METODOLOGI PENELITIAN Keragka Pemikira Dalam ragka pejabara permasalaha tersebut di atas maka diperluka ladasa berpikir yag sistematis terhadap tahapa-tahapa yag berlagsug tetag hubuga kualitas tempat tumbuh (sifat- sifat taah) dega pertumbuha huta taama idustri A. magium pada daur 1 da daur 2. Adapu alur pikir peelitia ii dapat dilihat pada Gambar 1. Keragka Teoristis Kualitas tempat tumbuh meujukka kapasitas produksi taah dalam meghasilka massa kayu utuk jeis tertetu. Faktor tempat tumbuh tegaka adalah totalitas dari peubah keadaaa habitat tegaka yag, mecakup betuk lapaga, sifat-sifat taah da iklim yag memiliki tigkat keerata hubuga yag cukup tiggi dega dimesi tegaka (Suhedag, 1990). Terdapat dua cara pedekata meilai kualitas tempat tumbuh. Cara pertama yaitu dega meilai atau megukur satu atau lebih sifat-sifat vegetasi yag mecermika pegaruh dari faktor-faktor ligkuga poho atau tegaka huta, sedagka cara yag kedua adalah dega meetapka atau megukur faktor ligkuga yag berasosiasi dega pertumbuha poho atau tipe huta (Spurr, 1952; Husch, 1963). Cara yag biasaya diguaka utuk megukur kualitas tempat tumbuh suatu tegaka huta taama yaitu megguaka idikator peiggi. Dimaa pegertia peiggi itu sediri adalah tiggi rata-rata dari 100 poho tertiggi yag tersebar merata pada suatu laha seluas satu hektar huta taama (Suhedag, 1990). 31
Faktor Geetik Kualitas Tempat Tumbuh Roa Awal Laha kritis/margial (vegetasi alag-alag) Semak belukar da huta sekuder (huta rawag) Pegelolaa Huta da Sistem Silvikultur Kualitas Tempat Tumbuh Daur 1 Sifat Kimia Taah (ph, C-Org, N, P, K, Ca da Mg) Sifat Fisika Taah Pemaea Kayu Kualitas Tempat Tumbuh Daur 2? Sifat Kimia Taah (ph, C-Org, N, P, K, Ca da Mg) Sifat Fisika Taah Sifat Biologi Taah Proses Fisiologis Taama Peiggi Tegaka A. magium Diameter Batag da Tiggi Total Biomassa Tegaka Kaduga Hara da Neraca Hara Kelestaria Kualitas Tempat Tumbuh (Daur 1 Daur 2) 32
Gambar 1. Alur pikir peelitia 33
Wilde (1958) meyataka bahwa pada dasarya produktivitas taah huta dipegaruhi oleh faktor-faktor primer da sekuder. Faktor-faktor primer ii terdiri atas kodisi umum iklim, topografi, draiase, batua asal, tekstur taah, profil taah da lai-lai ciri taah. Sedagka faktor-faktor sekuder atara lai serasah, simbiosis orgaisme, iklim mikro da spesies tumbuha. Pertumbuha poho sagat ditetuka oleh iteraksi atara tiga faktor yaitu keturua (geetik), kualitas tempat tumbuh (ligkuga) da tekik pembudidayaa (silvikultur) (Kramer da Kozlowski, 1960). Faktor-faktor yag mempegaruhi pertumbuha perlu diketahui sehigga dapat dilakuka maipulasi pertumbuha taama agar dapat diperoleh hasil produksi yag megutugka da lestari. Adapu faktor yag mempegaruhi pertumbuha taama yag dapat dimaipulasi yaitu faktor geetik, faktor taah da sistem silvikultur (Sabarurdi, 1999; Callese et al, 2004). Pembagua huta taama idustri A. magium diarahka pada laha-laha yag tidak produktif dega tigkat kesubura taah redah, sehigga dikhawatirka aka terjadi kesejaga atara tututa pertumbuha taama yag tiggi dega kualitas tempat tumbuh (kesubura taah) dega meigkatya daur taama. Perbaika sifat-sifat taah melalui pemupuka (TSP sebayak 70 gram/taama da urea sebayak 30 gram/taama) pada pembagua HTI A. magium di Subajeriji daur 1 oleh pihak PT Musi Huta Persada telah memberika hasil pae kayu secara memuaska. Namu hasil peelitia meujukka pada daur 1 telah meyebabka pemiskia hara N, P, K, Ca da Mg (Setiawa, 1993;. Midawati, 1996; Rosalia da Setiawa, 1997; Mackese, 2000) serta hasil aalisis statistik memberi hasil bahwa ph, C orgaik, kadar P taah da kadar K taah mejadi peubah yag palig berpegaruh terhadap peiggi tegaka A. magium (Chaerudy, 1994; Rukmii, 1996). Pemaea kayu yag dilakuka pada daur 1 dapat meyebabka hilagya usur hara makro seperti N, P, K, Ca da Mg dalam jumlah bayak, hal ii tetuya aka berakibat meuruya tigkat kesubura taah pada daur 2. Di taah-taah tropik umumya usur hara, tersimpa pada biomassa, sehigga apabila biomassa dipae maka usur hara pada taah tersebut aka berkurag secara sigifika. Dega demikia permasalaha yag mucul pada pembagua huta taama idustri A. magium yaitu aka timbulya peurua kualitas tempat tumbuh pada daur 2 da daur berikutya, dimaa hal tersebut aka berakibat kelestaria aspek produksi tidak aka tercapai. 33
Upaya yag dapat dilakuka utuk mempertahaka kelestaria kualitas tempat tumbuh huta taama idustri A. magium yaitu dega cara memperbaiki kesubura taah melalui perbaika terhadap sifat kimia taah yaitu dega pemupuka da pegapura, perbaika sifat fisik taah melalui pegolaha taah da perbaika biologi taah melalui peigkata kemampua peambata itroge oleh bitil akar. Hal ii umumya sudah biasa diterapka pada kosep budidaya secara itesif pada bidag pertaia da perkebua. Salah satu syarat kelestaria pembagua huta taama idustri A. magium yaitu terjadiya kelestaria kualitas tempat tumbuh da fugsi produksi pada setiap daur. Kelestaria kualitas tempat tumbuh da fugsi produksi dapat diukur secara lagsug melalui parameter tegaka di lapaga seperti kadar hara N, P da K pada bagia taama, diameter batag da tiggi total tegaka, kaduga hara N, P, K, Ca da Mg pada taah, biomassa tegaka da eraca hara. Tempat da Waktu Peelitia Peelitia dilaksaaka di wilayah kerja PT Musi Huta Persada, Propisi Sumatera Selata. Peelitia dilakuka dalam dua tahap selama 9 bula yaitu atara bula September 2003 sampai dega Mei 2004. Tahap pertama selama 2 bula utuk pegambila data lapaga, sedagka tahap kedua selama 7 bula utuk aalisa hara di Laboratorium Kimia da Kesubura Taah, Fakultas Pertaia IPB. Baha Peelitia Baha utama peelitia sebagai obyek peelitia adalah tegaka huta taama A. magium berumur satu tahu sampai 5 tahu pada daur 2 di wilayah kerja PT Musi Huta Persada, Propisi Sumatera Selata. Data peiggi, tiggi total da diameter batag tegaka huta taama A. magium pada daur 1 diperoleh berdasarka data yag dikumpulka oleh Saharjo (1999) da disampig itu diperoleh pula data tiggi total da diameter batag yag berdasarka data dari PT Musi Huta Persada (2003). 34
Metode Peelitia Cara Pegambila Cotoh Peelitia ii megguaka metode survey. Peetua lokasi didasarka atas peta kelas perusahaa, peta taah da kosultasi dega pihak perusahaa yaitu Divisi Research ad Developmet PT Musi Huta Persada. Pada tiap umur taama dilakuka pegukura sebayak 3 petak ukur (plot). Pegambila cotoh dilakuka pada tegaka A. magium umur 1 tahu sampai dega 5 tahu pada daur kedua. Setiap umur taama diwakili 3 petak ukur yag ditetuka secara acak, amu diusahaka lokasiya meyebar di seluruh wilayah peelitia. Petak ukur yag diguaka berbetuk ligkara seluas 0,10 ha (jari-jari 17,80 meter). Pada petak ukur dilakuka pegukura peiggi utuk meetuka kualitas tempat tumbuh, tiggi total da diameter batag, pemaea poho sebayak 3 poho utuk meetuka biomassa da kadar hara N, P, K, Ca da Mg pada jariga taama, lereg, tebal horiso A, bitil akar da pegambila cotoh taah. Pegambila Data Lapaga 1. Peiggi Peiggi yag diguaka dalam peelitia ii adalah peiggi dari taama selama peelitia ii dilakuka dari tegaka yag tidak tergaggu oleh kebakara, peggembalaa terak, pejaraga da kerusaka laiya. Peiggi da tiggi total diukur dega megguaka haga hipsometer. Perhituga rata-rata peiggi dari masig-masig umur da kualitas tempat tumbuh dilakuka sebagai berikut : 35
a. Peiggi dalam petak ukur ke i. H ij j=i H i = i dimaa : H i H ij i = peiggi dalam petak ukur ke i = tiggi poho tertiggi ke j dalam petak ukur ke i = bayakya peiggi dalam petak ukur ke i b. Peiggi dalam petak ke k. k H ki j=i H k = dimaa : H k Hki k = peiggi dalam petak ke k = peiggi petak ukur ke i dalam petak ke k = bayakya petak ukur dalam petak ke k 2. Diameter batag poho 36 Diameter batag poho diukur dega megguaka pita ukur (metera). Perhituga rata-rata diameter batag poho dari masig-masig umur taama dilakuka sebagai berikut :
a. Diameter batag poho dalam petak ukur ke i. D ij j=i D i = i dimaa : D i Dij i = diameter batag poho dalam petak ukur ke i = diameter batag poho ke j dalam petak ukur ke i = bayakya poho dalam petak ukur ke i b. Diameter batag poho dalam petak ke k. k D ki j=i D k = dimaa : D k D ki k = diameter batag poho dalam petak ke k = diameter batag poho petak ukur ke i dalam petak ke k = bayakya petak ukur dalam petak ke k 3. Tiggi total Tiggi total poho diukur dega megguaka haga hipsometer. Perhituga rata-rata tiggi total taama dari masig-masig umur taama dilakuka sebagai berikut : 37
a. Tiggi total dalam petak ukur ke i. T ij j=i T i = i dimaa : T i T ij i = tiggi total dalam petak ukur ke i = tiggi total ke j dalam petak ukur ke i = bayakya poho dalam petak ukur ke i b. Tiggi total dalam petak ke k. k Tki j=i T k = dimaa : Tk T ki k = tiggi total dalam petak ke k = tiggi total petak ukur ke i dalam petak ke k = bayakya petak ukur dalam petak ke k 4. Tebal horiso A Horiso A adalah horiso pecampura baha mieral dega baha orgaik. Tebal horiso A merupaka ukura bagi kuatita ruag tumbuh perakara termasuk kedalama efektif bagi akar-akar kecil poho. Horiso A diukur dega megguaka bor taah da metera. Perhituga tebal horiso A dilakuka sebagai berikut : 38
m THA mi i=1 THA m = dimaa : THA m THA mi = tebal horiso A aak petak ke m = tebal horiso A petak ukur ke i pada aak petak ke m = bayakya petak ukur dalam aak petak ke m 5. Persetase kemiriga (lereg) Pada setiap petak ukur dilakuka pegukura lereg dega megguaka haga hipsometer. Perhituga persetase kemiriga (lereg) dilakuka sebagai berikut : Sm = m S mi i=1 dimaa : S m Smi = persetase kemiriga aak petak ke m = persetase kemiriga petak ukur ke i pada aak petak ke m = bayakya petak ukur dalam aak petak ke m 6. Deskripsi profil taah Utuk megetahui sifat taah di lapaga, maka dilakuka deskripsi profil taah utuk masig-masig jeis taah yag diteliti. Dalam deskripsi profil memuat ama taah berdasarka sistem klasifikasi LPT (1981), FAO/UNESCO (1974) da USDA (2000), fisiografi, permeabilitas, pegguaa taah, muka air taah da peetua horiso, ketebala horiso da uraia pada masig-masig horiso. 39
7. Biomassa bitil akar Pada setiap petak ukur dilakuka pegukura biomassa bitil akar dega cara membuat 3 buah lubag dekat poho dega luas 1 m 2 yag digali sampai kedalama 50 cm. Setiap cotoh bitil akar yag terkumpul kemudia ditimbag. Besarya biomassa bitil akar diduga dega rumus sebagai berikut : BA m = m BA mi i=1 dimaa :. BA m BA mi = biomassa bitil akar aak petak ke m = biomassa bitil akar petak ukur ke i pada aak petak ke m = bayakya petak ukur dalam aak petak ke m 8. Biomassa poho da kadar hara Biomassa poho di atas permukaa taah diduga dega megguaka suatu pedekata dimesioal dega cara dipae sebayak tiga poho pada setiap petak ukur dari umur satu sampai dega 5 tahu. Data lapaga tersebut aka diguaka utuk meyusu persamaa alometrik. Persamaa alomatrik ii diguaka utuk meetuka biomasa tegaka dega diameter batag poho setiggi dada (D) da tiggi poho (H). Beberapa poho cotoh dipilih secara acak, kemudia dari poho-poho cotoh tersebut diambil 3 buah cotoh dari kompoe batag (kayu), kulit, cabag hidup, dau da akar. Cotoh dega bobot yag sama (sekitar 200 gram) ii dikerigka dalam ove pada suhu 80 o C selama 48 jam, kemudia disimpa utuk diaalisis kadar hara N, P, K, Ca da Mg. Aalisis usur hara utuk setiap kompoe dirata-rataka pada ke 3 poho. Utuk setiap cotoh batag da kulit (cotoh yag diaalisis diambil seksi dasar, pucak da bagia tegah 40
poho) rata-rata tertimbag komposisi hara per poho diperoleh dega memboboti kosetrasi terukur meurut volume relatif dari kulit atau kayu utuk setiap aalisis. Kadar hara akar ditetuka pada setiap petak ukur. Pada setiap petak ukur dibuat 3 buah plot dekat poho dega luas 1 m 2 digali sampai kedalama 50 cm. Setiap cotoh akar dikerigka dalam ove bersuhu 80 o C selama 48 jam, kemudia disimpa utuk dilakuka aalisis kadar hara N, P, K, Ca da Mg. Kuatitas hara dalam tegaka poho A. magium diperoleh dega megalika biomassa total tegaka dari poho-poho dega rata-rata kadar hara dalam poho tersebut. 9. Pegambila cotoh taah Pegambila cotoh taah dilakuka pada setiap petak ukur dega megguaka bor taah. Cotoh taah diambil dari masig-masig dari horiso A da horiso B, kemudia cotoh taah dari setiap petak ukur dicampur sesuai dega horiso masig-masig. Selajutya cotoh taah tersebut dimasukka ke dalam katog plastik sebayak 1 kg da diberi label sesuai dega lokasiya. Disampig itu dilakuka pegambila cotoh taah utuh dega rig sample utuk aalisa sifat fisik taah pada setiap petak ukur. Semua cotoh taah dari lokasi peelitia diaalisa di Laboratorium Kimia da Kesubura Taah Departeme Taah da Sumberdaya Laha, Fakultas Pertaia Istitut Pertaia Bogor. Utuk lebih jelasya dapat dilihat pada Tabel 1. Data yag Dikumpulka Data yag dikumpulka dalam peelitia ii adalah meliputi : 1. Dimesi tegaka (diameter batag, tiggi total da peiggi) daur 2 2. Biomassa da kadar hara ( N, P, K, Ca da Mg) pada daur 2 bagia batag, cabag, ratig, dau da akar utuk sebara umur satu tahu sampai 5 tahu 3. Sifat kimia, sifat biologi taah (bitil akar) da sifat fisik taah di bawah tegaka huta taama A. magium umur satu tahu sampai dega 5 tahu pada daur 2. 41
Tabel 1. Jeis parameter yag diaalisis da metode peetapa yag diguaka dalam peelitia No. Parameter Metode yag Diguaka I. Sifat fisika taah 1. Kadar air tersedia Gravimetrik 2. Bobot isi Nisbah bobot taah/volume 3. Tekstur (kadar liat dalam %) Pipet II III IV Sifat kimia taah 1. ph (H2O da HCl) Potetiometrik 2. C -orgaik Walkley da Black 3. N- total taah Kjehldahl 4. P Bray II 5. Al dd N KCl titrasi HCl 6. Ca, Mg, K, KTK NH 4 OAc ph 7,0 Sifat biologi taah 1. Biomassa bitil akar Gravimetrik Kadar hara di biomassa 1. N, P, K, Ca, Mg Pegabua basah 42
Aalisis Data Aalisis Uji Kesamaa Slope da Itercept Dua Model Pegujia aalisis uji kesamaa slope da itercept dua model, dilakuka pada peubah peiggi, diameter batag da tiggi total. Kesamaa slope da itercept dua buah kurva dapat dievaluasi dega megguaka pedekata regresi liier sederhaa. Jika Y 1 da Y 2 adalah kurva yag merupaka fugsi dari X, atau Yi = f(x) da Y2 = g(x). Pegujia kesamaa slope da itercept dua model dapat dilakuka dega cara meregresika Y 1 da Y 2 dega model : Y 1 = a + by 2 dimaa pegujia slope (b) kurva dilakuka dega megguaka uji statistik : T hitug = ^ b b s ^ b 2 dega hipotesis H 0 : b = 1 H 1 : b 1 Sedagka utuk pegujia itercept (a) kurva, dilakuka dega uji statistik : 43
T hitug = ^ a a s ^ a 2 Dega hipotesis H 0 : a = 1 H 1 : a 1 Jika Ho bear, t hitug memiliki sebara t-studet dega derajat bebas -2. peolaka H 0 dapat diartika bahwa itercept atau slope kedua kurva tidak sama (Mattjik da Sumertajaya. 2002) Hubuga Peiggi dega Umur pada Huta Taama A. magium Data peiggi pada daur 1 diperoleh berdasarka peelitia Saharjo (1999) da data peiggi daur 2 didapatka dari hasil pegukura di lapaga, kemudia data tersebut diaalisa utuk mecari betuk kurva hubuga peiggi tegaka dega umur. Program yag diguaka utuk mecari betuk kurva hubuga peiggi dega umur huta taama A. magium pada daur 1 da daur 2 megguaka Program Curve Expert 1.3. Asumsi dasar utuk peelitia ii adalah pertama, lokasi peelitia diaggap seragam dalam hal kodisi ligkuga da jeis yag ditaam pada daur 1 da daur 2, da kedua tidaka silvikultur da pegelolaa yag dilakuka relatif sama atara daur 1 da daur 2. Aalisis Hubuga Sifat-sifat Taah dega Peiggi Tegaka A. magium 44
Aalisis statistik ditujuka utuk megidetifikasi peubah sifat-sifat taah yag palig erat hubugaya dega pertumbuha huta taama A. magium pada daur 2 serta mecari pola hubuga matematik atara peubah sifat-sifat taah tersebut dega peubah pertumbuha taama. Model matematik yag diguaka berbetuk persamaa logaritma. Sesuai dega pola pertumbuha huta taama A. magium maka kurva ideks tempat tumbuh merupaka peyederhaaa kurva pertumbuha bagi kesatua geetik tertetu di bawah seperagkat kodisi ligkuga tertetu. Persamaa umum yag diguaka utuk peelitia hubuga sifat-sifat taah dega peiggi tegaka A. magium adalah regresi liier bergada meurut persamaa sebagai berikut (Husch, 1963) : Log Y = bo + b 1 X 1 + b 2 X 2 +...+ b 17 X 17 + E Dimaa : Log Y = Rata-rata peiggi yag ditrasformasi ke dalam logaritma X 1 X 2, X 3,..., X 17 b 0, b 1,..., b 17 E = 1/umur = Sifat-Sifat Taah = kostata = sisaa Variabel-variabel bebas yag dipilih dalam peelitia ii adalah sebagai berikut : X1 X 2 X 3 X 4 X 5 X 6 X 7 X 8 X9 X 10 = 1/umur = Tebal horiso A = Persetase kemiriga (lereg) = Kadar liat pada horiso A = Kadar air tersedia horiso A = Bobot isi horiso A = Kadar liat horiso B = ph taah = C-orgaik taah = N total taah 45
X 11 X 12 X 13 X 14 X 15 X 16 X17 = P taah = Al dd taah = Ca dd taah = Mg dd taah = K dd taah = KTK taah = Biomassa bitil akar Utuk meyarig peubah-peubah bebas yag memberika sumbaga yata dalam meeragka keragama pertumbuha huta taama A. magium diguaka metoda stepwise dega program Miitab. Hubuga Diameter Batag Poho da Tiggi Total dega Umur pada Huta Taama A. magium Data diameter batag poho da tiggi total pada daur 1 diperoleh berdasarka data peelitia Saharjo (1999) da PT Musi Huta Persada (2003), sedagka data diameter batag poho da tiggi total pada daur 2 didapatka dari hasil pegukura di lapaga. Program yag diguaka utuk mecari hubuga diameter batag poho da tiggi total dega umur huta taama A. magium pada daur 1 da daur 2 megguaka Program Curve Expert 1.3. Pembuata Persamaa Alometrik Biomassa Persamaa empiris utuk meduga biomassa sesugguhya hampir sama dega persamaa empiris utuk meduga volume yaitu berdasarka hubuga atara bobot kerig biomassa (W), diameter poho (D) da tiggi poho (H). Kato et al (1978) dalam Whitmore (1984) telah membuat hubuga alometrik huta di Pasoh, Malaysia, utuk lebih jelasya dapat dilihat pada Gambar 2. D W B D 2 H W S W T H W L LA 46
Keteraga : W = bobot kerig, S = batag, B = cabag, L = dau T = total poho, La = luas dau Gambar 2. Hubuga diameter batag poho da tiggi total terhadap biomassa poho Keyataa di lapaga meujukka bahwa hubuga atara diameter batag poho tidak berbadig lurus dega tiggi total poho. Oleh karea itu hubuga D da W tapa H mejadi piliha terbaik seperti dilakuka oleh Brow (1997). Brow (1997) telah membuat model peduga biomassa di huta tropika dega model polyomial (Y = a + bd + c D 2 ) atau model pagkat (Y = a D b ) berdasarka zoa wilayah curah huja kerig, lembab da basah. Model pedugaa biomassa daerah lembab da basah yag diusulka Brow (1997) adalah model poliomial da model pagkat. Oleh karea itu model pedugaa biomassa poho di lokasi peelitia aka dicoba dega megguaka model polyomial da model pagkat. Peyusua diawali dega melihat tigkat keerata masig-masig peubah baik atar peubah bebas maupu atara peubah tidak bebas. Setiap model yag disusu dicari ilai keofisie determiasi (R 2 ), ilai simpaga kuadrat (MS) da F hitug. Nilai koefisie determiasi (R 2 ) diguaka utuk meeragka besarya peubah-peubah bebas yag dapat meeragka peubah tidak bebasya, maki besar ilai koefisie determiasiya maka model yag dibetuk semaki baik. Nilai simpaga kuadrat diguaka utuk melihat besarya kesalaha atau simpaga dari ilai tegahya dimaa semaki besar ilai simpaga kuadrat maka model yag dibetuk semaki jelek. F hit diguaka utuk melihat apakah ilai-ilai koefisie regresi dapat diadalka utuk meramalka besarya biomassa. Persamaa alometrik ii diguaka utuk meduga biomassa poho yag berdiameter > 10 cm, utuk pada saat taama A. magium berumur sekitar 3 tahu. Pedugaa Nilai Tegah, Keragama da Uji Beda Nyata Besarya ilai rata-rata da selag peduga ph taah, kadar baha orgaik, kadar hara N, P, K, Ca da Mg pada taah da taama ditetuka secara statistik. Nilai rata-rata ditetuka dega rumus sebagai berikut : i X i 47
- i=1 X = dimaa : - X X i = Nilai rata -rata = Nilai X ke i = Bayakya cotoh Nilai keragama ditetuka dega rumus : i X i - ( X i ) 2 / i=1 S 2 = - 1 dimaa : S 2 = Nilai keragama ke i Sedagka utuk megetahui perbedaa ph taah, baha orgaik taah da kadar hara N, P, K, Ca da Mg pada taah da tiap bagia taama dilakuka uji beda yata dari Tukey (Steel ad Torrie, 1980). 48