BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Lokasi dan Waktu Penelitian Penelitian ini dilakukan di areal hutan alam IUPHHK-HA PT Suka Jaya Makmur, Kabupaten Ketapang, Provinsi Kalimantan Barat. Pelaksanaan penelitian dilakukan selama tiga bulan yang terdiri dari dua tahap, yaitu tahap pengambilan data di lapangan pada bulan Juli 2011 dan tahap pengujian contoh uji laboratorium untuk menganalisis sampel bagian pohon berupa daun, ranting, cabang, batang utama, dan akar yang dilakukan pada bulan Agustus September 2011 di Laboratorium Kimia Kayu dan Teknologi Peningkatan Mutu Kayu, Departemen Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor. 3.2 Alat dan Bahan Penelitian Bahan yang digunakan untuk penelitian ini adalah pohon pohon jenis dominan yang terdapat di areal IUPHHK PT. Suka Jaya Makmur sebanyak 40 pohon yang terdiri dari kisaran diameter dari 5 > 60 cm yang dibagi kedalam sembilan kelas. Dari masing-masing pohon diambil tiga 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 bulldozer, gergaji mesin, pita ukur, tambang, kompas, pita diameter pohon, kalkulator, alat tulis, tally sheet, tali plastik, cat, pita merah, dan timbangan. 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 pengumpulan 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, dan akar.
9 Sedangkan pengumpulan data sekunder diperoleh dari IUPHHK PT Suka Jaya Makmur berupa: 1. Peta lokasi penelitian. 2. Keadaan lapangan yang meliputi topografi, tanah, geologi dan iklim. 3. Keadaan hutan yang meliputi tipe hutan dan potensi hutan. 3.4 Metode Pengambilan Data Primer 3.4.1 Metode Pemilihan Pohon Sampel Jumlah sampel pohon yang diperlukan dalam penelitian ini sebanyak 40 pohon dari jenis dominan yang akan dipilih dari kelas-kelas diameter pohon yang terdapat di lapangan dan ditebang dari IUPHHK PT. Suka Jaya Makmur. Jenis-jenis dominan di areal IUPHHK PT. Suka Jaya Makmur diperoleh dari hasil penelitian Kusuma (2009) yang telah melakukan penelitian di areal tersebut pada tahun 2009. Pemilihan pohon sampel dan jenis-jenis dominan tersebut dilakukan secara purposive sampling. Pohon-pohon jenis dominan yang dijadikan sampel adalah pohon yang normal dan merupakan kondisi rata-rata dari jenis pohon yang bersangkutan. 3.4.2 Metode Pengumpulan Data Pohon Sampel Sampel 40 pohon ang dipilih, kemudian tiap pohon sampel diberi nomor mulai dari nomor 1 40. Metode pengumpulan data pohon sampel melalui tahap sebagai berikut (Elias 2010): 1. 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. Bulldozer untuk tunggak dan akar, serta linggis dan kuas untuk pembersihan akar. b. Menyiapkan wadah dari terpal di atas permukaan tanah di sekitar pohon sampel.
10 c. Menyiapkan tali tambang dan katrol untuk menahan cabang pohon yang dipangkas agar tidak terjatuh langsung ke atas tanah, sehingga tidak terjadi kerusakan dan kehilangan bagian-bagian pohon sampel. d. Menyiapkan pita keliling untuk pengukuran diameter batang utama dan cabang serta timbangan untuk menimbang berat basah ranting, daun, dan akar. 2. Pengukuran diameter pohon sampel. Pengukuran diameter pohon sampel yang telah diberi nomor dilakukan pada ketinggian setinggi dada dengan menggunakan pita keliling dan tongkat sepanjang 1,30 m. Hasil pengukuran dicantumkan dalam tally sheet yang telah disediakan sesuai dengan nomor pohonnya. 3. Pemangkasan cabang Sebelum perebahan batang utama pohon (penebangan) terlebih dahulu dilakukan pemangkasan cabang-cabang pohon. Tujuan pemangkasan cabang pohon berdiri yaitu mengumpulkan bagian daun, ranting dan cabang sampel dengan seksama. Pemangkasan cabang dilakukan dengan cara memanjat pohon sampel dan dilakukan pemotongan cabang-cabang di atas pohon. Cabang yang telah dipotong diturunkan secara hati-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. Perebahan pohon kecil dilakukan dengan memotong bagian tunggak yang dekat permukaan tanah secara langsung. Perebahan batang utama pohon sampel yang berdiameter besar (> 10 cm) dilakukan dengan membuat takik rebah dan takik balas pada tunggak pohon yang diusahakan sedekat mungkin dengan permukaan tanah. Bagian batang dari tunggak yang berada di atas permukaan tanah dipotong setelah penggalian tunggak dan akar, dan bagian batang tersebut disatukan dengan batang utama pohon.
11 5. Penggalian tunggak dan akar pohon sampel Penggalian tunggak dan akar pohon besar digali dengan menggunakan bulldozer dan 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 linggis, parang, sikat dan kuas hingga bersih dari kotoran dan tanah. 6. Pemisahan bagian bagian pohon Bagian bagian pohon dipisahkan kedalam kelompok masing masing yaitu: a. Kelompok batang utama, yaitu batang mulai dari pangkal batang di atas permukaan tanah sampai ujung batang utama berdiameter 10 cm b. Kelompok cabang, yaitu bagian batang cabang yang berdiameter > 10 cm. c. Kelompok ranting, terdiri dari bagian cabang dan ranting berdiameter 10 cm d. Kelompok akar, terdiri dari bagian akar tunjang dan akar pohon lainnya. e. Kelompok daun, terdiri dari bagian tangkai daun, daun-daun, bunga, biji, dan buah. 7. Pengukuran tinggi pohon Tinggi pohon diukur dalam keadaan batang utama sudah rebah di atas permukaan tanah. Tinggi yang diukur adalah tinggi pohon bebas cabang pertama dan tinggi pohon total. Alat yang digunakan adalah pita ukur. 8. Pengukuran volume batang utama dan cabang Pengukuran volume batang utama dan batang cabang dilakukan secara terpisah. Batang utama dan batang cabang diberi tanda dengan interval panjang ± 2 m. parameter yang diukur adalah panjang (m) dan keliling (cm) ujung-ujung tiap sekmen batang dari batang utama dan cabang. 9. Penimbangan Berat Basah Ranting, Daun, dan Akar Penimbangan berat basah ranting, daun, dan akar dilakukan secara terpisah. Akar-akar halus dan daun-daun yang akan ditimbang masing-masing dimasukkan ke dalam karung plastik yang telah diketahui beratnya, kemudian ditimbang berat basahnya dalam satuan kilogram, untuk ranting, dan akar
12 berdiameter besar masing-masing diikat dengan tali plastik, dan ditimbang berat basahnya. 3.4.3 Metode Pengambilan Bahan Uji Laboratorium di Lapangan Sampel bahan uji di laboratorium diambil dari bagian-bagian pohon masing-masing sampel pohon, yakni dari bagian batang utama, batang cabang, ranting, daun, dan dari akar. Sampel yang diambil dari masing-masing bagian pohon sampel adalah sebanyak tiga kali ulangan. Sehingga jumlah sampel bahan uji di laboratorium sama dengan 40x5x3 buah atau berjumlah 600 sampel, yang terdiri dari: a. 120 buah sampel batang utama b. 120 buah sampel batang cabang c. 120 buah sampel ranting d. 120 buah sampel daun e. 120 buah sampel akar tunjang dan akar lainnya Cara pengambilan sampel bahan uji di lapangan adalah sebagai berikut (Elias 2010): 1. Sampel batang utama (Bt U), diambil dari ujung (U), pangkal (P) dan bagian tengah (T) batang utama dengan membuat potongan melintang batang setebal ± 5 cm. 2. Sampel batang cabang (Bt C) diambil dari cabang yang besar (B), sedang (S) dan kecil (K) yang diameternya >10 cm. Sampel diambil dengan cara membuat potongan melintang batang cabang setebal ± 5 cm. 3. Sampel ranting (R), diambil dari ranting-ranting besar (B), ranting sedang (S) dan ranting kecil (K) yang panjangnya dipotong-potong menjadi bagian ranting-ranting sepanjang ± 20 30 cm. Setiap sampel beratnya ± 1 kg 4. Sampel daun (D) diambil dari daun-daun yang telah dicampur. Berat sampel masing-masing ± 1 kg. 5. Sampel akar (A) diambil dari akar tunjang (T), akar besar (B) yang diameternya > 5 cm dan akar kecil (K) yang diameternya < 5 cm. Setiap sampel beratnya ± 1 kg.
13 Sampel kemudian dimasukkan kedalam kantong plastik, diberi kode sampel dan diikat ujung kantong plastiknya. Contoh kode sampel pohon adalah sebagai berikut: Batang utama : Bt U1, P (Pohon ke-1-batang Utama-Pangkal) Bt U1, T (Pohon ke-1-batang Utama-Tengah) Bt U1, U (Pohon ke-1-batang Utama-Ujung) Cabang : Bt C1, B (Pohon ke-1-cabang-besar) Bt C1, S (Pohon ke-1-cabang-sedang) Bt C1, K (Pohon ke-1-cabang-kecil) Ranting : R 1, B (Pohon ke-1-ranting-besar) R 1, S (Pohon ke-1-ranting- Sedang) R 1, K (Pohon ke-1-ranting-kecil) Daun : D 1, I(Pohon ke-1-daun) Akar : A 1, B (Pohon ke-1-akar-besar) A 1, K (Pohon ke-1-akar-kecil) A 1, T (Pohon ke-1-akar Tunjang) 3.5 Pengumpulan Data di Laboratorium 3.5.1 Berat Jenis 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.
14 3.5.2 Kadar Air 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 gram. Cara pengukuran kadar air contoh uji adalah sebagai berikut: a. Contoh uji ditimbang berat basahnya. b. Contoh uji dikeringkan dalam tanur 103+2 o C sampai tercapai berat konstan, kemudian dimasukkan ke dalam desikator dan ditimbang berat keringnya. c. Penurunan berat contoh uji yang dinyatakan dalam persen terhadap berat kering tanur adalah kadar air contoh uji. 3.5.3 Kadar Zat Terbang Penentuan kadar zat terbang menggunakan standar American Society for Testing Material (ASTM) D 5832-98. Prosedurnya adalah sebagai berikut: 1. Sampel dari setiap bagian pohon berkayu dicacah menjadi bagian-bagian kecil, sedangkan sampel bagian daun dicincang. 2. Sampel kemudian dioven pada suhu 80 o C selama 48 jam. 3. Sampel digiling menjadi serbuk dengan mesin penggiling (willey mill) 4. Serbuk hasil gilingan disaring dengan alat penyaring (mesh screen) berukuran 40 60 mesh. 5. Serbuk dengan ukuran 40 60 mesh dari contoh uji sebanyak ± 2 gr, dimasukkan kedalam cawan porselin, kemudian ditutup rapat dengan penutupnya, dan ditimbang dengan alat timbangan Sartorius. 6. Contoh uji dimasukkan ke dalam tanur listrik bersuhu 950 o C selama 2 menit. Kemudian cawan berisi contoh uji tersebut didinginkan dalam desikator dan selanjutnya ditimbang. 7. Selisih berat awal dan berat akhir yang dinyatakan dalam persen terhadap berat kering contoh uji merupakan kadar zat terbang.
15 3.5.4 Kadar Abu Kadar abu pada prinsipnya adalah menentukan jumlah abu yang tertinggal (mineral yang tidak dapat menguap) dengan membakar serbuk menjadi abu dengan menggunakan energi panas. Prosedur penentuan kadar abu adalah sebagai berikut : a. Sisa contoh uji dari penentuan kadar zat terbang dimasukan ke dalam tanur listrik bersuhu 750 C selama 6 jam. b. Selanjutnya dinginkan dalam desikator dan kemudian ditimbang untuk mengetahui beratnya. c. Berat akhir (abu) yang dinyatakan dalam persen terhadap berat kering tanur contoh uji merupakan kadar abu contoh uji. Pengukuran kadar abu terhadap sampel dari tiap bagian pohon dilakukan sebanyak tiga kali ulangan. 3.5.5 Kadar Karbon Penentuan kadar karbon contoh uji dari tiap-tiap bagian pohon menggunakan Badan Standar Nasional (BSN) 06-3730-1995, dimana kadar karbon contoh uji merupakan hasil pengurangan 100% terhadap kadar zat terbang dan kadar abu. 3.6 Metode Pengolahan Data 1. Volume batang utama dan cabang menggunakan rumus Smalian: Keterangan: V = Volume (m 3 ) Π = 3,14 (konstanta) Dp = Diameter Pangkal (m) Du = Diameter Ujung (m) L = Panjang (m)
16 2. Berat Jenis, rumus yang digunakan: BJ =..(Simpson et al. 1999) Keterangan: BJ = Berat Jenis Kerapatan Kayu (gr/cm 3 ) = Kerapatan Air = 1 gr/cm 3 B K T V 3. Kadar Air, rumus yang digunakan: % % (Haygreen dan Bowyer 1989) Keterangan: BBc = Berat Basah Contoh (gr) BKc = Berat Kering Contoh (gr) % KA = Persen Kadar Air 4. Berat Kering, rumus yang digunakan: Haygreen dan Bowyer 1989 Keterangan: BK = Berat Kering (gr) BB = Berat Basah (gr) KA = Kadar Air 5. Penentuan Kadar Zat Terbang Kadar zat terbang dinyatakan dalam persen dengan rumus sebagai berikut: % ASTM 6. Penentuan Kadar Abu Kadar abu dinyatakan dalam persen dengan rumus sebagai berikut: % ASTM
17 7. Penentuan Kadar Karbon Kadar karbon tetap ditentukan berdasarkan Badan Standar Nasional (BSN) 06-3730-1995 sebagai berikut: Kadar Karbon = 100% - Kadar Zat Terbang Kadar Abu 8. Persamaan Alometrik Model persamaan alometrik biomassa akar dengan diameter, tinggi pohon dan biomassa di atas tanah, serta model persamaan alometrik massa karbon akar pohon dengan diameter, tinggi pohon dan massa karbon bagian di atas tanah merupakan fungsi hubungan yang dibangun melalui persamaan regresi sederhana. Model persamaan yang digunakan adalah: Model hubungan biomassa akar dengan biomassa bagian-bagian pohon di atas tanah: BA = abb b Y = abd b Y = abc b Y = abt b Model hubungan biomassa akar dengan diameter dan tinggi pohon: BA = ad b BA = ad b Ttot c Model hubungan massa karbon akar dengan massa karbon bagian-bagian pohon di atas tanah: CA = acb b C = acd b CA = acc b C = act b Model hubungan massa karbon akar dengan diameter dan tinggi pohon: C = ad b C= ad b Ttot c Keterangan : BA = Biomassa akar (kg/pohon) BB, BC, BD, BT = Biomassa batang utama, cabang dan ranting, daun, total (kg/pohon) CA = Massa karbon akar (kg/pohon) CB, CC, CD, CT =Massa karbon batang utama, cabang dan ranting, daun, total (kg/pohon)
18 D = Diameter pohon (cm) Ttot = Tinggi total pohon (m) a,b,c = Konstanta Persamaan alometrik terbaik dipilih berdasarkan nilai simpangan baku (s) dan nilai koefisien determinasi terkoreksi (R 2 adjusted). Persamaan yang dipilih adalah persamaan yang menghasilkan nilai simpangan baku terkecil dan nilai koefisien determinasi terkoreksi yang terbesar. Nilai S ditentukan dengan rumus: S= Keterangan:.(Drapper dan Smith 1992) S Ya Yi (n-p) = Simpangan Baku = Nilai Sesungguhnya = Nilai Dugaan = Derajat Bebas Sisaan Nilai R 2 adjusted ditentukan dengan rumus: (R 2 (adj)) =1- Keterangan: /..(Drapper dan Smith 1992) / R 2 (adj) JKS JKTT (n-p) (n-1) = R 2 adjusted = Jumlah Kuadrat Sisa = Jumlah Kuadrat Total Terkoreksi = Derajat Bebas Sisa = Derajat Bebas Total 9. Uji Beda Nyata Uji t-student dipergunakan untuk menguji ada tidaknya perbedaan hasil estimasi massa karbon akar dari persamaan massa karbon akar dengan massa karbon pohon di atas tanah dan persamaan massa karbon akar dengan diameter dan tinggi pohon. Prosedur uji statistiknya adalah sebagai berikut: 1. Menentukan formulasi hipotesis
19 Ho : Tidak ada pengaruh X terhadap Y H1 : Ada pengaruh X terhadap Y 2. Menentukan taraf nyata dan t tabel i. Tarif nyata yang digunakan 5% (0,05) ii. Nilai t tabel memiliki derajat bebas (db) = n-2 t α; n-2 = 2,015 3. Menentukan criteria pengujian Ho diterima (H1 ditolak) apabila t-hit < t tabel Ho ditolak (H1 diterima) apabila t-hit > t tabel 4. Menentukan nilai uji statistik (nilai t-hit) Rumus yang digunakan adalah (Walpole 1993) : x x T hitung = ( ) 1 2 2 2 s 1 s2 n 1 d n Keterangan: t-hit = Beda nilai tengah x 1 x 2 2 0 = Rataan massa karbon bagian pohon ke-1 = Rataan massa karbon bagian pohon ke-2 d 0 = Selisih nilai beda tengah populasi = 0 s 2 1 s 2 2 n 1 n 2 = Ragam bagian pohon ke-1 = Ragam bagian pohon ke-2 = Jumlah contoh bagian pohon ke-1 = Jumlah contoh bagian pohon ke-2 5. Membuat kesimpulan Membuat kesimpulan Ho diterima atau ditolak.