BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Rancangan Acak Kelompok Lengkap
Rancangan acak kelompok lengkap (RAKL) sangat baik digunakan jika satuan percobaan heterogen dan berasal dari satu sumber keragaman, seperti percobaan yang melibatkan umur tanaman atau hewan yang berbeda, percobaan yang dilakukan pada lahan miring, percobaan yang di lakukan pada hari yang berbeda dan lain sebagainya (Mattjik dan Sumertajaya, 2000). RAKL merupakan klasifikasi rancangan percobaan menurut Mattjik dan Sumertajaya (2000) dibagi menjadi dua yaitu:
1. Rancangan perlakuan meliputi: rancangan satu faktor, rancangan dua faktor, dan rancangan tiga faktor.
2. Rancangan lingkungan meliputi: RAL (rancangan kelompok lengkap), RAKL (rancangan acak kelompok lengkap), Rancangan Bujur sangkar latin, dan Rancangan Lattice.
RAKL digunakan untuk mengatasi kesulitan dalam mempersiapkan satuan percobaan yang relatif homogen dalam jumlah besar. Komponen keragaman diluar perlakuan yang ikut mempengaruhi respon dari satuan percobaan merupakan komponen keragaman satuan yang perlu diperhatikan dalam menentukan pembentukan kelompok atau blok (Mattjik dan Sumertajaya, 2000).
Kelompok yang dibentuk hendaknya menghindari terjadinya interaksi dengan perlakuan yang dicobakan. Dalam setiap kelompok atau blok semua perlakuan yang dicobakan harus muncul satu kali. Penempatan masing-masing perlakuan dilakukan dengan pengacakan dalam kelompok tersebut (pengacakan yang terbatas pada satu kelompok). Banyaknya unit percobaan dalam setiap kelompok minimal sama dengan jumlah perlakuan yang akan diteliti (Widiharih, 2007).
Kelompok yang terbentuk seharusnya merupakan kumpulan dari satuan-satuan percobaan yang relatif homogen, sehingga keragaman dalam kelompok kecil sedangkan keragaman antar kelompok besar. Melalui pengelompokan yang tepat, maka rancangan ini akan memperkecil galat (Widiharih, 2007).
2.2 Langkah-Langkah Analisis RAKL
Analisis RAKL yang diterapkan pada penelitian aitu pada pemberian dosis EM4
terhadap kelompok daun. Daun yang digunakan yaitu daun jambu air, jambu biji dan mangga. Langkah-langkah pengolahan RAKL oleh (Widiharih, 2007) sebagai berikut:
2.2.1.Model linier Aditif dan Analisis Variansi (ANOVA)
Model Linear aditif adalah model persamaan dari percobaan EM4 terhadap kelompok daun. Misalkan suatu percobaan dengan a buah perlakuan ( 4 dosis EM4)
dan dicobakan pada n buah kelompok (3 buah daun) yang berbeda, model linier aditifnya adalah :
Yij = µ + αi + βj + εij i = 1,2,...,a j = 1,2,...,n (2.1)
µ : rataan umum
αi : pengaruh perlakuan ke i
βj : pengaruh kelompok ke j
εij : komponen galat
Bila digunakan model tetap, maka asumsinya : 1. Σ αi = 0 dan Σ βj = 0
2. εij ̴ NID (0,σ2) = eror/ galat berdistribusi normal
Hipotesis yang diambil: 1). Pengaruh Perlakuan
H0 : α1 = α2 = ... = α3 = 0 (Tidak ada pengaruh perlakuan terhadap respon yang
diamati)
H1 : paling sedikit ada satu i dengan αj ≠ 0 (ada pengaruh perlakuan dengan
respon yang diamati) 2). Pengaruh Kelompok
H0 : β1 = β2 = ...= β3 = 0 (tidak ada pengaruh kelompok terhadap respon yang
diamati)
H1 : Paling sedikit ada satu j dengan βj ≠0 (ada pengaruh kelompok terhadap
Tabel 2.2 Layout Pengamatan RAKL
Kelompok Perlakuan Total
kel. Rataan Y.j Y j 1 2 .... a 1 2 . . . n Y11 Y12 . . . Y1n Y21 Y22 . . . Y2n .... .... .... .... .... .... Ya1 Ya2 . . . Yan Y.1 Y j Y.2 Y2 .... Y.n Y n Total perlk Yi. Rata-rata Y i Y1. Y1. Y2. Y2. .... .... Ya. Ya. Y.. Y Y
2.2.2.Estimasi Parameter Model :
Perkiraan parameter model dari percobaan RAKL dosis EM4 terhadap tiga jenis daun. Perkiraan parameter seperti rata-rata, dosis EM4 dan kelompok daun. Model linear : Yij
= µ + α
i+ β
j+ ε
ij (2.2)Bentuk fungsi L yang merupakan jumlah kuadrat galat, akan ditentukan estimasi dari parameter model yang meminimumkan fungsi L dengan menggunakan metode kuadrat terkecil (Ordinary Least Square).
𝐿 = ∑ (𝑦𝑖,𝑗 𝑖𝑗− 𝜇 − 𝛼𝑖 − 𝛽𝑗)2 (2.3)
Dengan membuat persamaan : 𝜕𝐿𝜕𝜇= 0 diperoleh:
𝑦 − 𝑎. 𝑏𝜇 − 𝑏 ∑ 𝛼𝑖 𝑖 − 𝑎 ∑ 𝛽𝑗 𝑗 = 0 (2.4)
Karena asumsi :∑ 𝛼𝑖 = 0 dan ∑ 𝛽𝑗 = 0, maka:
𝜇 =𝑎.𝑏𝑦.. = 𝑦̅.. (2.5)
Dengan membuat persamaan : 𝜕𝛼𝜕𝐿
𝑖= 0 diperoleh :
𝑦𝑖.− 𝑎. 𝑏𝜇 − 𝑏𝛼𝑖 − ∑ 𝛽𝑗 𝑗 = 0 (2.6)
𝛼𝑖 = 𝑦̅𝑖..− 𝑦̅.. (2.7)
Dengan membuat persamaan : 𝜕𝐿
𝜕𝛽𝑗 = 0 diperoleh:
𝑦𝑗.− 𝑎. 𝜇 − ∑ 𝛼𝑖 𝑖 − 𝑎𝛽𝑗 = 0 (2.8)
𝜀𝑖𝑗 = 𝑦𝑖𝑗 − 𝑦̅𝑖..− 𝑦̅.𝑗 + 𝑦̅.. (2.9)
= ∑ ((𝑖𝑗 𝑦𝑖. − 𝑦̅..)2+ (𝑦
.𝑗− 𝑦̅..)2+ ( 𝑦𝑖𝑗 − 𝑦̅𝑖..− 𝑦̅.𝑗 + 𝑦̅..))2 (2.11)
Karena jumlah semua hasil kali yang ada sama dengan nol maka:
𝐽𝐾𝑇 = 𝑏 ∑𝑛 (
𝑖=1 𝑦̅𝑖..− 𝑦̅..)2+ 𝑎 ∑𝑏𝑗=1((𝑦̅.𝑗 − 𝑦̅..)2+ ∑ ((𝑖𝑗 𝑦𝑖𝑗 − 𝑦̅𝑖..− 𝑦̅.𝑗 +
𝑦̅..))2 (2.12)
2.2.3.Langkah-Langkah Sederhana Menyusun Tabel ANOVA
Penyusunan tabel Anova meliputi beberapa tahap. Tahap yang pertama dengan menghitung jumlah kuadrat total. Di mana jumlah kuadrat total diperoleh dengan menjumlahkan jumlah kuadrat perlakuan, jumlah kuadrat kelompok dan jumlah kuadrat galat. Setelah itu perlu menghitung kuadrat tengah perlakuan, kelompok dan galat. Untuk lebih jelasnya perhatikan langkah penghitungan berikut:
1. JKT = JKP + JKK + JKG , JKK = jumlah kuadrat kelompok 2. Derajat bebas total = a.n – 1
3. Derajat bebas perlakuan : a – 1 4. Derajat bebas kelompok : n – 1 5. Derajat bebas galat : (a – 1) ( n – 1) a 𝐹𝐾 =𝑌.. 2 𝑎.𝑛 (2.13) b 𝐽𝐾𝑇 = ∑ 𝑦𝑖𝑗 𝑖𝑗2 − 𝐹𝐾 (2.14) c 𝐽𝐾𝑃 =𝑛1 ∑𝑎 𝑦𝑖.2 𝑖=1 − 𝐹𝐾 (2.15) d 𝐾𝑇𝑃 =𝐽𝐾𝑃𝑎−1 (2.16)
e 𝐽𝐾𝐾 =1𝑎 ∑𝑎 𝑦.𝑗2
𝑗=1 − 𝐹𝐾 (2.17)
f 𝐾𝑇𝐾 =𝐽𝐾𝐾𝑛−1 (2.18)
g 𝐽𝐾𝐺 = 𝐽𝐾𝑇 − 𝐽𝐾𝑃 − 𝐽𝐾𝐾 (2.19)
h 𝐾𝑇𝐺 = (𝑎−1)(𝑛−1)𝐽𝐾𝐺 (2.20)
Dengan penurunan analog pada RAL, ekspektasi kuadrat tengahnya adalah : 1. 𝐸 ( 𝐾𝑇𝑃 ) = 𝜎2+𝑏 ∑ 2𝑎𝑖
𝑎−1 (2.21)
2. 𝐸 ( 𝐾𝑇𝐾) = 𝜎2+𝑎 ∑𝛽𝑗2
𝑏−1 (2.22)
3. 𝐸 ( 𝐾𝑇𝐺) = 𝜎2 (2.23)
Statistik hitung untuk uji pengaruh perlakuan: Fh1 = Tolak H0 jika : F hi > F a – 1;(a
- 1)(n-1)(α). Statistik hitung untuk uji pengaruh kelompok: H0 jika : F h2 > F n – 1;(a -
1)(n-1)(α). Diperoleh tabel ANOVA sebagai berikut :
Tabel 2.2 ANOVA untuk Rancangan Acak Kelompok Lengkap(RAKL) Sumber keragaman Derajat bebas Jumlah kuadrat Kuadrat tengah Fhitung Ftabel Perlakuan kelompok galat a-1 n-1 (a-1)(n-1) JKP JKK JKG KTP KTK KTG KTP/KTG KTK/KTG F a – 1;(a - 1)(n-1)(α) F n – 1;(a - 1)(n-1)(α) Total a.n - 1 JKK
Jika H0 ditolak selanjutnya dilakukan uji lanjut untuk rata-rata perlakuan,
atau rata-rata kelompok dengan cara analog pada RAL ulangan setiap perlakuan sama. Uji Perbandingan Duncan (DMRT, Duncan Multiple Range Test). Uji Duncan dipilih karena lebih teliti daripada uji Tukey atau uji LSDDalam uji perbandingan Duncan, menggunakan sekumpulan nilai perbandingan yang nilainya meningkat tergantung dari jarak peringkat dua buah rata-rata perlakuan yang dibandingkan. Langkah-langkah pengujian Duncan sebagai berikut:
1. Urutkan rata-rata perlakuan dari yang terkecil sampai yang terbesar. 2. Hitunglah galat baku
3. Nilai kritis Duncan RP dihitung dengan rumus harga untuk diperoleh dari tabel
untuk perbandingan Duncan, p = 2,3, ... , a-1 dengan a: banyaknya perlakuan yang dibandingkan.
4. Dua rata-rata perlakuan dikatakan berbeda mutlak dari selisih dua rata-rata tersebut lebih besar dari RP yang bersesuaian. Secara mudahnya sebagai berikut:
a. Perbandingan untuk rata-rata terbesar
1. Hitung jika rata-rata perlakuan terbesar dan terbesar kedua berbeda, perbandingan untuk selesai, dilanjutkan ke langkah (b). Jika, rata-rata perlakuan terbesar dan terbesar kedua tidak berbeda, berilah garis bawah dari sampai 2. Hitung jika rata-rata perlakuan yang terbesar berbeda dengan rata-rata
terbesar ketiga, dengan sendirinya berbeda dengan rata-rata terbesar keempat, kelima dan seterusnya. Perbandingan untuk selesai, dilanjut kelangkah (b). Jika
rata-rata perlakuan terbesar pertama dan terbesar kedua tidak berbeda, berilah garis dari sampai. Ulangi langkah ini dengan menghitung dengan pembanding dan seterusnya dari sehingga yang bersesuaian (sampai menemukan rata-rata perlakuan ke i yang berbeda dengan rata-rata perlakuan terbesar).
b. Perbandingan untuk (rata-rata perlakuan terbesar kedua)
1. Hitunglah jika rata-rata perlakuan terbesar kedua dan ketiga berbeda, perbandingan untuk selesai, dilanjutkan ke langkah (b). Lakukan perbandingan dengan cara analog. Jika rata-rata perlakuan terbesar kedua dan ketiga tidak berbeda, berilah garis bawah dari sampai dilanjutkan langkah (b2).
2. Hitung rata-rata perlakuan terbesar kedua dan keempat berbeda, perbandingan untuk selesai. Dilanjutkan ke langkah (b). Lakukan perbandingan dan seterusnya dengan cara analog. Jika rata-rata perlakuan terbesar kedua dan keempat tidak berbeda, perpanjanglah garis bawah dari sampai. ulangi langkah ini dengan menghitung dengan pembanding dan seterusnya sampai dengan sehingga yang bersesuaian (sampai menemukan rata-rata perlakuan yang berbeda dengan rata-rata perlakuan yang terbesar kedua).
2.4 Aplikasi RAKL dalam Proses Dekomposisi Sampah Organik dengan Aktivator EM4
Penelitian yang dilakukan yaitu dengan percobaan RAKL, aplikasinya pada sampah daun di Desa Tempuran. Di desa Tempuran kebanyakan penduduknya bermata pencaharian petani selain itu, penduduknya memiliki pohon jambu dan
mangga sebagai tanaman pekarangan. Oleh karena itu, sampah sering kali menumpuk dan membutuhkan pengelolaan yang tepat.
2.4.1.Sampah
Menurut Cecep (2012:1) Sampah merupakan hasil sampingan dari aktivitas manusia yang sudah terpakai. Besarnya sampah yang dihasilkan dalam suatu daerah tertentu sebanding dengan jumlah penduduk, jenis aktifitas, dan tingkat konsumsi penduduk tersebut terhadap barang/material.
Berdasarkan bahannya sampah dibagi menjadi tiga jenis yaitu sampah organik, sampah anorganik dan sampah B3. Karena hal ini harus dilakukan pemilahan dari tingkat penghasil sampah yang pertama seperti rumah tangga, restoran dan perhotelan. Dalam tingkat pemilahan sampah dibedakan menjadi tiga golongan (Cecep, 2012) yakni:
a. Sampah Organik
Sampah ini dibagi menjadi dua, yakni sampah organik basah yaitu, sampah yang kandungan airnya tinggi seperti kulit buah dan sisa sayuran. Sampah organik kering seperti kayu, ranting, dan dedaunan kering.
b. Sampah Anorganik
Sampah ini dapat berasal dari bahan yang dapat didaur ulang dan bahan yang berbahaya serta beracun. Bahan yang termasuk kedalam bahan yang bisa didaur ulang, seperti bahan dari plastik dan logam.
Sampah yang berbahaya merupakan sampah yang akan menimbulkan keracunan pada tubuh manusia. Bahan yang dikategorikan berbahaya dan beracun bagi tubuh manusia, seperti kaleng bekas cat dan botol bekas parfum.
2.4.2.Dekomposisi Sampah dan EM4
Salah satu contoh hasil dekomposisi sampah adalah bokashi. Bokashi merupakan kompos yang dihasilkan melalui fermentasi dengan pemberian EM4 (Sucipto, 2012). Bokashi berasal dari bahasa Jepang yang artinya bahan organik fermentasi, dan oleh orang Indonesia dipanjangkan menjadi “bahan organik kaya akan sumber kehidupan”. Dalam proses pengomposan umumnya dilakukan secara
aerob karena menimbulkan bau.
Pengomposan dengan bantuan EM4 dilakukan dengan proses semi anaerob, karena masih ada sedikit udara dan cahaya, bau yang dihasilkan ternyata dapat hilang bila proses berlangsung dengan baik. Larutan efective microorganisme 4 atau EM4, ditemukan pertama kali oleh Prof. Dr. Teruo Higa dari Universitas Ryukyus Jepang. Adapun penerapannya di Indonesia banyak dibantu oleh I Gede Ngurah Wididana M.Sc. larutan EM4 berisi mikroorganisme fermentasi.
Berikut 5 jenis bakteri pokok yang ada dalam dalam larutan EM4 :
Tabel 2.3 Jenis Mikro Organisme yang terdapat dalam Kultur EM4
Jenis Mikro Organisme Peranannya
Bakteri fotosintesis
(Rhodopseudomonas sp.)
Mensintesis bahan-bahan organik menjadi asam amino, asam nukleik, zat bioaktif, dan gula dengan bantuan sinar matahari.
Bakteri asam laktat - Menghasilkan asam laktat dari gula
- Menekankan pertumbuhan jamur yang merugikan
- Mempercepat penguraian bahan-nahan organic
menjadi humus
Ragi/yeast (Sacharomices
sp.)
- Membentuk zat anti bakteri
- Meningkatkan jumlah sel akar dan perkembangan
akar
Actinomycetes Menghasilkan zat-zat bioaktif yang berfungsi menghambat
jamur dan bakteri patogen Jamurfermentasi (Aspergillus
sp.)
- Menguraikan bahan organic (selulosa, karbohidrat) dan mengubahnya menjadi alkohol, ester dan zat anti mikroba
- Dapat menghilangkan bau
Selain berfungsi dalam proses fermentasi dan proses dekomposisi bahan organik, EM4 juga mempunyai manfaat antara lain :
1. Memperbaiki sifat fisik, kimia, dan biologi tanah. 2. Menyediakan unsur hara yang dibutuhkan tanaman.
3. Menyehatkan tanaman, meningkatkan produksi tanaman dan menjaga kestabilan produksi.
2.4.3.Cara Pembuatan Pupuk Organik dengan Menggunakan EM4
Menurut Tapari (2008) pembuatan pupuk organik dengan menggunakan EM4
adalah :
a. Larutan EM4 + gula + air, dicampur merata
b. Bahan organik yang sudah dipotong-potong + dedak +abu sekam dicampur rata c. Bahan disiram larutan 1, percampuran dilakukan perlahan-lahan, merata hingga
kadar air 30-40%
d. Bahan yang sudah dicampur dimasukkan kedalam ember.
e. Suhu tumpukan dipertahankan 40-50 C untuk mengontronya minimal sehari sekali suhunya diukur. Jika suhunya tinggi maka bahan tersebut dibalik, didiamkan kembali agar suhunya turun, lalu ditutup kembali.
f. Proses fermentasi berlangsung 4-7 hari. Bila bahan berminyak, proses fermentasinya berlangsung lama sekitar 14-29 hari.
Ciri-ciri pupuk organik sudah jadi menurut Purnomo dan Hartadi (2008): 2.1. Pupuk organik tidak berbau
2.2. Bila dilakukan pengayakan tidak menggumpal 2.3. Suhunya normal
2.5. Estimasi Sampah Daun Desa Tempuran
Desa Tempuran terletak di Kabupaten Demak Provinsi Jawa Tengah, dengan luas lahan sebesar 184 ha, 3.01% luas kabupaten demak. Desa Tempuran terdiri dari 3 (tiga) Dusun 4 (empat) RW 20 RT (BPS, 2010). Dalam sektor pertanian desa Tempuran memiliki luas tanam jambu air sebanyak 8274 pohon, dengan jumlah serasah daun sebanyak 0,5 kg/hari (Deptan, 2009).
