3.1. Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian dilakukan di Kecamatan Tiga Panah yang merupakan daerah sentra produksi buah jeruk di Kabupaten Karo. Di kecamatan tersebut telah dilaksanakan Pelatihan Penggunaan Pestisida yang Baik dan Benar. Pelatihan telah dilaksanakan selama satu bulan dengan peserta berasal dari petani setempat berjumlah 100 orang (4 kelompok tani). Nara sumber/pemandu berasal dari petugas Pengamat Hama dan Penyakit (PHP) dan petugas dari perusahaan pestisida. Pada lokasi tersebut dilakukan observasi, interview, pembagian kuisioner, pengambilan sampel buah jeruk dan pemasangan perangkap arthropoda tanah (Pit Fall Trap).
Pengujian residu pestisida pada sampel buah jeruk dilaksanakan di Laboratorium Pestisida BPTPH Sumatera Utara yang telah diakreditasi oleh Komite Akreditasi Nasional dengan Nomor LP-350-IDN.
Untuk identifikasi arthropoda tanah yang terperangkap dilakukan di Laboratorium Ekologi Departemen Biologi Fakultas MIPA Universitas Sumatera Utara.
Pengambilan sampel dan pemasangan perangkap arthropoda dilakukan di lokasi kebun petani yang mengikuti pelatihan penggunaan pestisida dan di lokasi kebun petani yang tidak mengikuti pelatihan. Waktu penelitian dijadwalkan mulai
bulan Juli sampai Agustus 2008 yang sebelumnya diawali dengan survei pendahuluan sejak Maret 2008.
3.2. Bahan dan Alat
Bahan yang digunakan dalam pengambilan sampel jeruk untuk analisis residu adalah pisau, gunting, aluminium foil, plastik ukuran 5 kg, kertas label dan spidol.
Alat-alat yang digunakan dalam analisis residu adalah gas Chromatography (GC), pereaksi, dan bahan standar (bahan aktif).
Bahan yang digunakan untuk perangkap arthropoda adalah aquadest, alkohol 70% dan detergen.
Alat-alat yang digunakan untuk perangkap arthropoda adalah botol specimen, cangkul, sekop, kain katun, tripleks penutup perangkap, stoples, petridish, pinset, kuas, dan pipet.
3.3. Metode Penelitian
Metode yang digunakan untuk mengetahui keragaman arthropoda dan residu pestisida pada buah jeruk di Kecamatan Tiga Panah (Desa Tiga Panah, Desa Bunuraya, Desa Bertah dan Desa Seberaya) adalah dengan metode survei. Metode survei dilakukan melalui teknik pengumpulan data. Data yang dikumpul dalam penelitian terdiri dari data primer dan data sekunder. Data primer diperoleh dari hasil wawancara langsung dengan petani sampel (responden) dengan menggunakan
kuisioner (Lampiran 1) sedangkan data sekunder diperoleh dari Dinas Pertanian setempat.
Penetapan petani sampel (responden) diperoleh dari jumlah petani yang dilatih di Kecamatan Tiga Panah (100 orang), di mana jumlah petani terlatih merupakan populasi. Dari populasi diambil sampel dengan menggunakan persamaan Taro Yamane:
N (Yamane dalam Rahmat, 1997) n = N. d2 + 1 n = sampel N = Populasi d = Presisi (10%)
Maka diperoleh sampel petani (responden): 100
n =
100 (0.1)2 + 1 n = 50 responden
Dari hasil wawancara terhadap 50 responden/petani, kemudian ditentukan lahan tempat pengambilan sampel dan pemasangan perangkap yaitu berdasarkan tingkat penggunaan pestisida dari segi frekuensi penyemprotan pestisida. Di mana akan dibagi menjadi dua interval pemakaian pestisida (rendah dan tinggi). Dari dua interval tersebut akan dipilih secara acak lokasi kebun tempat pengambilan sampel dan pemasangan arthropoda yang mewakili petani yang pemakaian pestisidanya rendah dan tinggi.
3.4. Perangkap Arthropoda
Pada semua lokasi tempat pengambilan sampel buah jeruk dipasang perangkap jatuhan (Pit Fall Trap). Cara ini dimaksudkan untuk mendapatkan makro arthropoda yang aktif di permukaan tanah.
Cara pemasangan perangkap Pit Fall Trap
Pada setiap areal kebun, di mana sampel buah jeruk diambil, ditanam stoples- stoples plastik yang digunakan sebagai perangkap. Pada setiap lahan kebun dipasang 5 perangkap dengan mengikuti cara diagonal dengan harapan sampel yang diperoleh mewakili seluruh areal kebun. Permukaan stoples yang ditanam diusahakan rata dengan permukaan tanah. Stoples-stoples tersebut diberi atap dari tripleks setinggi 20-30 cm untuk mencegah masuknya air bila hujan. Ke dalam masing-masing stoples dimasukkan air, alkohol 70% dan sedikit detergen dengan volume lebih kurang 500 ml. Perangkap-perangkap tersebut dipasang selama 3 (tiga) hari dan seminggu kemudian dipasang kembali sampai tiga kali pemasangan perangkap.
Bila air campuran larutan alkohol dan detergen pada stoples kotor atau kurang dilakukan penggantian air atau penambahan. Pemeriksaan dilakukan setiap hari sekitar jam 08.00-09.00 WIB.
Arthropoda tanah yang terperangkap diambil dan dibawa ke laboratorium Ekologi Departeman Biologi Fakultas MIPA Universitas Sumatera Utara untuk diidentifikasi sampai tingkat genus atau species.
3.5. Pengambilan Sampel Jeruk
Pengambilan sampel jeruk dilakukan di kebun petani baik yang mengikuti pelatihan maupun yang tidak.
Pengambilan sampel dilakukan dengan cara diagonal yaitu area sampel di lapangan ditarik garis diagonalnya, dari titik-titik diagonal tersebut diambil sampel. Sampel diambil dari kebun yang siap panen sebanyak 5 kg per kebun/lokasi sampel. Sampel dibungkus alumunium foil agar tidak terkontaminasi dan diberi label yang memberikan informasi tentang lokasi pengambilan, kode dan tanggal pengambilan. Sampel tersebut kemudian dimasukkan dalam plastik untuk dibawa ke laboratorium.
3.6. Prosedur Analisis Residu Pestisida
Berdasarkan survei pendahuluan pada Bulan Maret 2008, telah diperoleh data (informasi) tentang jenis pestisida yang banyak digunakan di Kecamatan Tiga Panah yaitu dari golongan organofosfat dan piretroid. Untuk menghemat tenaga, waktu dan biaya, analisis residu pestisida yang dilakukan hanya pada kedua golongan tersebut saja.
a. Metode Pengujian Analisis Residu Pestisida Organofosfat Prinsip
Pestisida diekstraksi dengan aseton, diklorometana dan petroleum eter 400- 600. Ekstrak diuapkan sampai hampir kering dan residu dilarutkan dalam iso oktana/toluena. Umumnya tidak diperlukan pembersihan (clean up), dan ditetapkan dengan kromatograf gas menggunakan detektor
spesifik untuk senyawa yang mengandung unsur fosfor, yaitu detektor fotometri nyala (FPD) dengan filter P (526 nm) atau detektor ionisasi nyala alkali (AFID).
Pereaksi: aseton, diklorometana, petroleum eter 400- 600, iso oktana, toluena.
Peralatan: pencincang, blender atau ultra turaks, kromatograf gas, dilengkapi dengan detektor spesifik untuk senyawa yang mengandung unsur fosfor (FPD dan NPD).
Prosedur Ekstraksi
1. Contoh analitik yang telah dicincang, ditimbang seberat 15 gram.
2. Lumatkan dengan ultra turaks (blender) dengan 30 ml aseton selama 30 detik.
3. Tambahkan 30 ml diklorometan dan 30 ml petroleum eter 400- 600. 4. Campuran dilumatkan selama 30 detik.
5. Sentrifugasi selama 2 menit pada 4.000 rpm (bila larutan keruh). 6. Tuangkan fase organik.
7. Pipet 25 ml fase organik ke dalam labu bulat.
8. Pekatkan dalam rotavapor pada suhu tangas air 400C, sampai hampir kering, kemudian keringkan dengan mengalirkan gas nitrogen sampai kering.
Pembersihan (Clean Up)
Umumnya tidak diperlukan pembersihan.
Penetapan
Suntikkan 1-2 μl ekstrak ke dalam kromatograf gas.
Penghitungan
Bandingkan waktu lambat dan tinggi atau luas puncak kromatogram yang diperoleh dari larutan cuplikan dan larutan baku pembanding.
b. Metode Pengujian Analisis Residu Pestisida Piretroid Prinsip
Pestisida diekstraksi dengan aseton, diklorometana dan petroleum eter 400- 600. Ekstrak diuapkan sampai hampir kering dan residu dilarutkan dalam iso oktana/toluena. Umumnya tidak diperlukan pembersihan (clean up). Bila ada gangguan pembersihan dilakukan dengan kolom silika gel dan ditetapkan dengan kromatograf gas menggunakan detektor penangkap elektron (ECD).
Pereaksi: aseton, diklorometana, petroleum eter 400-600, iso oktana, toluena, etil asetat, n-Heksana, n-Dekana, silika gel 60, ukuran partikel 70- 230 mesh, Merek art.no.7754, Eluen A: campuran etil asetat dan n- Heksana (0,2 : 99,8 v/v), Eluen B: campuran etil asetat dan n-Heksana (10 : 90 v/v), Baku internal (internal standar) dekaklorobifenil (DCB), larutan dekaklorobifenil 1 μg DCB/ml n-Heksana.
Peralatan: pencincang, blender atau ultra turaks, rotavapor, kolom kromatograf gas 250 mm x 6 mm yang dilengkapi dengan kran teflon dan tempat cadangan pelarut, kapas atau wol kaca yang telah dibersihkan dengan campuran petroleum eter dan aseton (4 : 1, v/v) selama 8 jam dalam soxhlet, kromatograf gas yang dilengkapi dengan detektor penangkap elektron (ECD), alat sentrifus.
Prosedur Ekstraksi
1. Contoh analitik yang telah dicincang, ditimbang seberat 15 gram.
2. Lumatkan dengan ultra turaks (blender) dengan 30 ml aseton selama 30 detik.
3. Tambahkan 30 ml diklorometan dan 30 ml petroleum eter 400- 600. 4. Campuran dilumatkan selama 30 detik.
5. Sentrifugasi selama 2 menit pada 4.000 rpm (bila larutan keruh). 6. Tuangkan fase organik.
7. Pipet 25 ml fase organik ke dalam labu bulat.
8. Pekatkan dalam rotavapor pada suhu tangas air 400C, sampai hampir kering, kemudian keringkan dengan mengalirkan gas nitrogen sampai kering.
9. Larutkan residu dalam 5 ml iso oktana : toluena (90 : 10, v/v). 10. Suntikkan 1-2μl ekstrak ke dalam kromatograf gas.
Pembersihan (Clean Up)
Umumnya tidak diperlukan pembersihan. Bila ada gangguan, pembersihan dilakukan dengan cara:
1. Uapkan 5,8 ml ekstrak sampai kering dengan rotapor pada suhu tangas air 400C.
2. Larutkan residu dalam 2 ml n-Heksana sehingga mengandung 1 gr
cuplikan analitik.
3. Masukkan berturut-turut wol kaca, 5 ml n-Heksana dan 1 gr silika gel yang telah diaktifkan, campur dan aduk dengan batang pengaduk sampai rata.
4. Bilas dinding kolom bagian dalam dengan 2 ml n-Heksana, alirkan cairan sampai minikusnya tepat di atas silika gel.
5. Elusi dengan 20 ml eluen campuran A, ambil 10 ml eluat pertama
(mangandung baku internal) dan buang sisa eluat.
6. Elusi piretroid dengan 35 ml eluen B dan tampung eluat dalam labu beralas bulat. Kemudian masukkan 10 ml eluat pertama yang mengandung baku internal.
7. Uapkan dengan hati-hati sampai hampir kering. Larutkan residu dengan n- dekana hingga volumenya tepat 1 ml.
Penetapan
Penghitungan
Bandingkan waktu lambat dan tinggi atau luas puncak kromatogram yang diperoleh dari larutan cuplikan dan larutan baku pembanding, berupa cara perhitungan dengan internal standard DCB.
3.7. Variabel yang Diteliti
Untuk menjelaskan hipotesis penelitian dilakukan penghitungan:
1. Untuk keragaman arthropoda dilakukan penghitungan indeks keragaman
arthropoda tanah pada kebun petani yang mengikuti pelatihan dan yang tidak mengikuti pelatihan.
2. Analisis residu pestisida pada sampel untuk membedakan residu yang terdapat pada sampel jeruk pada lokasi kebun petani yang mengikuti pelatihan dan yang tidak mengikuti pelatihan.
3. Untuk mengetahui faktor fisik dan kimia pada lokasi percobaan dilakukan pengukuran variabel: suhu udara, pH tanah dan kandungan mineral utama tanah.
4. Data-data lain yang perlu diketahui adalah: 1) vegetasi tanaman yang ditumpangsarikan (jenis klon tanaman jeruk, jenis tanaman pelindung bila ada, umur tanaman, dan tanaman lain yang tumbuh di areal pertanaman tersebut), 2) teknik budidaya dan pemeliharaan tanaman (asal bibit, penyiapan lahan, jarak tanam, jarak tanam tanaman pelindung, pemupukan,
pemangkasan, jadwal panen, sanitasi kebun dan lain-lain), 3) Cara pengelolaan hama dan penyakit di lokasi kebun.
Untuk menghitung masing-masing variabel yang akan diteliti dijelaskan
sebagai berikut:
Indeks Keanekaragaman
Untuk mengetahui perbedaan spesies arthropoda tanah dilakukan penghitungan indeks keanekaragaman arthropoda pada kebun petani yang mengikuti pelatihan dan yang tidak mengikuti pelatihan sebelum dan setelah pelatihan dan membandingkannya. Indeks keanekaragaman dihitung dengan rumus Shannon- Wiener (H) (Odum, 1971).
H = - ∑ Pi2 ln Pi2
Di mana : H = indeks keanekaragaman
Pi= Jumlah individu ke I dibagi total individu semua jenis
3.8. Pengukuran Faktor Fisik dan Kimia Tanah
1. Pengukuran udara dilakukan pada kebun petani yang mengikuti pelatihan dan yang tidak mengikuti pelatihan dengan menggunakan termometer.
2. Pengukuran pH tanah dan analisis kandungan mineral utama tanah dilakukan di Laboratorium Central Universitas Sumatera Utara. Tanah diambil dari dua lokasi, yaitu dari kebun petani yang mengikuti pelatihan dan yang tidak
mengikuti pelatihan. Unsur yang diteliti kandungannya adalah Nitrogen (N), Phospor (P) dan Kalium (K).