Lokasi dan Waktu Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan di areal perkebunan kelapa sawit Putri Hijau, Besitang, Sumatera Utara. Pelaksanaan penelitian dilakukan dengan dua tahap kegiatan, yaitu tahap pertama pengambilan data di lapangan dan tahap kedua menganalisa karbon dilakukan di Laboratorium Kimia Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor (IPB). Waktu penelitian dilaksanakan pada bulan Juli 2013 sampai September 2013.
Alat dan Bahan Penelitian
Alat yang digunakan dalam penelitian ini terdiri dari : chainsaw, pita diameter,
walking stik, tali berskala, Aluminium foil, timbangan (neraca Ohaus), parang dan
kampak, pahat, kamera digital, alat tulis, tally sheet, kertas grafik/millimeter, tali rafia, kantong plastik, label nama, kalkulator, dan Software SPSS versi 16.0.0. Adapun bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah tegakan kelapa sawit (Elaeis guineensis Jacq) umur 15 tahun.
Metode Penelitian
Biomasa pohon ada 2, yaitu bagian di atas tanah dan bagian dalam tanah (akar). Pada penelitian ini, pengukuran biomassa pohon dilakukan pada bagian di atas tanah. Pengukuran biomasa tanaman dapat dilakukan dengan cara:
1. Tanpa melakukan perusakan (metode non-destructive), jika jenis tanaman yang diukur sudah diketahui rumus allometriknya.
2. Melakukan perusakan (metode destructive). Metode ini dilakukan oleh peneliti untuk tujuan pengembangan rumus allometrik, terutama pada jenis-jenis pohon yang mempunyai pola percabangan spesifik yang belum diketahui persamaan
allometriknya secara umum. Pengembangan allometrik dilakukan dengan menebang pohon dan mengukur diameter, panjang dan berat masanya. Metode juga dilakukan pada tumbuhan bawah, tanaman semusim dan perdu.
(Hairiah, 2011).
Pada penelitian ini, pengukuran biomassa tegakan kelapa sawit (Elaeis guineensis Jacq), dilakukan dengan metode non-destructive.
Pembuatan Petak Pengukuran
Pengukuran parameter pohon yang penting dilakukan pada setiap petak contoh penelitian (PCP) dengan metode jalur berpetak. Setiap PCP dibuat dengan ukuran 20mx20m dengan jarak antar petak contoh 10mx10m (Kiyoshi, 2002). Adapun petak ukur yang dibuat sebanyak 3 baris, sehingga banyaknya petak contoh penelitian (PCP) adalah 9 petak. Penempatan lokasi petak ukur dilakukan dengan cara Random Sampling.
Adapun parameter yang diukur adalah sebagai berikut :
1. Diameter merupakan garis lurus yang menghubungkan dua titik di tepi batang dan melalui sumbu batang. Diameter yang diukur adalah Dbh (Diameter Setinggi Dada) atau diukur 1,3 m dari permukaan tanah.
2. Tinggi pohon total, yaitu jarak terpendek dari titik puncak pohon dengan titik proyeksinya pada bidang datar.
3. Tinggi bebas pelepah, yaitu jarak terpendek dari pelepah terbawah sawit dengan titik proyeksinya pada bidang datar.
4. Berat basah tegakan, yaitu hasil penjumlahan semua berat basah dari bagian tegakan.
Pengumpulan Data
Data yang dikumpulkan pada penelitian berupa data primer dan data sekunder. Data primer merupakan hasil pengukuran di lapangan diameter (dbh), tinggi total dan tinggi bebas cabang tegakan kelapa sawit, dan berat basah total tegakan kelapa sawit) dan hasil uji laboratorium (kadar air, kadar zat terbang, kadar abu, dan kadar karbon).
Data sekunder adalah data model alometrik pendugaan potensi cadangan karbon dan simpanan karbon pada konversi hutan menjadi perkebunan kelapa sawit yang telah ada sebelumnya, baik data yang dikeluarkan oleh instansi terkait, penelitian sebelumnya maupun literatur pendukung.
Penyusunan Model Allomatrik Massa Karbon
Pada penelitian ini akan disusun persamaan alometrik biomassa dan karbon dalam tegakan, dengan cara menebang pohon contoh terpilih. Penentuan jumlah pohon contoh yang ditebang dilakukan dengan metode acak berdasarkan umur tegakan kelapa sawit, yaitu umur 5, 10, dan 15 tahun. Jumlah pohon contoh yang ditebang adalah 3 pohon dari setiap umur, sehingga 9 pohon yang ditebang untuk total seluruh umur. Penentuan pengambilan sample pohon yang akan ditebang berdasarkan petak contoh penelitian (PCP) yang dibuat, yaitu dalam satu PCP ditebang satu sample pohon secara acak. Begitu juga dengan 8 PCP lainnya.
Tegakan contoh yang terpilih tersebut kemudian ditebang, kemudian dipisahkan berdasarkan bagian-bagian tegakan, yaitu batang dan daun. Batang tegakan akan dibagi menjadi beberapa segmen, dengan panjang segmen sekitar 200 cm. Semua bagian tegakan contoh tersebut kemudian ditimbang, sehingga diketahui berat basah setiap bagiannya. Setelah penimbangan, setiap bagian tegakan diambil
contoh ujinya dan selanjutnya dianalisa di laboratorium. Pengujian sampel meliputi kadar air, kadar zat terbang, kadar abu, dan kadar karbon.
Model hubungan antara massa karbon pohon dengan dimensi pohon dibuat dengan metode hubungan alometrik yang menggambarkan biomassa atau massa karbon per pohon sebagai fungsi dari diameter pohon, tinggi total, dan tinggi bebas pelepah. Model persamaan alometrik terbaik kemudian dipergunakan untuk penaksiran massa karbon pohon.
Prosedur Penelitian di Laboratorium Kadar air
Contoh uji kadar air batang dan akar yang berdiameter > 5 cm dibuat dengan ukuran 2 cm x 2 cm x 2 cm. Sedangkan contoh uji dari bagian daun berdiameter < 5 cm) diambil masing-masing ± 300g. Cara pengukuran kadar air contoh uji adalah sebagai berikut :
1. Contoh uji ditimbang berat basahnya.
2. Contoh uji dikeringkan dalam tanur suhu 103 ± 2oC sampai tercapai berat konstan, kemudian dimasukkan ke dalam eksikator dan ditimbang berat keringnya.
3. Penurunan berat contoh uji yang dinyatakan dalam persen terhadap berat kering tanur ialah kadar air contoh uji.
Pengukuran kadar karbon
Pengukuran kadar karbon dilakukan dengan tahapan sebagai berikut : 1. Kadar zat terbang
Prosedur penentuan kadar zat terbang menggunakan American Society for
a. Sampel dari tiap bagian pohon berkayu dipotong menjadi bagian-bagian kecil sebesar batang korek api, sedangkan sample bagian daun dicincang.
b. Sampel kemudian dioven pada suhu 80oC selama 48 jam.
c. Sampel kering digiling menjadi serbuk dengan mesin penggiling (willey mill). d. Serbuk hasil gilingan disaring dengan alat penyaring (mesh screen) berukuran
40-60 mesh.
e. Serbuk dengan ukuran 40-60 mesh dari contoh uji sebanyak ± 2 gr, dimasukkan kedalam cawan porselin, kemudian cawan ditutup rapat dengan penutupnya, dan ditimbang dengan timbang Sartorius.
f. Contoh uji dimasukkan ke dalam tanur listrik bersuhu 950 oC selama 2 menit. Kemudian didinginkan dalam eksikator dan selanjutnya ditimbang.
g. Selisih berat awal dan berat akhir yang dinyatakan dalam persen terhadap berat kering contoh uji merupakan kadar zat terbang.
Pengukuran persen zat terbang terhadap sampel dari tiap bagian pohon dilakukan sebanyak tiga kali ulangan.
2. Kadar abu
Prosedur penentuan kadar abu menggunakan American Society for Testing
Material (ASTM) D 2866-94. Prosedurnya adalah sebagai berikut :
a. Sisa contoh uji dari penentuan kadar zat terbang dimasukkan ke dalam tanur listrik bersuhu 900 oC selama 6 jam.
b. Selanjutnya didinginkan di dalam eksikator dan kemudian ditimbang untuk mencari berat akhirnya.
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. Kadar karbon
Penentuan kadar karbon contoh uji dari tiap-tiap bagian pohon menggunakan Standar Nasional Indonesia (SNI) 06-3730-1995, dimana kadar karbon contoh uji merupakan hasil pengurangan 100% terhadap kadar zat terbang dan kadar abu. Pengolahan Data
Kadar air
Nilai kadar air dari contoh uji didapat dengan menggunakan persamaan sebagai berikut : BKT BKT B KA= o − Dimana : KA = Kadar air
Bo = Berat awal contoh uji
BKT = Berat kering tanur (oven) dari contoh uji Berat kering/Biomassa
Berat kering total bagian-bagian pohon dihitung dengan rumus :
+ = 100 % 1 KA BB
BK (Haygreen & Bowyer 1996)
Dimana :
BK = Berat kering/biomassa (Kg) BB = Berat basah (Kg)
KA = Kadar air (%)
Berat kering total dari keseluruhan pohon merupakan penjumlahan berat kering total bagian pohon kelapa sawit yang terdiri dari berat kering batang utama dan daun. Kadar zat terbang
Kadar zat yang mudah menguap dinyatakan dalam persen berat dengan rumus sebagai berikut : % 100 x A B A terbang zat Kadar = − Dimana :
A = Berat kering tanur pada suhu 105 oC
B = Berat contoh uji dikurangi berat berat cawan dan sisa contoh uji berat cawan dan sisa contoh uji pada suhu 950 oC
Kadar abu
Besarnya kadar abu dihitung dengan rumus sebagai berikut : %
100 kering oven x uji contoh Berat abu Berat abu Kadar = Kadar karbon
Penentuan kadar karbon terikat (fixed carbon) ditentukan berdasarkan rumus berikut ini:
Kadar karbon terikat arang = 100%-kadar zat terbang arang-kadar abu Model Penduga biomassa dan karbon pohon
Model persamaan alometrik untuk penaksiran biomassa pohon atau karbon dan bagian-bagian pohon menggunakan satu atau lebih peubah dimensi pohon berikut :
Ŷ = ß0+ ß1D+ ß2D2
Ŷ = ß0+ ß1D2H
Ŷ = ß0 Dß1Hß2 Dimana :
Ŷ = Taksiran nilai biomassa atau karbon pohon kelapa sawit (kg/pohon) D = Diameter pohon (dbh) (cm)
H = Tinggi pohon (m)
ß0, ß1, ß2 = Konstanta (parameter) regresi
Persamaan regresi terbaik akan dipilih dari model-model hipotetik di atas dengan menggunakan berbagai kriteria statistik, yakni goodness of fit, koefisien determinasi (R2), analisis sisaan serta pertimbangan kepraktisan untuk pemakaian. Analisis Data
Analisis perbedaan kadar karbon pada bagian-bagian tanaman dilakukan analisis statistik dengan uji beda rata-rata menggunakan54 uji one way anova, yaitu berdasarkan Tukey HSD. Adapun parameter yang diuji adalah :
1. Menentukan formulasi hipotesis
H0 : Tidak ada perbedaan rata-rata karbon antar setiap bagian tanaman H1 : Ada perbedaan rata-rata karbon antar setiap bagian tanaman 2. Menentukan taraf nyata pada selang kepercayaan 95%
3. Menentukan kriteria pengujian
H0 diterima (H1 ditolak) apabila P > 0,05 H1 diterima (H0 ditolak) apabila P < 0,05 4. Membuat kesimpulan
