengurangan volume kayu cukup besar. 3) Sifat kekuatan (mekanik) – strenght (mechanical) properties Jamur yang tumbuh pada kayu mengubah struktur kimia dan mengeluarkan massa kayu, sehingga berakibat pada perubahan sifat mekanik kayu. Kayu menghasilkan kekuatan sebagai hasil kombinasi orientasi mikrofibril selulosa dan hemiselulosa. Perubahan salah satu dari karbohidrat ini akan menyebabkan reduksi kekuatan kayu secara cepat.
67
4) Higroskopitas (hygroscopity) Karena
enzim
mikrobial
mendegradasi
bahan
ligno-karbohidrat,
jamur
menyebabkan perubahan kapasitas memegang air dinding sel kayu. Secara umum, EMC (Equillibrium Moisture Content) kayu yang terserang brown rot lebih rendah daripada kayu segar, sedangkan EMC kayu yang terserang white rot lebih tinggi bila menyebabkan kehilangan berat >60% (Cowling, 1961). Peningkatan EMC mulai pada kehilangan berat sekitar 40% pada white rot, sedangkan brown rot mengalami penurunan EMC yang sangat tajam pada tahap awal pelapukan. Hal ini disebabkan serangan terutama pada selulosa amorf. Selulosa amorf menahan level penyerapan air lebih tinggi daripada daerah kristalin selulosa, dan pengeluaran daerah amorf secara cepat menurunkan kapasitas memegang air pada kayu secara keseluruhan. Tidak adanya perubahan EMC pada tahap awal serangan white rot kemungkinan disebabkan pengeluaran secara seragam semua komponen kayu, sedangkan peningkatan EMC pada tahap akhir pelapukan dapat menggambarkan bahwa jamur menyerang secara selektif daerah kristalin selulosa. 5) Nilai kalor (calor value) Karena agen mikrobial mengkolonisasi dan memanfaatkan substrat kayu, jamur mengeluarkan dan merubah bahan kayu menjadi biomassa mikrobial, CO2, H2O, dan produk limbah metabolit. Meskipun biomassa mikrobial akan memberikan konstribusi sedkit terhadap nilai kalor, kandungan net energy dari kayu lapuk mengalami penurunan. Nilai kalor ini diperlukan untuk menghasilkan sejumlah panas. 6) Permeabilitas (permeability) Meskipun beberapa jamur penghuni kayu berpenetrasi secara langsung ke dalam dinding sel untuk bergerak dari satu sel ke sel lainnya, kebanyakan jamur pelapuk pada awalnya bergerak berpenetrasi melalui noktah. Karena noktah memainkan peranan dalam pengaliran cairan pada serat dan tracheid, pengeluaran membran noktah membuat kayu lebih mudah menerima pergerakan cairan. Sebagai akibat perubahan tersebut, kayu lapuk mengabsorpsi dan mendesorpsi cairan lebih cepat daripada kayu segar. 7) Sifat kelistrikan (electrical properties
68
Kayu memiliki konduktivitas listrik yang lebih rendah daripada bahan konstruksi lain seperti baja, dan karena alasan inilah kayu umumnya digunakan untuk mendukung sistem distribusi listrik. Pada kayu yang telah terdegradasi, konduktivitas listriknya meningkat (Richard, 1954). Tahanan listrik kayu segar lebih tinggi, sedangkan kayu yang telah lapuk atau terdekolorasi tahanan listriknya 50-75% lebih rendah daripada kayu segar, yang diukur dengan Shigometer. 8) Sifat akustik (acustic properties) Kayu memiliki sifat penghantar gelombang suara dan menghasilkan karakteristik emisi suara bila kayu ditekan secara mekanik. Kemampuannya akan berubah bila kayu dikolonisasi oleh agen mikrobial (Pellerin et.al., 1986; Noguchi et.al., 1986). Perubahan sifat akustik ini dapat digunakan untuk mendeteksi tahapan pelapukan. Karena gelombang suara bergerak melalui kayu, suara akan melewati lubang akibat pelapukan. Karakteristik lain dari kayu seperti lingkaran tahun, mata kayu, retak dan lain-lain dapat mengubah pola gelombang suara. c.
Teknik Pengendalian Pada dasarnya, pengendalian jamur menyerang kayu sangat terkait dengan ekologi
jamur atau faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan jamur. Menurut Zabel and Morrell (1991), pengendalian jamur, terutama jamur pelapuk kayu dapat dilakukan sebagai berikut: (1) Infusi dengan bahan beracun atau modifikasi kimia (2) Menjaga kayu tetap kering, yaitu di bawah kadar air titik jenuh serat (3) Merendam atau menyemprot kayu dalam air (4) Memusatkan penyimpanan kayu bulat pada musim dingin; pemanasan sampai steril (5) Perlakuan pemberian larutan alkali untuk pengendalian stain (6) Pengawetan kayu; pemanasan kayu untuk menghancurkan vitamin. (7) Menggunakan kayu awet. C. SERANGGA PERUSAK KAYU (WOOD DESTROYING INSECTS) Serangga (kelas: Insecta) termasuk dalam filum hewan terbesar yaitu Anthropoda. Anthropoda dicirikan oleh exoskeleton yang keras yang bersegmen. Serangga memiliki 69
3 bagian tubuh, yaitu kepala, thorax dan abdomen di mana terdapat sepasang sayap seperti Gambar 7.
Gambar 7. Gambaran umum kumbang Anobium: Kepala dengan antena (a), prothorax (b), thorax, kaki, dan abdomen
Kepala serangga bergabung dengan thorax, tempat sepasang antena, mulut yang terdiri atas sepasang mandibel, dua pasang maxillae, labrum dan labium dan sepasang mata majemuk. Mandibel larva serangga pengerek kayu terspesialisasi untuk menggerek ke dalam kayu. Thorax terbagi atas tiga segmen (pro-, meso-, dan metahorax) masingmasing memiliki sepasang kaki.
Setiap kaki terdiri atas 6 segmen dasar.
Pada
kebanyakan serangga dua pasang sayap juga muncul dari thorax. Pada beberapa serangga sayap tidak berkembang, hanya ada dalam waktu pendek dari siklus hidup atau tersisa sebagian. Abdomen terdiri atas segmen-segmen, umumnya tanpa alat tambahan kecuali struktur sensor dan genital (reproduksi) pada segmen terakhir. Siklus Hidup Serangga Serangga melewati tahapan perkembangan dari telur sampai dewasa secara seksual, kawin dan menghasilkan generasi dalam siklus hidupnya. Perubahan ini disebut metamorfosis. Penampakan dan prilaku setiap tahapan berbeda-beda. Panjang siklus hidup dihitung mulai dari waktu fertilisasi sampai kematian serangga. Pada kebanyakan serangga perusak kayu siklus hidup dapat berlangsung beberapa tahun.
70
Pada umumnya, ada dua jenis siklus perkembangan serangga yaitu metamorfosis tidak sempurna dan metamorfosis sempurna (Gambar 8). Pada metamorfosis tidak sempurna serangga melewati tiga tahap perkembangan –telur, nimfa, dan dewasa–dan terjadi pada kelompok kecil serangga penghuni kayu seperti rayap (ordo: Isoptera). Pada awalnya, nimfa tidak menyerupai serangga dewasa tetapi karena nimfa tumbuh akhirnya menyerupai serangga dewasa termasuk bentuk mulut. Metamorfosis tidak sempurna diistilahkan “hemimetabolous”, dengan perkembangan bentuk sayap di luar tubuh serangga. Pada metamofosis sempurna serangga melewati 4 tahap –telur, larva, pupa dan dewasa– dan terjadi pada banyak kelompok serangga penghuni kayu seperti Coleoptera, Hymenoptera dan Lepidoptera. Tahap larva memakan kayu dan mengalami ganti kulit yang memungkinkan ukuran tubuh bertambah selama pertumbuhan. Ada perubahan yang nyata dalam penampakan dari setiap tahapan dan tipe ini dikenal “Holometabolous”, dengan perkembangan bentuk sayap di dalam tahap larva. Pada kebanyakan serangga perusak kayu, kerusakan terjadi pada tahap larva, meskipun pada beberapa ada juga yang merusak kayu pada tahap larva dan dewasa.
Gambar 8. Siklus hidup serangga:
(a) metamorfosis tidak sempurna, (b) metamorfosis
sempurna
Nutrisi Serangga perusak kayu memiliki bagian mulut yang dapat beradaptasi untuk merobek dan mengunyah bahan padat menjadi partikel ukuran tertentu, yang bervariasi dari hanya melintang dinding sel pada Hylotrupes sampai bubuk halus pada Lyctus.
71
Ukuran lubang yang dihasilkan oleh larva serangga penggerek kayu tergantung pada ukuran larva, meskipun jumlah bahan yang dikeluarkan dalam sekali gigitan beberapa kali lebih besar daripada luasan yang diakibatkan oleh hifa jamur tunggal dan minimal akan menjangkau beberapa dinding sel pada arah melintang. Proses pemutusan dan absorpsi makanan terjadi dalam sistem usus serangga (Gambar 9), yang dimulai pada saat fragmen kayu dicerna ke dalam mulut. Untuk berkembang, serangga perusak kayu (wood-destroying insect) memerlukan berbagai sumber nutrien, air, nitrogen organik, dan karbon organik, yaitu air bebas dan air terikat dalam kayu, bahan makanan serta bahan struktural kayu.
Meskipun mineral dan vitamin juga dibutuhkan umumnya
serangga tidak menganggapnya sebagai faktor pembatas perkembangan serangga dalam kayu.
Gambar 9. Sistem usus larva Lyctus : O = oesophagus, P = proventuculus, Mga = anterior midgut, Mpg = posterior mid-gut, Hg = hidgut, R = rectum
Pada umumnya, usus serangga terbagi atas tiga bagian, yaitu usus depan (foregut), usus tengah (midgut), dan usus belakang (hindgut). Semua segmen usus memperlihatkan
gerakan
mengaduk
dan
peristaltik,
yang
mencampur
dan
menggerakkan partikel kayu yang melalui usus. Tembolok pada dasarnya berfungsi sebagai penyimpan, meskipun pengurangan ukuran partikel untuk meningkatkan luasan partikel makanan dilakukan enzim pencernaan dapat terjadi pada beberapa serangga perusak kayu dengan memanfaatkan kapasitas pencernaan yang tinggi (contoh: Anobium punctatum).
Adaptasi foregut
menjadi empedal penggiling (proventriculus) bertujuan untuk proses reduksi partikel. Sedikit atau tidak ada pemutusan dan adsorpsi terjadi pada daerah usus depan meskipun beberapa pencernaan dapat terjadi pada tembolok akibat pemuntahan kembali cairan 72
midgut. Untuk mencegah keluarnya partikel yang digiling ke dalam midgut serangga dilengkapi dengan sphincter. Kebanyakan proses pencernaan karbohidrat, protein dan lipid terjadi di midgut, meskipun sebagian pencernaan selulosa yang disebabkan enzim selulase mikroba juga terjadi di hindgut pada beberapa kelompok serangga, khususnya rayap tingkat rendah. Enzim selulase serangga umumnya ditemukan di midgut. Absorpsi air, monomer hasil degradasi polimer (monosakarida, asam amino) dan trigliserida terjadi di midgut, meskipun beberapa absorpsi juga terjadi di hindgut. Pada umumnya, kadar air kayu yang mendukung perkembangan kebanyakan serangga perusak kayu bisa lebih rendah daripada yang dibutuhkan untuk perkembangan jamur, kecuali serangga penyerang kayu basah. Serangan dapat terjadi sebelum dilakukan pengeringan udara (seasoning) pada kayu segar (contoh: kumbang ambrosia hanya menyerang kayu dengan kadar air >30%), atau jamur pelapuk kayu basah (contoh: Naccerdes malanura). Pada kelembaban terendah, rayap kayu kering (contoh: Kalotermes) dapat memanfaatkan kayu dengan kadar air 5-6% (Wilkinson, 1979). Di sejumlah daerah temperate, Anobium punctatum bertahan hidup pada kayu struktural berkadar air 12% (Cymorek, 1968) meskipun perkembangan optimal larva terjadi pada titik jenuh serat (Hickin, 1975). Anobium dapat bertahan hidup pada kondisi basah tetapi tidak dapat hidup pada kayu yang secara permanen penuh air, karena kadar air yang tinggi akan menghambat aktivitas beberapa serangga. Kandungan nitrogen kayu tertinggi terdapat pada bagan terluar kayu gubal (contoh: kayu gubal terluar Pinus sylvestris 0,098%, empulur 0,040%) tetapi penyebaran ulang bahan bernitrogen ke bagian sisi luar dapat terjadi selama pengeringan. King et.al. (1973) mencatat bahwa setelah pengeringan, permukaan balok Pinus sylvestris memperlihatkan level nitrogen 0,22%, sedangkan pusat balok 0,041%. Kadar nitrogen umumnya rendah dalam kayu dan level 0,03% merupakan batas terendah untuk mendukung hidup Hylotrupes bajulus (Becker, 1963). Kadar nitrogen yang ada dalam kayu sebenarnya cukup bagi sejumlah serangga penggerek kayu, namun penambahan pepton pada kayu ternyata dapat meningkatkan laju perkembangan Hylotrupes (Becker, 1943). Larva Anobium punctatum dapat terjaga dalam kayu dengan kadar nitrogen sangat rendah dan bahkan dilaporkan memiliki kemampuan mengikat nitrogen (Anon., 73
1968; Baker et.al., 1970). Pengayaan nutrisi melalui pemutusan karbohidrat kayu secara parsial oleh mikrobial dapat merubah ratio C/N, yang membantu perkembangan serangga; tetapi adanya aktivitas bakteri pengikat nitrogen membantu memperkaya nutrien bagi sejumlah rayap. Jaringan kayu dapat diputuskan atau dirombak menjadi monomer karbohidrat dan lignin. Serangga memperlihatkan kisaran kemampuan yang luas dalam memutuskan kayu mulai yang hanya memanfaatkan pati dalam kayu seperti Lyctus (Parkin, 1963) sampai yang dapat mencerna selulosa, hemiselulosa dan juga lignin seperti Anobium punctatum (Baker, 1969), meskipun pemutusan lignin tidak seintensif seperti terjadi pada beberapa jenis rayap (Butler dan Buckerfield, 1979). Serangga lain yang mendegradasi kandungan sel dan hemiselulosa seperti Scolytidae, sedangkan Anobiidae dan kebanyakan Cerambycidae dapat memanfaatkan karbohidrat dinding sel termasuk selulosa (Parkin, 1936; 1940). Preferensi beberapa serangga terhadap jenis kayu sangat terkait dengan nutrisi atau sumber makanannya. Genus seperti Lyctus berkembang cepat tetapi hanya dapat menyerang kayu yang kaya pati, sedangkan Anobium berkembang lambat tetapi dapat mencerna berbagai jenis kayu. Sejumlah serangga memproduksi enzim selulase sendiri seperti Hylotrupes bajulus (Falck, 1930). Namun, kebanyakan dibantu berbagai mikroorganisme dalam sistem pencernaannya, baik dalam hindgut, enzim yang dihasilkan mikrobial yang mencerna makanan, maupun pada makanan sebelum diserang (rayap tingkat tinggi mencerna makanan yang sebelumnya telah diserang jamur Termitomycetes) atau yang diberi perlakuan pendahuluan oleh mikroorganisme sebelum dicerna. Tempat dan sumber degradasi lignin dalam serangga belum banyak diketahui atau ditemukan meskipun Butler dan Buckerfield (1979) yang bekerja dengan rayap tingkat tinggi Nasutitermes exitiosus berspekulasi bahwa polimer lignin diputuskan di usus dan selanjutnya dimetabolisme anaeorob oleh jaringan rayap.
74
Hubungan Antara Pencernaan Serangga dan Mikroorganisme Pencernaan dan pencampuran kayu dan nutrisi oleh serangga sering dibantu oleh mikroorganisme dalam berbagai cara, yang mencakup: (a) Akuisisi enzim yang dihasilkan mikroba pada substrat yang dicerna, (b) Pencernaan pendahuluan substrat oleh mikroorganisme sebelum dicerna, (c) Pengayaan bahan nutrisi dalam bentuk sel mikrobial dan metabolit, (d) Pengeluaran atau detoksifikasi zat ekstraktif kayu, (e) Mikroba yang hidup di usus menghasilkan dan melepaskan enzim, dan (f) Mikroorganisme yang bekerja sebagai pengurai yang melepaskan sumber karbon utama untuk asimilasi serangga. Pada beberapa tahun terakhir subjek tentang interaksi serangga-mikrobial telah diulas oleh Crowson (1981), Martin (1984), Swift dan Boddy (1984) dan Wilding et.al. (1989).
Hal yang menarik bahwa serangga dapat bertindak sebagai vektor penyakit
pada kayu segar yang diserangnya (Crowson, 1981). Beberapa kumbang ambrosia (contoh: Xyloterus, Platipodidae; Xyleborus, Scolytidae) mendiami kayu yang baru dikuliti dan bertahan hidup dengan menumbuhkan dan memakan stain fungi (contoh: Ambrosiella spp.) dan jamur ragi di dan sekitar lubang gerek. Woodwasp (Siricidae dan Xiphydriidae) menyerang spora basidiomycetes dalam kayu selama peletakan telur (Franke-Grossmann, 1939). Larva woodwasp Sirex cyaneus akan bertahan hidup pada kayu sehat tetapi akan hidup normal pada kultur murni simbion Amylostereum chailettii (Cartwright, 1929; Stillwell, 1966). Martin (1984) menekankan bahwa makanan woodwasp terdiri atas jamur dan kayu, dan enzim jamur membantu mereduksi kandungan selulosa kayu yang dicerna. Jamur basidiomycetes lain yang berasosiasi dengan woodwasp adalah Stereum sanguinolentum, Amylostereum areolatum dan Daedalea unicolor (Franke-Grossmann, 1967; Madden dan Coutts, 1979). Rayap tingkat tinggi (Termitidae, sub-family Macrotermitinae) Macrotermes natalensis adalah contoh lain serangga yang menumbuhkan jamur (Martin, 1984). Pada sarangnya, rayap menumbuhkan sisiran jamur dari fragmen kecil tumbuhan atau jaringan kayu yang dicerna rayap. Berbagai jamur termasuk basiodiomycetes Termitomycetes dan beberapa jamur xylariaceous ditumbuhkan dan berkembang pada 75
bahan.
Nodula
(mycotetes)
menghasilkan
conidiospora
Termitomycetes
pada
permukaan sisiran yang terurai dan serangga mengkonsumsi jamur serta bahan sisiran yang terurai. Ketidakadaan bahan sisiran menyebabkan serangga dengan cepat kelaparan sampai mati, namun dengan adanya bahan sisiran dan kayu segar serangga akan bertahan hidup untuk periode waktu yang lama. Martin menegaskan bahwa meskipun serangga mampu mensintesis enzim selulase yang aktif pada selulosa nonkristalin, serangga tetap mengandalkan nodula jamur untuk mengaktifkan enzim selulase pada selulosa kristalin. Pada Sirex dan Macrotermes, pra-pencernaan oleh jamur menghasilkan peningkatan nilai nutrisi bahan maupun akuisisi enzim mikrobial. Death watch beetle Xestobium rufovillosum (Anobiidae), hanya menyerang kayu keras yang dipra-kondisi melalui pelapukan (Fisher, 1940, 1941; Bletchly, 1966). Death watch beetle menyerang kayu willow (Salix sp.) yang dilapukkan oleh berbagai jamur Basidiomycetes (termasuk Trametes (Coriolus) versicolor, Coniophora putena) dan ascomycetes Xylaria hypoxylon. Pada kayu aok jamur pelapuk kayu berasosiasi dengan Laetiporus sulphureus, Fistulina hepatica dan Donkioporia expansa (Phellinus cryptarum). Pada tingkat pelapukan yang lebih besar, waktu untuk menyelesaikan siklus hidup death watch beetle dan jumlah kerusakan yang disebabkan oleh larva diperkirakan lebih pendek (Fisher, 1941). Pada kayu lapuk dengan pengurangan bobot sekitar 40%, siklus hidup berkurang secara drastis. Pada larva famili Coleoptera penghuni kayu seperti Bostrychidae (termasuk Lyctidae), Anobiidae dan beberapa Cerambycidae, organ khusus yang disebut “Mycetoma” dihubungkan ke usus. Pada Anobium dan genus Anobiidae lain serta pada Cerambycida struktur ini mengandung simbion seperti ragi, sedangkan pada Bostrycidae menampakkan simbion bakteri (Crowson, 1981). Pada sejumlah kasus, kumbang yang menghasilkan mycetoma telah memperlihatkan perkembangan normal tanpa adanya simbion meskipun biasanya membutuhkan tambahan nutrien, terutama vitamin B dan steroid. Peranan simbion adalah untuk menghasilkan nutrisi penting tertentu. Meskipun rayap tingkat tinggi (Macrotermes, Termitidae) mempunyai simbion jamur, rayap kayu kering (Kalotermitidae), rayap kayu basah, dan semua rayap lainnya 76
mempunyai protozoa dan bakteri pada mikrobiota usus belakang (Breznak, 1984) pada rasio 1 : 100 sel. Pada beberapa kasus, juga ditemukan Actinomycetes. Pada usus beberapa rayap tingkat tinggi protozoa ditemukan tetapi peranannya kecil. Bakteri juga ditemukan dalam jumlah kecil pada segmen usus beberapa rayap tingkat rendah dan bakteri yang secara morfologi dapat diidentifikasi pada kultur murni. Jumlah mikrobial pada usus rayap Reticulitermes flavipes diperkirakan berkisar 109 – 1010 per ml bakteri dan 107 per ml protozoa. Bakteri yang diisolasi meliputi Streptococcus, Bacteriodes, berbagai Enterobacteriaceae, Staphylococcus dan Bacillus. Protozoa pada usus rayap bertanggung jawab memutuskan selulosa kayu dan bakteri memberikan faktor pertumbuhan yang dibutuhkan untuk aktivitas protozoa. Partikel kayu yang melewati hidgut diendositosis oleh protozoa dan dimetabolisme secara anaerob menjadi CO2, H2 dan asetat yang dilepaskan oleh protozoa. Asetat digunakan sebagai sumber energi yang dapat dioksidasi oleh rayap. Protozoa usus rayap berperan dalam pembiakan bakteri hidgut dan sejumlah total karbon yang diubah diassimilasi oleh bakteri dan diubah menjadi gas CH4 (metana) dalam persentase kecil. Breznak (1984) menduga bahwa bakteri dapat menyediakan sumber nutrisi tambahan untuk protozoa dan membantu dalam menjaga kondisi anaerob yang dibutuhkan oleh protozoa. 1. Rayap (Termites) Rayap merupakan serangga sosial yang termasuk ke dalam ordo Isoptera dan terutama terdapat di daerah-daerah tropis. Sampai saat ini para ahli hama telah menemukan kira-kira 2.000 jenis rayap yang tersebar di seluruh dunia (Harris, 1971), sedangkan di Indonesia sendiri telah ditemukan tidak kurang dari 200 jenis rayap (Tarumingkeng, 1971). Di Indonesia rayap tergolong ke dalam serangga utama perusak kayu. Kerugian akibat serangan rayap tidak kecil, karena mampu menghancurkan bangunan yang berukuran besar dan mengakibatkan kerugian yang besar pula. Kerusakan bukan hanya terjadi pada kayu, tetapi juga kertas, karton, pakaian, jaringanjaringan tanaman dan berbagai jenis bahan berselulosa lainnya termasuk dokumendokumen dan hasil-hasil kesenian yang sangat berharga (Spear, 1968).
77
a.
Ruang lingkup rayap Semua jenis rayap hidup di darat, sebagian besar merupakan bagian penting di
dalam golongan fauna tanah. Secara morfologis rayap memiliki tiga bentuk yang sangat berlainan. Ketiga bentuk tersebut mencerminkan kasta rayap dan setiap kasta memiliki fungsi dan tugas yang berbeda. Semut dan Rayap Di beberapa negara rayap disebut pula sebagai semut putih atau “white ant” karena bentuk tubuhnya yang mirip semut. Di kalangan ahli entomologi rayap dan semut mudah dibedakan. Rayap memiliki antena yang lurus dan berbentuk menyerupai manikmanik, sedangkan semut memiliki bentuk antena yang menyiku. Thorax dan abdomen rayap bergabung dalam ukuran yang sama, sedangkan thorax dan abdomen semut bergabung dengan pinggang yang meramping. Sayap-sayap rayap memiliki bentuk, ukuran dan pola yang serupa disertai pertulangan sayap yang banyak dan berukuran kecil, sedangkan sayap semut memiliki bentuk, ukuran dan pola yang berlainan dengan pertulangan yang sedikit. Sifat-Sifat Rayap Dalam hidupnya rayap mempunayi beberapa sifat penting, yaitu: 1. Thropalaxis; sifat rayap untuk berkumpul saling menjilat serta mengadakan pertukaran makanan. 2. Cryptobiotic; sifat rayap untuk menjauhi cahaya. Sifat ini tidak berlaku pada rayap bersayap (calon kasta reproduktif) dimana selama periode yang pendek didalam hidupnya memerlukan cahaya (terang). 3. Canibalism; sifat rayap untuk memakan individu sejenis yang lemah atau sakit. Sifat ini lebih menonjol bila rayap berada dalamkeadaan kekurangan makanan. 4. Necrophagy; sifat rayap untuk memakan bangkai sesamanya yang masih segar.
78
Siklus Hidup dan Kasta Rayap Dalam siklus hidupnya rayap mengalami metamorfosis tidak sempurna. Awal hidupnya dimulai dari telur, yang menetas menjadi nimfa. Sejak menetas nimfa muda memiliki bentuk yang serupa dengan rayap dewasa. Nimfa muda kemudian berkembang menjadi pekerja, prajurit atau nimfa. Nimfa adalah calon raja dan ratu. Pembentukan kasta pekerja, prajurit, raja dan ratu dari nimfa mudah dikendalikan secara alami oleh bahan kimia yang disebut “feromon”. Nimfa muda menjadi raja atau ratu melalui bentuk nimfa yang memiliki tonjolan sayap, warna tubuh berubah menjadi hitam kelam, kemudian sayap berkembang lebih sempurna. Kasta rayap bersayap ini disebut laron atau “alate”. Laron akan keluar dari sarang atau koloni ada awal musim hujan atau akhir musim kemarau. Kesinambungan keturunan rayap tergantung kepada laron ini. Bila laron selamat dari serbuan musuh pada waktu keluar dari sarang, seekor laron betina akan mengeluarkan bau panggilan sehingga menarik rayap jantan. Sepasang laron kemudian akan melepaskan sayapnya dan pergi mencari tempat untuk membuat sarang baru dan berbulan madu. Pada saat akhir bulan madu, perut laron betina akan mengembung sehingga berukuran jauh lebih besar daripada kepalanya, yang bertugas menjadi ratu dan sebagai petelur. Laron jantan yang berukuran lebih kecil dari ratu berfungsi sebagai raja. Siklus hidup koloni rayap dapat dilihat pada Gambar 10.
Gambar 10. Siklus hidup rayap (Prasetiyo dan Yusuf, 2005)
79
Rayap adalah serangga yang ukuran badannya kecil-sedang, hidup dalam kelompok-kelompok sosial dengan sistem kasta yang berkembang sempurna (Borror and de Long, 1954). Dalam koloni ada serangga bersayap dan serangga tidak bersayap, ada juga yang hanya mempunyai tonjolan sayap saja. Sayapnya dua pasang yang menempel pada bagian thorax dan berbentuk seperti selaput, dengan pertulangan sederhana dan reticulate. Bentuk dan ukuran sayap depan sama dengan sayap belakang, dan karena itulah ordonya dinamai Isoptera (iso = sama; ptera = sayap). Dalam setiap koloni terdapat tiga kasta yang menurut fungsinya masing-masing, yaitu kasta pekerja, prajurit, dan kasta reproduktif (reproduktif primer dan reproduktif suplementer). Bentuk (morfologis) dari setiap kasta sesuai dengan fungsinya. (a) Kasta pekerja (worker) Kasta ini mempunyai anggota terbesar dalam koloni, berbetuk seperti nimfa dan berwarna pucat dengan kepala hipognat (sumbu kepala sejajar sumbu badan) dengan mata facet. Mandibelnya relatif kecil dibandingkan dengan kasta prajurit. Fungsi kasta ini adalah mencari makan, merawat telur, serta membuat dan memelihara sarang. Selain itu, juga mengatur aktivitas dari koloni dengan jalan membunuh dan memakan individu-individu yang lemah atau mati untuk menghemat energi dalam koloninya. Sifat kanibalisme seperti ini umumnya terjadi pada setiap jenis rayap, dan sering erat hubungannya dengan salah satu sifat lainnya yang disebut trophalaxis yaitu saling tukar menukar cairan makanan melalui mulut, sekaligus memakan usus depan dan usus belakang yang dikeluarkan akibat ganti kulit (ecdysis). Famili Kalotermitidae tidak memiliki kastapekerja dan oleh karena itu tugas kasta pekerja dilakukan oleh nimfa dewasa (pseudoworkers). (b) Kasta prajurit (soldier) Kasta prajurit mudah dikenali karena bentuk kepalanya yang besar dengan sklerotisasi yang nyata. Anggota-anggota daripada kasta ini mempunyai mandible atau rostrum yangbesar dan kuat. Berdasarkan pada bentuk kasta prajuritnya, rayap dibedakan atas dua kelompok, yaitu: tipe mandibulate dan tipe nasuti. Pada tipe mandibulate prajurit-prajuritnya mempunyai mandibel yang kuat dan besar tanpa 80
rostrum, sedangkan tipe nasuti prajurit-prajuritnya mempunyai rostrum yang panjang tapi mandibelnya kecil. Fungsi kasta prajurit adalah melindungi koloni terhadap gangguan dari luar. (c) Kasta reproduktif (reproductive) Kasta reproduktif primer terdiri atas serangga-serangga dewasa yang bersayap dan menjadi pendiri koloni (raja dan ratu). Bila masa kawin telah tiba, imago-imago ini terbang keluar dari sarang dalam jumlah yang banyak. Saat seperti ini merupakan masa perkawinan di mana sepasang imago (jantan dan betina) bertemu dan segera menanggalkan sayapnya serta mencari tempat yang sesuai di dalam tanah atau kayu. Semasa hidupnya kasta reproduktif (ratu) bertugas menghasilkan telur, sedangkan makanannya dilayani oleh para pkerja. Seekor ratu dapat hidup selama 6–20 tahun bahkan berpuluh-puluh tahun. Apabila reproduktif mati atau koloni membutuhkan penambahan reproduktif baru untuk perluasan koloninya maka dibentuk reproduktif sekunder (neotenic). Neoten juga akan terbentuk jika sebagian koloninya terpisah (terisolasi) dari sarang utama, sehingga suatu koloni baru akan terbentuk. Kasta ini dapat terbentuk beberapa kali dalam jumlah yang besar sesuai dengan perkembangan koloni. Pembentukan koloni rayap terdiri dari tiga cara (Hasan, 1984), yaitu: 1. Pembentukan koloni oleh kasta reproduktif primer (laron), yaitu pembentukan koloni dari perkawinan sepasang kasta reproduktif primer. 2. Pembentukan koloni dengan cara isolasi, yaitu pembentukan koloni karena terdapatnya sebagian rayap yang terisolasi dari koloni induk karena lorong-lorong atau sel-sel sarang yang tersumbat. Rayap yang terisolasi ini kemudian membentuk koloni baru dengan menjadikan kasta reproduktif suplementer sebagai raja dan ratu. 3. Pembentukan koloni dengan cara migrasi, yaitu pembentukan koloni dengan cara memisahkan diri dari koloni induk (lama). Klasifikasi Rayap Berdasarkan habitatnya, rayap dapat dibagi ke dalam beberapa golongan, yaitu: rayap kayu basah, rayap kayu kering, rayap pohon, dan rayap tanah. Dalam bidang 81
pengawetan hasil hutan, golongan rayap kayu kering dan rayap tanah merupakan golongan yang terpenting karena jenis-jenisnya menyebabkan sebagian besar dari kerusakan-kerusakan yang bersifat zoologis pada bangunan-bangunan kayu di Indonesia. a) Rayap Basah (dampwood termite) Golongan rayap ini biasanya menyerang kayu-kayu busuk atau pohon-pohon mati. Sarangnya terletak di dalam kayu dan tidak mempunyai hubungan dengan tanah. Contoh: Glyprotermes spp. b) Rayap kayu kering (drywood termite) Golongan rayap ini biasa menyerang kayu-kayu kering, misalnya pada kayu yang digunakan sebagai bahan bangunan, perlengkapan rumah tangga dan lain-lain. Sarangnya terletak di dalam kayu dan tidak mempunyai hubungan dengan tanah. Rayap kayu kering dapat bekerja dalam kayu yang mempunyai kadar air 10-12% atau lebih rendah. Contoh: Cryptotermes spp. c) Rayap pohon (tree termite) Golongan rayap ini menyerang pohon-pohon hidup. Rayap ini bersarang di dalam pohon dan tidak mempunyai hubungan dengan tanah. Contoh: Neotermes spp. d) Rayap tanah (subterranean termite) Golongan rayap ini bersarang dalam tanah, tetapi dapat juga menyerang bahanbahan di atas tanah karena selalu mempunyai terowongan pipih terbuat dari tanah yang menghubungkan sarang dengan benda yang diserangnya. Untuk hidupnya rayap ini membutuhkan kelembaban yang tinggi, serta bersifat kriptobiotik. Golongan rayap ini meliputi anggota Fam. Rhinotermitidae dan sebagian dari Fam. Termitidae (Hunt and Garrat, 1967). Contoh: Coptotermes spp. Ordo isoptera dibagi atas enam famili, yaitu: Mastotermitidae, Hodotermitidae, Kalotermitidae, Termopsidae, Rhinotermitidae dan Termitidae (Harris, 1971). a) Rayap tingkat rendah (lower termites) Memiliki protozoa dan bakteria di usus, yang membantu memutuskan bahan lignoselulosa yang dicerna 1. Mastotermitidae –rayap tanah, sarang di bawah tanah, spesies tunggal Mastotermes darwinensis ditemukan di Australia Utara.
82
2. Kalotermitidae –koloni kecil yang menyerang kayu kering, tersebar luas di daerah tropis dan subtropis. Contoh: Cryptotermes, Kalotermes, Marginitermes 3. Termopsidae –rayap kayu basah, tiga subfamili (Podotermitinae, Stolotermitinae, Termopsinae termasuk Zootermopsis) 4. Hodotermitidae –rayap harvester memakan serasah, ditemukan di daerah kering seperti Afrika, Arabia, Australia dan India. 5. Rhinitermitidae –rayap tanah, famili yang besar dengan 6 subfamili, mengeluarkan cairan lengket dari daerah fontanel kepala. Contoh: Coptotermes, Reticulitermes, Schedorhinotermes b) Rayap tingkat tinggi (higher termites) Memiliki bakteria dan enzim usus dan tidak ada protozoa yang terlibat dalam pencernaan makanan 1. Termitidae –rayap tanah, famili rayap terbesar termasuk mound builder dan nest builder pada pohon dan tiang. Contoh: Macrotermes, Microtermes, Nasutitermes Di antara enam famili di atas, ternyata yang paling banyak menimbulkan kerusakan adalah famili Rhinotermitidae, Kalotermitidae dan Termitidae. Jenis-jenis rayap yang banyak merusak kayu di daerah tropis seperti di Indonesia (Roonwal dan Maiti dalam Nandika, 1975) adalah sebagai berikut: a) Famili Kalotermitidae 1. Subfamili: Kalotermitidae a. Genus Species b. Genus Species
: Neotermes : Neotermes dalbergia Kalshoven : Cryptotermes : Cryptotermes cynocephalus Light Cryptotermes domesticus Haviland Cryptotermes dudleyi Banks
b) Famili Rhinotermitidae 1. Subfamili: Coptotermitidae a. Genus
: Coptotermes
83
Species
: Coptotermes curvignatus Holmgren Coptotermes kalshoveni Kemner Coptotermes traviana Haviland
2. Subfamili: Rhinotermitidae a. Genus Species b. Genus Species
: Prorhinotermes : Prorhinotermes ravani : Schedorhinotermes : Schedorhinotermes javanicus Kemner Schedorhinotermes tarakanensis Oshima Schedorhinotermes tranlucens Haviland
c) Famili Termitidae 1. Subfamili: Amitermitidae a. Genus Species
: Microcerotermes : Microcerotermes dammermani
2. Subfamili: Termitidae a. Genus Species
: Capritotermes : Capritotermes butenzorg Holmgren Capritotermes mohri Kemner Capritotermes santchini Silvestri
3. Subfamili: Macrotermitidae a. Genus Species
: Macrotermes : Macrotermes carbonarius Hagen Macrotermes gilvus Hagen Macrotermes malacensis Haviland
b. Genus Species
: Odontotermes : Odontotermes grandiceps Holmgren Odontotermes javanicus Holmgren Odontotermes makassarensis Kemner
c. Genus Species
: Microtermes : Microtermes insperatus Kemner
4. Subfamili: Nasutitermitidae
84
a. Genus Species
: Nasutitermes : Nasutitermes acutus Holmgren Nasutitermes matangensis Haviland Nasutitermes matangensiformis Holmgren
b. Genus Species
: Bulbitermes : Bulbitermes durianensis Roonwal and Maiti Bulbitermes lakshmani Roonwal and Maiti
c. Genus Species d. Genus Species
: Lacessititermes : Lacessititermes batavus Kemner : Hospitalitermes : Hospitalitermes diurunus Kemner Hospitalitermes irianensis
b.
Kondisi Serangan Setiap jenis memiliki pola hidup, kondisi serangan dan tanda serangan yang
berbeda-beda, yang dipengaruhi oleh habitat hidupnya. 1) Rayap kayu kering Rayap ini memiliki pola hidup, yaitu: 1.
Hidupnya tergantung pada kadar air kayu yang diserangnya (10-12% bahkan sangat kering <3%).
2.
Tidak ada kontak dengan tanah atau sumber air lainnya. Umumnya ditemukan pada daerah pantai yang memiliki kelembaban rata-rata lebih tinggi daripada daerah pedalaman.
Serangan rayap ini dapat ditandai dengan adanya: 1.
Gundukan pellet fecal, warna bervariasi dari abu-abu rerang sampai sangat coklat gelap bergantung jenis kayu yang dikonsumsi. Pellet ini keras, memanjang, panjang 1/25” (1 mm), ujung membulat berbentuk persegi 6 dan sisi tertekan cekung.
2.
Sayap swarmer juga menunjukkan adanya serangan.
3.
Bukti eksternal relatif kurang. Lubang-lubang biasnya tertutup dengan sekresi dan pellet yang tertutup sempurna. Pembuktian dengan alat tajam atau memukul 85
memungkinkan mengetahui kerusakan tersembunyi, karena biasanya rayap bekerja di bawah permukaan kayu dan meninggalkan lapisan seperti vinir yang sangat tipis. 2) Rayap tanah Rayap ini memiliki pola hidup, yaitu: 1.
Umum terdapat di daerah tropis, khususnya tropical rain forest sebagai pengurai, dan daerah kering
2.
Koloni ditemukan pada kayu yang terkubur dalam tanah, tetapi kebanyakan species juga membangun sarang di pohon atau di atas tiang kayu.
3.
Sarang dibangun di atas tanah yang dihubungkan ke sarang utama di dalam tanah dengan saluran pelindung (shelter tube) yang melindungi dari proses pengeringan
Serangan rayap ini dapat ditandai dengan adanya: 1.
Tanda awal adalah pemunculan swarmer atau sayap yang tersebar dalam jumlah banyak.
2.
Adanya shelter tube yang dibangun rayap di atas pondasi dinding, dalam celah antara sejumlah struktur, atau pada kayu yang terserang.
3.
Kerusakan dalam kayu (internal damage) kadang dideteksi dengan alat tajam atau dipukul permukaan untuk mendeteksi perbedaan suara (bergema). Secara elektik, dapat dideteksi dengan alat Termite Acoustic Emmision.
3) Rayap kayu basah Rayap ini memiliki pola hidup, yaitu: 1.
Koloni bertempat tinggal pada tanah basah dan kadang pada kayu yang telah lapuk, seperti menyerang kayu bangunan dan jembatan.
2.
Beberapa koloni dapat melakukan aktivitas dalam kayu segar dan juga kayu yang relatif kering, selama rayap ini dapat melakukan kontak dengan kayu basah.
3.
Umumnya tidak memiliki hubungan dengan tanah basah, tetapi memerlukan kayu dengan kadar air tinggi. Rumah di pantai lebih mudah diserang karena tanah lembab dan kelembaban tinggi. 86
Serangan rayap ini dapat ditandai dengan adanya: 1.
Sayap swarmer tersebar, seperti pada jaring laba-laba, dan lain-lain.
2.
Celah dan retakan dalam kayu yang terserang dapat ditutupi oleh fellet fecal dan bahan fecal yang lembut, dan pada kayu kering dapat terakumulasi di bawah kayu yang terserang.
c.
Tindakan Pengendalian Seperti jenis serangga hama lain, rayap perusak kayu mempunyai hubungan yang
erat dengan lingkungan tempat hidupnya. Di dalam ilmu pengendalian serangga hama, dikenal tiga mata rantai yang saling berhubungan dan saling berpengaruh. Ketiga mata rantai tersebut adalah serangga hama (pest insect), inang (host) dan lingkungan (environment). Kayu dianggap sebagai inang bagi rayap perusak, karena rayap hidup dan makan di dalam kayu. Lingkungan hidup rayap terdiri atas faktor fisik dan biologis. Faktor fisik antara lain suhu dan kelembaban, sedangkan faktor biologis terdiri atas organisme lain yang hidup di sekitarnya. Keberhasilan usaha
pengendalian rayap tergantung kepada kemampuan
mengendalikan hubungan antara ketiga mata rantai tersebut. Menurut Kofoid (1946) cara-cara untuk mencegah serangan rayap adalah: a. Menghindari kontak langsung antara kayu dengan tanah b. Kayu-kayu yang dipakai sebagai tiang rumah sebaiknya ditunjang dengan beton pada bagian dasar c. Menghindari retakan-retakan pada lantai tembok atau pondasi d. Menggunakan perisai logam di bawah pondasi e. Mengusahakan terciptanya kekeringan yang maksimum atau kelembaban yang tinggi dalam kayu pada setiap penggunaan f. Membuang sisa-sisa kayu, karena kayu dan tonggak yang tertinggal dalam tanah dapat menjadi sumber penularan g. Merusak sarang dan membunuh penghuninya h. Mengadakan kontrol secara kontinu terhadap bangunan atau rumah i. Menggunakan insektisida seperti DDT 8%, BHC 8%, Chlordane 1% dan Aldrin 0,5% dalam air atau minyak
87
j. Karantina terhadap kayu-kayu yang diimpor. 2. Kumbang (Wood boring beetles) Kumbang termasuk ordo Coleoptera, yang berasal dari bahasa Yunani “sheath wings” artinya selubung sayap karena sayap depannya menutupi sayap belakang. Sayap depan lebih tebal (ellytra) dan saat beristirahat biasanya sayap membentuk garis lurus pada pertengahan badan, sehingga memberikan penampakan khas pada kumbang. Ciri khas lainnya adalah bagian mulut berkembang menjadi tipe penguyah dan mengalami metamorfosis sempurna. Kerusakan kayu oleh Coleoptera secara normal dilakukan oleh tahap larva meskipun ada beberapa ordo yang serangga dewasanya merusak. Beberapa serangga penggerek menghasilkan apa yang disebut “bubuk kayu”. Larva dari serangga ini menggali dalam kayu untuk mendapatkan makanan dan berlindung, dan meninggalkan bagian-bagian kayu yang tidak dicerna dalam bentuk bubuk-bubuk halus. Jika kayu yang diserang digerakkan atau digoyangkan, sisa yang berbentuk bubuk ini keluar dari lubang-lubang yang dibuat pada permukaan kayu oleh kumbang dewasa yang bersayap ketika muncul untuk meluaskan serangan. Larva-larva menggerogoti kayu dalam bentuk tak beraturan dan kerap kali berupa saluran-saluran yang besar dan jika serangannya hebat biasanya hanya meninggalkan sedikit kayu yang sehat sebagai lapisan luar yang tipis, yang mudah dihancurkan. Di antara kelompok serangga ini yang menyerang kayu dalam kondisi berbeda banyak, terdapat species-species yang menyerang kayu daun jarum maupun kayu daun lebar, kayu teras maupun kayu gubal, dan kayu bulat maupun papan yang basah maupun kayu yang kering. Dalam kebanyakan hal, kerusakan biasanya dapat dihindarkan dengan cara sanitasi yang baik dan dengan segera mengerjakan, mengeringkan dan meggunakan produk-produk tersebut. Salah satu tanda aktivitas Coleoptera pada kayu adalah keberadaan lubang terbang (lubang keluar) pada permukaan kayu atau lubang gerek dalam kayu.
Identifikasi
serangga yang bertanggung jawab secara tepat seringkali penting karena dalam beberapa kasus kerusakan tidak terjadi bila dalam penggunaannya kayu dikeringudarakan (dry seasoning) atau dikeringkan kembali (redrying). Pada contoh lain kemungkinan serangan ulang dapat menjadi pilihan ukuran pengendalian alternatif, 88
misalnya perlakuan pengendalian dengan bahan kimia pengawet. Jenis kumbang dapat diidentifikasi dari beberapa gambaran serangan, misalnya ukuran dan bentuk lubang terbang, tipe frass/kotoran, dan karakteristik gallery atau terowongan; tetapi identifikasi sampai level species seringkali membutuhkan pengujian dari serangga itu sendiri pada beberapa tahap dari siklus hidupnya. Biasanya serangga dewasa lebih disukai karena ekstraksi larva secara utuh lebih sulit. a.
Ruang Lingkup dan Kondisi Serangan Kumbang Penggerek Kayu Anggota dari ordo Coleoptera sering disebut bubuk, dan dibagi menjadi dua
golongan yaitu bubuk kayu kering dan bubuk kayu basah. 1)
Bubuk Kayu Kering Disebut bubuk kayu kering (powder post beetle) karena larva dari jenis ini
menggerek kayu dan ekremen-ekremen yang dihasilkan bentuknya halus menyerupai tepung. Bubuk kayu kering ini hanya terdapat pada jenis kayu yang kering. Lubang gereknya tidak jauh dari lubang serangga, serangan biasanya sejajar dengan arah serat, berisi tepung hasil gerekannya. Bubuk kayu kering ini umumnya terdapat pada material yang sudah tua. Beberapa famili yang terpenting dalam ordo ini (Kollman, 1968) adalah: Anobidae, Lyctidae, Cerambycidae, dan Bostrichidae Famili Anobiidae Pada daerah temperate anobiidae merupakan salah satu dari famili yang terpenting dari coleoptera penghuni kayu. Ada 13 species yang tercacat sebagai hama kayu yang penting, termasuk berbagai species anobium (A.puncatatum –furniture beetle yang umum di UK, A.pertinax dan A.australiense), Xestrobium rufofillosum (death watch beetle) dan Ernobius mollis (kumbang penggerek kulit kayu daun jarum). Di USA Xyletinus peltatus merupakan anobiid yang umum ditemui. Jenis yang terkenal di Indonesia adalah Rasioderma serricone, yang merupakan hama tembakau yang sedang dikeringkan, herbarium material kopra, bungkil, dan lain-lain (Kalshoven, 1951). Famili ini dikenal sebagai “furniture beetles” dan “death watch beetles”. Daerah penyebaran famili ini dapat diketemukan hampir di seluruh dunia dan merupakan hama yang
89
terpenting bagi produksi dan struktur kayu. Kerusakan yang ditimbulkan tidak jauh berbeda dengan Lyctus (Kollman, 1968). Kayu yang dirusak biasanya kayu tua termasuk kayu lapis. Lubang gerek kecil, bulat dan mengeluarkan eksremen berbentuk tepung. Tepung ini jika dilihat di bawah mikrospkop berbentuk silindris lancip. Larvanya kecil, panjang rata-rata 1/3 inci atau 8.5 mm, berbentuk huruf “c” (eruciform), berwarna keputih-putihan. Bagian punggungnya berduri kecil-kecil, bentuk kepala bulat, mulut terletak di bagian bawah, kaki pada thorax dan beruas lima. Famili Lyctidae Penyebaran famili ini sangat luas, hampir di seluruh tempat di dunia (kosmopolitan). Anggota famili ini berwarna merah kecoklat-coklatan, panjang badan rata-rata 2-7 mm tergantung dari speciesnya (Kollman, 1968). Kumbang ini bertelur di dalam kayu, yaitu memasukkan ovipositor ke dalam pori-pori kayu sedalam ± 1,5 cm. Beberapa dari famili lyctidae yang terkenal adalah: (a) Lyctus brunneus, yang menyerang kayu kelas awet rendah, meubel, papan rumah dan lain-lain; (b) Minthea rugicolis menyerang bambu dan rotan; dan (c) Xylothrips flavipea yang menyerang kayu laban di Australia. Kumbang ini hanya merusak kayu gubal serta kayu-kayu yang keawetannya rendah. Siklus hidup lyctus (mulai telur sampai imago) rata-rata memakan waktu satu tahun. Imago betina bertelur sebanyak 60 butir dan dimasukkan ke dalam pori kayu sedalam 1/8 inci atau 3,2 mm. Telur ini akan menetas menjadi larva dan larva inilah yang sebenarnya merusak kayu, karena membuat saluran-saluran ke segala penjuru. Kayu yang diserang oleh lyctus tidak tampak dari luar, selain di beberapa tempat terdapat lubang-lubang kecil tempat imago keluar. Diameter lubang ini kira-kira 1,5 cm dan pada lubang ini terdapat eksremen-eksremen berbentuk tepung yang warnanya tergantung warna kayu yang diserangnya. Di antara serangga bubuk kayu yang sangat penting dari segi pengaruh dan besarnya kerusakan adalah Lyctus brunneus. Serangga ini hanya menyerang kayu daun lebar dengan diameter pembuluh yang sangat besar untuk menerima telurnya. Kepekaan kayu terhadap serangan ini ditunjukkan oleh kadar patinya, karena pati adalah zat makanan pokok bagi larva lyctus. Oleh karena itu, kerusakan terbatas pada kayu gubal dari species-species yang peka, yang menunjukkan variasi yang besar dalam kehebatan 90
serangan, tergantung pada kecepatan pengeringan kayu dan juga bergantung pada musim pada waktu kayu ditebang. Jika pengeringan ditangguhkan atau kayunya direndam dalam air sesudah kayu ditebang, maka sel-sel parenkim dalam kayu gubal meneruskan kegiatan dan pati yang dikandungnya mungkin seluruhnya diubah menjadi zat-zat lain, sehingga kayunyu akan kebal terhadap serangan lyctus. Di lain pihak, jika kayu dikeringkan cepat atau dikenakan suhu yang tinggi seperti dalam pengukusan, maka sel-sel parenkim mati sebelum persediaan pati dihabiskan dan karena itu kayu gubal peka terhadap serangan.
Lagipula, kerusakan karena lyctus biasanya hanya
berasosiasi dengan kayu yang kering angin atau dikeringkan di dalam tanur. Tetapi penelitian pada kayu gubal oak yang dilakukan di Inggris menunjukkan bahwa meskipun lebih menyukai kayu kering, kumbang lyctus dapat menyerang kayu dengan kadar air sampai 40%, telur-telur diletakkan dan larva berkembang dalam specimenspecimen dengan kadar air 10-18%. Jika kadar air turun <8%, kayu yang dipakai dalam percobaa ini tidak diserang. Papan, meubel, kayu banguan, kayu perkakas dan kayu bantalan kereta, tong-tong kayu dan lain-lain produk yang dibuat dari kayu gubal dari species yang peka kerapkali rusak berat dan kayu-kayu yang disimpan untuk waktu yang lama mungkin begitu rusak sehingga praktis tidak dapat digunakan. Kerusakan dalam produk kayu daun lebar yang dikeringkan mungkin besarnya 10-50% dari nilai persediaan kayu seorang pengusaha atau penjual, sedang kerugian finansial di seluruh negara sudah pasti jutaan rupiah. Famili Bostrychiidae Famili ini sering juga disebut “anger” atau “shot hole borers”. Jenis ini mempunyai bentuk dan cara hidup yang hampir mirip lyctus, sehingga banyak ahli hama yang berpendapat bahwa lyctiidae adalah subfamili dari famili bostrichidae. Perbedaan dasar antara keduanya disajikan pada Tabel 3.
91
Tabel 3. Perbedaan Dasar Kumbang Dewasa Lyctidae dan Bostrichidae (Hickin, 1975) Lyctidae
Bostrichidae
Antena jarang berbentuk serrate; segmen Antena sering berbentuk serrate; segmen 2 kelompok (club)
3 kelompok
Kumbang berbentuk flat/datar
Kumbang berbentuk silidris
Kepala tidak dikerudungi prothorax
Kepala dikerudungi prothorax
Ellytra tidak berornamen
Ellytra berornamen duri
Serangannya pada kayu menyerupai serangan yang ditimbulkan oleh Lyctus pula, tetapi ukuran saluran lebih besar, diameter rata-rata 1/10–1/8 inci atau 2,5 -3,2 mm. Bentuk larvanya kecil, panjangnya ¼-4/4 inci (6,35-19,1 mm), berwarna putih dan berbentuk eruciform dan kepalanya berbentuk bulat. Famili ini menyerang kayu yang mempunyai kelas awet rendah, dan memakan zat tepung yang terdapat dalam kayu.
Jenis yang terkenal di Indonesia adalah
Heterobostrychus aequalis yang panjangnya 6–11 mm dan saluran larvanya berdiameter 3 mm (Kalshoven, 1951; Kusmarini, 1971). Jenis ini merusak rotan, bambu, peti-peti timbunan tripleks, juga pada gaplek. Jenis yang terkenal lainnya adalah dinoderus yaitu D.minutus, D.brevis, D.ocellaris yang kesemuanya merupakan hama bambu dan rotan. Famili Cerambycidae – Longhorned beetle Famili ini sering disebut “longhorned beetles” atau “round headed beetles”, dan merupakan famili yang sangat besar (lebih kurang 13.000 species) terutama untuk serangga hutan (Kollman, 1968). Beberapa species ini menyerang pohon kayu yang hidup, juga pernah ditemukan menyerang kayu-kayu bangunan. Jenis kumbang ini dapat ditemukan di Rusia, Afrika Selatan, Australia, Amerika Serikat dan Amerika Utara. Larva dewasa panjangnya mencapai 35 mm. Larva ini melubangi kayu gubal dari beberapa jenis conifer sebelum menjadi pupa. Periode hidup seekor larva tegantung kepada kualitas dan kuantitas makanan, suhu, serta kadar air kayu yang ditempatinya. Walaupun larva dapat menghancurkan selulosa, tetapi terbatas pada selulosa kayu gubal saja. Albumen yang terdapat pada kayu-kayu yang sudah mati sangat dibutuhkan oleh 92
larva untuk berkembang. Jika konsentrasi albumen telah berkurang, larva ini kemudian akan mati. Setelah periode pupa dilewati (lebih kurang 3 minggu) serangga akan bertambah besar dan setelah dewasa berwarna hitam. Kemudian kumbang ini akan keluar dari lubangnya dan membuat lubang baru mengulangi silus hidupnya. Jenis yang terpenting dari famili adalah Cholopherus anularis yang terdapat di Sumatera dan banyak menyerang kayu-kayu kering. B. Bubuk Kayu Basah Kumbang ini menyerang kayu yang memiliki kadar air tinggi, sehingga dikenal sebagai Bubuk Kayu Basah. Beberapa famili yang terpenting dalam ordo ini adalah: Platypodidae, Scolytidae, dan Curculionidae Famili Platypodidae dan Scolytidae – Ambosia beetle Kerusakan yang terjadi pada kayu yang baru dikuliti seringkali membingungkan dengan yang ditimbulkan oleh beberapa serangga penggerek kayu pada kayu yang sedang dikeringkan, yaitu jenis A. Punctatum dan Lyctus karena menghasilkan ukuran terowongan yang mirip.
Sejumlah besar kumbang Platypodidae dan Scolytidae
(umumnya dikenal sebagai “ambrosia beetles”, “pinhole atau shothole borers”) menyebabkan kerusakan yang berarti baik pada pohon berdiri atau log yang dikuliti, dan menyebabkan kerusakan pada kayu gergajian yang diperuntukkan untuk mebel dan vinir. Kumbang ini penting pada kayu daun lebar tropis, meskipun juga terdapat pada kayu daun jarum di daerah temperate. Kumbang dewasa bersembunyi dalam kayu tetapi tidak aktif setelah kayu dikeringkan. Kumbang ini cenderung membuat terowongan yang tegak lurus serat tetapi membentuk lubang pendek, buntu, lateral dan kamar-kamar yang dierami larva, serta lubang percabangan membentuk sudut siku-siku dengan lubang utama. Ukuran diameter kerusakan oleh pinhole borers adalah >1,5 mm, sedangkan pada shothole borers dapat mencapai ≥ 3 mm. Pewarnaan lubang sering terlihat disebabkan oleh jamur sapstain. Jamur sapstain merupakan sumber makanan utama bagi larva dan juga membentuk asosiasi dengan serangga.
Bila kelembaban tidak cukup untuk 93
pertumbuhan jamur maka penyerangan akan berhenti. Umumnya untuk dapat hidup kumbang membutuhkan kayu berkadar air 40%, sedangkan pada kadar air dibawah 25% kumbang akan mati. Tidak ada frass terlihat seperti yang terdapat pada Anobium dan Lyctus. Meskipun penampakan kayu yang terserang kumbang ambrosia serupa dengan kerusakan oleh anobium dan lyctus, serangan serangga yang terakhir tidak dicirikan oleh terowongan yang berwarna, memiliki arah terowongan yang acak dan menghasilkan frass. Hal ini tidak terlihat pada serangan kumbang ambrosia. Kayu gergajian yang terserang ambrosia seringkali masih dapat digunakan karena tidak menyebabkan masalah dalam pemakaian, terutama kekuatannya tidak banyak terpengaruh. Namun, kerusakan pada log vinir dapat menurunkan harga vinir karena adanya lubang-lubang yang kotor. Famili Curculionidae – Wood boring weevil Diperkiraan sekitar 200.000 species weevil yang tersebar diseluruh dunia dan hanya 35.00 species yang telah dideskripsikan (Hum, et.al., 1980).
Maskipun
merupakan famuli terbesar dari Coleoptera tetapi hanya sedikit yang dapat menimbulkan kerusakan pada kayu struktural. Weevil penghuni kayu yang ditemukan di Britania hanya menyerang kayu yang telah dilapukkan atau ditemukan pada daerah yang terkait erat dengan kayu lapuk. Weevil berbeda dengan tipe serangga penghuni kayu lain yang telah diuraikan sebelumnya karena serangga dewasa hidup dalam periode yang panjang, yaitu sekitar 16 minggu seperti Pentarthrum huttoni. Serangga dewasa aktif dapat ditemukan di- dan sekitar kayu yang terserang sepanjang tahun dan baik serangga dewasa maupun larva dapat meyebabkan kerusakan pada kayu. Serangga dewasa dapat dikenali dengan adanya moncong atau “rostrum” yang terdapat pada bagian depan mata dan ujungnya kecil tapi bagian mulutnya kuat. Weevil ini dapat membingungkan dengan weevil pada beras dari genus Sitophylus yang memiliki ukuran dan warna yang mirip. Tetapi pada Sitophylus ellytra hanya sedikit lebih panjang daripada pronotum (atas thorax), sedangkan weevil penggerek kayu ellytranya hampir duakali lebih panjang.
94
Hum et.al. (1980) dan Hickin (1981) mendeskripsikan 3 species weevil yang umum menggerek kayu yaitu Euophryum confine, E.rufum dan Pentarthrum huttoni. Selain itu, ada species Caulotrupodes aeneopiceus yang tidak umum. Meskipun serangan weevil seringkali membingung-kan dengan serangan anobium, tetapi kayu yang terserang weevil dapat dilihat dari penampakan visual weevil, frass dan kayunya. Frass weevil memiliki tekstur lebih halus dan kurang bulat bila dibandingkan yang diproduksi anobium, meskipun tidak memiliki tekstur berbentuk tepung seperti frass lyctus. Pada kayu galleri lebih kecil dan lubang keluar hanya sedikit oval, mendekati bulat, dengan batas luar yang tidak jelas. Baik kayu daun lebar maupun kayu daun jarum dapat diserang weevil bila kayu gergajian telah dilapuk jamur. Karena kayu yang terserang weevil adalah kayu yang lapuk, perawatan sumber kelembaban dan mengeluarkan kayu yang telah lapuk atau perlakuan dengan biosida yang sesuai diperlukan untuk mengendalikan serangan weevil. b.
Tindakan Pengendalian Kumbang yang menyerang kayu terutama pada stadium larva, karena larva inilah
yang merusak kayu. Pencegahan serangan bubuk ini dapat dilakukan dengan berbagai cara, antara lain: 1) Merendam kayu adalam air beberapa waktu agar zat pati (karbohidrat) yang terdapat dalam kayu larut dalam air sehingga kumbang tidak akan bertelur di sana. 2) Pengeringan kayu terutama kayu-kayu gergajian. 3) Pengawetan kayu dengan menggunakan berbagai insektisida seperti: a) Gas hydrocyanida yang dimasukkan ke dalam kayu b) Larutan DDT 5% atau pentachlorofenol 5% dalam larutan minyak ringan. c) Penggunaan garam-garam Wolman dengan metode perendaman d) Pada kayu yang masih segar, perlu diberikan zat pengawet pada kedua ujungnya.
95
3. Hymenoptera a.
Ruang Lingkup Ordo hymenoptera merupakan ordo terbesar ketiga dalam kelas insekta dengan
jumlah species kira-kira 103.000. Ciri utama dari ordo ini adalah: a. Mempunyai dua pasang sayap yang berupa selaput tipis (membran) b. Bagian mulut berkembang menjadi tipe pengunyah dan penusuk c. Biasanya mempunyai ovipositor yang berkembang sempurna d. Bermetamorfosisi sempurna Di antara 71 famili yang ada di USA, kebanyakan menguntungkan bagi manusia, hanya 3 famili saja yang penting dalam perusakan kayu, yaitu: Formicidae (semut; tipe kerusakan honey-combing), Xylocopodae (tawon kayu dan horntail; tipe kerusakan grub holes), dan Siricidae (tawon kayu; tipe kerusakan grub holes). Jenis yang terpenting dari ordo ini yaitu: Xylocopa spp., sedangkan famili siricidae merupakan hama bagi hutan. Famili ini sering disebut “horntail”. Salah satu dari jenis serangga yang terkenal adalah Sirex gigae dan Xeris spectrum (Kollman, 1968). b.
Kondisi Serangan Ordo hymenoptera ini adalah serangga yang termasuk jenis lebah. Binatang ini
sebenarnya tidak menggunakan kayu sebagai makanannya, tetapi hanya sebagai sarangnya. Ordo ini disebut juga dengan lebah penggerek kayu (carpenter bees). Lebah ini biasanya menggerek kayu-kayu yang kering dimana diameter lubang gerek berkisar 0,5–1 inci (1,2–2,54 mm). Sedangkan dalam lubang gerek dapat mencapai 6 inci (15 cm) (Kollman, 1968). Telurnya diletakkan di dalam lubang gerek yang telah diisi dengan serbul-serbuk kayu bercampur dengan madu atau benang sari bunga. Selama menjadi larva dan pupa lebah ini akan tinggal di dalam kayu, satdium larvanya berumur 7-8 minggu dengan bentuk eruciform. Siklus hidup lebah penggerek ini memerlukan waktu satu tahun.
96
c.
Tindakan Pencegahan Pencegahan serangan lebah penggerek dapat dilakukan dengan cara:
1) Pengecatan kayu 2) Penggunaan insektisida melalui: a) fumigasi insektisida dimasukkan ke dalam penggerek b) penyemprotan langsung dengan DDT. D. BINATANG LAUT (MARINE BORERS) Jenis-jenis binatang yang biasa menyebabkan kerusakan pada kayu di dalam lingkungan air laut pada umumnya disebut “marine borers” atau binatang laut. Binatang ini hidup tersebar hampir di seluruh bagian dunia, tetapi kerusakan yang besar terutama terjadi di daerah-daerah berair hangat. Walaupun sejarah kerusakan kayu oleh jasad hidup ini telah dicatat lebih dari 2.000 tahun yang lalu, namun sampai saat ini pengetahuan tentang cara pengendaliannya masih sangat terbatas (Hochman, 1973). Kerugian akibat serangannya cukup besar. Sebagai contoh, di daerah perairan pantai Amerika setiap tahunnya menderita kerugian kira-kira US$ 500 juta akibat serangan jasad hidup ini terhadap konstruksi kayu di pantai.
Di lain pihak, khususnya di daerah perairan pantai tropis terdapat banyak
species binatang dengan kerugian yang belum dapat diantisipasi secara pasti besarnya. Kayu memiliki sifat-sifat dan kerugian tertentu sebagai bahan konstruksi di pinggir laut, akan tetapi juga memiliki kelemahan karena terserang oleh marine borer. Kondisi ini menjadi suatu tantangan bagi ahli di bidang teknologi kayu, bagaimana cara pengawetan yang tepat yang harus dilakukan sehingga umur pakai kayu dapat diperpanjang. Keberhasilan riset terhadap biologi marine borer merupakan kunci penentu di dalam upaya mencegah kerusakan yang ditimbulkannya. Marine borer menggerek kayu dengan dua aslasan yaitu sebagai bahan makanan dan tempat berlindung. Akan tetapi bukan berarti bahwa semua marine borer menggerek kayu demi kedua alasan tersebut. Ada beberapa jenis yang mampu memproduksi enzim selulase. Enzim ini dipergunakan untuk melunakkan kayu dan selanjutnya digunakan sebagai bahan makanan. 97
a.
Ruang Lingkup dan Kondisi Serangan Binatang Laut Marine borer yang tergolong ke dalam famili Terenidae (teredo, bankia, dan
nausitora) dan Ordo Isopoda (Limnoria) menggerek kayu bukan untuk dimakan. Kebutuhan unsur nitrogen bagi beberapa jenis marine bore diperoleh dari plankton, dan diduga bahawa beberapa jenis jamur berperan dalam kehidupan marine borer (Becker, 1958). Spesies marine borer yang menimbulkan kerusakan terhadap kayu struktural di perairan pantai, dapat dibedakan atas dua kategori yaitu: Mollusca dan Crustaceae. Famili terenidae memiliki 3 genera, sedangakan famili pholadidae ada 1 genera yang mempunyai arti penting dari segi ekonomi kerusakan kayu. Selanjutnya 2 kategori crustaceae masuk dalam ordo isopoda dan selebihnya merupakan anggota ordo Amphiphoda. D.1. Mollusca Ada dua kelompok mollusca bivalve (dua katup) penggerek kayu: terenid (fam. terenidae) atau cacing laut (Shipworm) dan pholad (fam. pholadidae) atau piddock. Terenidae merupakan kelompok yang besar dengan anggota yang tersebar luas di seluruh dunia pada berbagai kisaran iklim. Pholadidae lebih terbatas penyebarannya dan terutama ditemukan pada daerah temperate yang hangat dan daerah tropis, meskipun species Xylophaginae terdapat di air dingin yang dalam atau dekat permukaan pada daerah lintang tinggi. Beberapa pholad cukup toleran terhadap air payau dan terdapat di estuarina maupun air laut. Mollusca penggerek kayu yang umum disajikan padaTabel 4. Tabel 4. Beberapa mollusca penggerek kayu di laut (Eaton, 1986) Terenid (shipworm) Bactronophorus Bankia Dicyanthifer Lyrodus Nausitora Neoteredo Nototeredo
Pholad (piddock) Psiloteredo Teredo Teredora Teredothyra Spathoteredo Uperotus
Lignopholas Martesia Xylophaga
98
a) Famili Terenidae Terenid memiliki badan seperti cacing yang lunak dengan 2 kerang atau katup pada bagian ujung depan (anterior) yang mampu menggerek kedalam kayu untuk membuat terowongan (tunnel). Binatang ini tinggal dalam tunnel yang sama sepanjang hidupnya dan biasanya endapan berkapur diletakkan sepanjang tunnel. Tunnel setiap swipworm berbeda dan biasanya menghindari memasuki tunnel tetangganya selama bertumbuh dan menyerang kayu. Pada air hangat species ini dapat bertumbuh dengan panjang 1-2 meter. Di dalam kayu bervolume tertentu binatang ini tidak muncul lagi dari dalam kayu tetapi melanjutkan menggerek sepanjang kayu lain sampai kayu rusak dan mulai menjadi fragmen.
Bagian belakang (posterior) menjaga kontak dengan
lingkungan luar air laut melalui lubang yang halus (diameter 1-2 mm) pada permukaan kayu pada bagian ujung tunnel. Melalui lubang ini 2 siphon dapat ditonjolkan keluar ke air laut; siphon masuk (inccurent siphon) masuk kedalam air yang memungkinkan cacing laut melakukan respirasi dan memakan mikroorganisme air; siphon keluar (excurrent siphon) melepaskan bahan sisa dan unit reproduksi baik gamet atau larva. Kadang-kadang siphon ditarik dan jalan masuk ke dalam saluran ditutup rapat dengan sepasang lembaran kulit kerang (pallet), seperti disajikan pada Gambar 11, sehingga binatang terlindung terhadap serangan musuh atau terhadap masuknya air yang tidak baik kadar garamnya.
Gambar 11.
Pallet dari (a) Teredo navalis, (b) Nausitora hedleyi, (c) Bankia fimbriatula, (d) Bankia gouldi, (e) Nototeredo norvagica, (f) Lyrodus pedicellatus, (g) diagram shipworm kayu (Turner, 1971)
99
Kecepatan dan besarnya kerusakan binatang ini sangat tergantung jumlah dan species penggerek, intensitas penggerekan, banyaknya bahan makanan yang tersedia, kondisi suhu, kadar air garam dan faktor-faktor lain yang mendukung. Apabila cacingcacing penyerang berjumlah banyak, maka kayu terserang akan penuh dengan serangan sehingga pertumbuhan binatang menjadi terhambat dan panjang badan tidak lebih dari beberapa cm dengan diameter hanya beberapa mm. Cacing penggerek biasanya masuk dalam kayu dengan arah tegak lurus arah serat, kemudian membentuk saluran dalam arah longitudinal, selanjutnya dengan arah yang tidak teratur. Jika serangan sangat hebat, beberapa saluran terpaksa masuk agak dalam ke arah pusat kayu sebelum mengikuti arah serat. Akibat pelubangan kayu beberapa sarang lebih maka kekuatan kayu menjadi sangat berkurang. Pola serangan dapat dilihat pada Gambar 12.
Gambar 12. Pola serangan cacing laut pada kayu
b) Famili Pholadidae Penggerek mollusca dari genus Martesia panjang badannya hanya 3-4 cm saja. Seluruh tubuh ditutupi dengan zat kapur (kulit kerang) seperti Gambar 13. Genus martesia mirip kerang kecil, tetapi aktivitas serangannya terhadap kayu miri cacing kapal. Lubang gereknya umum terdapat hanya pada permukaan, dimana ukuran lubang gerek kurang lebih 1/8 inci. Ukuran binatang-bintang ini pada keadaan dewasa adalah; panjang 2,5 inci dan diameter 1 inci. Binatang ini sekali berada dalam kayu akan melanjutkan aktifitas pengeboran terhadap kayu, guna mendapatkan ruang tumbuh bagi tubunya yang terkunkung.
100
Gambar 13. Penampakan (a) lateral dan (b) dorsal Martesia striata dewasa; penampakan (a) lateral dan (b) dorsal Martesia striata muda 2. Crustaceae Kebanyakan kelompok udang-udangan (crustaceae) penggerek kayu dan penghuni kayu adalah anggota dari Isopoda. Kelompok ini berbeda dengan mollusca penggerek kayu dalam penampakan, mobilitas/pergerakan, dan bentuk liang gereknya. Organisme dewasa memiliki badan bersegmen dan kaki serta dapat merangkap pada permukaan kayu yang bergerak di antara lubang gerek. Sebaliknya kondisi statis ditemukan pada moluska yang hanya berkembang dalam kayu dengan memperbesar liang atau terowongan sampai mereka dewasa. Kelompok crustaceae dapat berpindah ke kayu basah, sedangkan mollusca tinggal dalam liang untuk hidup. a) Genus Limnoria Genus limnoria termasuk kepiting penggerek, banyak ditemukan sepanjang perairan Teluk Atlantik dan pantai Pasifik Amerika Serikat. Menurut Menzies (1959) lebih 20 species anggota Limnoria tersebar di seluruh perairan dunia. Binatang ini dapat dengan mudah dikenal dari ciri-cirinya sebagai berikut : (a) tubuh beruas, (b) memiliki tujuh pasang kaki dengan kuku-kuku runcing dan berkait yang memungkinkan pergerakannya bebas dan melekat pada kayu, (c) memiliki insang yang bentuknya pipih berguna untuk pernafasan dan (d) rahang bawah sangat kuat dilengkapi dengan gigi untuk mengunyah kayu, (e) tubuhnya berakhir dengan lempeng ekor yang lebar, digunakan untuk menutup saluran terhadap gangguan. 101
Panjang binatang Limnoria jika dewasa kira-kira 1/8-1/4 inci, sehingga bentuk serangannya pada kayu berupa saluran berukuran ½ – 1 inci. Penampakan limnoria dapat dilihat pada Gambar 14.
Gambar 14.
Limnoria –(a) penampakan lateral, (b) pleomer dan pleotelson kelima dari L. Lignorum, (c) L. Cristata dalam kayu
b) Genus Sphaeroma Genus ini lebih destruktif dibanding dengan Limnoria, umumnya erdapat di perairan tropik dan sub-tropik. Struktur badannya hampir sama dengan Limnoria, akan tetapi ukurannya jauh lebih besar. Saluran serangan pada kayu lebih besar dan dapat mencapai kedalaman 3-4 inci. Permukaan kayu yang telah terserang oleh Teredo kadang-kadang diserang pula secara sekunder oleh Sphaeroma. Kepiting ini diduga menggerek kayu untuk makanan dan tempat tinggal. Menzies dan Turner (1959) menyebutkan pada satu tumpukan kayu berukuran sedang didalam air bisa dijumpai sejumlah ± 200.000 ekor kepiting dewasa, setiap ekor mampu memakan kayu yang tidak diawetkan seberat 0,54 gram. c) Genus Chelura Genus chelura terutama aktif di perairan yang suhunya tidak begitu panas sampai sedang. Binatang ini dari hasil-hasil penelitian yang pernah dilakukan diketahui banyak menyerang bangunan di piggir pantai perairan Eropa Utara dan Amerika Utara. Ada
102
kalanya binatang ini hidup bekerjasama dengan Limnoria atau hidup bersama pada bangunan-bangunan di perairan laut.
Gambar 15. Chelura : (a) penampakan lateral C. insulae, (b) Chelura sp di dalam kayu
b.
Tindakan Pengendalian
Untuk mencegah serangan marine borer terhadap sistem konstruksi kayu di perairan asin, banyak cara yang dapat diterapkan, antara lain: (1) Penggunaan Kayu dengan kelas awet alami yang tinggi Kayu dengan kelas awet alami yang tinggi biasanya mengandung sejumlah zat ekstraktif yang berfungsi sebagai racun terhadap marine borer. Kayu seperti ini tidak
mudah diserang oleh cacing dan kerang laut.
Akan tetapi di dalam
pemakaian lambat laun kayu mengalami proses pelapukan, maka akan dengan mudah diserang oleh marine borer. (2) Mengawetkan kayu sebelum digunakan Metode pengawetan yang memberi hasil memuaskan adalah dengan vakum dan tekan. Bahan pengawet yang digunakan terdiri dari campuran kreosot-ter batubara atau kreosot dengan larutan aspal. Proporsi ter batu bara di dalam campuran bahan pengawet berkisar 20-40%. Retensi bahan pengawet dianjurkan sebesar 225-320 kg/m3 (Hunt and Garrat, 1967).
Pengawetan kayu dengan spesifikasi seperti
dikemukakan diatas, akan memperpanjang umur pakai kayu 20-30 tahun lebih lama dibandingkan umur pakai kayu yang tidak menadapat perlakuan.
103
(3) Mengunakan berbagai jenis pelapis luar Pelapis luar diharapkan berfungsi sebagai perintang masuknya cacing/kerang laut ke dalam kayu. Penggunaan pelapis luar dapat dibedakan atas beberapa cara yaitu: Membiarkan kulit batang tetap melekat pada kayu Cara ini merupakan salah satu cara kuno, dimana kayu yang digunakan pada sistem konstruksi di dalam air asin, kulitnya tidak dilepas.
Metode ini
dianggap kurang efektif mencegah cacing laut atas dasar pengalaman berikut : a. Kulit kayu tidak selalu menutup batang dengan sempurna. Adakalanya bagian tertentu batang terbuka, misalnya karena bekas potongan cabang atau luka. Bagian yang terbuka ini merupakan tempat masuknya cacing laut ke dalam kayu. b. Kulit kayu tidak selalu utuh melekat pada batang karena pengaruh hempasan ombak, sehingga kulit terkelupas dan bagian batang menjadi terbuka. Bagian-bagian tertentu diberi paku Bagian tertentu batang khususnya yang mudah diserang oleh cacing atau kerang laut dipsang paku-paku berkepala gepeng. Metode ini juga dianggap tidak efektif dan efisien karena : a. Larva-larva cacing kapal ukurannya sangat kecil, sehingga bisa saja masuk ke dalam kayu melalui celah antar kepala paku. b. Biaya pemasangan paku pada batang menyebabkan naiknya harga tiang kayu. c. Pembusukan pada tiang tidak dapat dihambat dengan pemasangan paku. Bagian luar batang dilapis dengan lembaran logam Lapisan logam yang digunakan terbuat dari tembaga atau campuran tembaga dengan seng (logam kuning atau logam Muntz). Agar lapisan logam dapat memberi fungsi lindung yang baik, maka kayu-kayu perlu dipersiapkan lebih dahulu, misalnya permukaannya dibuat serata mungkin, kemudian diberi lapisan goni jenuh dengan aspal. Selajutnya lembaran logam dipaku pada seluruh permukaan kayu. Kelemahan metode ini karena : 104
a. Lapisan logam dapat rusak oleh angin atau ombak besar, akibatnya ikatan logam terhadap kayu menjadi lepas dan kayunya hanyut, sehingga cacing laut menyerangkayu dan merusaknya. b. Ada kalanya lembaran logam pelapis dicuri oleh orang-orang tertentu di pelabuhan. Sebagian batang dimasukkan ke dalam pipa besi tuang Pipa besi ditancapkan jauh kedalam lumpur. Ruang antar kayu dengan logam diisi pasir atau campuran semen pasir. Tiang kayu sebelum ditancapkan ke dalam pipa besi tuang terlebih dahulu dilapis dengan kreosot. Kelemahan sistem ini adalah : a. Biaya menjadi mahal b. Bagian atas pancang tidak dapat terhindar dari proses pembusukan c. Penggunaan hanya dibenarkan untuk bangunan-bangunan yang sangat penting dimana usaha perbaikan konstruksi sangat jarang frekuensinya. Bagian panjang diselubungi tanah liat yang diperkeras Metodanya hampir sama dengan cara selubung besi tuang, tetapi kurang berhasil karena mudahnya pecah oleh pengaruh hempasan ombak dan angin. Tiang kayu diberi selubung beton Dalam hal ini sekeliling tiang kayu diberi penguat yang terbuat dari kawat kasa berlubang 5 cm. Tiang kayu diletakkan berdiri sedemikian rupa sehingga berjarak kurang lebih ¾ inci terhadap masing-masing sisa kasa penguat. Ruang antar tiang dengan sisi-sisi kasa penguat diberi lapisan campuran pasir semen. Tiang kayu diberi lapisan cat Dengan perlakuan ini biasanya umur pakai tiang dalam air laut tidak terlalu lama, antara 6 bulan – 2 tahun. Cat yang biasa digunakan berupa aspal atau bahan-bahan yang mengandung bitumin.
Adakalanya tiang kayu diberi
lapisan cat, kemudian dilapis lagi dengan goni yang diiisi atau jenuh dengan aspal danselanjutnya dilapis lagi dengan cat tebal. Lalu tiang kayu diberi
105
lapisan kayu berbentuk persegi setebal ± ½ inci. Pada akhirnya lapisan luar kayu ini deiberi lapisan cat tebal. E. Bahan Diskusi Mahasiswa diharapkan menyiapkan makalah (10-15 halaman) untuk setiap jenis organisme perusak kayu, yang mencakup deskripsi organisme, kondisi serangan dan teknik pengendaliannya. Makalah diharapkan mengacu pada bahan bacaan pengayaan dan penelusuran dari internet dan jurnal.
Kebaharuan pustaka menjadi salah satu
penilaian utama. F. Bahan Bacaan Pengayaan Untuk pengayaan materi yang telah diuraikan di atas, mahasiswa dapat mempelajari secara mandiri bahan bacaan berikut: (1)
Archer, K. and S. Lebow. 2006.
Wood Preservation. In: Primary Wood
Processing: Principles and Practice. Walker, J.C.F. (Eds.). Springer. Netherland. P: 297-338. (2)
Alexopoulos, C.J. 1961. Introductory Mycology. John Wiley & Sons, Inc. New York.
(3)
Hunt, G.M. and G.A. Garratt.
1986.
Pengawetan Kayu.
Alih Bahasa:
Mohammad Jusuf. Penerbit Akademika Pressindo. Jakarta. (4)
Borror, D.J., C.A. Triplehorn, and N.F. Johnson. 2007. Pengenalan Pelajaran Serangga. Edisi Keenam. Gadjah Mada University Press. Yogyakarta.
(5)
Zabel, R.A. and J.J. Morrell.
1992.
Wood Microbiology: Decay and its
Prevention. Edisi Pertama. Academic Press, Inc. San Diego. California. (6)
Eaton, R.A. and M.D.C. Hale. 1993. Wood: Decay, Pests and Protection. Edisi Pertama. Chapman & Hall. London.
(7)
Kirk, T.K. and E.B. Cowling. 1984. Biological Decomposition of Solid Wood. In: The Chemistry of Solid Wood. R.Rowell (Eds.). Advances in Chemistry Series 207. American Chemical Society. Washington. p:455-488. 106
G. Latihan/ Soal-Soal Agar kompetensi yang diharapkan dapat dicapai diakhir masa pembelajaran, mahasiswa diharapkan mengerjakan latihan/soal-soal yang tercantum dalam bahan ajar ini, sebagai berikut: (1)
Mengapa perubahan volume kayu akibat serangan white rot relatif lebih kecil dibandingkan oleh serangan brown rot?
(2)
Uraikan secara ringkas organisme yang dapat merusak kayu dan teknik pengendaliannya.
(3)
Kemukakan pendapat anda, jenis organisme mana yang paling berpotensi merusak jika ditinjau dari dampak kerusakan yang ditimbulkannya terhadap kayu.
107
BAB IV MENDETEKSI DETERIORASI KAYU
Tujuan Umum : Bab ini secara umum bertujuan untuk memberikan pengetahuan kepada mahasiswa tentang teknik-teknik mendeteksi deteriorasi kayu. Tujuan Khusus : Bab ini secara khusus memberikan kemampuan kepada mahasiswa untuk dapat menerapkan teknik mendeteksi deteriorasi kayu dengan memperhatikan kondisi penggunaannya.
Pada prinsipnya, deteriorasi kayu dapat dilihat sebagai salah satu bentuk mekanisme penurunan sifat yang berhubungan dengan penurunan ketahanan kayu. Deteriorasi ini secara signifikan banyak dijumpai pada struktur atau bangunan yang memanfaatkan kayu. Hal ini dapat terjadi dengan atau tanpa dapat dilihat secara langsung pada permukaan kayu hingga pada suatu kondisi dimana struktur kayu tersebut betulbetul mengalami kerusakan yang sangat parah. Pengamatan terhadap bangunan-bangunan dari kayu yang mengalami kerusakan dapat memperjelas bahwa kerusakan atau penurunan ketahanan kayu dalam struktur bangunan dapat disebabkan oleh organisme perusak. Organisme perusak umumnya menjadikan kayu sebagai sumber makanan atau tempat perlindungan. Sebagai contoh dapat dilihat pada kayu yang diserang oleh jamur. Serangan tersebut diawali oleh hifa dari jamur yang mensekresi enzim. Enzim yang dikeluarkan mampu menguraikan (depolimerisasi) komponen-komponen kimia penyusun kayu sehingga dapat menurunkan kerapatan, kekuatan, dan kekerasan kayu bangunan. Kondisi ini tentu secara nyata akan menurunkan daya tahan kayu dalam menerima beban dan akhirnya dapat roboh. Olehnya itu, mendeteksi deteriorasi kayu secara akurat dan lebih dini sangat diperlukan untuk memperpanjang umur pakai kayu dan menjamin keselamatan umum yang berhubungan dengan struktur bangunan kayu bersangkutan. Saat ini, ada beberapa manual untuk mengakses kondisi bangunan yang terbuat dari kayu. Pada bagian berikut ini dikemukakan metode-metode umum yang dapat dilakukan untuk mendeteksi deteriorasi pada kayu.
108
A. Metode Konvensional Metode konvensional untuk mendeteksi deteriorasi kayu dapat dilakukan terhadap kerusakan permukaan maupun kerusakan bagian dalam kayu. Dalam hal ini, cara-cara atau alat-alat khusus biasanya diperlukan untuk tipe kerusakan tertentu dengan tetap mempertimbangkan struktur bangunan. Meskipun berbagai cara dapat dilakukan untuk mendeteksi kerusakan pada kayu, pada prakteknya seorang dapat melakukan inspeksi tanpa harus menggunakan berbagai macam alat. Metode atau alat yang digunakan tergantung pada ketersediaan dana, pengalaman sebelumnya, atau masalah yang harus ditangani. A.1 Metode Mendeteksi Deteriorasi Bagian Luar Kayu Deteriorasi bagian luar kayu (eksterior) dapat dengan mudah dideteksi karena kerusakan yang terjadi dapat kita akses langsung. Tingkat kemudahannya tergantung pada besar kecilnya kerusakan dan metode inspeksi yang dilakukan. Metode yang umum dilakukan dalam hal ini adalah visual inspection dan probing. Teknik ini tentu saja masih memerlukan inspeksi lanjutan dengan metode lain untuk mengetahui tingkat kerusakan yang sebenarnya terjadi. Visual inspection (Inspeksi secara kasat mata) Visual inspection adalah metode paling sederhana untuk mengetahui lokasi terjadinya kerusakan pada struktur bangunan kayu. Dalam metoda ini, inspeksi dilakukan terhadap struktur bangunan untuk mengetahui dan memetakan tempat-tempat yang secara nyata atau pun potensial dapat mengalami kerusakan. Pada saat melakukan inspeksi, seseorang memerlukan keadaan ruangan inspeksi yang terang untuk mampu mendeteksi kerusakan-kerusakan permukaan kayu akibat organisme perusak, penumpukan air, dan kekuatan mekanis. Visual inspection tidak dapat mendeteksi kerusakan yang baru terjadi pada tahap awal. Selama Visual inspection, beberapa hal perlu diketahui untuk digunakan sebagai tanda terjadinya deteriorasi seperti:
109
a. Badan buah (fruiting bodies) sebagai indikasi positif adanya serangan jamur, meskipun tanda tersebut belum dapat menjadi indikasi besar dan tingkat kerusakan. Beberapa jenis jamur membentuk badan buah segera setelah terjadi sedikit kerusakan, sedangkan jenis lainnya hanya membentuk badan buah setelah terjadi kerusakan yang menyebar luas. b. Permukaan kayu yang berkerut (sunken faces) atau mengalami depresiasi dapat menjadi tanda terjadinya kerusakan di bawah permukaan. Pada struktur bangunan, sambungan-sambungan kayu tidak dapat dihindari. Pada bagian inilah biasanya terdapat bagian permukaan kayu yang tertekan. Perubahan warna pada bagian struktur ini dapat menjadi tanda bahwa bagian tersebut berpotensi untuk menjadi perangkap bagi air yang mengenainya dan sangat cocok untuk pertumbuhan jamur. Perubahan warna seperti karatan pada kayu akibat sambungan atau hubungan dengan besi juga dapat menjadi indikasi terjadinya pembasahan (wetting) pada bagian tersebut. c. Adanya aktivitas serangan serangga dapat ditandai oleh lubang-lubang gerek, saluran kembara rayap, butiran-butiran kayu (frass), bubuk kayu, dan sejenisnya. Adanya serangan serangga juga menjadi indikasi adanya masalah kelembaban yang berpotensi terjadinya serangan jamur.
Probing (Penyelidikan) Probing dilakukan dengan menggunakan alat-alat seperti jarum tusuk atau pisau untuk mendeteksi kerusakan di bawah permukaan kayu. Kerusakan yang terjadi dapat ditandai dengan kurangnya ketahanan kayu terhadap tusukan sebagai akibat adanya pelunakan kayu. Meskipun metode ini cukup sederhana, dalam prakteknya sangat memerlukan pengalaman untuk dapat menginterpretasi hasil dengan baik. Dalam hal ini, perlu kehati-hatian untuk dapat membedakan kayu yang rusak karena jamur dengan kayu yang lunak karena air yang biasanya masih kuat dan tidak mengalami kerusakan meskipun lebih lunak dari kayu kering. Kesulitan interpretasi juga dapat terjadi pada saat
110
kayu yang menjadi obyek inspeksi adalah kayu yang secara alami memang memiliki struktur yang lunak.
A.2 Metode Mendeteksi Deteriorasi Bagian Dalam (Interior) Kayu
Berbeda dengan deteriorasi bagian luar kayu, deteriorasi bagian dalam kayu (interior) sulit untuk dideteksi karena tanda-tandanya dapat saja tidak tampak secara visual. Sejumlah metode dan alat telah dikembangkan mulai dari yang sederhana seperti palu hingga yang kompleks dan canggih seperti sinar-X dan radiografik. Alat-alat lain seperti pengukur kadar air (moisture meters) juga biasa digunakan sebagai alat bantu dalam
mengidentifikasi
bagian-bagian
kayu
yang
kondisinya
potensil
bagi
berkembangnya kerusakan internal.
Sounding (Membunyikan)
Membunyikan kayu dengan mengetuknya menggunakan palu atau alat lain adalah satu cara yang paling umum digunakan untuk mendeteksi deteriorasi yang terjadi di bagian interior kayu. Seorang pendeteksi yang berpengalaman dapat menginterpretasi suara yang timbul saat kayu diketuk, apakah masih utuh (sound) atau ada suara kosong yang dapat mengindikasikan terjadinya kerusakan atau deteriorasi parah. Meskipun sounding ini sudah digunakan secara luas, cara tersebut sering mengalami kesulitan interpretasi karena adanya faktor-faktor lain yang turut menentukan variasi kualitas suara yang timbul. Selain itu, sounding hanya memberikan gambaran parsial dari adanya kerusakan yang meluas yang tidak dapat mendeteksi kerusakan kayu yang masih dalam tahap awal hingga serangan sedang. Meskipun demikian, sounding masih tetap memiliki ruang tersendiri untuk keperluan inspeksi atau identifikasi kerusakan berat kayu bangunan secara cepat. Penemuan adanya gejala kerusakan dengan cara ini memerlukan verifikasi dengan menggunakan metode lain seperti pengoboran (drilling) dan penerasan (coring).
111
Drilling dan coring (Pengoboran dan Penerasan) Drilling dan coring adalah metode paling umum untuk mendeteksi deteriorasi internal, khususnya pada bangunan seperti jembatan. Kedua metode tersebut digunakan untuk mendeteksi rongga yang terjadi akibat deteriorasi dan menentukan ketebalan kayu yang masih utuh. Drilling dan coring memiliki kemiripan dalam respon sehingga dapat dibahas secara bersama-sama. Drilling biasa dilakukan dengan bor elektrik maupun manual dengan mata bor 3
berukuran diameter 10-19 mm (3/8 to /4 inch). Drilling menggunakan tenaga elektrik akan lebih cepat, tetapi dengan menggunakan tenaga manual seorang dapat merasakan perubahan keadaan kayu sehingga dapat mendeteksi deteriorasi kayu dengan lebih baik. Secara umum, teknik ini dilakukan dengan mengebor struktur kayu, mencermati keadaan dimana pengeboran terasa lebih mudah, dan mengamati kayu-kayu hasil pengeboran untuk melihat terjadinya kerusakan pada bagian kayu bersangkutan. Adanya kerusakan kayu secara alami seperti mata kayu, saluran resin, dan serat-serat abnormal harus diantisipasi untuk tidak membuat kesalahan interpretasi. Jika ditemukan deteriorasi kayu, lobang-lobang pengeboran dapat digunakan untuk melakukan perlakuan-perlakuan perbaikan terhadap struktur kayu tersebut. Sedangkan Coring dilakukan dengan menggunakan alat yang dapat mengeluarkan kayu yang dibor secara utuh (core) sehingga dapat mengamati keadaan kerusakan kayu lebih seksama. Drilling dan coring umumnya digunakan untuk mengkonfirmasi adanya bagianbagian kayu yang diduga sebagai tempat berkembangnya jamur perusak setelah melakukan inspeksi dengan menggunakan moisture meters atau metode lainnya. Pada saat kerusakan kayu terdeteksi, drilling dan coring juga dapat digunakan untuk menentukan luas dan batas-batas daerah serangan/kerusakan. Dalam inspeksi kerusakan, drilling sangat cocok untuk tahap awal inspeksi hingga ditemukannya tanda-tanda adanya kerusakan. Apabila kerusakan sudah dapat dideteksi, coring dapat dilakukan untuk mengetahui batas-batas infeksi atau untuk digunakan sebagai contoh uji untuk pengamatan dan analisis lanjutan. Dalam melakukan metode ini sangat diperlukan penggunaan alat yang tajam, baik untuk drilling maupun untuk coring. Penggunaan alat 112
yang tumpul dapat merusak serat-serat kayu dan menyebabkan salah interpretasi dengan bentuk kerusakan kayu. B. Metode Alternatif Shigometer Shigometer adalah suatu alat yang menggunakan getaran-getaran gelombang untuk mengukur perubahan dalam konduktivitas elektrik kayu akibat adanya kerusakan. Untuk tujuan tersebut, suatu lubang kecil dibuat dengan bor ke dalam kayu kemudian kawat pendeteksi yang dihubungkan dengan pengukur getaran dimasukkan ke dalam lubang tersebut. Apabila kawat detektor menemukan bagian kayu yang mengalami deteriorasi, maka alat pengukur akan menunjukkan penurunan getaran. Bagian yang menunjukkan adanya penurunan getaran yang besar (50-75%) dapat kemudian dilakukan drilling atau coring untuk menentukan deteriorasi yang sesungguhnya. Shigometer telah terbukti mampu mendeteksi kerusakan kayu pada pohon hidup dan penggunaannya untuk kayu bangunan atau bahan konstruksi lainnya masih dibatasi oleh rendahnya kadar air kayu. Meskipun demikian, beberapa studi menunjukkan bahwa Shigometer cukup baik untuk mendeteksi kerusakan apabila digunakan pada kondisi yang tepat dan oleh orang yang berpengalaman dalam mengoperasikannya dan menginterpretasi hasilnya. X-rays and tomography scanners Sinar-X (X-rays) pernah digunakan secara umum untuk mendeteksi adanya ronggarongga pada bagian dalam (internal) kayu. Pada saat Sinar-X digunakan ke seluruh bagian kayu, adanya mata kayu atau kerusakan lainnya akan merubah kerapatan gelombang radiograph yang direkam. Metode penggunaan sinar-X ini untuk mendeteksi kerusakan pada kayu saat ini sudah sangat terbatas karena memiliki beberapa masalah seperti biaya yang mahal, faktor keselamatan akibat radiasi, dan memerlukan tenaga ahli untuk menginterpretasi hasilnya. Meskipun dibatasi oleh adanya masalah-masalah tersebut, sinar-X secara khusus sangat bermanfaat untuk mendeteksi serangan-serangan organisme perusak seperti rayap dan penggerek laut.
113
Metoda perambatan gelombang tekanan (Stress wave propagation method) Metoda lain yang sukses digunakan untuk mendeteksi kerusakan internal kayu adalah mengalirkan suatu gelombang tekanan ke dalam struktur kayu dan mengukur penurunan gelombang tekanan dan waktu yang diperlukan bagi gelombang tekanan tersebut untuk menembus struktur kayu bersangkutan. Apabila terjadi kerusakan dalam struktur kayu tersebut, maka penurunan dan waktu yang diperlukan untuk melewati struktur kayu tersebut akan bertambah. Waktu perambatan pada kayu yang mengalami kerusakan dapat beberapa kali waktu perambatannya pada kayu utuh tanpa kerusakan. C. Bahan Tugas Pada bagian ini, mahasiswa secara sendiri-sendiri diminta untuk melakukan inspeksi kerusakan kayu pada lingkungan tempat tinggal masing-masing dan mempresentasikan teknik yang dilakukan dan bagaimana hasilnya. Dalam hal ini, diskusi dalam kelas dilaksanakan dengan mekanisme sebagai berikut: 1. Peserta mata kuliah dibagi atas tiga kelompok 2. Setiap kelompok mengidentifikasi teknik-teknik yang dilakukan setiap anggota dan mendiskusikan kelebihan dan kekurangan masing-masing teknik inspeksi yang dilakukan. 3. Ketua kelompok mempresentasikan hasil diskusi kelompoknya di depan kelas untuk ditanggapi oleh kelompok lainnya.
D. Bahan Bacaan Pengayaan
E. Latihan/ Soal-Soal
1. Jelaskan kapan waktu yang cocok untuk melakukan inspeksi kerusakan pada bangunan dan bagaimana teknik melakukannya ! 2. Jelaskan hubungan antara kegiatan inspeksi dengan umur pakai kayu pada bangunan !
114
BAB V TUJUAN DAN MANFAAT PERBAIKAN SIFAT KAYU
Tujuan Umum : Bab ini secara umum bertujuan untuk menjelaskan peranan perbaikan sifat kayu serta tujuan dan manfaatnya. Tujuan Khusus : Bab ini secara khusus memberikan kemampuan kepada mahasiswa dalam menjelaskan nilai ekonomis dan ekologis dari usaha-usaha perbaikan sifat kayu.
Perbaikan sifat kayu yang meliputi kekuatan dan keawetannya pada dasarnya ditujukan untuk memperpanjang umur pakai kayu, baik sebagai bahan bangunan maupun sebagai produk industri kayu lanjutan. Hal ini tentu saja bermanfaat untuk efisiensi pemanfaatan sumberdaya hutan serta memberikan nilai ekonomis dan ekologis. Dengan demikian, berbagai cara dapat dilakukan untuk mencapai tujuan tersebut. Cara-cara yang dimaksud tentu saja dapat berupa perbaikan sifat kekuatan dan perbaikan sifat keawetan kayu. Cara-cara tersebut akan dijelaskan dalam bab-bab berikut. Pada bagian ini dikemukakan bagaimana suatu usaha perbaikan sifat dapat meningkatkan efisiensi pemanfaatan sumberdaya hutan, meningkatkan nilai ekonomis, dan bermanfaat secara ekologi.
Efisiensi Pemanfaatan Sumberdaya Hutan
Efisiensi pemanfaatan sumberdaya hutan dapat diartikan sebagai pemanfaatan hasil hutan yang berhasil guna, tidak boros, dan memenuhi keperluannya. Dari aspek efisiensi pemanfaatan sumberdaya hutan ini, manfaat perbaikan sifat kayu dapat dianalisis berdasarkan perbandingan kebutuhan kayu dan produktivitas lahan. Sebagai contoh sederhana dapat kita lihat dari kebutuhan kayu untuk perumahan. Meskipun sampai saat ini besarnya permintaan potensial akan kayu bangunan di Indonesia belum pernah dilaporkan, data Biro Pusat Statistik tahun 2000 menunjukkan pembangunan perumahan yang terus meningkat, yaitu sebanyak 1.709.831 unit pada tahun 1989, 2.215.956 unit pada tahun 1992, dan 2.544.196 unit pada tahun 1994. Keadaan tersebut menunjukkan
119
bahwa dengan kebutuhan kayu rata-rata lebih dari 3 m3 untuk setiap unit, jumlah kayu gergajian untuk perumahan diperkirakan saat ini dapat mencapai 9 juta m3/tahun. Apabila sebanyak 85% dari kebutuhan kayu gergajian tersebut merupakan kayu yang memiliki keawetan alami rendah dan hanya dapat bertahan selama 5 tahun, maka dalam kurun waktu 15 tahun pertama total kayu gergajian yang diperlukan untuk membangun dan mengganti kayu yang rusak adalah sekitar 249,75 juta m3, dengan perincian 135 juta m3 untuk membangun baru dan 114,75 juta m3 untuk mengganti yang rusak. Dari perhitungan tersebut berarti bahwa dengan usaha pengawetan kayu, selama 15 tahun pertama, kayu yang digunakan untuk perumahan dapat dihemat sekitar 7,7 juta m3 per tahunnya. Bila diketahui rendemen pengolahan kayu bulat menjadi kayu gergajian adalah sekitar 50%, maka jumlah tersebut setara dengan menghemat pengambilan kayu bulat (logs) dari hutan sekitar 15,4 juta m3 per tahun. Dengan asumsi produktivitas hutan yang ada sebesar 35 m3 per hektar per tahun, maka luas hutan yang bertahan karena tidak ditebangi atas adanya usaha pengawetan kayu dapat mencapai 440.000 ha. Hal ini dapat menjadi bukti bagaimana sumberdaya hutan berupa kayu tersebut dapat diefisiensikan penggunaannya dengan usaha perbaikan sifat berupa pengawetan.
Manfaat Ekonomi
Peranan perbaikan sifat kayu dapat pula dilihat dari aspek ekonomi. Sebagai contoh dengan usaha pengawetan kayu, nilai ekonomi yang diterima oleh masyarakat pengguna kayu-kayu awet sangat besar. Berdasarkan perhitungan yang dilakukan, diketahui bahwa biaya tahunan rata-rata untuk kayu yang tidak diawetkan adalah sebesar Rp. 487.398 per m3, sedangkan kayu yang diawetkan memang lebih besar, yaitu sebesar Rp. 701.105 per m3. Namun demikian, biaya pembelian kayu yang tidak diawetkan untuk kurun waktu 15 tahun dapat menjadi lebih besar, yaitu Rp. 121,73 triliun (total kayu gergajian yang diperlukan untuk membangun dan mengganti kayu yang rusak sebanyak 249,75 juta m3 dikalikan dengan biaya Rp. 487.398 per m3). Dibanding dengan menggunakan kayu yang diawetkan, biaya tersebut hanya Rp. 94,65 triliun (135 juta m3 x Rp. 701.105) atau dapat menghemat sebesar Rp. 27,08 triliun dalam 15 tahun atau lebih 1,81 triliun per tahun.
120
Manfaat ekologi
Peranan perbaikan sifat kayu seperti usaha pengawetan tidak hanya sampai di situ. Dalam hubungannya dengan isu lingkungan global seperti gejala pemanasan global, sumbangan penghematan lebih dari 15 juta m3 per tahun memiliki arti terbukanya potensi carbon storage dan ketersediaan oksigen di alam. Hal ini dapat dilihat berdasarkan persamaan proses fotosintesis yang memberikan gambaran bahwa untuk menghasilkan satu ton massa kayu diperlukan 1,467 ton CO2 dan melepaskan 1,067 oksigen. Apabila berat jenis kayu yang digunakan rata-rata 0,6, maka sumbangan penghematan 15,4 juta m3 per tahun setara dengan 9,24 juta ton massa kayu dengan potensi penyerapan CO2 sebanyak 13,55 juta ton dan pelepasan oksigen sebanyak 9,86 juta ton per tahun. Dengan demikian, penggunaan kayu yang telah diawetkan sungguh merupakan suatu hal yang harus secara bersama-sama
dilakukan
dalam
pembangunan
rumah
untuk
mendukung
dan
meningkatkan kualitas hidup masyarakat dan lingkungan global.
A. Bahan Diskusi
Pada bagian ini, mahasiswa secara berkelompok diminta untuk mendiskusikan dan menyampaikan pendapat tentang bagaimana efisiensi pemanfaatan sumberdaya hutan, manfaat ekonomi, dan manfaat ekologis dari perbaikan sifat kayu berpengaruh terhadap kesempatan kerja dan kesejahteraan masyarakat. Diskusi dalam kelas dilaksanakan dengan mekanisme sebagai berikut: 1. Peserta mata kuliah dibagi atas tiga kelompok 2. Kelompok I memilih ketua kelompok yang akan memimpin diskusi internal kelompoknya untuk mengidentifikasi hubungan antara perbaikan sifat kayu – efisiensi pemanfaatan sumberdaya hutan – kesempatan kerja – kesejahteraan masyarakat. 3. Kelompok II memilih ketua kelompok yang akan memimpin diskusi internal kelompoknya untuk mengidentifikasi hubungan antara perbaikan sifat kayu – manfaat ekonomi – kesempatan kerja – kesejahteraan masyarakat.
121
4. Kelompok III memilih ketua kelompok yang akan memimpin diskusi internal kelompoknya untuk mengidentifikasi hubungan antara perbaikan sifat kayu – manfaat ekologis – kesempatan kerja – kesejahteraan masyarakat. 5. Ketua kelompok mempresentasikan hasil diskusi kelompoknya di depan kelas untuk ditanggapi oleh kelompok lainnya.
C. Bahan Bacaan Pengayaan
Batubara, R. 2006. Teknologi Pengawetan Kayu dan Perumahan dan Gedung dalam Upaya Pelestarian Hutan. Karya Tulis. Departemen Kehutanan, Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara.
D. Latihan/ Soal-Soal
1. Jelaskan hubungan antara usaha perbaikan sifat kayu dengan kelestarian hutan ! 2. Jelaskan hubungan antara usaha perbaikan sifat kayu dengan perbaikan lingkungan ! 3. Jelaskan hubungan antara usaha perbaikan sifat kayu dengan perbaikan ekonomi masyarakat !
122
BAB VI PERBAIKAN SIFAT KEKUATAN KAYU
Setiap
jenis
kayu
mempunyai
ciri
tersendiri
baik
sifat
kimia
maupun
fisik/mekaniknya. Sebagai contoh kayu jenis fast growing species mempunyai sifat mekanik yang lebih rendah jika dibandingkan dengan jenis non fast growing species. Seperti telah diuraikan pada bab terdahulu bahwa faktor-faktor yang mempengaruhi kekuatan kayu di antaranya adalah faktor biologis (mikroorganisme yang menyerang kayu), kadar air dan berat jenis kayu. Faktor-faktor tersebut pada dasarnya dapat dimanipulasi sehingga upaya pencegahan gangguan kekuatan kayu dapat dipertahankan, misalnya upaya pengawetan dengan zat kimia, pengeringan dan rekayasa percepatan tumbuh. Dengan diketahuinya kekuatan untuk jenis kayu tertentu, maka konsumen akan memilih jenis kayu yang tepat sesuai penggunaannya. Sifat fisik/mekanik kayu yang penting adalah berat jenis, kembang susut, kadar air dan kekuatan mekanik. Kayu merupakan komponen polimer tiga dimensi dengan penyusun utama selulosa, hemiselulosa dan lignin. Ketiga komponen ini berpengaruh terhadap sifat fisik dan kimia kayu. Perubahan dimensi, pengaruh lingkungan dan degradasi dapat menghasilkan penurunan terhadap kekuatan sifat kayu (Deka dan Saikia, 2000). Beberapa perubahan kimia dalam polimer dinding sel kayu mengakibatkan perubahan sifat fisik dan mekanik kayu. Sifat-sifat ini dapat bervariasi mulai dari yang sederhana berupa perubahan warna kayu sampai pada perubahan besar dalam hal sifat-sifat modulus, kemampuan menahan beban maksimum, kerapuhan, kekerasan, keteguhan dalam kondisi basah, kekakuan dalam kondisi basah, keteguhan pukul, keteguhan tekan, permeabilitas gas, kerapatan, dan daya serap air. Perubahan kandungan kadar air dinding sel yang dihasilkan dari modifikasi kimia memiliki pengaruh yang besar terhadap sifat mekanis. Setiap persen perubahan kadar air akan menimbulkan pengaruh terhadap perubahan sifat mekanis kayu sebagaimana yang dapat dilihat pada Tabel 5 di bawah ini :
123
Tabel 5. Perkiraan Perubahan Sifat-Sifat Mekanik dari Kayu Bebas Cacat Saat Terpengaruh Perubahan Kadar Air Sifat-Sifat Lentur statis Tegangan serat pada batas proporsi Modulus patah (MOR) Modulus lentur (MOE) Kerja pada batas proporsi Kerja pada beban maksimum Lentur pukul Ketinggian jatuh yang menyebabkan kerusakan Tekan sejajar serat Tegangan serat pada batas proporsi Keteguhan hancur maksimum Tekan tegak lurus serat Tegangan serat pada batas proporsi Geser sejajar serat Keteguhan geser maksimum Kekerasan Ujung Samping
Perubahan per 1% perubahan kadar air (1%) 5 4 2 8 0.5 0.5
5 6 5.5 3 4 2.5
Sumber : Rowell, 1996 dalam Hon 1996
Tabel 5 menunjukkan bahwa tegangan serat pada batas proporsi, kerja pada batas proporsi, dan keteguhan hancur (crushing) maksimum adalah sifat-sifat mekanik yang sebagian besar dipengaruhi oleh perubahan kadar air saja + 1 % di bawah TJS. Sedangkan perubahan sifat mekanik dari segar ke kering oven disajikan pada Tabel 6.
124
Tabel 6. Hubungan Antara Beberapa Sifat Mekanik Kayu dan Kadar Air Kadar Air Sifat-Sifat
Segar
19%
12%
8%
KeringOven
Douglas fir Modulus patah (MOR)
62
76
100
117
161
Tekan sejajar serat
52
68
100
124
192
Modulus lentur (MOE)
80
88
100
108
125
Aspen Modulus patah (MOR)
61
75
100
118
165
Tekan sejajar serat
50
67
100
126
199
Modulus lentur (MOE)
73
83
100
111
137
Sumber : Rowell, 1996 dalam Hon 1996
* Semua nilai dinyatakan sebagai persentase sifat pada kadar air 12%
A. Metode-Metode Perbaikan Sifat Kekuatan Kayu A.1. Pengeringan Kayu
Kadar air berpengaruh terhadap sifat-sifat mekanik jika berada di bawah titik jenuh serat (TJS). Jika kadar air berkurang maka kekuatan akan meningkat. Peningkatan ini terjadi karena adanya perubahan dalam dinding sel, yaitu menjadi lebih kompak. Unitunit struktural, misalnya mikrofibril mendekat satu sama lain dan kekuatan rantai molekul selulosa menjadi lebih kuat.
Setiap 1% perubahan kadar air menyebabkan
perubahan 6% pada kekuatan tarik aksial, keteguhan pukul (MOR) 5%, kekerasan 2,5 – 4% (umumnya dalam arah aksial), MOE (pada keteguhan pukul statis) 2% dan sebagainya (Tsoumis, 1991).
Hubungan antara kadar air dan kekuatan kayu dapat
dilihat pada Gambar 16 berikut :
125
Hubungan antara kadar air dengan kekuatan kayu
Gambar 16. Hubungan antara kadar air dengan kekuatan kayu
23
Berdasarkan Gambar 16 di atas, terlihat bahwa semakin kecil kadar air, maka kekuatan kayu juga akan meningkat.
Dengan demikian, salah satu metode untuk
meningkatkan kekuatan kayu adalah dengan mengurangi kadar air kayu melalui proses pengeringan.
A.2. Modifikasi Kimia Kayu
Suatu penelitian yang dilakukan oleh Deka dan Saikia (2000) mengenai stabilitas dimensi kayu menggunakan resin thermosetting yaitu phenol formaldehyde (PF), melamine formaldehyde (MF) dan urea formaldehyde (UF) dengan WPG sebesar 33-35, konsentrasi resin 30% pada suhu
90–100°C dan tekanan udara 75 psi. Perlakuan
tersebut dapat meningkatkan modulus of rupture (MOR) 12–20%, modulus of elasticity (MOE) 5–12% dan stabilitas dimensi masing-masing 70,59%, 68,23% dan 48,5%. Modifikasi kimia dengan reaksi esterifikasi yang menggunakan pelarut asetat anhidrid dikenal sebagai proses asetilasi, karena dalam proses ini menghasilkan asam asetat sebagai produk sampingnya. Rowell (1996) telah mereview beberapa penelitian mengenai reaksi kayu dengan asetat anhidrid pada kira-kira 15-20 Weight Percent Gain 126
(Persen Penambahan Berat) yang memberikan peningkatan beberapa sifat kayu antara lain: -
kerapatan sekitar 5% sampai 20%
-
keteguhan geser sejajar serat meningkat dari 12% menjadi 24%
-
pada uji kelenturan statis, MOE bervariasi dari -6% sampai +2% [Dreher, Goldstein, Cramer (1964), Narayanamurti & Handa (1953)],
-
modulus patah (MOR) bervariasi dari -8% sampai +17% bergantung pada kayu yang diuji [Dreher, Goldstein, Cramer (1964), Militz (1991), Larrson (1993)],
-
tegangan serat pada batas proporsi meningkat dari +7% sampai 20% [Dreher, Goldstein, Cramer (1964)]
-
usaha pada batas proporsi meningkat dari 25% sampai 42% [Dreher, Goldstein, Cramer (1964)].
-
kekerasan bola meningkat dari 22% sampai 31% [Dreher, Goldstein, Cramer (1964)]
-
kekerasan Brinell tangensial meningkat 25% dan radial 20% [Larrson (1993)].
-
keteguhan pukul (impact strength) bervariasi dari -13% sampai +16% [Koppers (1961), Goldstein, Jeroski, Lund, Nielson, Weater (1961)]
-
keteguhan tekan tegak lurus serat meningkat 22-31% [ Dreher, Goldstein, Cramer (1964)],
-
keteguhan tekan sejajar serat meningkat 10% [ Militz (1991)]
-
keteguhan tekan basah pada batas proporsi meningkat 93 – 144 % [ Koppers (1961), Goldstein, Jeroski, Lund, Nielson, Weater (1961)]
-
keuletan bervariasi dari -7% sampai +17% [Tarkow and Stamm (1950), Goldstein, Jeroski, Lund, Nielson, Weater (1961)]
-
usaha sampai rusak (work to failure) meningkat 5 – 12% dan keteguhan tarik meningkat 1-4% [Rowell and Banks (1985)]
-
elongasi rusak tekan bervariasi dari -17% sampai +42% [Tarkow and Stamm (1950)].
(Semua nilai rata-rata ini membandingkan kayu terasetilasi dengan kayu tidak terasetilasi).
127
Suatu penelitian modifikasi kimia kayu karet dengan styrene yang dikombinasikan dengan crosslinker Glycidyl Methacrylate (GMA) yang dilakukan oleh Devi et al. (2003) menunjukkan bahwa perlakuan ini mampu memperbaiki stabilitas dimensi dalam hal % pengembangan volume, anti-shrink efficiency dan mengurangi penyerapan air.
Selain
itu perlakuan juga dapat memperbaiki sifat mekanis (kekuatan) menyangkut modulus of rupture (MOR) dan modulus of elasticity (MOE). Kekerasan sampel dengan perlakuan styrene dan styrene-GMA juga lebih tinggi dibandingkan dengan sampel tanpa perlakuan. Selain itu, penelitian lain mengenai modifikasi kimia kayu untuk meningkatkan daya tahan terhadap kerusakan dan panas (thermal), menunjukkan bahwa kayu yang direaksikan dengan fosforamid yang dihasilkan secara in situ melalui reaksi fosfor pentoksida dengan amina (butylamine) tahan terhadap degradasi jamur dan panas. Analisis termal dengan DSC (Differential Scanning Calorimetry) dalam nitrogen dari kayu yang direaksikan dengan fosforamid memperlihatkan bahwa mekanisme ketahanan terhadap api berhubungan dengan dehidrasi. Pirolisis kayu termodifikasi melalui reaksi dehidrasi menyebabkan penurunan produksi volatil dan meningkatkan pembentukan arang.
Nilai oksidasi arang juga menurun.
TGA (Thermography Analysis) dalam
nitrogen atau udara menunjukkan bahwa kayu termodifikasi menghasilkan arang lebih banyak daripada kayu yang diimpregnasi dengan diamonium fosfat.
A.3. Pemadatan/Densifikasi Kayu
Pemadatan kayu adalah salah satu usaha untuk meningkatkan kekuatan dan keawetan kayu berkerapatan rendah dengan cara mengempa papan kayu menjadi lebih padat. Pada kondisi lebih padat daripada sebelumnya, maka kekuatan kayu meningkat. Pemadatan kayu dapat dilakukan dengan dua langkah utama, yaitu perlakuan perendaman, perebusan dan pengukusan agar kayu tersebut bersifat plastis dan perlakuan pemadatan pada arah tegak lurus serat. Pemadatan kayu dipengaruhi oleh jenis kayu, plastisitas kayu, kadar air, suhu kempa, dan penerapan besarnya tekanan kempa. Proses plastisasi dan pemadatan kayu yang sesuai akan meningkatkan sifat fisik dan sifat mekanik kayu terpadatkan dan berkualitas tinggi. Kualitas yang dimaksud adalah kemudahan proses
128
pemadatan, stabilitas dimensi, keseragaman dan peningkatan kekuatan papan kayu, kehalusan corak permukaan papan dan fiksasi permanen (Djoko, Hilmato dan Tusi, 2007). Menurut Amin dan Dwianto (2006), teknik densifikasi kayu adalah teknik pengempaan kayu utuh (solid) yang bertujuan untuk meningkatkan kekerasan permukaan dan kekuatan kayu. Teknik ini dapat diterapkan pada jenis-jenis kayu cepat tumbuh yang pada umumnya berkualitas rendah melalui peningkatan kerapatannya. Kayu kompresi secara komersial telah dibuat di Jerman dengan nama Lignostone (Stamm 1964). Tetapi hasil pengempaannya belum bersifat permanen, karena masih kembali ke ketebalan semula bila mendapat pengaruh kelembaban atau perendaman (recovery). Hasil pengempaan yang permanen mutlak diperlukan untuk memanfaatkan kayu-kayu kompresi tersebut sebagai pengganti kayu-kayu komersial. Densifikasi kayu yang bersifat permanen dapat dilakukan dengan mengunakan metode : 1. perekatan atau modifikasi kimia, 2. perlakuan suhu tinggi pada kondisi kayu kering dan 3. perlakuan uap air suhu tinggi pada kondisi kayu basah (steam).
Prinsip densifikasi kayu metode (1) adalah dengan memasukkan perekat (Stamm dan Seborg 1941) atau bahan kimia (Fujimoto 1992) ke dalam kayu dan proses curing atau polimerisasinya terjadi pada saat pengempaan dalam kondisi kayu terdeformasi. Pada metode ini dapat digunakan perekat fenol, melamin, urea, tanin atau perekat yang berasal dari lateks. Sedangkan modifikasi kimia dapat menggunakan metode formalisasi, esterifikasi atau asetilasi. Densifikasi kayu metode (2) dapat diterapkan dengan menggunakan alat kempa panas atau oven pengering, tetapi membutuhkan waktu yang lama untuk mencapai fiksasi kayu yang permanen, yaitu sekitar 20 jam pada suhu 180ºC (Dwianto et al. 1997), disamping itu cukup banyak menurunkan sifat mekanik kayu tersebut. Beberapa pendapat mengenai sifat permanen kayu dengan metode ini antara lain adalah akibat terdegradasinya lignin sehingga menyebabkan menurunnya internal stress (Seborg et al. 1945) dan menurunnya sifat higroskopis kayu (Inoue dan Norimoto 1991).
129
Metode (3) adalah memanaskan kayu dengan menggunakan uap air suhu tinggi (steam treatment). Metode ini dilakukan dengan memasukkan uap air panas dari boiler ke dalam autoclave yang dilengkapi dengan alat kempa tahan panas (Inoue et al. 1993). Kelebihan dari metode ini adalah fiksasi yang bersifat permanen dari kayu yang dikempa dapat dicapai lebih cepat jika dibandingkan dengan metode (2), dan tidak banyak mempengaruhi atau menurunkan sifat mekanik kayu. Fiksasi yang permanen pada suhu 180ºC dapat dicapai hanya dalam waktu sekitar 10 menit. Pendapat-pendapat mengenai sifat permanen dengan metode ini antara lain adalah akibat perubahan struktural selulosa (Ito et al. 1998) dan terjadinya hidrolisa hemiselulosa yang mengakibatkan menurunnya internal stress pada kayu (Hsu et al. 1988). Tetapi metode (3) tersebut sulit untuk diterapkan pada skala pemakaian karena membutuhkan perangkat yang sangat mahal, yaitu boiler, autoclave dan alat kempa tahan panas yang dimasukkan ke dalam autoclave; serta tidak dapat dilakukan terhadap kayu dengan ukuran besar. Metode ini dapat dimodifikasi dengan prinsip Close System Compression. Rommel (2001) melakukan penelitian mengenai pengaruh tekanan steam pada peningkatan karakteristik dan kualitas kayu glugu. Dengan perlakuan steam diharapkan terjadi pemampatan pori-pori pada serat kayu sehingga akan meningkatkan berat jenis dan mengurangi kadar lengas kayu yang merupakan parameter-parameter yang berpengaruh terhadap kekuatan kayu. Penelitian ini menunjukkan bahwa perlakuan steam menyebabkan penambahan berat jenis hingga 0,75 gr/cm3 atau naik hingga 64% dan pengurangan kadar lengas sampai 2,086% dari contoh uji tanpa perlakuan. Pemberian tekanan steam pada kayu glugu meningkatan karakteristik kekuatan tarik // serat (560,86 kg/cm2) ; kekuatan tarik serat
(88,69 kg/cm2) ; kekuatan tekan serat (629,36%) ;
kekuatan geser (171,55 kg/cm2), sedangkan kekuatan lenturnya tidak meningkat. Sifat daktilitas kayu dengan pemberian steam hanya meningkat pada arah tegangan-regangan tarik // serat saja. Kayu glugu yang diberi perlakuan steam ternyata dapat meningkatkan kekuatan kayu dari kelas kuat III (dimana kuat tekan absolut sebesar 300 s/d 425 kg/cm2) menjadi kelas kuat II (dimana kuat tekan absolut sebesar 425 s/d 650 kg/cm2).
130
A.4. Kayu Laminasi
Glulam adalah susunan beberapa lapis kayu direkatkan satu sama lain secara sempurna menjadi satu kesatuan tanpa terjadi diskontinuitas perpindahan tempat (Gurdal et al. 1999 dalam Sulistyawati, Nugroho, Surjokusumo, dan Hadi (2008). Arah serat seluruh lapisan paralel terhadap panjang balok. Dua prinsip desain laminasi adalah memaksimalkan dimensi dan meminimalkan material, apabila kedua prinsip tersebut dapat dilakukan secara simultan maka tujuan penggunaan laminasi dapat dicapai secara maksimal, sehingga laminasi merupakan desain ekonomis dengan tetap memenuhi prinsip struktural (Bodig dan Jayne, 1993). Juga dinyatakan bahwa kayu sebagai material alamiah berupa balok atau log mungkin belum merupakan produk yang efisien sebagai komponen struktural; sebuah balok kayu utuh dengan adanya cacat kayu, kapasitas memikul beban menjadi lebih kecil; dengan memotong menjadi beberapa lapis lebih tipis yang biasa disebut lamina dan kemudian melekatkan kembali dengan menghilangkan cacat kayu atau mengatur posisi cacat kayu secara tepat maka sifat mekanisnya akan meningkat. Lapisan kayu dapat diatur dengan mutu disesuaikan dengan fungsi ditinjau dari segi kemampuan struktural di dalam menerima beban. Dengan susunan lapisan yang mempunyai mutu berbeda pada lapis tertentu akan meningkatkan sifat mekanis kayu antara lain kekuatan dan kekakuannya. Dengan menyusun lapisan kayu dan memberikan lapisan yang mempunyai mutu lebih tinggi pada daerah dengan tegangan besar dan mutu yang lebih rendah pada daerah lainnya, penampang laminasi akan bekerja efektif di dalam menerima beban lentur sehingga akan mempengaruhi kekuatan lentur maupun kekakuan dari satu kesatuan laminasi tersebut. Ritter dan Williamson (1995) dalam Sulistyawati, Nugroho, Surjokusumo, dan Hadi (2008), menyatakan bahwa glulam dapat dibuat secara horisontal yang disebut glulam horisontal dengan penempatan laminasi dengan kualitas tinggi pada posisi teratas dan terbawah balok; di dalam perkembangan desain juga dikembangkan glulam vertikal untuk sistem dek jembatan. Ditinjau dari segi ekonomis kelebihan laminasi adalah mempunyai kemampuan meningkatkan dimensi, yaitu dari persediaan material yang lebih kecil atau tipis dapat
131
disusun menjadi satu kesatuan laminasi dengan dimensi yang lebih besar; mempunyai kemampuan membuat bentuk struktural seperti lengkung, yang mana hal ini sulit apabila menggunakan material lainnya; mempunyai nilai keindahan ditinjau dari segi arsitektural. Hal-hal tersebut di atas menjadikan laminasi mempunyai nilai tambah atau nilai jual yang lebih tinggi.
A.5. Pelapisan Permukaan Kayu dengan Teknologi Radiasi
Teknologi polimerisasi radiasi adalah salah satu teknologi nuklir yang dapat diaplikasikan pada industri polimer yaitu untuk mengolah bahan mentah menjadi bahan setengah jadi atau bahan jadi, dengan bantuan sinar radiasi sebagai sumber energi. Radiasi berfungsi sebagai alat untuk mempermudah, mempercepat, atau memperbaiki reaksi kimia yang diperlukan di dalam proses polimerisasi. Pada umumnya tujuan pelapisan permukaan papan kayu ada dua macam yaitu menambah keindahan dan meningkatkan kualitas permukaan misalnya lebih tahan bahan kimia, tahan panas dan sebagainya. Sumber radiasi yang digunakan pada teknik pelapisan permukaan ini ialah sinar berkas elektron. Proses pelapisan permukaan papan kayu memerlukan dua tahap pekerjaan, yaitu pelapisan dasar (base coating) dan pelapisan atas (top coating). Kayu lapis, parket, papan partikel diampelas, lalu dilapisi dengan oligomer dan diiradiasi dengan sinar berkas elektron sebagai pelapis dasar, kemudian diampelas lagi, selanjutnya dilapisi dengan pelapis atas dan diiradiasi lagi. Keuntungan penggunaan teknologi radiasi pada pelapisan permukaan ini, bila dibandingkan dengan cara konversional ialah : 1. Kecepatan produksi relatif tinggi, sehingga ruang operasi yang digunakan relatif lebih sempit. 2. Bebas dari bahan pelarut yang menguap, sehingga mengurangi masalah polusi udara. 3. Prosesnya dapat dilakukan pada suhu kamar, sehingga dapat diterapkan pada substrat yang sensitif terhadap panas, misalnya kertas dan sebagainya. 4. Daya rekat yang memuaskan, karena adhesinya merupakan ikatan kimia.
132
Dengan teknologi polimerisasi radiasi keawetan kayu dapat ditingkatkan. Kayu divakumkan dalam wadah tertutup kemudian dalam keadaan vakum kayu tersebut diberi monomer, lalu dibungkus supaya kedap udara, dan kayu yang mengandung monomer ini diiradiasi. Kayu yang sudah diproses dengan metode polimerisasi radiasi ini disebut kayu plastik. Kayu plastik ini di samping sifat fisik dan mekaniknya meningkat misalnya lebih keras dan mudah dipelitur, juga keawetannya lebih baik dibandingkan dengan kayu aslinya karena lebih tahan terhadap serangga pemakan kayu. Kayu plastik ini tahan terhadap cuaca, sehingga kayu plastik tersebut dapat digunakan untuk bahan bangunan di luar rumah dan untuk dekorasi interior, karena tidak mengganggu kesehatan (Batan, 2006).
B. Bahan Tugas
Buat sebuah paper mengenai perbandingan antara 2 metode perbaikan sifat kayu yang berbeda, terutama mengenai kelebihan dan kekurangannya masing-masing !
C. Latihan/ Soal-Soal
1. Apa yang Anda pahami mengenai konsep “kekuatan kayu” baik dari segi anatomi maupun fisik ? 2. Misalkan di suatu daerah kayu-kayu yang tersedia hanya kayu-kayu dengan keawetan alami yang rendah. Sementara pembangunan perumahan di daerah tersebut sangat mendesak untuk dilaksanakan. Solusi apa yang dapat Anda tawarkan untuk kasus tersebut ? 3. Di antara upaya perbaikan sifat kekuatan kayu di atas, menurut Anda mana yang paling praktis dilakukan di lapangan ?
133
BAB VII PERBAIKAN SIFAT KEAWETAN KAYU Tujuan Umum : Bab ini secara umum bertujuan untuk menjelaskan teknik-teknik perbaikan sifat keawetan kayu Tujuan Khusus : Bab in secara khusus memberikan kemampuan kepada mahasiswa dalam menguraikan hubungan sifat keawetan kayu dan teknik perbaikannya
Meskipun kayu gubal jarang yang tahan terhadap serangan organisme, kayu teras dari kebanyakan spesies memperlihatkan derajat ketahanan terhadap serangan jamur dan serangga. Keawetan alami tersebut dapat dihubungkan dengan suatu kombinasi bahan ekstraktif beracun yang terdapat dalam kayu dan sifat permeabilitas inherent yang rendah. Sebagai akibat dari keawetan alami tersebut beberapa kayu dapat digunkan di luar ruangan (outdoors) dan dalam beberapa kasus dapat kontak dengan tanah atau terendam dalam air. Kayu dari species yang awet secara alami seringkali lebih disukai dari segi lingkungan daripada kayu yang diberi perlakuan kimia, dan kebanyakan dari jenis kayu tersebut memiliki penampakan yang atraktif, atau dengan kata lain memiliki nilai dekoratif tinggi. Di samping itu, beberapa jenis seperti black locust, greenheart dan ipe juga memiliki sifat kekuatan yang sangat baik (Green et al., 1999). Meskipun demikian, berbagai faktor membatasi penggunaan kayu dengan keawetan alami tinggi. Di negara maju, volume growing stock spesies yang awet secara alami relatif rendah dibandingkan dengan permintaan produk kayu awet, sehingga kebutuhan tersebut harus dipenuhi dari negara yang sedang berkembang. Sebagai akibatnya, penebangan dan ekspor species tropis dari negara sedang berkembang ke negara industri meningkatkan keprihatinan terhadap eksploitasi, deforestasi dan kerusakan habitat. Mengingat ketersediaan kayu dengan keawetan alami yang tinggi relatif sedikit dibandingkan dengan kayu yang kurang awet, maka berbagai upaya-upaya agar optimalisasi pemanfaatan kayu yang kurang awet tersebut perlu dilakukan. Hal ini tentu saja sebagai salah satu cara untuk mengurangi tingginya tekanan terhadap hutan alam akibat penebangan terhadap species tertentu saja, seperti jenis meranti dan merbau saja. 134
Data menunjukkan bahwa di Indonesia, dari 4000 jenis kayu yang dikenal, sekitar 85,7% termasuk ke dalam kelas keawetan rendah sehingga untuk dapat dipergunakan dengan memuaskan harus diawetkan (Martawijaya, 1996). Oleh karena itu, bila kayu tidak awet tersebut tidak diupayakan pemanfaatannya akan berdampak pada pemborosan dan ineffisiensi sumberdaya alam. A. Teknik-Teknik Perbaikan Sifat Keawetan Kayu Ketahanan kayu terhadap serangan organisme disebabkan oleh faktor internal dan eksternal.
Faktor eksternal mencakup faktor lingkungan seperti suhu, pH, tekanan
oksigen dan karbon dioksida parsial, dan kadar air (highley dan Kirk, 1979 dalam Febrianto, dkk., 2000). Sedangkan faktor internal antara lain kandungan zat ekstraktif, bagian dalam batang (teras dan gubal), dan umur pohon (Martawijaya, dkk., 2001). Pada dasarnya, kayu yang dapat menahan serangan organisme tersebut dalam periode waktu tertentu, misalkan 5-10 tahun di daerah tropis (Eaton and Hale, 1993), dapat dikatakan sebagai kayu yang awet. Demikian pula sebaliknya, kayu yang terserang dalam jangka waktu singkat dapat dikatakan sebagai kayu yang sangat rentan. Untuk memperbaiki ketahanan kayu terhadap organisme perusak kayu, berbagai teknik-teknik perbaikan sifat keawetan kayu dapat dilakukan antara lain: A.1. Pengeringan Kayu Air menyediakan beragam fungsi dalam kehidupan organisme dan proses pelapukan. Air merupakan reaktan, agen pengembang, dan medium difusi baik oleh enzim pendegradasi dan degradasi kayu. Air dalam kayu terdapat dalam bentuk air bebas dan air terikat. Air bebas terdapat dalam rongga sel dan dalam rongga-rongga lebih besar pada dinding sel kayu. Air terikat berinteraksi secara kimia dengan dinding sel dan lebih sulit untuk dikeluarkan. Titik di mana air bebas tidak ada dan air mengisi semua dinding sel diistilahkan dengan titik jenuh serat atau fiber saturation point (FSP). Kebanyakan jenis kayu memiliki TJS antara 27 – 30% (Morrel, 2002); di bawah titik ini air yang ada diasumsikan terikat dengan kayu dan merupakan air yang sebagian besar tidak dapat diakses oleh organisme perusak. Kebanyakan organisme perusak yang mendegradasi kayu membutuhkan kadar air (MC, moisture content) di atas TJS, 135
meskipun beberapa kumbang dapat menyerang kayu di bawah TJS, dan beberapa jamur pelapuk dapat memperoleh air dari tanah untuk meningkatkan kadar air yang memungkinkan untuk pertumbuhannya. Kadar air udara kayu pada kebanyakan bangunan berkisar antara 6 – 12%. Kebanyakan jamur membutuhkan kayu pada level kadar air di atas TJS, tetapi sekali jamur mengkolonisasi substrat, jamur dapat melanjutkan pertumbuhan pada kadar air 20% (Scheffer, 1973). Pastinya, jamur tidak akan tumbuh baik pada kadar air lebih rendah (kadar air optimum antara 40-60%), namun keberadaannya dalam kayu harus dipertimbangkan dalam strategi remediasi. Beberapa serangga juga memiliki kemampuan serupa, pada awalnya memasuki pohon yang baru saja ditebang tetapi selanjutnya melengkapi siklus hidupnya pada kondisi kayu kering atau produk akhir. Pada dasarnya, kayu utuh dan kebanyakan produk hutan lainnya dikeringkan sebelum digunakan untuk berbagai alasan, terutama untuk mengontrol kadar air produk. Sebagaimana diketahui bahwa kadar air kayu yang baru ditebang bervariasi dari lebih 200% sampai 40%. Mulai kayu pertama kali dikuliti sampai kering, maka kayu akan perlahan-lahan mengeluarkan air sampai mencapai kadar air yang sama dengan lingkungannya, biasanya sebesar 20% pada lingkungan basah dan sekitar 6% pada iklim panas yang kering. Pengeringan kayu dapat dilakukan dengan menggunakan kiln maupun dengan pengeringan alami. Jadi, meskipun tujuan utama pengeringan kayu adalah menurunkan kadar air, namun secara tidak langsung dapat menghambat timbulnya serangan organisme karena ketersediaan unsur pendukung kehidupannya tidak terpenuhi dari kayu. A.2. Pengawetan Kayu Pada prinsipnya, sistem pengawetan kayu dikembangkan untuk menyediakan perlindungan yang efektif bagi kayu terhadap serangan mikroorganisme, serangga dan api. Untuk maksud tersebut, impregnasi berbagai jenis bahan yang memiliki sifat proteksi yang dimasukkan ke dalam kayu, baik dari bahan alam maupun bahan sintesis. Pemberian bahan pengawet ini dapat diaplikasikan pada kayu utuh maupun produk kayu komposit.
Pada produk komposit, pemberian bahan pengawet dapat diaplikasikan
sebelum atau sesudah pengempaan (pressing) pada bahan kayu maupun perekatnya. 136
a) Pengawetan dengan bahan alam (biosida) Adanya issu kesehatan manusia dan lingkungan telah menjadikan pengawetan kayu konvensional yang selama ini digunakan untuk melindungi kayu dari kerusakan oleh serangga dan mikrobial saat ini mendapat perhatian yang serius. Pencarian bahan pengawet alternatif dan ekonomis yang lebih ramah lingkungan telah banyak dilakukan oleh peneliti, meskipun efektivitas menahan serangan organisme belum sebaik jika menggunakan bahan pengawet yang berasal dari bahan kimia. Salah satu bahan alam yang cukup banyak menarik perhatian adalah tanaman perdu guayule (Parthenieum argentatum Gray) sebagai bahan pengawet (Nakayama, 2005). Bahan resin yang diekstrak sebagai by-produk dari proses ekstraksi getah ditemukan memiliki sifat anti-rayap dan anti-jamur.
Hasil uji
laboratorium untuk menentukan ketahanan produk kayu dan papan komposit yang diimpregnasi dengan bahan resin yang diekstraksi dengan pelarut organik terhadap rayap tanah Reticulitermes spp. dan jamur brown rot Gleophyllum trabeum dan Poria placenta (Fr.) Cook menunjukkan bahwa tanaman ini berpotensi untuk menjadi alternatif bahan pengawet alami dan terbaharukan (Nakayama et al., 2001). Hal ini ditunjukkan oleh mortalitas rayap yang tinggi pada kayu maupun papan komposite yang diimpregnasi dengan resin content >50%, demikian pula dengan kayu pinus yang diimpregnasi dengan ekstrak resin memperlihatkan pengurangan bobot yang rendah pada kadar resin yang berbeda, yaitu 10,3% atau lebih untuk G. trabeum dan 51,8% atau lebih untuk P. placenta. Sejumlah penelitian sejenis dengan bahan alam yang berbeda juga diteliti untuk mendapatkan bahan pengawet yang ramah lingkungan, antara lain: pengembangan bahan pengawet kayu benign yang ramah lingkungan yang berbasis kombinasi biosida organik dengan antioksidan dan peng-chelat logam (Schultz and Nicholas, 2002); perbaikan ketahanan kayu dengan perlakuan metil alkenoat sussinat anhidrida (M-ASA) yang berasal dari tumbuhan (Morard et al., 2007); serta ketahanan papan partikel yang dibuat dari partikel yang diimpregasi dengan ekstaktif kulit Pinus brutia terhadap jamur (Nemli et al., 2006).
137
b) Pengawetan dengan bahan kimia sintesis Sejauh ini penggunaan bahan kimia sintesis untuk melindungi kayu dan produk turunan kayu dari serangan orgaisme perusak kayu masih mendominasi industri perkayuan, meskipun dalam beberapa dekade terakhir ini mulai banyak menuai perhatian karena dampaknya yang membahayakan bagi lingkungan dan kesehatan manusia, terutama bahan pengawet berbasis arsenit/kromium. Namun ditinjau dari efektivitasnya dalam melindungi bahan berlignoselulosa, bahan pengawet kimia ini belum banyak tergantikan oleh bahan pengawet alami yang juga beberapa tahun ini juga mulai ramai dilirik oleh peneliti. Pada dasarnya, bahan kimia yang dapat dijadikan bahan pengawet harus memiliki persyaratan-persyaratan tertentu. Bahan pengawet kayu yang baik untuk penggunaan komersial umumnya harus beracun terhadap perusak-perusak kayu, permanen, mudah meresap, aman untuk digunakan, tidak merusak kayu dan logam, banyak tersedia, dan murah. Untuk pengawetan kayu-kayu bangunan atau barangbarang kerajinan, atau untuk tujuan-tujuan khusus lainnya diperlukan juga bersih, tidak berwarna, tidak berbau, dapat dicat, tidak mengembangkan kayu, tahan api, kalis lembab, atau mempunyai kombinasi-kombinasi tertentu dari sifat-sifat ini. Keefektifan suatu bahan pengawet sebagian tergantung daya racunnya atau kemampuan menjadikan kayu itu beracun terhadap organisme-organisme yang makan kayu atau masuk ke dalamnya untuk memperoleh perlindungan. Beberapa bahan nampaknya dapat kalis terhadap serangga tanpa bersifat meracun, tetapi untuk perlindungan terhadap cendawan dan cacing laut sifat racun merupakan hal yang sangat penting. Secara umum, bahan pengawet kimia yang selama ini banyak digunakan untuk memperpanjang masa pakai kayu dengan cara melindungi kayu dari serangan organisme perusak, dapat dikelompokkan menjadi dua, yaitu: pengawet larut air dan pengawet larut minyak. Secara detail penjelasan dari kedua jenis pengawet ini dan keefektifannya melindungi kayu dari organisme perusak dapat dilihat pada bahan pengayaan Hunt and Garrat (1986).
138
Berbagai penelitian dengan menggunakan bahan pengawet kimia sintesis yang lebih ramah lingkungan juga terus dilakukan, antara lain penggunaan bahan pengawet organik/produk konsolidant ‘linfosolid’ (Lionetto and Frigione, 2009) kombinasi asam borat dan tall oil (Temiz et al., 2008), serta penggunaan bahan pengawet bebas arsenit/kromium (Lin, et al., 2009). c)
Pengawetan dengan impregnasi SCF (supercritical fluid) Impregnasi SCF merupakan peluang yang cukup menjanjikan di masa depan untuk menghasilkan produk kayu maupun produk komposit yang tahan terhadap organisme perusak. SCF memiliki sifat yang mirip gas dan cairan. Karbondiokasida (CO2) adalah SCF yang umumnya banyak digunakan karena murah dan tidak mudah terbakar (Gambar 1). Penelitian pendahuluan (Morrell et al., 1997) menyarankan bahwa SCF merupakan media yang ideal untuk membawa biosida ke dalam kayu.
Gambar 17. Diagram fase perubahan karbondiokasida
Penelitian terhadap daya tahan lima jenis panel kayu komersial yang diperuntukkan untuk tujuan konstruksi (softwood plywood, hardwood plywood, particleboard, medium density fiberboard, dan oriented strandboard) menunjukkan bahwa daya tahan panel kayu terhadap jamur maupun rayap setelah diawetkan dengan IPBC dan/atau Silafluofen mengunakan CO2 pada suhu dan tekanan yang cukup rendah (35oC dan 80 kg/cm2) meningkat secara nyata (Muin dan Tsunoda, 2003; 2004). Suatu hal yang menarik dari hasil penelitian tersebut adalah bahwa 139
dengan penggunaan tekanan yang jauh lebih rendah dari yang digunakan oleh Acda dkk (1996) dapat dihasilkan keawetan yang tinggi. Keadaan ini memberikan indikasi bahwa kondisi perlakuan pengawetan yang diterapkan termasuk siklus prosesnya dapat dimodifikasi untuk menghasilkan tingkat keawetan yang berbeda dari jenis bahan kayu yang sama. 1. Modifikasi Kimia Modifikasi kimia sebagai strategi inovatif untuk melindungi kayu yang ramah lingkungan dilengkapi dengan reaksi antara bahan kimia tertentu dengan makromolekul kayu tanpa meninggalkan residu beracun dalam kayu (Morard et al., 2002). Modifikasi kimia kayu adalah reaksi kimia antara bagian reaktif komponen kayu dan pereaksi kimia sederhana membenuk ikatan kovalen di anatar keduanya (Rowell, 1991). Modifikasi kimia dapat dilakukan dengan berbagai perlakuan kimia seperti esterifikasi dan eterifikasi.
Oleh karena itu, ikatan kovalen yang terbentuk adalah ester dan eter
(Matsuda, 1996).
Pada kayu, polimer lignin (non-krostalin, aksesibel semua),
hemiselulosa (non-kristalin, hampir aksesibel semua), selulosa non-kristalin, dan permukaan kristalin selulosa adalah komponen dinding sel yang bertanggung jawab terhadap penyerapan air (Rowell and Rowell, 1988). Bagian inilah yang merupakan tempat reaktif untuk modifikasi kimia. Modifikasi kimia untuk meningkatkan ketahanan biologis didasarkan pada teori bahwa enzim harus berhubungan langsung dengan substrat dan harus mempunyai konfigurasi khusus. Meningkatnya ketahanan didasarkan pada ketidakmampuan enzim menguraikan turunan selulosa dan ketidakmampuan dinding sel mengabsorpsi air yang dibutuhkan oleh jamur pelapuk (Stamm and Baechler, 1960). Karena air merupakan kebutuhan hidup organisme, maka salah satu cara mengubah substrat secara kimia adalah mengubah sifat hidrofilik kayu (Rowell, 1984). WPG (Weight Percent Gain) merupakan ukuran peningkatan bobot kayu selama proses reaksi yang umumnya digunakan dalam modifikasi kimia. Berbagai penelitian secara ektensif dilakukan untuk menentukan ketahanan biologis dari kayu yang telah diberi perlakuan asetat anhidrida dan anhidrida lainnya (asetilasi). Hasil penelitian menunjukkan bahwa kayu terasetilasi memperlihatkan ketahanan yang 140
baik terhadap jamur pelapuk brown rot, white rot dan soft rot (Takahashi, 1996), meskipun ketahanan terhadap kolonisasi jamur tingkat rendah termasuk mold dan stain terbukti tidak memuaskan (Beckers et al., 1994). Selain jamur, kayu terasetilasi juga memperlihatkan ketahanan terhadap serangan rayap tanah (Imamura dan Nishimoto, 1986) dan marine borer (Johson and Rowell, 1988). Perbaikan ketahanan kayu terhadap biodeteriorasi juga telah dilakukan dengan proses modifikasi kimia lainnya, termasuk epoksidasi (Rowell et al., 1979), furfurilasi (Arif et al., 1998), reaksi dengan isosianat (Ellis and Rowell, 1984), ikatan silang dengan aldehida (Yusuf et al., 1994) dan oligoesterifikasi (Matsuda, 1993). B. Bahan Diskusi Mahasiswa diharapkan menyiapkan makalah (10-15 halaman) untuk masingmasing teknik perbaikan sifat keawetan kayu. Makalah diharapkan mengacu pada bahan bacaan pengayaan dan penelusuran dari internet dan jurnal.
Kebaharuan pustaka
menjadi salah satu penilaian utama. C. Bahan Bacaan Pengayaan Untuk pengayaan materi yang telah diuraikan di atas, mahasiswa dapat mempelajari secara mandiri bahan bacaan berikut: 1) Textbook (1) Archer, K. and S. Lebow. 2006. Wood Preservation. In: Walker, J.C.F. (Eds.), Primary Wood Processing: Principles and Practice. Springer. Netherland. p: 297-338. (2) Hunt, G.M. and G.A. Garratt.
1986.
Pengawetan Kayu.
Alih Bahasa:
Mohammad Jusuf. Penerbit Akademika Pressindo. Jakarta. (3) Zabel, R.A. and J.J. Morrell.
1992.
Wood Microbiology: Decay and its
Prevention. Edisi Pertama. Academic Press, Inc. San Diego. California. (4) Eaton, R.A. and M.D.C. Hale. 1993. Wood: Decay, Pests and Protection. Edisi Pertama. Chapman & Hall. London. 141
(5) Kirk, T.K. and E.B. Cowling. Wood.
1984.
Biological Decomposition of Solid
In: R.Rowell (Eds.), The Chemistry of Solid Wood. Advances in
Chemistry Series 207. American Chemical Society. Washington. p:455-488. (6) Schniewind, A.P. 1978. Concise Encyclopedia of Wood and Wood-based Materials.
Pergamon Press and the MIT Press.
Oxford-Cambridge,
Massachusetts. USA. (7) Takahashi, M. 1996. Biological Properties of Chemically Modified Wood. In: Hon, S. (ed), Chemical Modification of Lignocellulosic Materials. Marcell Dekker Inc. New York. p:331-359. 2)
Journal (1) Nakayama, F.S. 2005. Guayule Future Development. Industrial Crops and Products 22: 3-13. (2) Nakayama, F.S.. S.H. Vinyard, P. Chow, D.S. Bajwa, J.A. Youngquist, J.H. Muehl, and A.M. Krzysik. 2001. Guayule as a Wood Preservative. Industrial Crops and Products 14: 105-111. (3) Schultz, T.P. and D.D. Nicholas. 2002. Development of EnvironmentallyBenign Wood Preservatives Based on the Combination of Organic Biocides with Antioxidants and Metal Chelators. Phytochemistry 61: 555-560. (4) Morard, M., C. Vaca-Garcia, M. Stevens, J. Van Acker, O. Pignolet, and E. Borredon. 2007. Durability Improvement of Wood by Treatment with Methyl Alkenoate Succinic Anhydrides (M-ASA) of Vegetable Origin. International Biodeterioration and Biodegradation 59: 103-110. (5) Muin, M. dan K. Tsunoda. 2003. Termiticidal Performance of Wood-based Composites Treated with Silafluofen Using Supercritical Carbon Dioxide. Holzforschung 57, 585-592. (6) Muin, M. dan K. Tsunoda. 2004. Biological Resistance of Wood-based Composites Treated with an IPBC-silafluofen Formulation Using Supercritical Carbon Dioxide. Journal of Wood Science (in press).
142
(7) Morrell, J.J.
2002.
Wood-based Building Components: What Have We
Learned?. International Biodeterioration and Biodegradation 49: 253-258. (8) Nemli, G., E.D. Gezer, S.Yildiz, A. Temiz, and A. Aydin. 2006. Evaluation of the Mechanical, Physical Propeties and Decay Resistance of Particleboard Made from Particles Impregnated with Pinus brutia Bark Extractives. Bioresource Technology 97: 2059-2064. (9) Lionetto, F. And M. Frigione. 2009. Mechanical and Natural Durability Properties of Wood Treated with a Novel Organic Preservative/Consolidant Product. Material and Design 30: 3303-3307. (10) Arif, A., Y.S. Hadi., S. Yusuf, and H. Adijuwana. 1998. Ketahanan Kayu Asetilisasi dan Kayu Furfurilasi terhadap Serangan Coptotermes gestroi Wasmann. The Fourth Pasific Rim Bio-Based Composite Symposium (Poster), Bogor. Indonesia D. Latihan/ Soal-Soal Agar kompetensi yang diharapkan dapat dicapai di akhir masa pembelajaran, mahasiswa diharapkan mengerjakan latihan/soal-soal yang tercantum dalam bahan ajar ini, sebagai berikut: (1)
Apa yang anda pahami tentang sifat keawetan kayu? serta kepentingannya untuk dipelajari.
(2)
Uraikan hubungan antara setiap teknik yang telah diuraikan dengan sifat keawetan kayu.
(3)
Uraikan pendapat anda, teknik mana yang paling mudah, ekonomis, efektif dan aman digunakan dalam memperpanjang masa pakai kayu.
143
DAFTAR PUSTAKA Arif A. 2002. Handout Pengawetan Kayu. Jurusan Kehutanan Fakultas Pertanian dan Kehutanan Universitas Hasanuddin. Makassar. Amin Y. dan Wahyu D. 2006. Pengaruh Suhu dan Tekanan Uap Air terhadap Fiksasi Kayu Kompresi dengan menggunakan Close System Compression. J. Ilmu & Teknologi Kayu Tropis Vol. 4(2). jurnalmapeki.biomateriallipi.org/jurnal/04022006/04022006-19-24.pdf. [7 Juni 2009] BATAN. 2006. Teknologi Polimerisasi Radiasi untuk Peningkatan Mutu Kayu. Pusat Diseminasi Iptek Nuklir. www.warintek.ristek.go.id/nuklir/polimerisasi_kayu.pdf. [7 Juni 2009] Bodig J. And B.A. Jayne. 1993. Mechanics of Wood and Wood Composites. Krieger Publishing Company. Florida. Chang HT, Chang ST. 2002. Moisture Excluding Efficiency and Dimensional Stability of Wood Improved by Acylation. Bioresource Tech. (85) 201 – 204. Deka, M & CN Saikia. 2000. Chemical modification of wood with thermosetting resins: effect on dimensional stability and strength property. Regional Research Laboratory, Council of Scientific and Industrial Research, Jorhat-India. [4 November 2007]. Devi RR., T.K. Maji, A.N. Banerjee. 2003. Studies on Dimensional Stability and Thermal Properties of Rubber Wood Chemically Modified with Styrene and Glycidyl Methacrylate. Bioresour. Technol. 88(185). Djoko G., R. Hilmato, A. Tusi. 2007. Rekayasa Pemadatan dan Pengawetan Kayu Non Komersial Menggunakan Limbah Oli Bekas untuk Bangunan Pertanian. Laporan Penelitian Proyek Pengkajian dan Penelitian Ilmu Pengetahuan Terapan. Direktorat Pembinaan Penelitian dan Pengabdian pada Masyarakat, Dirjen Dikti, Depdiknas. Fakultas Pertanian Universitas Lampung. Lampung. Haygreen, JG & JL Bowyer. 1996. Hasil Hutan dan Ilmu Kayu: Suatu Pengantar. Terjemahan SA Hadikusumo. Ed: S Prawirohatmodjo. Gadjah Mada University Press. Yogyakarta. Hill CAS. 2006. Wood Modification: Chemical, Thermal and Other Processes. John Wiley & Sons, Ltd. England.
144
Kalnins M.A. 1966. Surface Characteristics of Wood as They Affect Durability of Finishes. US Forest Serv. Res. Pap. FPL 57. Plackett DV., Elisabeth AD., Adya P. Singh. 1996. Weathering of Chemically Modified Wood, in Chemical Modification of Lignocellulosic Materials. David N. -S. Hon. (Edt). Marcel Dekker, Inc. New York. Pastore, TCM., Kelly O.S., Joel C.R. 2004. A Spectroscopy Study on Effect of Ultraviolet Irradiation of Four Tropical Hardwoods. Bioresource Tech 93(37-42). Rommel, E. 2001. Pengaruh Tekanan Steam pada Peningkatan Karaktersitik dan Kualitas Kayu Glugu. Perpustakaan Perguruan Tinggi Kesatuan Bogor. digilib.stiekesatuan.ac.id/gdl.php?mod...op...jiptumm...kayu (22 Juni 2009). Rowell, RM. 1996. Physical and Mechanical Properties of Chemically Modified Wood. In Chemical Modification of Lignocellulosic Materials. Hon DNS (Edt). Marcel Dekker, Inc. New York. Sulistyawati I, N. Nugroho, S. Surjokusumo, Y.S. Hadi. 2008. Kekuatan Lentur Glued Laminated (Glulam) Kayu Vertikal dan Horizontal dengan Metode ”Transformed Cross Section” . J. Tropical Wood Science and Technology Vol. 6 (2). jurnalmapeki.biomaterial-lipi.org/jurnal/06022008/06022008-49-55.pdf. [7 Juni 2009] Tsoumis, G. 1991. Science and Technology of Wood: Structure, Properties, Utilization. Van Nostrand Reinhold. New York. Zabel RA. and Morrell JJ. 1992. Wood Microbiology: Decay and Its Prevention. Academic Press, Inc. New York.
145
