III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Lokasi dan Waktu Penelitian Penelitian ini berlokasi di areal KPH Balapulang Perum Perhutani Unit I Jawa Tengah, Kabupaten Tegal, Provinsi Jawa Tengah. Pelaksanaan penelitian dilakukan selama 4 bulan yang terdiri dari 2 tahap, yaitu tahap pengambilan data di lapangan pada bulan Mei-Juni 2012 dan tahap pengujian contoh uji laboratorium untuk menganalisis sampel bagian pohon berupa daun, ranting, cabang, batang utama, dan akar dilakukan pada bulan Juli-Agustus 2012 di Laboratorium Peningkatan Mutu Kayu dan Kimia Hasil Hutan, Departemen Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor.
3.2 Alat dan Bahan Penelitian Bahan yang digunakan untuk penelitian ini adalah pohon jati yang terdapat di KPH Balapulang sebanyak 30 pohon yang terdiri dari kisaran diameter yang disesuaikan dengan kisaran diameter pohon jati di lapangan dan dapat mewakili kelas diameternya. Dari masing-masing pohon diambil 3 contoh uji tiap-tiap bagian pohon mulai dari daun, ranting, cabang, batang utama, dan akar. Alat yang digunakan pada penelitian ini terbagi menjadi dua, yaitu alat yang digunakan untuk pengambilan data di lapangan berupa chainsaw, meteran, kompas, tongkat sepanjang 1,3 m, timbangan, parang, tambang, terpal, kantong plastik, sikat, kuas, koran bekas dan alat tulis. Sedangkan peralatan yang digunakan untuk pengujian contoh uji di laboratorium berupa timbangan, oven tanur listrik, desikator, cawan porselen, alat penggiling (willey mill) dan alat saring (mesh screen) ukuran 40 – 60 mesh.
3.3 Metode Pengumpulan Data Data yang digunakan dalam penelitian ini terbagi menjadi dua, yaitu data primer dan data sekunder. Pengumpulan data primer dilakukan secara langsung di lapangan yaitu meliputi data diameter dan panjang setiap batang utama dan cabang serta berat basah dari daun, ranting akar dan tunggak serta pengumpulan data primer dari bahan uji contoh yang dianalisis di laboratorium. Pengumpulan
10
data sekunder diperoleh dari kantor BKPH Balapulang Kabupaten Tegal berupa peta lokasi penelitian, keadaan lapangan yang meliputi topografi, tanah, geologi dan iklim.
3.3.1 Metode Pemilihan Pohon Sampel Jumlah sampel pohon Jati yang diperlukan dalam penelitian ini sebanyak 30 pohon yang dipilih dari kelas umur pohon yang terdapat di Perum Perhutani KPH Balapulang Kabupaten Tegal. Kriteria pemilihan pohon jati yang dijadikan sampel adalah sebagai berikut (Elias 2010): 1.
Sebaran diameter pohon jati yang diambil sebagai sampel penelitian adalah 6 pohon pada tiap-tiap kelas umur yang sebanyak 5 kelas umur. Sebaran diameter pohon jati yang dijadikan sampel dapat dilihat dalam Tabel 1
2.
Pohon sampel yang dipilih harus sehat dan bentuk pohonnya normal
3.
Pohon sampel harus mewakili kondisi rata-rata pohon jati pada kelas diameter pohon yang bersangkutan
Tabel 1 Kisaran diameter pohon Jati yang dijadikan bahan penelitian No. 1 2 3 4 5
Kelas umur KU I KU II KU III KU IV KU V Total jumlah pohon contoh
Jumlah pohon contoh 6 6 6 6 6 30 pohon
Setiap pohon sampel diukur diameternya pada ketinggian 1,30 m dari permukaan tanah dan diberi nomor urut pohon sampel. Kemudian pohon-pohon tersebut ditebang dan diukur volume batang utama dan cabangnya, serta berat basah ranting, daun, dan akar. Setelah pengukuran selesai dari masing-masing pohon diambil 3 buah sampel dari setiap bagian pohon, yang terdiri atas sampel batang utama, cabang, ranting, daun, dan akar.
3.3.2 Metode Pengumpulan Data Pohon sampel Metode pengumpulan data pohon sampel melalui tahap sebagai berikut (Elias 2010):
11
1.
Pengukuran Diameter Pohon Sampel Setelah pohon sampel terpilih masing-masing pohon sampel diukur diameter setinggi dada (1,30 m diatas permukaan tanah) dengan menggunakan pita keliling dan tongkat setinggi 1,30 m. Hasil pengukuran dicantumkan dalam tally sheet sesuai dengan nomor pohonnya.
2.
Persiapan Sebelum Penebangan Pohon Sampel Persiapan sebelum penebangan yang dimaksud adalah : a.
Menyiapkan peralatan berupa chainsaw untuk pemangkasan cabang, penebangan dan pemotongan batang utama. Parang untuk pemangkasan ranting dan daun. Sedangkan penggalian akar menggunakan cangkul dan dibersihkan dengan kuas
b.
Menyiapkan wadah dari terpal di atas permukaan tanah di sekitar pohon sampel
c.
Menyiapkan pita keliling untuk pengukuran diameter batang utama dan cabang serta timbangan untuk menimbang berat basah cabang, ranting, daun, dan akar
d.
Menyiapkan tali tambang untuk menahan cabang pohon yang dipangkas agar tidak terjatuh langsung ke atas tanah, sehingga tidak terjadi kerusakan dan kehilangan bagian-bagian pohon sampel
3.
Pemangkasan Cabang Sebelum perebahan batang utama pohon (penebangan) terlebih dahulu dilakukan pemangkasan cabang-cabang pohon. Pemangkasan cabang dilakukan dengan cara memanjat pohon sampel dan dilakukan pemotongan cabang-cabang di atas pohon. Cabang yang telah dipotong diturunkan secara berhati-hati ke atas permukaan tanah dengan menggunakan penahan tali tambang yang telah disiapkan sebelumnya. Cabang, ranting dan daun-daun hasil pemangkasan dikumpulkan dan disimpan di atas wadah terpal yang telah disiapkan.
4.
Penebangan Batang Utama Penebangan batang utama pohon sampel dilakukan setelah pemangkasan cabang selesai. Dalam rangka menjaga keselamatan kerja dalam penebangan, perebahan batang utama pohon sampel yang berdiameter besar (>20 cm)
12
dilakukan dengan membuat takik rebah dan takik balas pada tunggak pohon yang diusahakan sedekat mungkin dengan permukaan tanah. Tunggak yang terjadi setelah penebangan harus dipotong setelah penggalian tunggak dan akar, dan disatukan dengan batang utama pohon. 5.
Penggalian Tunggak dan Akar Pohon Sampel Penggalian tunggak dan akar pohon harus dilakukan dengan hati-hati agar semua bagian-bagian akar dapat digali dari dalam tanah. Bagian tunggak dan akar yang masih terdapat tanah dibersihkan dengan parang, sikat dan kuas hingga bersih dari kotoran dan tanah.
6.
Pemisahan Bagian-bagian Pohon Bagian-bagian pohon dipisahkan kedalam kelompoknya masing-masing, yaitu : a.
Kelompok batang utama : dari pangkal (bagian tunggak) sampai ujung batang utama berdiameter 10 cm
b.
Kelompok cabang : bagian batang cabang yang berdiameter > 5 cm
c.
Kelompok ranting : bagian cabang dan ranting yang berdiameter ≤ 5 cm
d.
Kelompok akar : bagian tunggak yang rata dengan tanah, akar tunjang dan akar-akar lainnya
e. 7.
Kelompok daun : bagian tangkai daun dan daun-daun.
Pengukuran Volume Batang Utama dan Cabang Batang utama dan cabang diberi tanda pada tiap-tiap sekmen batangnya dengan interval ± 2 m, lalu diukur volumenya. Parameter yang diukur adalah : a.
Panjang batang dari pangkal sampai cabang pertama (m)
b.
Panjang (m) dan keliling (cm) pangkal dan ujung batang utama tiap-tiap sekmen batang dari batang utama
c.
Panjang (m) dan keliling (cm) pangkal dan ujung batang cabang tiap-tiap sekmen cabang.
8.
Penimbangan Berat Basah ranting, daun, akar dan tunggak Ranting, daun, akar dan tunggak yang telah dipisahkan ditimbang berat basahnya masing-masing dengan alat timbang yang sesuai, yakni alat timbangan skala 25 – 100 kg. Daun, ranting dan akar-akar berdiameter kecil
13
yang akan ditimbang masing-masing dimasukkan ke dalam karung plastik yang telah diketahui beratnya, kemudian ditimbang berat basahnya dalam satuan kg. Sedangkan ranting, akar dan tunggak berdiameter besar masingmasing diikat dengan tali plastik, kemudian ditimbang berat basahnya dalam satuan kg.
3.3.3 Metode Pengambilan Bahan Uji Laboratorium di Lapangan Sampel bahan uji laboratorium diambil dari bagian-bagian pohon masingmasing sampel pohon, yakni dari bagian batang utama, cabang, ranting, daun, serta dari akar dan tunggak. Sampel yang diambil dari masing-masing bagian pohon sampel adalah sebanyak 3 kali ulangan. Sehingga jumlah sampel bahan uji di laboratorium sama dengan 30 x 5 x 3 buah atau berjumlah 450 sampel, yang terdiri atas : a. 90 buah sampel batang utama b. 90 buah sampel cabang c. 90 buah sampel ranting d. 90 buah sampel daun e. 90 buah sampel akar Cara pengambilan sampel bahan uji di lapangan adalah sebagai berikut (Elias 2010): 1.
Sampel batang utama, diambil dari ujung, pangkal dan bagian tengah batang utama dengan membuat potongan melintang batang setebal ± 5 cm
2.
Sampel batang cabang diambil dari cabang yang besar, sedang dan kecil yang diameternya > 5 cm. Sampel diambil dengan cara membuat potongan melintang batang cabang setebal ± 5 cm
3.
Sampel ranting, diambil dari ranting besar, ranting sedang dan ranting kecil yang panjangnya dipotong menjadi bagian ranting-ranting sepanjang ± 20-30 cm. Setiap sampel beratnya ± 1 kg
4.
Sampel daun diambil dari daun yang telah dicampur sebanyak ± 1 kg sebagai sampel
5.
Sampel akar diambil dari akar tunjang, akar besar dan akar kecil. Setiap sampel beratnya ± 1 kg
14
Sampel kemudian dimasukkan kedalam kantong plastik, diberi kode sampel dan diikat ujung kantong plastiknya. Contoh kode sampel pohon adalah sebagai berikut : Batang utama : 1 BU P (Pohon ke-1-Batang utama-Pangkal) 1 BU T (Pohon ke-1-Batang utama-Tengah) 1 BU U (Pohon ke-1-Batang utama-Ujung) Cabang
: 1 C B (Pohon ke-1-Cabang-Besar) 1 C S (Pohon ke-1-Cabang-Tengah) 1 C K (Pohon ke-1-Cabang-Kecil)
Ranting
: 1 R B (Pohon ke-1-Ranting-Besar) 1 R S (Pohon ke-1-Ranting- Sedang) 1 R K (Pohon ke-1-Ranting-Kecil)
Daun
: 1 D (Pohon ke-1-Daun)
Akar
: 1 A B (Pohon ke-1-Akar-Besar) 1 A S (Pohon ke-1-Akar-Sedang) 1 A K (Pohon ke-1-Akar-Kecil)
3.3.4 Metode Pengujian Bahan Uji Laboratorium 1.
Berat Jenis Kayu Contoh uji berat jenis kayu berukuran 2cm x 2cm x 2cm. Pengukuran berat jenis kayu dilakukan dengan tahapan kerja sebagai berikut : a.
Menimbang contoh uji dalam keadaan basah untuk mendapatkan berat awal
b.
Mengukur volume contoh uji : contoh uji dicelupkan dalam parafin, lalu dimasukkan kedalam tabung erlenmayer yang berisi air sampai contoh uji berada di bawah permukaan air. Berdasarkan hukum Archimedes volume sampel adalah besarnya volume air yang dipindahkan oleh contoh uji
c.
Kemudian contoh uji dikeringkan dalam tanur selama 24 jam dengan suhu 103 ± 2°C dan ditimbang untuk mendapatkan berat keringnya.
15
2.
Kadar Air Kayu Contoh uji kadar air dari batang utama, cabang dan akar yang berdiameter > 5 cm dibuat dengan ukuran 2cm x 2cm x 2cm. Sedangkan contoh uji dari bagian daun, ranting dan akar kecil (berdiameter < 5 cm) masing-masing ± 300 g. Cara pengukuran kadar air contoh uji adalah sebagai berikut : a.
Contoh uji ditimbang berat basahnya
b.
Contoh uji dikeringkan dalam tanur 103 ± 2°C sampai tercapai berat konstan, kemudian dimasukkan kedalam desikator dan ditimbang berat keringnya
c.
Penurunan berat contoh uji yang dinyatakan dalam persen terhadap berat kering tanur ialah kadar air contoh uji.
3.
Kadar Zat Terbang Prosedur penentuan kadar zat terbang menggunakan American Society for Testing Material (ASTM) D 5832-98. Prosedurnya adalah sebagai berikut : a.
Sampel dari tiap bagian pohon berkayu dipotong menjadi bagian-bagian kecil sebesar batang korek api, sedangkan sampel bagian daun dicincang
b.
Sampel kemudian dioven pada suhu 80°C selama 48 jam
c.
Sampel kering digiling menjadi serbuk dengan mesin penggiling (willey mill)
d.
Serbuk hasil gilingan disaring dengan alat penyaring (mesh screen) berukuran 40-60 mesh
e.
Serbuk dengan ukuran 40-60 mesh dari contoh uji sebanyak ± 2 gr, dimasukkan kedalam cawan porselen, kemudian cawan ditutup rapat dengan penutupnya dan ditimbang dengan alat timbang
f.
Contoh uji dimasukkan kedalam tanur listrik bersuhu 950°C selama 2 menit. Kemudian didinginkan dalam desikator dan selanjutnya ditimbang
g.
Selisih berat awal dan berat akhir yang dinyatakan dalam persen terhadap berat kering contoh uji merupakan kadar zat terbang.
4.
Kadar Abu Prosedur penentuan kadar abu menggunakan American Society for Testing Material (ASTM) D 2866-94. Prosedurnya adalah sebagai berikut :
16
a.
Sisa contoh uji dari penentuan kadar zat terbang dimasukkan ke dalam tanur listrik bersuhu 900°C selama 6 jam
b.
Selanjutnya didinginkan didalam desikator dan kemudian ditimbang untuk mencari berat akhirnya
c.
Berat akhir (abu) yang dinyatakan dalam persen terhadap berat kering tanur contoh uji merupakan kadar abu contoh uji.
5.
Kadar Karbon Penentuan kadar karbon contoh uji dari tiap-tiap bagian pohon menggunakan Standar Nasional Indonesia (SNI) 06-3730-1995, dimana kadar karbon contoh uji merupakan hasil pengurangan 100% terhadap kadar zat terbang dan kadar abu.
3.4 Metode Pengolahan Data 1.
Berat Jenis, rumus yang digunakan : BJ =
ρ kayu 𝜌 𝑎𝑖𝑟
………………… (Haygreen dan Bowyer 1982)
Diketahui : BJ
= Berat Jenis 𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑘𝑒𝑟𝑖𝑛𝑔 𝑡𝑎𝑛𝑢𝑟 (𝑔𝑟𝑎𝑚 )
𝜌 kayu = Kerapatan kayu (𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝜌 air 2.
𝑑𝑎𝑙𝑎𝑚 𝑘𝑒𝑎𝑑𝑎𝑎𝑛 𝑏𝑎𝑠𝑎 ℎ (𝑐𝑚 3 )
= Kerapatan air (1 gr/cm3)
Persen Kadar Air, rumus yang digunakan : % KA = Diketahui :
BBc − BKc x 100% … … Haygreen dan Bowyer 1982 BKc BBc
= Berat Basah Contoh (gr)
BKc
= Berat Kering Contoh (gr)
% KA = Persen Kadar Air 3.
Berat Kering, rumus yang digunakan : BK =
BB 1 + [%KA ] 100
Diketahui : BK BB
… … … … … … … (Haygreen dan Bowyer 1982)
= Berat Kering (gr) = Berat Basah (gr)
% KA = Persen Kadar Air
)
17
4.
Penentuan Kadar Zat Terbang Kadar zat terbang dinyatakan dalam persen dengan rumus sebagai berikut : Ke hilangan Berat Contoh Kadar Zat Terbang = x 100%…… (ASTM 1990b ) Berat Contoh Uji Bebas Air
5.
Penentuan Kadar Abu Kadar abu dinyatakan dalam persen dengan rumus sebagai berikut : Kadar Abu =
6.
Berat Sisa Contoh Uji x 100 %……(ASTM 1990a ) Berat Contoh Uji Bebas Air
Penentuan Kadar Karbon Kadar karbon tetap ditentukan berdasarkan Standar Nasional Indonesia (SNI) 06-3730-1995 sebagai berikut : Kadar Karbon = 100% - Kadar Zat Terbang – Kadar Abu
3.5 Analisis Data Metode analisis data yang digunakan adalah : 1.
Analisis deskriptif yang disajikan dengan menggunakan tabel, histogram, diagram batang dan lain-lain.
2.
Model hubungan kadar karbon dengan berat jenis kayu Jati (Tectona grandis L. f.). Fungsi hubungan ini dibangun melalui persamaan sebagai berikut: a. 𝑌 = 𝑎𝑋1𝑏 b. 𝑌 = 𝑎𝑋1𝑏 𝑋2𝑐 c. 𝑌 = 𝑎𝑋1𝑏 𝑋2𝑐 𝑋3𝑑 Keterangan: Y
: kadar karbon (%)
X1
: berat jenis
X2
: diameter (Dbh)
X3
: tinggi bebas cabang (Tbc)
a, b, c, d
: konstanta
3. Uji beda nyata nilai kadar karbon dan berat jenis pada bagian-bagian pohon jati (batang utama, cabang, ranting, akar, dan daun) dan pohon jati berdasarkan kelas umur (KU) dengan menggunakan hipotesis sebagai berikut: H0 : P < 0,05 adanya perbedaan secara nyata nilai kadar karbon dan berat jenis pada bagian-bagian pohon jati dan setiap pohon jati berdasarkan kelas umur
18
H1 : P > 0,05 tidak adanya perbedaan secara nyata nilai kadar karbon dan berat jenis pada bagian-bagian pohon jati dan setiap pohon jati berdasarkan kelas umur
