Waktu dan Tempat
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan November 2020 - Mei 2021.
Pengambilan sampel dilakukan di Desa Lubuk Kertang, Kecamatan Brandan Barat, Kabupaten Langkat, Provinsi Sumatera Utara. Uji Kubur sampel dilakukan di Hutan Tri Dharma Universitas Sumatera Utara (Gambar. 1). Analisis penelitian dilakukan di Laboratorium Teknologi Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan, Universitas Sumatera Utara dan Laboratorium Kimia Kayu, Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor sampel di kirim.
Gambar 1. Lokasi penguburan contoh uji
Alat dan Bahan
Cabang dan ranting mangrove dengan 5 jenis mangrove yang berbeda yaitu jenis Nyirih (X. granatum), Cingam (S. hydrophyllaceae), Teruntum (L. racemosa), Berombang (S.caseolaris), dan Tengar (C. tagal). Bahan untuk uji kimia yang digunakan adalah NaOH (technical grade), alkohol, safranin, NaOCl, asam asetat glasial, asam trikloroasetat, akuades, etanol, HNO3, HCl, AgNO3,
Phenopthalein (PP), K2Cr2O7, dan H2O2,. Peralatan yang digunakan antara lain neraca analitik, baskom, oven, parutan, kertas saring, pisau, pH meter, piknometer dan peralatan gelas yang biasa digunakan dalam laboratorium, meteran, alat tulis, parang, cangkul, kamera.
Prosedur Penelitian Persiapan Sampel
Sampel yang digunakan dalam penelitian ini berupa cabang dan ranting kayu mangrove yang diambil secara acak dengan teknik pengambilan sampel purposive sampling dari kawasan wisata mangrove Lubuk Kertang. Ukuran diameter sampel untuk ranting di bawah 2,54 cm dan untuk diameter cabang dengan ukuran 2,54-3,81 cm dengan usia pohon 1-2 tahun. Masing-masing pohon diambil 1 cabang dan 1 ranting. Setiap cabang dan ranting diolah menjadi sampel untuk uji kimia dengan menjadikan serbuk berukuran 40 - 60 mesh. Sampel uji untuk keawetan alami sebanyak 5 ulangan cabang dan ranting mangrove dengan perlakuan kulit dan tanpa kulit perjenis dengan ukuran panjang 20 cm serta sampel untuk uji sifat fisis sebanyak 5 ulangan cabang dan ranting mangrove dengan perlakuan kulit dan tanpa kulit dengan ukuran panjangnya 2,5 cm.
Pengukuran Sifat Fisis Kerapatan
Untuk mendapatkan nilai kerapatan, contoh uji dengan ukuran 2,5 cm pada 5 jenis cabang dan ranting kayu mangrove kulit dan tanpa kulit dengan 5 ulangan yang ditimbang menggunakan timbangan analitik untuk mendapatkan beratnya, lalu di ukur dimensi contoh uji tersebut. Untuk menghitung kerapatan 5 jenis kayu mangrove dapat dihitung dengan menggunakan rumus berikut :
...(1) Keterangan:
⍴ = kerapatan (g/m3) m = massa contoh uji (g) v = volume contoh uji (m3)
Berat Jenis
Berat jenis adalah perbandingan antara kerapatan kayu yang didapatkan dengan kerapatan air. Berat jenis dapat dihitung dengan rumus :
... ... (2) Keterangan:
BKO = berat kering oven V kayu = volume kayu Analisis Kadar Kimia
Standar yang digunakan dalam menganalisis kadar kimia adalah standar TAPPI (Technical Analyze of The Pulp and Paper Industry) untuk kelarutan zat ekstraktif.
Pengukuran Kadar Air ( KA) (ASTM 2002)
Analisis ini diawali dengan memasukkan serbuk kayu mangrove yang telah diketahui beratnya. Kemudian dimasukkan kedalam oven yang sudah diatur pada suhu 103 ± 2ºC. Setiap 24 jam, cawan timbang dan isinya dimasukkan ke dalam desikator selama ± 15 menit untuk kemudian ditimbang.
Penimbangan dilanjutkan secara terus-menerus sampai beratnya konstan. Berat serbuk pada keadaan ini disebut berat kering oven (BKO). Besarnya kadar air dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut:
... ... (3)
Kelarutan Zat Ekstraktif dalam Air Dingin (TAPPI T 207 om-88)
Dua gram serbuk mangrove kering oven dimasukkan ke dalam gelas piala 400 ml dan ditambahkan secara perlahan aquades sebanyak 300 ml air destilata dan dibiarkan selama 48 jam dengan suhu 23 ± 2 ºC. setelah 48 jam, serbuk disaring dengan mengunakan gelas filter yang bersih dan telah diketahui beratnya, serbuk yang telah ditampung di gelas filter dibilas dengan aquades dingin sebanyak 200 ml. Serbuk yang ada di gelas filter dimasukkan dalam oven dengan suhu 103±2 ºC selama 24 jam, lalu dinginkan dalam desikator dan
timbang beratnya. Pengeringan dan penimbangan dilakukan beberapa kali sampai beratnya konstan.
Kadar zat ekstraktif dengan air dingin dihitung dengan persamaan:
... ...(4)
Keterangan :
A = Berat serbuk kering awal (g) B = Berat serbuk kering oven (g)
Kelarutan Zat Ekstraktif dalam Air Panas (TAPPI T 207 om-88)
Dua gram serbuk mangrove kering oven yang dimasukkan kedalam Erlenmayer 200 ml. tambahkan aquades panas (yang mendidih pada temperature 100ºC) sebanyak 100 ml. Sampel kemudian masukkan dalam waterbath mendidih selama 3 jam, air di dalam waterbath dijaga agar tetap di atas batas sampel dengan menambahkan air panas. Serbuk yang telah ditampung di gelas filter dibilas dengan aquades panas sebanyak 200 ml air panas, kemudian dikeringkan dalam oven dengan suhu 103±2ºC selama 24 jam, lalu didinginkan dalam desikator dan timbang beratnya. Pengeringan dan penimbangan dilakukan beberapa kali sampai beratnya konstan
Kadar zat ekstraktif dengan air panas dihitung dengan persamaan:
... ... (5)
Keterangan :
A = Berat serbuk kering awal (g) B = Berat serbuk kering oven (g)
Kelarutan Zat Ekstraktif dalam NaOH 1% (TAPPI T 212 om -88)
Dua gram serbuk mangrove kering oven dimasukkan ke dalam gelas Erlenmayer 250 ml. Ditambahkan 100 ml larutan NaOH 1% sambil diaduk dan dimasukkan ke dalam waterbath yang airnya telah mendidih selama 1 jam sambil diaduk setiap 5, 10, 15, dan 25 menit reaksi. Kemudian, sampel disaring dan dicuci dengan menggunakan air panas dan ditambahkan 50ml asam asetat 10%
sampel dicuci kembali dengan air panas sampai bebas asam kemudian dikeringkan dalam oven dengan suhu 103±2ºC selama 24 jam, lalu didinginkan dalam desikator dan timbang beratnya. Pengeringan dan penimbangan dilakukan beberapa kali sampai beratnya konstan.
Kadar zat ekstraktif dengan air panas dihitung dengan persamaan:
... ... (6)
Keterangan :
A = Berat serbuk kering awal (g) B = Berat serbuk kering oven (g)
Kelarutan Zat Ekstraktif dalam Etanol Benzena (1:2) (TAPPI T 204 om-88) Serbuk sebanyak 10 g dimasukkan ke dalam timbel kertas yang telah diketahui beratnya, lalu timbel tersebut dimasukkan ke dalam soxlet dan diekstraksi dengan larutan etanol : benzena (1: 2) sebanyak 300 ml selama 6-8 jam. Kemudian serbuk dicuci dengan larutan etanol dan diangin-anginkan lalu dikeringkan dalam oven dengan suhu 103±2ºC selama 24 jam. Pengeringan dan penimbangan dilakukan beberapa kali sampai beratnya konstan
Kadar zat ekstraktif yang terlarut dalam etanol-benzena (1:2) dihitung dengan persamaan:
... ...(7)
Keterangan :
A = Berat serbuk kering awal (g) B = Berat serbuk kering oven (g)
Holoseluosa (Browning 1967)
Serbuk sebanyak 2 gram dimasukkan ke dalam labu Erlenmeyer 250 ml lalu ditambahkan 80 mL akuades, 1 gram natrium klorida, dan 0.5 mL asam asetat glasial kemudian dipanaskan pada penangas air dengan suhu 70˚C. Permukaan air pada penangas air harus dijaga agar tidak lebih tinggi dari permukaan larutan
dalam labu Erlenmeyer. Sampel ditambahkan 1 gram natrium klorida dan 0.5 mL asam asetat setiap interval pemanasan selama 1 jam yang dilakukan sebanyak 4 kali. Setelah itu sampel disaring dengan menggunakan gelas filter dan dicuci dengan air panas. Sampel ditambahkan dengan 25 mL asetat 10% lalu dicuci kembali dengan air panas hingga bebas asam. Setelah itu sampel dimasukkan oven pada suhu 103±2ºC hingga beratnya konstan kemudian ditimbang. Kadar holoselulosa dihitung dengan persamaan:
... ... (8)
Keterangan :
A = Bobot holoselulosa (g) B = Bobot kering sampel (g) Alpa Selulosa (TAPPI 203 os-74)
Sebanyak 2 gram serbuk selulosa dimasukkan ke dalam Erlenmeyer 300 mL dan ditambahkan 16 mL NaOH 17,5% dengan suhu 20ºC. Sampel ditekan-tekan untuk menyempurnakan reaksi untuk setiap 5, 10, dan 15 menit pertama ditambah 5mL NaOH 8% penyaringan diusahakan dalam waktu 5 menit. Setelah penyaringan sampel dibias dengan 40 mL CH3COOH 10% dan dibilas dengan air destilata sampai bebas asam sampel dioven pada suhu 103±2ºC hingga beratnya konstan dan ditimbang. Kadar alfa selulosa dihitung dengan persamaan :
... ... (9) Keterangan :
A = Bobot alfa-selulosa (g) B = Bobot kering sampel (g) Selulosa (TAPPI T 9 m-54)
Serbuk mangrove bebas ekstraktif ditimbang 2 gram dari holoselulosa, kemudian dipanaskan di dalam gelas piala 500 ml dengan 200 ml H2SO4 1,3%
selama 2 jam pada air mendidih di penangas air, air menguap harus selalu diganti.
Setelah 2 jam campuran disaring lewat Fritte dan bagian yang tidak larut
(selulosa) pertama kali dicuci degan 150ml aquadest dilanjutkan sampai netral (dengan lakmus). Bila telah netral dilanjutkan dengan etanol. Kemudian dikeringkan dalam oven pada suhu 103±2ºC sampai berat tetap. Hitung kadar selulosa dalam % berdasarkan berat serbuk yang telah di ekstraksi sebelumnya.
... ...(10)
Keterangan :
A = Bobot selulosa (g) B = Bobot kering sampel (g) Hemiselulosa
Kadar hemiselulosa dihitung dengan mengurangi kadar holoselulosa dengan kadar selulsoa yang diperoleh dari perhitungan sebelumnya.
...(11)
Lignin (TAPPI T 222 om -88)
Satu gram serbuk mangrove bebas ekstraktif (kering oven) di masukkan ke dalam gelas piala 100 ml, kemudian letakkan dalam waterbath dengan suhu 2±10ºC. tambahkan asam sulfat 72 % sebanyak 15 ml sedikit demi sedikit dengan mengunakan buret terus diaduk, temperature dalam waterbath dengan suhu 2±10 selama disperse dilakukan. Ditutup gelas piala dengan penutup kaca dan dimasukkan ke dalam waterbath yang bertemperature 20±10ºC dan aduk secara teratur selama 2 jam. Erlenmayer 100 ml diisi dengan 300-400 ml aquades panas lalu pindahkan serbuk dari gelas piala ke erlenmayer. Selanjutnya bilas dan encerkan dengan aquades hingga volume mencapi 575 ml ( konsentrasi asam sulfat menjadi 3 %). Dididihkan dengan hot plate selama 4 jam dan bila air dalam elenmayer berkurang tambahkan air panas. Saring mengunakan gelas filter bersih dan telah diketahui beratnya. Kemudian bilas dengan air panas hingga bebas asam (dicek dengan pH Indikator). Gelas filter dan serbuk kayu mangrove dimasukkan dalam oven dengan temperature 103±2ºC selama 24 jam. Dinginkan dalam desikator, kemudian timbang beratnya.
... ... (12)
Keterangan :
A = Bobot lignin (g)
B = Bobot kering sampel (g) Kadar Abu (TAPPI T 211 om-85)
Sebanyak 2 gram serbuk mangrove yang telah bebas ekstraktif dimasukkan ke dalam cawan porselen yang telah dioven pada suhu 103±2ºC selama 24 jam dan telah diketahui beratnya, lalu dioven pada suhu 600ºC hingga hanya tersisa abu, lalu abu tersebut ditimbang. Kadar abu dapat dihitung dengan persamaan:
... ... (13)
Keterangan : A = Berat abu (g)
B = Berat kering sampel (g)
a. Penentuan Berat Kering Tanur zat kayu (BKT zk)
Timbang piknometer kering lalu ambil sebanyak 2 gram serbuk kayu kemudian masukkan ke dalam piknometer dan ditimbang. Tentukan berat serbuk dalam piknometer
... ... (14) Keterangan :
S = Berat serbuk dalam piknometer PS = Berat piknometer dan serbuk P = Piknometer kering
Timbang cawan alumunium tambahkan sebanyak 2 gram serbuk kayu dari jenis yang sama dengan sebelumnya kemudian masukkan ke dalam cawan dan kering tanurkan kemudian ditimbang. Tentukan KA serbuk dan BKT zk
... (15) Keretangan :
C = Cawan aluminium CS = Berat cawan dan serbuk CSKT = Berat kering tanur
... ... (16) Keterangan :
BKTzk = Berat kering tanur zat kayu S = Berat serbuk dalam piknometer KA = Kadar air serbuk
b. Penentuan Volume Serbuk
Serbuk pada pengujian sebelumnya dibasahkan dan tutup dengan plastik atau alumunium foil dan diamkan selama 24-48 jam. Tambahkan air sampai sekitar 2/3 dari piknometer dan biarkan hingga keseluruhan serbuk tenggelam kemudian tambahkan air sampai batas tanda tera dan ditimbang. Kosongkan piknometer, bilas sampai tidak ada serbuk yang tersisa Isi air sampai tanda tera dan timbang. Tentukan volume serbuk dan BJ zk
... ... (17) Keterangan:
PA = Berat air dalam piknometer P = Berat Piknometer kering
PSKTA = Berat air dan serbuk dalam piknometer
... ... (18) Keterangan
BKT zat kayu = Berat kering tanur zat kayu Vol serbuk = Volume serbuk
Pengujian Keawetan Kayu Pembuatan contoh uji
Sampel yang digunakan yaitu cabang dan ranting 5 jenis kayu mangrove yang dipotong menjadi ukuran panjang 20 cm pada setiap masing-masing jenis cabang dan ranting 5 jenis mangrove dengan kulit dan tanpa kulit.
Pengujian Keawetan Kayu
Pengujian dilakukan di lapangan dengan menggunakan metode uji kubur (grave yard test). Peletakan contoh uji menggunakan metode probabily sampling dengan teknik pengambilan sampel simpel random sampling, sebelum dioven contoh uji ditimbang berat awal, kemudian contoh uji dikeringovenkan dengan suhu 103±2ºC hingga beratnya konstan untuk mendapatkan Berat Kering Oven (BKO) sebelum pengujian.
Pengamatan
Lama waktu pengujian atau pengumpanan bahan uji adalah 100 hari.
Setelah pengumpanan contoh uji diambil dan dibersihkan dari tanah yang menempel. Kemudian contoh uji di kering ovenkan pada suhu 103±2 ºC hingga konstan sehingga diperoleh berat kering setelah pengujian (BKO2). Parameter yang diamati yaitu kehilangan berat dan persen kerusakan. Persentase kehilangan berat contoh uji dihitung berdasarkan rumus berikut:
... ... (19)
Keterangan:
K = Kehilangan berat (%)
BKO1 = Berat kayu kering tanur sebelum diumpankan (gr) BKO2 = Berat kayu kering tanur setelah diumpankan (gr)
Berdasarkan (Badan Standardisasi Nasional, 2006) skala ketahanan kayu terhadap serangan rayap tanah adalah pada tabel berikut:
Tabel 1. Klasifikasi ketahanan kayu terhadap rayap tanah berdasarkan kehilangan berat (Badan Standardisasi Nasional, 2006).
Kelas Kehilangan Berat (%) Tingkat ketahanan kayu
I <3,52 Sangat tahan
II 3,52-7,50 Tahan
III 7,30-10,96 Sedang
IV 10,96-18,94 Buruk
V 18,94-31-89 Sangat Buruk
Tabel 2. Penilaian visual grave yard test (Sornnuwat, 1996)
Kelas Penilaian Kualitatif Penilaian Kuantitatif
Nilai
Tingkat Serangan Ketarangan
A Tidak diserang Kayu tidak diserang (0%) 0
B Sedikit terserang Terdapat serangan rayap seperti bekas- bekas gigitan dengan kedalaman 12,5 %
1-10
C Serangan ringan Terdapat saluran dengan kedalaman 25 % 11-20 D Serangan berat Terdapat saluran nyata sampai kedalaman
37,5 %
21-30
E Serangan hancur Serangan mencapai kedalaman >50% dari kayu utuh
31-40
Model penguburan contoh uji
Model penguburan contoh uji sampel keawetan kayu yang telah dipotong dengan ukuran panjang 20 cm kemudian ditanam di dalam tanah hingga disisakan 5 cm bagian atas permukaan tanah dengan jarak antara contoh uji yang satu dengan yang lainnya 50 cm.
Gambar 2. Model penguburan contoh uji
Permukaan tanah 5 cm
15 cm
50 cm 50 cm
Gambar 3. Denah lokasi uji kubur tanpa kulit CC
50 cm
50 cm
Gambar 4. Denah lokasi uji kubur dengan kulit RN
Analisis Data
1. Analisis data pengujian sifat fisis dan keawetan kayu menggunakan metode statistika Rancangan Acak Lengkap (RAL) non faktorial yaitu dengan kulit dan tanpa kulit sebanyak 5 (lima) ulangan.
2. Analisis data pengujian sifat kimia kayu menggunakan metode statistika Rancangan Acak Lengkap (RAL) non faktorial sebanyak 3 (tiga) ulangan tanpa adanya perlakuan kulit.
Analisis dilakukan dengan progam IBM SPSS. Apabila diperolah hasilnya berbeda nyata maka dilanjutkan dengan uji Duncan. Model linear yang digunakan adalah sebagai berikut:
Yij = + τi +ij
𝑌𝑖𝑗 = nilai pengamatan pada jenis yang digunakan ke-i, ulangan ke-j 𝜇 = rataan umum
τi = pengaruh perlakuan ke-i
𝜀𝑖𝑗 = galat percobaan pada perlakuan ke-i dan ulangan ke-j
Untuk mengetahui pengaruh sifat fisis, keawetan kaayu, dan sifat kimia kayu pada cabang dan ranting dari lima jenis mangrove maka dilakukan analisis keragaman (analysis of variance). Analisis keragamaan tersebut menggunakan kriteria uji sebagai berikut :
a. Jika Fhitung < Ftabel maka H0 diterima atau dapat disimpulkan bahwa pemberian kondisi dengan kulit dan tanpa kulit tidak berbeda nyata terhadap lima jenis cabang mangrove.
b. Jika Fhitung > Ftabel maka H0 ditolak atau dapat disimpulkan bahwa pemberian kondisi dengan kulit dan tanpa kulit berbeda nyata terhadap lima jenis cabang mangrove.