16 IV. METODE PENELITIAN 4.1 Tempat dan Waktu Penelitian lapangan dilaksanakan di lahan pertanaman karet Bojong Datar Banten perkebunan PTPN VIII Kabupaten Pandeglang Banten yang dilaksanakan pada bulan November 2008 Maret 2009, meliputi Survey lapangan, pengukuran di lapangan dan analisis di Laboratorium Tanah Departemen Tanah Fakultas Pertanian IPB, Laboratorium Kimia Tanah Departemen Pertanian Universitas Padjadjaran, dan Laboratorium Kimia Kayu Fakultas Kehutanan IPB. 4.2 Bahan dan Alat Penelitian Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah contoh sortimen dari tanaman karet yang meliputi sortimen batang, cabang, daun, serasah dan contoh tanah. Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini terdiri dari peralatan pembuatan petak ukur di lapangan ( tali rafia, patok, pita meter, f-brunton, golok), peralatan pengukuran sampel tegakan untuk biomassa ( kantong plastik, amplop coklat, chain saw, timbangan kasar, lakban, stiker label), peralatan untuk mengambil sampel tanah (cangkul, meteran, sekop, golok). Sedangkan alat yang digunakan di Laboratorium meliputi cawan porselen, tanur listrik, labu ukur, oven. 4.3 Variabel Yang Diamati 4.3.1 Variabel Tanaman Variabel tanaman yang diamati adalah semua tanaman yang masuk ke dalam plot contoh, tanaman karet yang diamati berumur homogen yaitu 25 tahun, kemudian diukur diameter dan Tinggi tanaman. Pengamatan dilakukan sebanyak 3 buah plot dan dari masing-masing plot dipilih sebanyak 10 tanaman, 10 tanaman tersebut ditebang dan dipisahkan menurut bagian-bagiannya, batang, cabang daun dan akar, kemudian diukur berat basah (fresh weight) tanaman berdasarkan bagian batang, cabang, daun dan akar.
17 a. Batang Pada bagian batang diukur diameter pada titik pemotongan batang, menimbang berat basah total dan berat basah sampel, dan mengambil sampel sebanyak ± 300 gram dimasukan ke dalam plastik sampel dan diberi kode. b. Cabang Pada bagian cabang menimbang berat basah total bagian cabang, dan mengambil sampel sebanyak ± 300 gram dimasukan ke dalam plastik sampel dan diberi kode. c. Daun Pada bagian daun menimbang berat basah total, dan mengambil sampel daun sebanyak ± 300 gram dimasukan ke dalam plastik sampel dan diberi kode. d. Akar Pada bagian akar menimbang berat basah total, dan mengambil sampel akar sebanyak ± 300 gram dimasukan ke dalam plastik sampel dan diberi kode. 4.3.2 Variabel Serasah Semua serasah yang masuk kedalam sub plot petak pengamatan (0.5 x 0.5 m) ditimbang berat basahnya dan diambil sampelnya sebanyak ± 300 gram dimasukan ke dalam plastik dan diberi kode. 4.3.3 Variabel Tanah Pengambilan contoh tanah dilakukan dengan tiga kedalaman yang berbeda yaitu 0-20 cm, 20-40 cm, dn 40-60 cm sebanyak tiga kali ulangan pada plot yang sama. Tiga lapisan yang berbeda tersebut untuk melihat lapisan mana yang paling banyak mengandung kadar karbonnya. 4.4 Prosedur Penelitian 4.4.1 Prosedur Pengukuran di Lapangan Pengukuran kandungan karbon pada tanaman diawali dengan pengambilan sampel biomassa yang dilakukan secara survey. Pengukuran yang dilakukan meliputi pengukuran diameter batang setinggi dada (DBH) dan tinggi tanaman. Diameter tanaman merupakan panjang garis lurus yang menghubungkan dua titik pada garis lingkaran luar tanaman dan melalui titik pusat penampang
18 melintang suatu tanaman. Pengukuran diameter tanaman dilakukan pada ketinggian 1,3m dari permukaan tanah atau. Alat ukur yang digunakan adalah pita meter. (Gambar 2). Sedangkan tinggi tanaman ditentukan dengan menggunakan alat ukur tinggi tanaman f-brunton, tinggi yang diukur adalah tinggi bebas cabang dan tinggi total tanaman (Gambar 4). Pengukuran ini dilakukan pada plot yang telah dibuat pada lahan perkebunan karet. Gambar 2. Pengukuran Diameter at The Breast High (DBH) Gambar 3. Pengukuran tinggi tanaman Pengambilan contoh vegetasi dilakukan dengan metode acak purposif (sampling purposif) dengan menggunakan petak contoh berupa bujur sangkar
19 berukuran 100 x 20 m untuk vegetasi berupa tanaman, dan petak contoh berukuran 0,5 x 0,5 untuk pengambilan serasah dan contoh tanah. Penentuan plot pada tanaman karet di lapangan dilakukan menurut metode Hairiah, et. al., (2001) dalam Yulyana (2005) 100 m 20 m 2 x (0,5 m x 0,5 m) Gambar 4. Desain plot contoh di lapangan Keterangan : Luas Plot 20 m x 100 m, Sub Plot 2 x (0,5 m x 0,5 m) Pembuatan plot sebanyak tiga buah pada afdeling II, III, dan IV, pembuatan sub plot sebanyak enam buah yang berukuran 0,5m x 0,5m dilakukan untuk pengukuran contoh serasah dan contoh tanah. p Gambar 5. Pembuatan plot di lapangan
20 Tanaman karet sebanyak 10 tanaman yang terpilih dalam setiap plotnya kemudian ditebang. Setelah contoh tanaman ditebang, bagian tanaman dipisahkan dan ditimbang berat basahnya menurut bagian batang, cabang dan daun. Setelah penimbangan setiap bagian tanaman diambil contoh ujinya dan selanjutnya dianalisis di laboraturium. Perhitungan biomassa ini dimaksudkan untuk mengetahui kandungan karbon pada tanaman karet dengan membuat model pendugaan Allometrik equation yang melibatkan diameter batang dan tinggi tanaman. Umumnya biomassa tanaman ditentukan secara tidak langsung melalui persamaan Allometrik yang disusun untuk menduga biomassa tanaman. Plot dibuat sebanyak tiga buah dengan ukuran 20m x 100m (Gambar 2.), dalam masing-masing plot diletakan tiga buah sub plot berupa kuadran berukuran 2 x (0,5m x 0,5m) untuk pengambilan tumbuhan penutup tanah dan serasah, dan pengambilan contoh tanah untuk pengukuran kadar karbon tanah. (Gambar 10).Tanaman yang masuk ke dalam setiap plot diukur diameter dan tinggi, kemudian dilakukan penebangan pada contoh tanaman terpilih sebanyak 10 tanaman tiap plotnya (Gambar 6a). Setelah tanaman ditebang, setiap bagian tanaman yaitu batang, cabang dan daun dipisahkan menurut bagiannya masing-masing. (Gambar 6b). Dan dihitung berat basah dari batang, cabang, daun, dan akar, kemudian diambil sampelnya ± 300gr. a. b. Gambar 6. Penebangan contoh tanaman terpilih (a), Pemotongan sortimen menurut bagian batang, cabang dan daun.
21 4.4.2 Prosedur Pengukuran di Laboratorium a. Penentuan Biomassa di laboratorium Penentuan biomassa di laboratorium mengacu pada pedoman dari FORDA dan JICA (2005). Setiap sampel dikeringkan pada suhu 85 0 C selama 48 jam untuk kayu dengan diameter kurang dari 10 cm, lalu ditimbang untuk memperoleh berat kering sampel. Jika diameter sampel lebih dari 10 cm, maka pengeringan dilakukan selama 96 jam. (Gambar 7 ) a. b. Gambar 7. Pengeringan sampel (a dan b). Rumus penentuan Biomassa di laboratorium menurut pedoman FORDA dan JICA adalah sebagai berikut: SDW TDW = SFW xtfw...(kg) Keterangan: TDW: berat kering total (total dry weight,kg) TFW:berat basah total (total fresh weight,kg) SDW:berat kering sampel (sample dry weight,kg) SFW:berat basah sampel (sample fresh weight,kg) b. Penentuan Karbon Tanaman Karet Penentuan kadar karbon dilakukan dari setiap sortimen batang, cabang, daun, akar, serasah dilakukan dengan berbagai tahapan sebagai berikut: Setiap bagian
22 dari batang, cabang, daun, akar dan serasah masing-masing ditimbang sebagai berat basah sampel, kemudian masing-masing ditimbang sebanyak ± 300 gram. Masing-masing contoh tersebut kemudian dikeringkan pada oven 85 C selama 96 jam, sampai beratnya konstan. Kemudian digiling dan diambil contohnya sebanyak 1 gram. Contoh tersebut kemudian dipanaskan dalam oven 105 C selama 24 jam. Contoh tersebut kemudian ditimbang beratnya sebagai berat kering mutlak (misalnya a gram). Selanjutnya contoh tersebut dimasukan kedalam alat mofel dipanaskan pada suhu 700 C selama 2 jam. Kemudian ditimbang beratnya (misalnya b gram). a. b. Gambar 8. Penimbangan sampel (a), Cawan porselen sebagai media untuk menyimpan sampel untuk proses pemanasan (b). Kadar karbon dapat dihitung dengan rumus: 1 b C organik contoh = x100%...( Hariyadi, 2005) a Jumlah kandungan ( cadangan) karbon setiap bagian tanaman dihitung dengan rumus sebagai berikut: Kadar C = Berat basah total Berat basah contoh xberat ker ing contoh x kadar C organik contoh...(hariyadi, 2005)
23 a. b. Gambar 9. Contoh sortimen batang untuk analisis laboratorium (a), Pengambilan contoh daun untuk analisis laboratorium (b). c. Penentuan Karbon Tanah Variabel Tanah yang diukur adalah kandungan karbon organik ( C- organik), pengukuran karbon tanah menggunakan metode walkley and Black. a. b. Gambar 10. Pembuatan sub plot untuk pengambilan sampel tanah (a), Pengukuran kedalaman tanah 0-20 cm, 20-40 cm,40-60 cm untuk pengambilan sampel (b). 4.5 Model Keeratan Hubungan Kandungan Karbon dan Biomassa Model keeratan hubungan antara kandungan karbon dengan biomassa dibuat untuk tegakan tanaman karet, model hubungan dibuat berdasarkan pada fungsi bahwa karbon=f (biomassa). Fungsi hubungan ini dibangun melalui
24 persamaan regresi sederhana. Dari model hubungan yang dibangun akan diketahui tingkat keeratan antara kandungan karbon dengan biomassa. 4.6 Nilai Manfaat Karbon Pendekatan perhitungan nilai manfaat karbon pada tegakan karet di perkebunan karet Bojong Datar PTP Nusantara VIII Kabupaten Pandeglang Banten menggunakan system silvikultur intensif yaitu: (1) menghitung jumlah kandungan karbon yang terdapat dalam: (a) tegakan karet (akar, batang, cabang dan daun), (b) serasah atau bahan yang terdapat dipermukaan tanah, (c) di dalam tanah tempat tumbuh tegakan karet. (2) menentukan harga karbon per ton yang telah dikonversi dengan suku bunga yang berlaku di negara-negara maju rata-rata 6% pertahun (Pirard 2005 dalam Gusti 2007). Harga jual karbon dalam penelitian ini di dasarkan pada harga CER permanen (certified emission reduction) yang diambil dari harga proyek karbon energi yaitu 15, 18 dan 21 USD/ton C dan masing-masing dikalikan dengan suku bunga 6%. Sehingga harga karbon yang digunakan dalam penelitian ini yaitu 3,79, 4,55, dan 5,31 USD/ton C ( 1USD= Rp. 10.250). (3) Menghitung nilai manfaat karbon dengan mengalikan jumlah keseluruhan kandungan karbon per satuan luas dengan harga karbon per ton Formula perhitungan nilai manfaat karbon adalah sebagai berikut: TJC = JCTK + JCN + JCT NPC = TJC x HC x LAK dimana, TJC = total jumlah penyerapan karbon pada pembangunan tanaman karet (ton/ha C). JCTK = jumlah karbon pada tegakan karet (akar, batang, cabang, dan daun) (ton/ha C). JCN = jumlah karbon pada serasah atau nekromassa dipermukaan tanah dari tegakan karet (ton/ha C). JCT = jumlah karbon yang terdapat dalam tanah dari tegakan karet
25 (ton/ha C). NPC = Nilai manfaat penyerapan karbon dari pembangunan tanaman karet (Rp). HC = harga karbon dalam skema perdagangan karbon menurut skenario CER sementara, yaitu harga karbon CER permanen yang dikonverasi dengan suku bunga negara-negara maju sebesar 6% (Rp/ton C, 1 USD = Rp.10.250). LAK = luas areal pembangunan tanaman karet (ha). 4.7 Pengolahan dan Analisis Data Pendugaan model matematik hubungan antara biomassasaa dan karbon dengan diameter dan tinggi tanaman karet menggunakan Uji Regresi, program statistic SPSS 15, MINITAB 14 dan Microsoft Excel 2003. 4.8 Pemilihan Model Model yang dipilih berdasarkan pada kriteria sebagai berikut: a. Kesesuaian terhadap fenomena b. Sifat keterandalan model Koefisien determinasi (R 2 ) mendekati 100%, berati data semakin terandalkan. R 2 JKR = 100% JKT Apabila nilai R 2 mendekati 100%, bearti data semakin terandalkan. Variasi (S 2 ), yaitu tingkat keanekaragaman data dengan menggunakan rumus: s 2 2 ( ) / 2 = xi xi n n 1 Model yang dipilih adalah model yang memiliki variasi terkecil. Koefisien determinasi terkoreksi (R 2 ajusted = R 2 a) Koefisien determinasi terkoreksi adalah koefisien determinasi yang sudah dikoreksi oleh derajat bebas dari jumlah kuadrat sisa (JKS) dan jumlah kuadrat total (JKT) dengan rumus sebagai berikut:
26 JKS 2 /( n p ) 2 1 R adj 1 (1 R ) n = = JKT /( n 1) n p Dimana p adalah banyaknya parameter dalam regresi (termasuk βθ), dan n adalah banyaknya objek (kasus) yang dianalisis. Kriteria uji R 2 adjusted sama dengan kriteria R 2. c. Uji keabsahan model Uji keabsahan model (model validation) bertujuan untuk melihat kemampuan model dalam menduga sekelompok data baru (yang tidak diikutsertakan dalam pembentukan modelnya). Prosedur yang dipakai dalam penelitian ini adalah prosedur uji keabsahan prosedur Jackknife yang dikembangkan oleh Quenouille dan Tukey (Efron, 1979). Langkahlangkah pengujiannya sebagai berikut: 1.Hilangkan kasus pertama dari set data untuk pendugaan model. 2.Tentukan pendugaan model berdasarkan (n-1) data sisanya (selain kasus pertama). 3.Tentukan penduga dari peubah tak bebas kasus pertama berdasarkan penduga model yang diperoleh dari langkah kedua. 4.Ulangi langkah 1 sampai 3 untuk seluruh kasus yang ada sampai kasus yang ke-n. Apabila Yi ˆ adalah penduga bagi Yi, yaitu penduga peubah tak bebas dari kasus ke-i yang diperoleh dengan memakai penduga model berdasarkan (n-1) tanpa kasus ke-i, maka dari n kasus yang ada akan dapat diperoleh n buah simpangan Yi ˆ terhadap Yi, yaitu: ei= Yi-Yi ˆ, untuk i=1,2, n dari n buah ei ini dapat ditentukan: mi=(ei/yi)x100%, untuk i=1,2, n selanjutnya, apabila di = (mi) 2, maka akan dicari: n 2 MSPE = di / n i= 1
27 2 n n 2 2 S d = di di / n /( n 1) i= 1 i= 1 Sd CVd = x100% d Keterangan : MSPE = Mean Square Predicted Error S 2 D = variasi CVd = koefisien varian Model akan semakin baik apabila memiliki MSPE dan CVd yang semakin kecil. Atas dasar ini, maka nilai MSPE dan CVd selanjutnya dipakai sebagai kriteria dalam menentukan tingkat keabsahan dari model-model yang dicobakan. Uji keabsahan model merupakan uji yang terakhir dilakukan dalam pemilihan model yang terbaik dan sekaligus juga untuk menentukan cara pendekatan terbaik dalam pemecahan masalah dalam penelitian ini, selain faktorfaktor kekonsistenan dalam penerimaan model tertentu pada setiap kali membangun model, kepraktisan pemakaian model dan kemudahan mendapatkan modelnya.