6 II. MATERI DAN METODE PENELITIAN 1. Materi, Lokasi dan Waktu Penelitian 1.1. Materi Penelitian 1.1.1. Bahan Bahan-bahan yang digunakan meliputi daun pohon sengon sebagai sampel yang terdapat di daerah Kecamatan Baturraden, Kabupaten Banyumas. Alkohol 70%, HCl 0,7%, pereaksi Cu, pereaksi Nelson, pereaksi karbohidrat, phenol merah, aquades. 1.1.2. Alat Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah tabung reaksi, pipet kaca berskala, labu ukur, oven, spektofotometer dengan panjang gelombang 500 µm, silet, gunting daun, plastik bening, timbangan analitik, soil tester, hygrometer, alat tulis dan alat dokumentasi. 1.2. Lokasi dan Waktu Penelitian Penelitian dilakukan di hutan rakyat berbasis pohon sengon yang berada di wilayah Desa Kutasari dan Desa Pamijen, kecamatan Baturraden, Kabupaten Banyumas, Jawa Tengah. Analisis massa karbohidrat sebagai dasar penentuan daya serap karbon dioksida daundilakukan di Laboratorium Kimia Organik Program Studi Kimia Fakultas Sains dan Teknik Universitas Jenderal Soedirman. Penelitian dilaksanakan selama 3 bulan (12 minggu). Dimulai pada minggu ke empat bulan Juli sampai dengan minggu ke tiga bulan Oktober 2013.
7 2. Metode Penelitian 2.1. Rancangan Penelitian Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode survei, sedangkan teknik pengambilan sampel menggunakan stratified random sampling. Strata yang digunakan adalah umur tegakan sengon. Umur tegakan sengon dikelompokkan kedalam 5 kelompok umur sebagai berikut: 1. Umur tegakan 1 tahun, 2. Umur tegakan > 1 sampai 2 tahun, 3. Umur tegakan > 2 sampai 3 tahun, 4. Umur tegakan > 3 sampai 4 tahun, dan 5. Umur tegakan > 4 sampai 5 tahun Pada setiap kelompok umur tegakan tersebut ditentukan sebanyak 5 pohon secara acak sebagai ulangan untuk pengambilan sampel daun. Pengambilan sampel daun sengon dilakukan sebanyak dua tahap sebagai perbandingan. Pengambilan sampel tahap pertama adalah menjelang proses fotosintesis antara pukul 03.00 sampai 04.00 WIB, sedangkan pengambilan sampel tahap kedua adalah ketika proses fotosintesis optimal berlangsung yaitu pada pukul 10.00 sampai 11.00 WIB. Jumlah karbon yang dianalisis selanjutnya adalah selisih antara data yang diperoleh dari sampel yang diambil pada tahap kedua dan tahap pertama. 2.2. Variabel Penelitian Variabel bebas yang digunakan dalam penelitian ini berupa umur tegakan sengon dan variabel tergantungnya berupa daya serap sengon terhadap CO2. Parameter yang diamati dalam penelitian ini adalah jumlah daun per pohon, luas permukaan daun dan kandungan CO2 pada daun.
8 2.3. Cara Kerja 2.3.1. Pengambilan Sampel Daun (Purwaningsih, 2007) a. Penentuan pohon yang diambil daunnya Pohon sengon yang berada pada setiap sampling plot yang telah ditentukan secara acak kemudian diambil daunnya sebanyak 30 g pada pukul 03.00-04.00 dan pukul 10.00-11.00 WIB. Sampel daun dimasukkan ke dalam plastik yang berisi alkohol 70% sampai terendam.perendaman dengan alkohol ini bertujuan untuk menghentikan laju metabolisme daun. b. Estimasi Penentuan Jumlah Daun Perpohon Daya serap pohon terhadap karbon dioksida per individu pohon diantaranya dipengaruhi oleh jumlah daun.oleh karena itu diperlukan penentuan jumlah daun per pohon. Langkah-langkah untuk menghitung jumlah daun per pohon mengikuti teknik penghitungan dari Sinambela (2006) sebagai berikut: 1) jumlah cabang yang terdapat pada pohon dihitung lalu dikelompokkan berdasarkan ukurannya. 2) dari masing-masing kelompok cabang tersebut dipilih salah satu cabang untuk dihitung daunnya. 3) jumlah daun pada cabang terpilih dikalikan jumlah cabang yang terdapat pada tiap kelompoknya. 4) jumlah daun pada tiap kelompok cabang digabungkan, sehingga didapatkan jumlah daun per individu pohon. c. Pengukuran Massa Karbohidrat Massa karbohidrat daun sengondiukur menggunakan cara kerja dari Sinambela (2006) sebagai berikut:
9 1. Sampel daun 30 g ditimbang dan dihancurkan dengan cara menggerus menggunakan mortar pada cawan porselin sampai halus. Sampel daun yang halus dikeringkan dalam oven pada suhu ± 105 C selama 48 jam untuk mendapatkan bobot kering mutlak. 2. 200 mg sampel daun yang sudah kering ditimbang dan ditambahkan dengan 20 ml HCl 0,7 N. 3. Sampel daun tersebut kemudian dimasukkan ke dalam penangas air agar terjadi hidrolisis selama 2,5 jam, lalu disaring dalam labu ukur 100 ml.. 4. Larutan ditetesi phenol merah, kemudian dinetralkan dengan NaOH 1N dengan cara titrasi hingga terjadi perubahan larutan dari berwarna biru menjadiwarna merah muda. 5. Larutan diendapkan proteinnya agar gugusan CHO yang terjadi benar-benar karbohidrat. Pengendapan protein ini dilakukan dengan cara larutan ditambah5 ml ZnSO4 5% dan 5 ml Ba(OH)2 0,3 N. 6. Larutan 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. Deret standar karbohidrat 0, 5, 10, 15, 20, 25 ml dibuat. 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 padamasing-masing deret standar lalu dikocok dan biarkan selama 20 menit. 12. Larutan diukur dengan spektrofotometer pada panjang gelombang 500 μm. 13. Persentase karbohidrat dihitung menggunakan rumus: Persentase KH =, 100% 1000000. 1
10 A : Absorbsi karbohidrat contoh S : rata-rata standar karbohidrat 100 0,2 20 1 14. Massa karbohidrat dihitung dari persentase yang telah ditemukan. Massa KH = Persentase Karbohidrat x Bobot Basah daun 2 Massa karbohidrat (setara glukosa) yang diperoleh dari metode karbohidrat dikonversikan ke massa karbon dioksida dari perbandingan mol setelah disetarakan koefisien reaksinya berdasarkan persamaan reaksi fotosintesis: 6CO2 + 6H2O C6H12O6 + 6O2 15. Dari persamaan reaksi tersebut dapat dilihat 1(satu) mol glukosa (C 6H12O6) setara dengan 6 (enam) mol karbon dioksida (CO 2). Cara perhitungannya adalah sebagai berikut: 1.Mol C 6H 12O 6 = Massa C 6H 12O 6: Mr C 6H 12O 6 2.Massa CO 2 = 6 Mol C 6H 12O 6x Mr CO 2 3 Keterangan : Ar C = 12; Ar H = 1, Ar O = 16 Mr C 6H 12O 6 = (6xAr C)+(12xAr H)+(6xAr O) = (6x12)+(12x1)+(6x16) = 180 Mr. CO 2 = Ar C+(2xAr O) = 12+(2x16) = 44 d. Pengukuran Luas Daun Luas daun diukur dengan menggunakan metode gravimetri (Sitompul dan Guritno, 1995) sebagai berikut: 1. Ambil daun untuk dihitung luas daunnya. 2. Mengukur luas kertas yang dijadikan sebagai cetakan daun yaitu dengan rumus panjang x lebar sehingga diperoleh nilai luas kertas (LK). 3. Menimbang kertas yang dijadikan sebagai cetakan daun sehingga diperoleh bobot kertas (Wt).
11 4. Membuat pola daun yang dijadikan sebagai sampel diatas kertas cetakan yang telah diketahui luas dan bobotnya, setelah itu pola daun kertas yg telah digunting ditimbang sehingga diperoleh bobot kertas replika daun (Wt). = 4 Keterangan: LD = luas daun Wr = berat kertas replika daun Wt = berat total kertas LK = luas total kertas e. Perhitungan Daya Serap Karbon dioksida Daya serap karbon dioksida pohon sengon akan dihitung berdasarkan metode yang digunakan oleh Purwaningsih (2007) dan Sinambela, (2006). Untuk mengetahui besarnya daya serap karbon dioksida tanaman sengon, maka data yang dihasilkan dari uji Laboratorium dimasukkan kedalam persamaan sebagai berikut: ( ) = h ( 30 ) Penentuan daya serap karbon dioksida per luas daun per jam dihitung dengan menggunakan rumus: =... 5 Keterangan: Dt = daya serap bersih karbon dioksida per luas daun per jam D = daya serapan karbon dioksida per luas sampel daun t = selisih waktu pengambilan sampel yaitu pukul 04.00 dan pukul 11.00 Penentuan Karbon dioksida yang diserap bersih per Helai Daun (Dl) per jam dihitung menggunakan rumus: Keterangan: = h 6 Dl = Daya serap per helai daun Dt = Daya serap bersih CO 2 per luas daun per jam
12 Penentuan karbon dioksida yang di serap bersih per pohon per jam dihitung menggunakan rumus: Keterangan: = Σ 7 Dn = Daya serap bersih CO 2 per pohon per jam Σd = Jumlah daun tiap pohon. Dl = Daya serap per helai daun Penentuan Karbon dioksida yang diserap bersih per hektar lahan (Dh) di hitung menggunakan rumus: Keterangan : h = h / 8 Dh = Daya serap bersih CO 2 per hektar lahan per jam Dn = Daya serap bersih CO 2 per pohon per jam K = Kerapatan pohon per Ha lahan (10000 : jarak tanam) Penentuan karbon dioksida yang diserap bersih per hektar per tahun dihitung menggunakan rumus: Keterangan : = [( ) + ( (12,07 ) 0,46)] 365.. 9 Dy = Daya serap CO 2 per hektar Dn= Daya serap per pohon per jam A = nilai rata-rata lama penyinaran maksimum per hari, (12,07 jam/hari), (Sitompul danguritno). 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 dengan hari cerah ( Sitompul dan Guritno, 1995) 365 = jumlah hari dalam satu tahun 3.1. Analisis Varian (ANOVA) 3. Metode Analisis Analisis Varian (ANOVA) digunakan untuk mengetahui pengaruh umur tegakan pohon sengon terhadap daya serap karbon dioksida pada tegakan sengon. Hasil analisis varian menunjukkan perbedaan yang nyata sehingga dilakukan uji lanjut pada tingkat kepercayaan 95% atau 99%. Koefisien keragaman yang
13 dihasilkan dalam penelitian ini diatas 20 %, maka uji lanjut yang digunakan adalah uji Duncan (Hanafiah, 2003). 3.2. Analisis Korelasi dan Regresi Analisis korelasi digunakan untuk menguji hubungan antara umur tegakan hutan rakyat sengon dengan daya serap karbon dioksida, sedangkan analisis regresi digunakan untuk mengetahui pola hubungan antara umur tegakan sengon dan kemampuan tegakan sengon dalam menyerap karbon dioksida. Analisis terssebutmenggunakan persamaan umum sebagai berikut : y = a + bx Keterangan : y = Daya serap karbon dioksida a = Konstanta b = Koefisien peubah bebas X = Umur Tegakan