III. MATERI DAN METODE PENELITIAN

Transkripsi

1 III. MATERI DAN METODE PENELITIAN A. Materi, Lokasi dan Waktu Penelitian 1. Materi Penelitian a. Bahan Bahan yang digunakan adalah daun kacang panjang, alkohol 70%, HCl 0,7%, NaOH 1N, ZnSO 4 5%, Ba(OH) 2 0,3%, Pereaksi Cu, pereaksi Nelson, pereaksi karbohidrat, phenol merah, dan akuades (lampiran 1). b. Alat Alat yang digunakan adalah tabung reaksi, timbangan analitik, soil tester, hygrometer, pipet kaca berskala, labu ukur, oven, spektrofotometer, gunting, plastik bening, alat tulis, meteran, tali rafia, spidol dan alat dokumentasi (lampiran 1). 2. Lokasi dan Waktu Penelitian Penelitian dilaksanakan di lahan pertanian kacang panjang milik petani di Desa Tambaksogra, Kecamatan Sumbang, Kabupaten Banyumas, Jawa Tengah, dengan letak koordinat geografis 07º º23 44 LS dan 109º º15 27 BT. Penelitian dilaksanakan pada bulan Agustus 2014 (lampiran 3). B. Metode Penelitian 1. Rancangan Penelitian Metode yang digunakan dalam penelitian adalah metode survai dengan teknik pengambilan sampel dilakukan secara Stratified Random Sampling. Strata yang digunakan adalah umur tanaman kacang panjang. Umur kacang panjang dikelompokkan dalam tiga strata umur yaitu: 1. Umur tanaman 1 bulan 2. Umur tanaman 2 bulan 3. Umur tanaman 3 bulan Setiap strata umur tanaman diambil 6 tanaman secara acak. Setiap tanaman sampel diambil daun sebanyak 30 gram. Pengambilan sampel daun dilakukan pada pukul WIB waktu tanaman sebelum fotosintesis dan WIB adalah waktu puncak fotosintesis. Sampel daun 6

2 2. Variabel Penelitian kemudian dianalisis massa karbohidrat dan daya serap karbonnya di Laboratorium Kimia, Universitas Jenderal Soedirman. Data massa karbohidrat dan daya serap karbondioksida yang dianalisis adalah selisih antara data yang diperoleh dari sampel daun yang diambil pada pukul WIB dengan data yang diperoleh dari sampel daun yang diambil pada pukul WIB. Variabel yang digunakan adalah variabel bebas berupa umur tanaman dan variabel tergantung berupa daya serap karbondioksida oleh daun. Parameter yang diamati adalah daya serap karbondioksida berupa massa karbohidrat, massa karbondioksida, luas daun, jumlah daun, dan kerapatan tanaman. 3. Cara Kerja 1. Pengambilan sampel daun (Purwaningsih, 2007) Sampel daun diambil diambil sebanyak 30 gram. Waktu pengambilan sampel daun dilakukan sebelum proses fotosintesis berlangsung yakni pada pukul WIB dan sesudah proses fotosintesis berlangsung yakni pada pukul WIB. Sampel daun yang telah dipetik dimasukkan kedalam plastik yang berisi alkohol 70%, lalu direndam 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 dan diukur luas daunnya. 2. Pengukuran luas daun Luas daun sampel diukur menggunakan metode gravimetri (Sitompul dan Guritno, 1995) dengan persamaan : LD = (3-1) LD = Luas Daun (cm 2 ) Wr = Bobot Kertas Replika Daun (g) LK = Luas kertas (cm 2 ) Wt = Bobot seluruh Kertas (g) 7

3 3. Penentuan jumlah daun per pohon Penentuan daya serap CO 2 per tanaman dihitung jumlah daun kacang panjang pada setiap strata umur tanaman kacang panjang. Setiap strata umur diwakili oleh 6 tanaman. Cara menghitung jumlah daun kacang panjang adalah dihitung langsung dalam satu tanaman kacang panjang menggunakan counter. 4. Pengukuran massa karbohidrat (Sinambela, 2006) Pengukuran massa karbohidrat daun dilakukan dengan cara sebagai berikut: 1. Sampel daun 20 g ditimbang dan dihancurkan dengan cara menggerus menggunakan mortar dan pastel sampai halus. Sampel daun yang halus dikeringkan dalam oven pada suhu ± 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. 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 warna pada larutan dari biru setelah dititrasi berubah warna merah muda). 5. ZnSO 4 5 ml dan 5 ml Ba (OH) 2 0,3 N ditambahkan kedalam larutan dengan tujuan mengendapkan protein dari sample (agar gugusan CHO yang terjadi benar-benar karbohidrat). 6. Larutan akuades ditambahkan sampai tanda tera 100 ml. 7. Larutan disaring kembali dan diambil larutan yang sudah jernih (supernatan). 8. Pipet 1 ml larutan yang sudah jernih (supernatan) dalam tabung kimia. 9. Deret standar karbohidrat 0, 5, 10, 15, 20, 25 ml dibuat. Pereaksi Cu di tambahkan sebanyak 2 ml lalu dipanaskan dalam penangas air selama 10 menit lalu didinginkan. 8

4 10. Pereaksi Nelson ditambahkan dengan 20 ml H 2 O sampai tanda tera pada masing-masing derat strandar karbohidrat lalu dikocok dan dibiarkan selama 20 menit. 11. Larutan diukur dengan spektrofotometer pada panjang gelombang 500 µm. 12. Persentase karbohidart dihitung dengan cara x x x 100% : (3-2) A S dan : Absorpsi karbohidrat contoh : rata-rata standar karbohidrat : faktor pengenceran 13. Massa karbohidrat (Kh) dihitung dari persentase yang telah ditemukan dengan rumus sebagai berikut: Massa Kh = Persentase Kh x Bobot Basah daun (3-3) Massa karbohidrat (setara glukosa) yang diperoleh dari metode karbohidrat dikonversikan ke massa karbondioksida dari perbandingan mol setelah disetarakan koefisien reaksinya berdasarkan persamaan reaksi fotosintesis: 6CO 2 + 6H 2 O C 6 H 12 O 6 + 6O Dari persamaan reaksi tersebut dapat dilihat 1(satu) mol glukosa (C 6 H 12 O 6 ) setara dengan 6 (enam) mol karbondioksida (CO 2 ). Cara perhitungannya adalah sebagai berikut: 1. Mol C 6 H 12 O 6 = Massa C 6 H 12 O 6 : Mr C 6 H 12 O 6 (3-4) 2. Massa CO 2 = 6Mol C 6 H 12 O 6 x Mr CO 2 Ar C = 12; Ar H = 1; Ar O = 16 Mr C 6 H 12 O 6 = (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 9

5 5. Penentuan daya serap karbondioksida (Sinambela, 2006 dan Purwaningsih 2007) Untuk mengetahui besarnya daya serap karbondioksida daun kacang panjang maka data yang dihasilkan dari uji Laboratorium dimasukkan kedalam perhitungan dengan persamaan sebagai berikut: D = Massa CO 2 : LD (3-5) D = Daya Serap CO 2 per luas Daun LD = Luas Daun dari 30 g sampel 6. Penentuan karbondioksida yang diserap bersih per luas daun per jam (Dt) Dt = D : Δt (3-6) Dt = Daya serap bersih CO 2 per luas daun. D = Daya serap CO 2 per luas sampel daun Δt = Selisih waktu pengambilan sampel yang dimulai pukul sampai dengan pukul Penentuan karbondioksida yang diserap bersih per helai daun (Dl) per jam Dl = Dt x luas per helai daun (3-7) Dl = Daya serap per helai daun Dn = Daya serap CO 2 per pohon per jam 8. Penentuan karbondioksida yang diserap bersih per pohon (Dn) per jam Dn = d x Dl (3-8) 9. Penentuan karbondioksida yang diserap bersih per hektar lahan (Dh) Dh = Dn x K pohon/ Ha (3-9) Dh = Daya serap bersih CO 2 per hektar lahan per jam Dn = Daya serap bersih CO 2 per pohon per jamdn = Daya serap bersih CO 2 per pohon per jam Σd = Jumlah daun tiap pohon. Dl = Daya serap per helai daun 10

6 K = Kerapatan Pohon per Ha lahan (10000: jarak tanam). 10. Penentuan kerapatan pohon per hektar Kerapatan pohon per hektar = m 2 Jarak tanam 11. Penentuan karbondioksida yang diserap bersih per hektar per musim Dy = [(Dn x t) + (Dn x(12,07-t) x 0,46 )] x 90 (3-10) Dy = Daya serap CO 2 per hektar Dn = Daya serap bersih CO 2 per pohon per jam A = nilai rata-rata lama penyinaran maksimum per hari (12, 07 jam -1. hari) (Sitompul dan Guritno, 1995) t = nilai rata-rata lama penyinaran aktual per hari (4,05 jam -1.hari) 0,46 = Perbandingan antara rata-rata per hari laju fotosintesis pada hari mendung dan hari cerah (Sitompul dan Guritno, 1995) 90 = Umur panen tanaman kacang panjang 4. Metode Analisis a. Analisis Varian (ANOVA) Analisis Varian (ANOVA) digunakan untuk mengetahui pengaruh umur tanaman kacang panjang terhadap daya serap karbondioksida. Hasil analisis varian dilanjutkan dengan uji lanjut Duncan. b. Analisis Korelasi dan Regresi Analisis korelasi digunakan untuk menguji hubungan antara umur tanaman kacang panjang dengan daya serap karbondioksida, sedangkan analisis regresi digunakan untuk mengetahui pola hubungan antara umur tanaman kacang panjang dan kemampuan tanaman kacang panjang menyerap karbondioksida. Analisis tersebut menggunakan persamaan linier sebagai berikut: Y = (3-11) Untuk mendapatkan model persamaan regresi yang paling baik, maka model regresi linier dibandingakan dengan model kuadratik dan model eksponensial. Model persamaan regresi kuadratik dan eksponensial yang digunakan masing-masing adalah sebagai berikut: 11

7 Y= dan Y= atau = (3-12) Y = Karbon dalam tanaman kacang panjang = Umur tanaman kacang panjang = Koefesien elevasi = Koefesien regresi = Bilang euler sebesar 2, Diagram Alir Tanaman kacang panjang Menghitung 1. Kerapatan tanaman 2. Jumlah daun Daun diambil sebanyak 30 gr pada pukul WIB dan WIB Mengukur luas perm ukaa Direndam pada kantong plastik isi alkohol 70% beberapa menit Dianalisis dengan metode karbohidrat Dihitung daya serap CO 2 per luas daun, per luas daun per jam, per helai daun per musim, per hektar per musim Daya serap CO 2 pada tanaman kacang panjang 12