II. MATERI DAN METODE PENELITIAN A. Materi, Lokasi dan Waktu Penelitian 1. Materi Alat dan bahan yang digunakan dalam penelitian tercantum dalam lampiran 1. 2. Lokasi dan Waktu Penelitian Penelitian dilaksanakan selama 3 bulan, yaitu bulan Maret 2014 sampai Mei 2014 di PT. Perkebunan Nusantara (PERSERO) IX Krumput Banyumas, Jawa Tengah. Letak koordinat geografisnya 7.5591844 LS, 109.286027 BB. Analisis massa karbohidrat sebagai dasar analisis daya serap karbondioksisda dilakukan di Laboratorium Kimia Organik Prodi Kimia Fakultas Sains dan Teknik UNSOED. Peta lokasi penelitian dalam lampiran 2. B. Metode Penelitian 1. Rancangan Penelitian Metode penelitian dilakukan dengan metode survey dengan pengambilan sampel menggunakan teknik stratified random sampling. Strata yang digunakan adalah umur tegakan karet dengan interval 5 tahun. Umur tegakan karet dikelompokkan kedalam lima strata umur yaitu: 1. Umur tegakan ≤ 1 sampai 5 tahun 2. Umur tegakan > 5 sampai 10 tahun 3. Umur tegakan > 10 sampai 15 tahun 4. Umur tegakan > 15 sampai 20 tahun 5. Umur tegakan > 20 sampai 25 tahun Pada setiap strata umur tegakan diambil 5 pohon secara acak. Pada setiap pohon sampel diambil daun sebanyak 30 gram. Pengambilan sampel daun dilakukan pada pukul 03.00-04.00 WIB dan 10.00-11.00 WIB. Sampel daun kemudian dianalisis massa karbohidrat dan daya serap karbonnya di Laboratorium Kimia Organik Prodi Kimia Fakultas Sains dan Teknik UNSOED. Data massa karbohidrat dan daya serap karbondioksida yang dianalisis adalah selisih antara data yang diperoleh dari sampel daun yang diambil pada pukul 10.00-11.00 WIB dengan data yang diperoleh dari sampel daun yang diambil pada pukul 03.00-04.00 WIB. Variabel yang akan digunakan berupa umur tegakan sebagai variable bebas dan daya serap karbondioksida daun sebagai variabel tergantung. Parameter yang diukur adalah daya serap karbondioksida 4
berupa massa karbohidrat, massa karbondioksida, luas daun, jumlah daun, dan kerapatan tegakan. Rangkaian penelitian dilakukan sesuai dengan bagan alir sebagai berikiut: Tegakan Karet Dikelompokkan dalam 5 stara umur tegakan
Menghitung Kerapatan pohon
Menghitung rataan jumlah daun per pohon dan rataan luas permukaan daun
Diambil 30 g daun pukul 03.00-04.00 dan pukul 10.0011.00 Pada setiap strata umur tegakan karet
Daun direndam pada alkohol 70% Selama 5 menit
Dianalisis dengan metode karbohidrat
Hasil Gambar 2. 1. Bagan Alir Penelitian
5
2. Cara Kerja Penelitian A. Pengambilan sampel daun Pengambilan sampel daun dilakukan dengan metode Purwaningsih (2007), yaitu pohon yang diambil daunnya ditentukan secara acak, kemudian daun diambil sebanyak 30 gram pada pukul 03.00-04.00 WIB dan 10.00-11.00 WIB. Sampel daun direndam dalam alkohol 70% selama beberapa menit. Perendaman dalam alkohol ini bertujuan untuk mencegah terjadinya fotosintesis dan respirasi lanjutan setelah daun dipetik dari pohon. Sampel daun yang telah direndam kemudian dikering anginkan. B. Penentuan jumlah daun perpohon Penentukan daya serap CO2 per pohon diperlukan data jumlah daun perpohon. Perhitungan
jumlah daun per pohon menggunakan metode
Purwaningsih (2007) dengan cara menghitung jumlah cabang yang ada dalam satu pohon dan dikelompokkan berdasarkan ukurannya. Satu cabang dari setiap kelompok dihitung jumlah daunnya kemudian jumlah daun pada setiap kelompok dikalikan jumlah cabang yang terdapat pada tiap kelompoknya. Jumlah daun pada setiap kelompok digabungkan sehingga diperoleh jumlah daun perpohon. C. Pengukuran Massa Karbohidrat ( Sinambella, 2006) 1. Sampel daun 30 g ditimbang dan dihancurkan dengan cara digerus menggunakan mortar pada cawan porselin sampai halus. Sampel daun yang halus dikeringkan dalam oven pada suhu ± 105°C selama 48 jam (36 jam terlebih dahulu, lalu dilanjutkan 12 jam kemudian) untuk mendapatkan bobot kering mutlak. 2. Sampel daun yang sudah kering ditimbang sebanyak 200 mg dan ditambahkan dengan 20 ml HCl 0,7 N. 3. Dilakukan hidrolisis selama 2,5 jam dalam penangas air lalu disaring dalam labu ukur 100 ml. 4. Larutan dinetralkan dengan NaOH 1N setelah diberikan phenol merah (terjadi perubahan larutan dari berwarna biru dan setelah titrasi berubah menjadi warna merah muda). 5. 5 ml ZnSO4 5% dan 5 ml Ba(OH)2 0,3 N ditambahkan ke dalam larutan dengan tujuan mengendapkan protein dari sampel (agar gugusan CHO yang terjadi benar-benar karbohidrat).
6
6. Akuades ditambahkan sampai tanda tera 100 ml. 7. Larutan disaring kembali dan diambil larutan yang sudah jernih (super natan). 8. Pipet 1 ml larutan yang sudah jernih (super natan) dalam tabung kimia. 9. Dibuat deret standar karbohidrat 0, 5, 10, 15, 20, 25 ml. 10.Pereaksi Cu ditambahkan sebanyak 2 ml lalu dipanaskan dalam penangas air selama 10 menit lalu didinginkan. 11.Pereaksi Nelson ditambahkan dengan 20 ml H2O sampai tanda tera pada masing-masing deret standar lalu dikocok dan biarkan selama 20 menit. 12.Larutan diukur dengan spektrofotometer pada gelombang 500 μm. 13.Persentase karbohidrat dihitung dengan cara: ×
100 20 × 1 × 0,2
%:
Keterangan :
= Absorbsi karbohidrat contoh = Rata-rata standar karbohidrat 100 20 dan merupakan 0,2 1
faktor pegenceran
14. Perhitungan presentase karbohidrat dianjutkan dengan menghitung massa karbohidrat dengan rumus : ℎ
x
ℎ
Massa karbohidrat (setara glukosa) yang diperoleh dari metode karbohidrat di konversikan ke massa karbon dioksida dari perbandingan mol setelah disetarakan koefesieen reaksinya berdasarkan persamaan reaksi fotosintesis : 6CO2 + 6H2O
C6H12O6 + 6O2
Dari persamaan tersebut dapat dilihat 1 (satu) mol glukosa C6H12O6 setara dengan 6 (enam) mol karbon dioksida CO2. Cara perhitunganya adalah sebagai berikut : molC6H12O6 = Massa C6H12O6 : Mr C6H12O6 Keterangan : Ar C = 12; Ar H = 1; Ar O = 16 Mr C6H12O6
= (6 x Ar C) + (12 x Ar H) + (6 x Ar O) = (6 x 12) + (12 x 1) + (6 x 16) = 180
Mr CO2
= Ar C + (2 x Ar O) = 12 + (2 x 16) = 44
7
D. Prosedur Perhitungan Daya Serap Karbondioksida (Sinambela, 2006) Daya serap CO2 per luas daun (D) = Massa CO2 : Luas Daun (30 g sampel)
Penentuan Karbondioksida yang diserap bersih per luas daun perjam (Dt) Dt = D : ∆t Keterangan : Dt = Daya serap bersih CO2 per luas daun D = Daya serap bersih CO2 per luas sampel daun ∆t = Selisih waktu pengambilan sampel yang dimulai pukul 05.30 sampai dengan pukul 11.00
Penentuan Karbondioksida yang diserap besrsih per helai daun (Dl) per jam Dl = Dt x luas per helai daun Keterangan : Dl = Daya serap per helai daun Dt = Daya serap bersih CO2 per luas daun
Penentuan Karbondioksida yang diserap besrsih per pohon (Dn) per jam Dn = ∑d x Dl Keterangan : Dn = Daya serap bersih CO2 per pohon per jam ∑d = Junlah daun per pohon Dl = Daya serap per helai daun
Penentuan karbondioksida yang diserap bersih per lahan (Dh) Dh = Dn x K pohon/Ha Keterangan : Dn = Daya serap bersih CO2 per pohon per jam Dh = Daya serap bersih CO2 per hektar per jam K = Kerapatan pohon per Ha lahan (10000 : jarak tanam)
8
Penentuan karbondioksida yang diserap bersih per hektar per tahun Dy = [(Dn x t) + (Dn x(12,07-t) x 0,46 )] x 365 Keterangan: Dy = Daya serap CO2 per hektar Dn = Daya serap bersih CO2 per pohon per jam A = nilai rata-rata lama penyinaran maksimum perhari (12, 07 jam/hari) t
= nilai rata-rata lama penyinaran aktual per hari (4,05 jam/hari)
0,46 = Perbandingan antara rata-rata per hari laju fotosintesis pada hari mendung dan hari cerah 365 = jumlah hari dalam setahun E. Metode Analisis 1. Analisis Varian (ANOVA) Analisis varian (ANOVA) digunakan untuk mengetahui pengaruh umur tegakan karet terhadap daya serap karbondioksida. Hasil analisis varian menunjukkan perbedaan yang nyata sehingga analisis dilanjutkan dengan uji lanjut. Jenis uji lanjut yang digunakan adalah Duncan’s Multiple Range Test (DMRT) taraf 5% untuk mengetahui perlakuan yang berbeda nyata (Gomez dan Gomez 1995). 2. Analisis Korelasi dan Regresi Analisis korelasi digunakan untuk menguji hubungan antara umur tegakan karet dengan daya serap karbondioksida, sedangkan analisis regresi digunakan untuk mengetahui pola hubungan antara umur tegakan karet dengan kemampuan karet menyerap karbondioksida. Analisis tersebut menggunakan persamaan umum sebagai berikut: Y = a + bX Untuk mengetahui model regresi terbaik dilakukan perbandingan dengan model regresi non linier seperti model kuadratik dan model eksponensial dengan model persamaan regresi sebagai berikut: Y=
0
+
1
+
2
dan Y=
0
atau ln =
Keterangan : Y = daya serap karbondioksida a = konstanta 9
0
+
1
b = Koefisiern peubah bebas X = Umur tegakan β0 = Koefesien elevasi β1 , β2, …. = Koefesien regresi e = 2,718
Analisis korelasi dan regresi tersebut akan dilakukan dengan menggunakan
bantuan software SPSS 19,0.
10
