III. METODOLOGI 3.1 Waktu dan Tempat Penelitian ini berlangsung dari bulan Pebruari hingga Juni 2009. Identifikasi herbarium dilakukan di Puslitbang Hutan dan Konservasi Alam Bogor, sementara pengamatan struktur anatomi di Laboratorium Anatomi Kayu, Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan (P3HH) Bogor. Pengukuran Kadar Air (KA) kayu segar dan Berat Jenis (BJ) sehubungan dengan laju keluarnya air dilakukan di Laboratorium Hasil Hutan Bukan Kayu (HHBK) P3HH Bogor. 3.2 Bahan dan Alat Bahan utama berupa potongan kayu Cinnamomum sp. (C. burmanii, C. parthenoxylon, dan C. subavenium masing-masing satu pohon) sepanjang 60 cm dan juga daunnya, yang diperoleh dari kawasan hutan dan hutan rakyat di Sulawesi Selatan, Sulawesi Tengah dan Sumatera Barat (Tabel 1). Kayu digunakan untuk pengamatan ciri anatomi (pembuatan preparat sayat dan maserasi) serta uji pengeringan (termasuk KA dan BJ), sementara daun untuk pengecekan identitas botanis. Potongan kayu sampel diambil dari pohon yang masih berdiri pada jarak 30 cm di atas permukaan tanah. Adapun bahan kimia yang digunakan adalah asam asetat glacial, gliserin, alkohol, carboxylol, dan hidrogen peroksida. Tabel 1 Jenis-jenis pohon sebagai bahan penelitian No. Nama Botanis 1. Cinnamomum burmani Blume 2. Cinnamomum parthenoxylon Meissn 3. Cinnamomum subavenium Miq Nama Daerah Setempat Kayu manis Pakanangi Aju cening/kayu manis Asal Tempat Tumbuh Kabupaten Solok, Sumatera Barat Kabupaten Donggala, Sul-Teng Kabupaten Maros, Sul-Sel Diameter Pohon (cm) Perkiraan Umur Pohon (tahun) 16 10-15 18 15-20 23 20-25 Peralatan terbagi atas peralatan lapangan dan peralatan laboratorium. Peralatan lapangan berupa loupe, gergaji tangan, meteran, kamera, koran, plastik, 50
dan kertas alumunium foil, sementara peralatan laboratorium diantaranya adalah sliding mikrotom merk Reichert, mikroskop cahaya merk Nikon, gergaji tangan, parang, oven, timbangan dan cutter. 3.3 Pelaksanaan Penelitian 3.3.1 Pengambilan Bahan Contoh Uji Penelitian Contoh uji untuk setiap jenis diambil dari satu buah pohon berdiri dan dicatat perkiraan umur beserta ukuran diameternya. Sepanjang 60 cm batang kayu diambil dari jarak 30 cm di atas pangkal pohon. Daun diambil untuk pengecekan identitas botanis. Pembuatan preparat sayat dan maserasi diambil dari contoh kayu teras. Pada permukaan batang yang baru ditebang segera dilapisi aluminium foil untuk menghindari penguapan. Batang dibagi menjadi 2 buah potongan. Pembuatan preparat sayat dan maserasi guna pengamatan struktur anatomi dibuat dari bagian kayu teras pada potongan pertama. Dari potongan kedua dibuat contoh uji kayu untuk pengukuran BJ, KA kayu segar, dan KA selama pengeringan alami. Proses pengambilan contoh uji dapat dilihat pada Gambar 1, 2, dan 3. Pengamatan struktur anatomi kayu dilakukan dengan membuat slide mikrotom dan slide maserasi. Contoh uji pengukuran BJ rata-rata dan KA ratarata baik untuk kayu segar maupun kayu pengeringan dilakukan dengan tiga hingga 4 kali ulangan yang mewakili seluruh bagian batang (teras, peralihan teras ke gubal, dan gubal). Ulangan ini bergantung kepada kondisi bentuk dan diameter penampang lintang batang pohon, namun tetap diupayakan dapat mewakili bagian kayu teras, gubal, dan peralihan keduanya. Contoh uji untuk pembuatan slide mikrotom berukuran 1 x 1 x 2 (cm), untuk pembuatan slide maserasi dibuat contoh uji sebesar batang korek api. Lembaran papan berukuran 2 x 10 x 50 (cm) dibuat untuk pengambilan contoh uji perhitungan BJ dan KA. Dari papan tersebut dibuat contoh uji KA kayu selama pengeringan berukuran 2 x 10 x 30 (cm) yang diambil pada jarak 7 cm dari masing-masing ujung, dan pada kedua ujungnya dilapisi alumunium foil untuk menghindari besarnya penguapan dari arah longitudinal. Contoh uji BJ serta KA kayu segar juga dibuat dari papan tersebut dengan ukuran 2 x 2 x 2 (cm). 51
Herbarium untuk pengecekkan dan penentuan nama botanis 5 cm (potongan batang pertama) 60 cm 55 cm (potongan batang ke dua) 30 cm Gambar 1 Posisi contoh uji dalam batang pohon Potongan pertama T Gambar 2 Cara pengambilan contoh uji preparat sayat dan maserasi pada kayu teras (T) Keterangan: T = Bagian kayu teras Potongan ke dua dibuat papan 10 cm 7 cm 30 cm 7 cm dibuang Contoh uji pengeringan dibuang 2 cm 2 cm Gambar 3 Cara pengambilan contoh uji BJ dan KA kayu segar (2 x 2 x 2 cm), serta laju keluarnya air selama pengeringan udara (2 x 10 x 30 cm) 52
Secara sistimatis kegiatan penelitian dapat digambarkan seperti dalam bagan alir berikut (Gambar 4): Tiga Jenis Kayu Cinnamomum Asal tumbuh Umur/diameter pohon INPUT --------------------------------------------------------------------------------------------------- PROSES Pengamatan Ciri Makroskopis dan Mikroskopis Kayu Pengukuran Sifat Fisis Kayu Ciri Umum Ciri Anatomi: 1.Ciri diagnostik/kuantitatif melalui preparat sayat 2.Ciri kuantitatif (dimensi sel) melalui preparat maserasi Pengukuran KA kayu segar Pengukuran BJ Pengukuran TJS Pengukuran laju keluarnya air dalam kayu di bawah dan di atas TJS selama pengeringan alami --------------------------------------------------------------------------------------------------- OUTPUT 1.Diperolehnya teknik pemilahan tiga jenis kayu Cinnamomum melalui perbedaan ciri umum dan ciri anatomi 2.Diketahuinya BJ, Titik Jenuh Serat (TJS), KA dan laju penurunan kadar air tiga jenis kayu Cinnamomum di bawah dan di atas TJS selama pengeringan alami OUTPUT Gambar 4 Bagan alir penelitian 53
3.3.2 Identifikasi Herbarium Material herbarium diperlukan guna mengecek nama botanis tumbuhan dari contoh sampel yang dikumpulkan. Hasilnya ditetapkan sebagai nama jenis contoh uji penelitian. 3.3.3 Pembuatan Preparat dan Pengamatan Struktur Anatomi Contoh uji 1 x 1 x 2 (cm) direndam dalam larutan alkohol gliserin 1:1 selama satu minggu. Setelah lunak contoh disayat dengan mikrotom setebal 15-25 mikron meliputi penampang lintang, radial dan tangensial. Sayatan yang baik dipilih dan dicuci dengan aquades lalu didehidrasi bertingkat dengan alkohol 25, 50, 75, 90%, dan alkohol absolut. Selanjutnya sayatan dibeningkan dengan cara direndam beberapa saat, berturut turut dalam karbolxylol dan toluena. Sesudah itu sayatan direkat dengan entelan (canada balsam) di atas gelas obyek dan siap untuk dilakukan pengamatan. Pengamatan dilakukan untuk mengetahui ciri diagnostik (susunan dan bentuk) dan kuantitatif (frekuensi maupun dimensi) sel-sel penyusun kayu yang terdapat pada ke tiga bidang pengamatan. Preparat maserasi dibuat guna pengamatan dimensi serat. Pembuatannya dilakukan menurut petunjuk Tesoro (1989). Contoh kayu sebesar batang korek api dipanaskan secara perlahan dalam tabung reaksi yang berisi larutan hidrogen peroksida dengan asam asetat glasial 1:1. Serat yang sudah terpisah dicuci bersih dengan air keran lalu diwarnai dengan safranin. Serat yang sudah diwarnai dimuat dalam gelas objek yang terlebih dahulu sudah ditetesi gliserin. Seratnya disebarkan merata lalu ditutup dengan gelas penutup. Sampai tahap ini preparat siap untuk diukur. Ciri kuantitatif berupa dimensi yaitu panjang serat, diameter serat dan diameter lumen diukur di bawah mikroskop. Pengamatan struktur anatomi (diagnostik dan kuantitatif) didasarkan pada ciri mikroskopik untuk identifikasi kayu daun lebar (Wheeler et al., 1989). Klasifikasi kuantitatif sel berdasarkan Den Berger dalam Martawijaya et al, (2005). Ciri kuantitatif diamati 10 sampai 25 kali pengukuran, yaitu diameter pembuluh sebanyak 25 kali pengukuran, frekuensi pembuluh per mm 2 sebanyak 10 kali pengukuran, frekuensi jari-jari sebanyak 10 kali pengukuran, tinggi jarijari sebanyak 25 kali pengukuran, panjang serat sebanyak 25 kali pengukuran, 54
diameter dan tebal dinding serat masing-masing 15 kali pengukuran. Hasil pengamatan dimasukkan pada daftar pengamatan ciri anatomi (Tabel 2). Tabel 2 Contoh Daftar Pengamatan Ciri Lingkar v tumbuh 1. Batas lingkar tumbuh jelas 2. Batas l.t. tidak jelas Porositas 3. Tata-lingkar 4. Semi tata-lingkar v 5. Baur Sebaran pembuluh 6. Pita tangensial 6. Pita tangensial v 7. Pola diagonal atau radial 8. Pola dendritik Pengelompokan pembuluh 9. Hampir seluruhnya soliter v 10. Berganda radial 4 atau lebih biasa dijumpai v 11. Bergerombol biasa dijumpai Dst. 3.3.4 Penetapan BJ Kayu Contoh uji berukuran 2 x 2 x 2 (cm) diukur dimensi basahnya dengan kaliper untuk memperoleh volume basah (VK), lalu dimasukkan dalam oven suhu (103±2)ºC hingga beratnya konstan (BKT). BJ kayu dihitung dengan rumus: BJ kayu =? kayu /? benda standar? kayu = BKT / VK (g/cm 3 ) Dimana:? = kerapatan Penetapan BJ dilakukan 3-4 kali ulangan yang mewakili seluruh bagian batang (teras, peralihan teras ke gubal, dan gubal). 3.3.5 Penetapan TJS TJS merupakan perbandingan antara susut volume total (dari basah ke kering tanur) dengan nilai BJ kayunya, sementara besar susut adalah perbandingan selisih ukuran dimensi yang terjadi terhadap dimensi awalnya dalam persen. Susut volume (SV) dan TJS dihitung dengan rumus: 55
SV (%) = VK (cm) VKT (cm) x 100% VK (cm) TJS (%) = SV BJ 3.3.6 Penetapan KA Contoh uji 2 x 2 x 2 (cm) ditimbang berat basahnya (BB), kemudian dikeringkan dalam oven suhu (103±2)ºC hingga beratnya konstan lalu ditimbang (BKT). KA kayu dihitung dengan rumus: Berat basah (gr) - Berat kering tanur (gr) KA (%) = x 100% Berat kering tanur (gr) 3.3.7 Penetapan Laju Keluarnya Air selama Pengeringan Papan contoh 2 x 10 x 30 (cm) diletakkan dalam ruangan beratap dengan ventilasi yang cukup. Setiap hari perubahan suhu dan kelembaban sekitar dicatat dengan hygrometer yang diletakkan di sekitar ruangan, sementara penimbangan papan contoh dilakukan secara periodik yaitu dilakukan setiap hari bila penurunan beratnya masih cukup tinggi (selisih = 5 gr), dan tiap dua hari sekali apabila penurunan beratnya sudah cukup rendah (selisih < 5 gr). Penimbangan dihentikan bila contoh uji diketahui telah mencapai KA setimbang dengan lingkungan sekitar yang ditandai dengan berat contoh uji yang tidak lagi menunjukkan penurunan yang berarti (selisih 1 hingga 0 gr). KA selama pengeringan udara dicari dengan rumus: Berat pada hari ke n (gr) - Berat kering tanur (gr) KA (%) = x 100% Berat kering tanur (gr) dimana: n = 0, 1, 2, 3, dst. BKT dicari dengan cara memasukkan contoh uji (setelah selesai dikeringkan) dalam oven (103±2)ºC hingga beratnya konstan. 56
Laju keluarnya air dihitung dengan rumus: a) Di atas TJS = KA awal - KA TJS Lama pengeringa n (% per hari) b) Di bawah TJS = KA TJS - KAK Lama pengeringa n (% per hari) 3.4 Analisis data Data dimensi sel (pembuluh dan serat) yang diperoleh selanjutnya dianalisis secara kuantitatif dengan bantuan program MINITAB 14. Nilai yang diperoleh dinyatakan dalam bentuk selang penduga kepercayaan nilai tengah, yaitu x ± t (0,025,db=n-1) x SE, dimana x adalah nilai rata-rata, t adalah nilai sebaran t-student pada taraf nyata a =5%, dan SE adalah standar eror rata-rata (Mattjik dan Sumertajaya, 2002). 57