Kadar air didefinisikan sebagai berat air yang terdapat di dalam kayu yang dinyatakan dalam persen terhadap berat kering tanur. Hasil analisis laboratorium menunjukkan bahwa terdapat variasi kadar air, baik berdasarkan kelas diameter, maupun berdasarkan bagian-bagian pohon yang disajikan pada Tabel 6.
Tabel 6 Rata-rata kadar air Akasia mangium berdasarkan kelas diameter Kelas
Diameter (cm)
Kadar Air (%)
Akar Batang
Utama Cabang Ranting Daun
0-5 78,05 79,93 - 94,13 95,87 5-10 90,07 91,04 - 92,80 94,70 10-15 77,73 72,75 102,57 85,63 95,68 15-20 90,82 92,24 88,33 96,30 97,66 20-25 91,03 88,53 105,93 78,03 98,92 25-30 93,89 96,45 88,07 81,07 99,86 30-35 85,14 82,76 80,16 85,71 97,98 35-40 83,80 102,99 86,56 87,25 102,56 Rata-rata 86,32 88,34 91,94 87,61 97,90
Secara umum pada semua kelas diameter, daun merupakan bagian pohon yang paling tinggi kadar airnya, yaitu dengan nilai rata-rata sebesar 97,90 % dan bagian pohon yang kadar airnya paling rendah terdapat pada akar dengan nilai rata-rata sebesar 86,32 %. Kadar air tertinggi pada bagian daun sejalan dengan hasil penelitian Onrizal (2004), Salim (2005) dan Limbong (2009) untuk berbagai jenis pohon. Daun memiliki kadar air yang tinggi karena merupakan unit fotosintesis yang pada umumnya memiliki banyak rongga sel yang diisi oleh air dan unsur hara mineral. Daun tersusun oleh banyak rongga stomata yang menyebabkan struktur daun menjadi kurang padat, sehingga kurang berat.
5.1.2 Berat Jenis
Menurut Panshin (1980) dalam Pandit (2008) berat kayu meliputi berat zat kayunya sendiri, berat zat ekstraktif dan berat air yang dikandungnya. Jumlah zat kayu dan zat ekstraktif biasanya konstan, sedangkan jumlah airnya berubah-ubah, oleh karena itu berat jenis dari sepotong kayu besarnya dapat bervariasi, tergantung pada kadar air kayu tersebut. Berat jenis Akasia mangium pada penelitian ini disajikan pada Tabel 7.
Tabel 7 Rata-rata berat jenis Akasia mangium berdasarkan kelas diameter Kelas Diameter
(cm)
Berat Jenis
Akar Batang Utama Cabang Ranting
0-5 0,37 0,49 - 0,34 5-10 0,41 0,42 - 0,39 10-15 0,35 0,41 0,32 0,33 15-20 0,41 0,46 0,42 0,39 20-25 0,45 0,46 0,40 0,39 25-30 0,39 0,53 0,46 0,35 30-35 0,44 0,55 0,54 0,49 35-40 0,47 0,47 0,42 0,45 Rata-rata 0,41 0,47 0,43 0,39
Berdasarkan hasil penelitian pada Tabel 7 dapat diketahui bahwa berat jenis kayu Akasia mangium berkisar antara 0,39-0,47. Hasil tersebut berbeda dengan Pandit (2008) yang menyatakan bahwa berat jenis Akasia mangium rata- rata sebesar 0,6. Perbedaan tersebut diakibatkan adanya faktor-faktor yang mempengaruhinya yaitu umur, tempat tumbuh, posisi kayu dalam batang dan kecepatan tumbuh.
5.1.3 Kadar Zat Terbang dan Kadar Abu
Zat terbang menunjukkan kandungan zat-zat yang mudah menguap dan hilang pada pemanasan 950 °C yang tersusun dari senyawa alifatik, terpena dan fenolik. Rata-rata kadar zat terbang Akasia mangium disajikan pada Tabel 8. Tabel 8 Rata-rata kadar zat terbang Akasia mangium pada berbagai bagian pohon
Kelas Diameter
(cm)
Kadar Zat Terbang (%)
Akar Batang
Utama Cabang Ranting Daun
0-5 54,33 40,01 - 61,89 68,03 5-10 55,44 39,64 - 57,66 68,78 10-15 51,18 33,34 47,55 57,72 67,44 15-20 55,52 36,00 50,05 58,44 68,75 20-25 44,40 40,61 45,78 53,41 66,43 25-30 48,32 35,28 49,62 55,56 66,60 30-35 43,76 35,61 48,91 59,55 67,05 35-40 43,06 34,89 44,59 58,48 65,26 Rata-rata 49,50 36,92 47,75 57,84 67,29
Berdasarkan hasil analisis laboratorium yang disajikan pada Tabel 8, kadar zat terbang terbesar terdapat pada bagian daun sebesar 67,29 % sedangkan kadar zat terbang terkecil terdapat pada bagian batang utama sebesar 36,92 %. Hal ini sejalan dengan hasil penelitian Fadhli (2009) yang menyatakan bahwa kadar zat terbang terbesar pada Akasia mangium terdapat di bagian daun sebesar 60,39% dan yang terkecil terdapat pada bagian batang utama sebesar 49,30%. Keselarasan data juga terlihat pada jenis kayu lain yaitu pada hasil penelitian Erlangga (2009) yang menyatakan bahwa kadar zat terbang tertinggi pada kayu Pinus (Pinus Merkusii Jungh et de Vriese) terdapat pada bagian daun sebesar 68,46% dan yang terkecil terdapat pada bagian batang utama sebesar 53,34%.
Berdasarkan hasil analisis laboratorium yang disajikan pada Tabel 9, kadar abu terbesar terdapat pada bagian daun sebesar 3,61 % sedangkan kadar abu terkecil terdapat pada bagian batang utama sebesar 1,46 %. Hasil ini berbeda dengan hasil penelitian Fadhli (2009) yang menyatakan bahwa kadar abu terbesar pada Akasia mangium terdapat di bagian ranting sebesar 2,37% dan yang terkecil terdapat pada bagian cabang sebesar 1,28%.
Tabel 9 Rata-rata kadar abu Akasia mangium pada berbagai bagian pohon Kelas Diameter (cm) Kadar Abu (%) Akar Batang
Utama Cabang Ranting Daun
0-5 2,25 1,54 - 1,55 3,83 5-10 1,95 1,43 - 1,43 3,37 10-15 2,52 1,72 2,15 2,31 4,31 15-20 1,43 1,44 0,95 1,59 3,68 20-25 1,36 1,28 1,98 1,72 3,47 25-30 2,27 1,31 2,20 3,12 3,20 30-35 2,48 1,37 2,10 1,91 3,39 35-40 2,64 1,56 1,40 1,17 3,65 Rata-rata 2,11 1,46 1,80 1,85 3,61
Kadar abu adalah kadar oksida logam yang tersisa pada pemanasan tinggi, yang terdiri dari mineral-mineral terikat kuat pada arang seperti kalsium, kalium dan magnesium. Abu adalah sisa dari pembakaran bahan yang mengandung bahan-bahan anorganik. Pada penelitian ini daun memiliki kadar abu terbesar karena daun mengandung lebih banyak bahan anorganik dibanding bagian pohon yang lain.
Besarnya kadar karbon ditentukan oleh besarnya nilai kadar zat terbang dan kadar abu. Persentase kadar zat terbang dan kadar abu pada cabang, ranting, daun dan akar yang lebih tinggi daripada batang menjadikan kadar karbon pada batang menjadi lebih tinggi dibandingkan bagian pohon yang lain.
5.1.4 Kadar Karbon
Hasil perhitungan kadar karbon disajikan pada Tabel 10, diketahui bahwa pada setiap kelas diameter pohon, kadar karbon terbesar terdapat pada bagian batang yaitu berkisar antara 58,11-64,94 %, kemudian disusul berturut-turut yaitu bagian cabang 49,00-54,00 %, bagian akar 42,61-54,30 %, bagian ranting 36,57- 44,87 % dan bagian daun 27,57-31,09 %.
Tabel 10 Rata-rata kadar karbon Akasia mangium pada berbagai bagian pohon Kelas Diameter (cm) Kadar Karbon (%) Akar Batang
Utama Cabang Ranting Daun
0-5 43,42 58,45 - 36,57 28,14 5-10 42,61 58,93 - 40,99 27,85 10-15 46,31 64,94 50,30 39,97 28,25 15-20 43,05 62,56 49,00 39,97 27,57 20-25 54,25 58,11 52,25 44,87 30,10 25-30 49,42 63,42 48,18 41,32 30,20 30-35 53,76 63,03 49,00 38,54 29,55 35-40 54,30 63,55 54,00 40,35 31,09 Rata-rata 48,39 61,62 50,46 40,32 29,09
Kadar karbon pada bagian jaringan pohon lainnya seperti cabang, ranting, daun dan akar lebih rendah dibandingkan kadar karbon pada batang, karena pada bagian-bagian ini kadar zat terbang dan kadar abu yang relatif lebih tinggi dibandingkan pada batang pohon.
Batang memiliki kadar karbon yang terbesar karena pada masa pertumbuhan dan masa produktif, pohon menyerap karbon melalui daun dalam proses fotosintesis dan hasilnya langsung disebar ke seluruh bagian pohon yang lain. Bagian pohon yang mampu menyimpan lebih banyak adalah pada bagian terbesar yaitu batang. Sedangkan daun umumnya tersusun oleh banyak rongga stomata yang berfungsi untuk pertukaran gas sehingga kurang padat dan tidak banyak menyimpan karbon.
Tingginya kadar karbon pada bagian batang disebabkan karena unsur karbon menurut Hilmi (2003) dalam Limbong (2009) merupakan bahan organik penyusun dinding sel-sel batang. Kayu secara umum tersusun oleh selulosa, lignin dan bahan ekstraktif yang sebagian besar disusun dari unsur karbon. Kadar karbon bagian batang pohon penting dalam menduga potensi karbon tegakan dan banyak digunakan sebagai dasar perhitungan dalam pendugaan karbon. Ini erat hubungannya dengan dimensi diameter (Dbh) sebagai indikator penting dalam kegiatan pengukuran dan perencanaan hutan.
Variasi kadar karbon berdasarkan variasi diameter dan umur tanaman, adanya korelasi positif antara pertambahan diameter dan umur dengan
pertambahan kadar karbon. Demikian juga terdapat variasi kadar karbon pohon dimana bagian pangkal memiliki kadar karbon yang paling besar dan semakin keatas bagian ujung batang dan bagian pohon lainnya seperti cabang, ranting dan daun semakin kecil. Fenomena ini cenderung sama dengan kandungan bahan organik dan produksi biomassa pohon, variasi ini sangat dipengaruhi oleh berat jenis, kerapatan kayu dan kadar air pada setiap bagian jaringan pohon.
Selain itu, dilakukan pengujian beda nyata kadar karbon antara bagian- bagian pohon yang disajikan pada Tabel 11.
Tabel 11 Hasil uji t-student kadar karbon Akasia mangium pada berbagai bagian pohon
Batang Utama Cabang Ranting Daun
Akar 0,000** 0,254tn 0,003* 0,000**
Batang Utama 0,025* 0,000** 0,000**
Cabang 0,774tn 0,327tn
Ranting 0,000**
Keterangan : ** : Berbeda sangat nyata (P < 0,01) pada selang kepercayaan 99% * : Berbeda sangat nyata (P 0,01-0,05) pada selang kepercayaan 95% tn : Tidak berbeda nyata (P > 0,05) pada selang kepercayaan 95%
Pada Tabel 11 dapat diketahui bahwa kadar karbon yang dihasilkan pada batang utama dengan akar, batang utama dengan cabang, batang utama dengan ranting, batang utama dengan daun, akar dengan daun, akar dengan ranting serta ranting dengan daun, berbeda satu terhadap yang lain karena nilai P berada pada selang 0,01-0,05 dan nilai P < 0,01. Sedangkan pada akar dengan cabang, cabang dengan ranting dan cabang dengan daun kadar karbon satu dengan yang lainnya tidak berbeda karena nilai P > 0,05
5.1.5 Biomassa
Secara umun peningkatan kelas diameter setinggi dada (Dbh) akan meningkatkan biomassa beberapa bagian pohon akasia mangium. Proporsi biomassa merupakan persentase besarnya biomassa pada bagian pohon terhadap biomassa total tanaman. Tabel 12 memperlihatkan proporsi biomassa tertinggi terdapat pada bagian batang. Sebesar 57,83 % biomassa tanaman Akasia mangium terbesar terdapat pada bagian batang, kemudian diikuti bagian akar sebesar 16,97 %, bagian daun sebesar 10,30 %, bagian ranting sebesar 8,84 % dan terkecil pada bagian cabang sebesar 6,05 %.
Tabel 12 Rata-rata biomassa Akasia mangium pada berbagai bagian pohon Kelas Diameter (cm) Biomassa (kg) Total
Akar Batang Utama Cabang Ranting Daun
0-5 0,230 1,481 - 0,155 0,511 2,376 5-10 2,762 5,453 - 2,593 3,852 14,661 10-15 12,378 57,272 0,809 10,774 8,943 90,177 15-20 25,679 114,826 1,112 13,754 26,561 181,933 20-25 47,636 134,691 28,392 20,783 25,136 256,638 25-30 47,965 226,626 12,782 29,823 33,023 350,220 30-35 41,050 229,482 25,077 38,771 34,852 369,231 35-40 124,048 258,480 12,540 40,587 50,355 486,010 Rata-rata 37,719 128,539 13,452 19,655 22,904 222,269
Biomassa terbesar pada batang utama sejalan dengan hasil penelitian Adiriono (2009) pada jenis Acacia crassicarpa dengan metode karbonasi sebesar 64,36%, sedangkan berbeda pada proporsi terkecil yaitu pada bagian daun sebesar 5,01%. Perbedaan ini dikarenakan pada bagian cabang mempunyai proporsi yang rendah karena tidak adanya cabang pada KU I (0-5 cm) dan KU II (5-10 cm) serta jumlahnya yang sedikit pada setiap kelas diameter dibandingkan bagian-bagian pohon yang lain.
Dalam proses fotosintesis, tanaman menyerap CO2 dari udara dan dengan bantuan sinar matahari lainnya. Proses reaksi fotosintesis terjadi melalui persamaan berikut ini :
6 CO2 + 6 H2O C6H12O6 + 6 O2
Karbon di dalam tumbuhan terikat dalam bahan organik dan terdistribusi dalam selulosa (40%), polisakarida lain (26%), dan lignin (30%). Sementara itu distribusi lignin di dalam dinding sel dan kandungan lignin dalam bagian pohon tidak sama (Fengel 1983 dalam Adiriono 2009). Artinya, tiap bagian pohon memiliki kandungan lignin yang berbeda, sehingga persentase karbon, khususnya yang terikat pada lignin untuk tiap bagian pohon juga akan berbeda. Oleh karena itu proporsi kandungan karbon dari biomassa untuk tiap komponen pohon akan berbeda pula.
Distribusi biomassa pada tiap komponen pohon menggambarkan besaran distribusi hasil fotosintesis pohon yang disimpan oleh tanaman. Melalui proses
fotosintesis, CO2 di udara diserap oleh tanaman dan dengan bantuan sinar matahari kemudian diubah menjadi karbohidrat untuk selanjutnya didistribusikan ke seluruh tubuh tanaman dan ditimbun dalam bentuk daun, batang, cabang, buah dan bunga (Hairiah dan Rahayu 2007). Walaupun aktifitas fotosintesis terjadi di daun, namun ternyata distribusi hasil fotosintesis terbesar digunakan untuk pertumbuhan batang.
Batang umumnya memiliki zat penyusun kayu yang lebih baik dibandingkan dengan bagian pohon lainnya. Zat penyusun kayu tersebut menyebabkan bagian rongga sel pada batang banyak tersusun oleh komponen penyusun kayu dibanding air, sehingga bobot biomassa batang akan menjadi lebih besar. Sedangkan daun umumnya tersusun oleh banyak rongga stomata yang menyebabkan struktur daun menjadi kurang padat, sehingga kurang berat.
5.1.6 Massa karbon
Sejalan dengan proporsi biomassa, maka proporsi karbon pada Tabel 13 yang tertinggi juga diperoleh pada bagian batang, yaitu sebesar 66,32 %. Hal ini artinya dari total karbon yang dikandung oleh tanaman, 66,32 % jumlah karbon tersebut terdapat di bagian batang, sisanya terdapat di bagian selain batang yaitu akar, cabang, ranting, dan daun masing-masing sebesar 15,75 %, 5,63 %, 6,81 % dan 5,49 %.
Tabel 13 Rata-rata massa karbon Akasia mangium pada berbagai bagian pohon Kelas
Diameter (cm)
Massa Karbon (kg)
Total
Akar Batang Utama Cabang Ranting Daun
0-5 0,100 0,865 - 0,057 0,144 1,166 5-10 1,177 3,214 - 1,061 1,073 6,525 10-15 5,732 37,192 0,407 4,307 2,527 50,165 15-20 11,055 71,846 0,545 5,498 7,323 96,267 20-25 25,843 78,269 14,835 9,324 7,566 135,837 25-30 23,704 143,726 6,158 12,321 9,973 195,884 30-35 22,068 145,124 12,288 14,941 10,300 204,721 35-40 63,426 164,264 6,771 18,719 14,397 267,576 Rata-rata 19,138 80,563 6,834 8,278 6,663 121,476
Hal diatas sejalan dengan hasil penelitian Adiriono (2009) pada jenis Acacia crassicarpa dengan metode karbonasi yaitu biomassa terbesar terdapat pada bagian batang sebesar 64,36%, sedangkan proporsi terkecil terdapat pada bagian daun sebesar 5,05%.
Menurut Ahmadi (1990) dalam Aminudin (2008) batang merupakan kayu yang 40-45 % tersusun oleh selulosa. Selulosa merupakan molekul gula linear yang berantai panjang yang tersusun oleh karbon, sehingga makin tinggi selulosa maka kandungan karbon akan makin tinggi. Adanya variasi horizontal mengakibatkan adanya kecenderungan variasi dari kerapatan dan juga komponen kimia penyusun kayu. Makin besar diameter pohon diduga memiliki potensi selulosa dan zat penyusun kayu lainnya akan lebih besar. Lebih tingginya karbon pada bagian batang erat kaitannya dengan lebih tingginya biomassa bagian batang jika dibandingkan dengan bagian pohon lainnya. Faktor ini yang menyebabkan pada kelas diameter yang lebih besar kandungan karbonnya lebih besar.