3. MATERI DAN METODE PENELITIAN
3.1 Materi Penelitian
Materi dalam penelitian ini adalah Eceng Gondok (E. Crassipes) Kayu Apu (P. stratiotes), Nitrat (NO3-) dan Ortofosfat (PO43-). Parameter utama yang diukur
yaitu perubahan kandungan Nitrat (NO3-) dan Ortofosfat (PO43-) pada media
tanam. Parameter pendukung antara lain: perubahan berat basah tanaman Eceng Gondok (E. crassipes) dan Kayu Apu (P. stratiotes) serta kualitas air yang meliputi suhu, pH, dan oksigen terlarut (DO).
3.2 Alat dan Bahan dalam Penelitian
Adapun alat dan bahan yang digunakan untuk pengukuran parameter dalam penelitian ini dapat dilihat pada Tabel 1. Fungsi alat dan bahan dapat dilihat pada lampiran 1.
Tabel 1. Alat dan Bahan Penelitian
Alat Bahan Parameter yang
diukur Unit satuan
DO meter Limbah cair tahu DO mg/l
pH meter Limbah cair tahu pH
Termometer digital Limbah cair tahu suhu °C Timbangan digital Eceng Gondok
25
Sampel yang digunakan pada penelitian ini yaitu limbah cair tahu yang diambil dari industri skala rumah tangga yang berlokasi di Jalan Kolonel Sugiono 8, Kelurahan Ciptomulyo, Kecamatan Sukun. Sedangkan pengambilan tanaman Eceng Gondok (E. crassipes) di Jalan Sumbersari dan untuk pengambilan tanaman Kayu Apu (P. stratiotes) di Jalan Sunan Kalijaga Dalam, Kelurahan Merjosari, Kecamatan Lowokwaru. Malang.
3.4 Metode Penelitian
Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode eksperimen. Menurut Hanafiah (2005), metode eksperimen atau percobaan suatu tindakan coba-coba yang dirancang untuk menguji hipotesis yang diajukan dan dalam penelitian ini semua kondisi baik bahan, media maupun lingkungannya dibuat sehomogen mungkin. Dalam metode ilmiah eksperimen adalah suatu tindakan dan pengamatan yang dilakukan untuk menguji hipotesis atau mengenali hubungan sebab akibat. Metode eksperimen dilakukan dengan memberikan perlakuan yang berbeda setiap sampel. Rancangan yang digunakan dalam penelitian ini adalah Rancangan Acak Lengkap (RAL) Faktorial, berdasarkan RAL Faktorial terdapat 2 variasi perlakuan yaitu jenis tanaman air sebagai faktor A dan lama tanam sebagai faktor B. faktor A (jenis tumbuhan air) terdiri dari 2 taraf (A1= Eceng Gondok dan A2= Kayu Apu) sedangkan faktor B terdiri dari 4
taraf (B1= 2 hari, B2= 4 hari, B3= 6 hari, dan B4= 8 hari) yang dilakukan
pengulangan sebanyak 3 kali. Sehingga didapatkan rancangan yang dapat dilihat pada Tabel 2.
26
Perlakuan Lama
tanam Notasi
Ulangan
1 2 3
A1 (Eceng
Gondok)
2 hari A1B1
4 hari A1B2
6 hari A1B3
8 hari A1B4
A2 (Kayu
Apu)
2 hari A2B1
4 hari A2B2
6 hari A2B3
8 hari A2B4
Keterangan:
A1 = Eceng Gondok (E. Crassipes)
A2 = Kayu Apu (P. Stratiotes)
B1 = Lama tanam 2 hari
B2 = Lama tanam 4 hari
B3 = Lama tanam 6 hari
Tata letak bak percobaan dilakukan secara acak (menggunakan tabel bilangan rambang), adapun denah tata letak bak-bak percobaan disajikan pada Gambar 4.
Gambar 4. Denah Tata Letak Bak-bak Percobaan
3.4.1 Tahapan Penelitian Persiapan Wadah
Menyiapkan 6 aquarium dari bahan kaca yang digunakan sebagai bak percobaan yang memiliki ukuran 50 x 30 x 30 cm dan memiliki volume sebesar 45 liter. Volume yang dibutuhkan dalam penelitian ini yaitu sebanyak 60 liter air media tanam yang sudah diencerkan dengan konsentrasi 20% yang digunakan untuk 6 bak percobaan dengan volume pada masing-masing bak percobaan sebanyak 10 liter.
Persiapan Limbah Cair Tahu
Menyiapkan limbah cair tahu yang akan digunakan untuk uji pendahuluan dan uji utama yang diambil dengan menggunakan jerigen dari industri tahu.
I (A1B1, A1B2, A1B3,
A1B4)
II (A1B1, A1B2, A1B3,
A1B4)
III (A2B1, A2B2, A2B3,
A2B4)
II (A2B1, A2B2, A2B3,
A2B4)
III (A1B1, A1B2, A1B3,
A1B4)
I (A2B1, A2B2, A2B3,
Limbah yang digunakan merupakan limbah yang baru dihasilkan yang sifatnya masih segar dan tidak berbau busuk.
Penyortiran Eceng Gondok (E. Crassipes) dan Kayu Apu (P. stratiotes)
Eceng Gondok (E. Crassipes) dan Kayu Apu (P. stratiotes) yang diperoleh dari suatu populasi dicuci bersih dan dipilih Eceng Gondok (E. Crassipes) dan Kayu Apu (P. stratiotes) yang memiliki ukuran dan lebar daun yang sama serta daun yang segar dan tidak menguning.
Aklimatisasi Eceng Gondok (E. crassipes) dan Kayu Apu (P. stratiotes)
Eceng Gondok (E. crassipes) dan Kayu Apu (P. stratiotes) yang telah dipilih kemudian diaklimatisasi terlebih dahulu dalam aquades selama 5 hari. Aklimatisasi dilakukan dengan tujuan agar tidak ada lagi organisme yang menempel pada akar tanaman air tersebut serta dapat menyesuaikan diri dengan lingkungan barunya.
Memasukkan Eceng Gondok (E. crassipes) dan Kayu Apu (P. stratiotes) Ke Dalam Bak Percobaan
Eceng Gondok (E. crassipes) dan Kayu Apu (P. stratiotes)yang telah diaklimatisasi kemudian dimasukkan ke dalam aquarium berukuran 50 x 30 x 30 cm yang telah diisi limbah cair tahu yang sudah diencerkan dengan konsentrasi sebesar 20%, kemudian dimasukan tanaman Eceng Gondok (E. crassipes) dan Kayu Apu (P. stratiotes) dengan berat ± 300 gr (Hermawati et al., 2005) yang memiliki kondisi fisik yang bagus.
Penelitian pendahuluan dilakukan untuk menentukkan titik kritis media tanam dengan konsentrasi tertentu terhadap kondisi tanaman Eceng Gondok (E. crassipes) dan Kayu Apu (P. stratiotes) serta kemampuannya untuk beradaptasi pada media tanam. Dalam penelitian pendahuluan ini digunakan konsentrasi yang berbeda yaitu 20%, 30%, 40%, 50%, 75% dan 100%. Adanya perbedaan konsentrasi pada penelitian pendahuluan ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh dari masing-masing konsentrasi terhadap kondisi tanaman untuk bertahan hidup dilihat dari perubahan warna pada daun tanaman Eceng Gondok (E. crassipes) dan Kayu Apu (P. stratiotes). Setelah diketahuinya suatu konsentrasi yang sesuai terhadap kondisi tanaman dalam penelitian pendahuluan ini, selanjutnya konsentrasi tersebut digunakan dalam penelitian utama
2. Penelitian Utama
Hasil dari penelitian pendahuluan didapatkan bahwa konsentrasi 20% merupakan konsentrasi yang paling sesuai untuk tanaman Eceng Gondok (E. crassipes) dan Kayu Apu (P. stratiotes) bertahan hidup dan merubah warna daun pada kedua tanaman tersebut yaitu dengan lama waktu 8 hari yang kemudian digunakan dalam penelitian utama. Dengan konsentrasi limbah tahu sebesar 20% yang digunakan pada media tanam pada Eceng Gondok (E. crassipes) dan Kayu Apu (P. stratiotes), selanjutnya pembuatan media tanam dengan dilakukan pengenceran pada limbah cair tahu pada konsentrasi yang telah ditentukan yaitu 20% dengan menambahkan air PDAM sampai batas 10 liter pada masing-masing aquarium.
meliputi DO, pH dan suhu serta analisis Nitrat (NO3-) dan Ortofosfat (PO43-)
sebagai nilai awal pada penelitian. Ditimbang tanaman Eceng Gondok (E. crassipes) dan Kayu Apu (P. stratiotes) yang telah diaklimatisasi dengan biomassa sebanyak ± 300 gr. Kemudian dimasukkan pada masing-masing aquarium. Pengamatan dilakukan selama 8 hari dengan pengukuran parameter utama yang dilakukan setiap 2 hari sekali, analisis kualitas air yang dilakukan setiap hari dan pengukuran biomass tanaman yang diukur pada saat akhir penelitian.
3.4.2 Prosedur Pengukuran Kualitas Air Pada Media Tanam
Pengukuran Nitrat (NO3-) dan Ortofosfat (PO43-) pada limbah cair tahu (media
tanam) dilakukan setiap 2 hari sekali di Laboratorium Ilmu-ilmu Perairan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Universitas Brawijaya, Malang.
a. Prosedur Pengukuran Nitrat
Menurut Boyd (1979), langkah-langkah pengukuran nitrat dengan spektofotometer adalah sebagai berikut:
1. Menyiapkan larutan standar pembanding seperti berikut: Tabel 3. Pengenceran Larutan Baku Nitrat
Larutan standar nitrat
(ppm) Larutkan menjadi (ml)
Nitrat – N yang dikandung
0,1 10 0,05
0,2 10 0,10
0,5 10 0,25
1,0 10 0,50
2,0 10 1,99
2. Menyaring 12,5 ml air sampel dan tuangkan ke dalam cawan porselin 3. Menguapkan di atas pemanas air sampai kering
4. Mendinginkan dan menambahkan 2 ml asam fenol disulfonik, aduk dengan pengaduk gelas
5. Mengencerkan dengan 10 ml aquades
6. Menambahkan NH4OH sampai terbentuk warna kuning
7. Mengencerkan dengan aquades sampai 12,5 ml 8. Memasukkan dalam tabung reaksi
9. Membandingkan dengan larutan standar pembanding yang telah dibuat, baik secara visual atau dengan spektrofotometer (dengan panjang gelombang 410 nm).
b. Prosedur Pengukuran Ortofosfat
Menurut Boyd (1979), langkah-langkah pengukuran ortofosfat dengan spektofotometer adalah sebagai berikut:
1. Membuat larutan standar pembanding sebagai berikut: Tabel 4. Pengenceran Larutan Baku Orthofosfat
Larutan 5 ppm fosfat (ml) Aquadest (ml) Kadar fosfat (ppm)
0,50 25 0,10
1,25 25 0,25
2,50 25 0,50
3,75 25 0,75
5,00 25 1,00
3. Menambahkan 2 ml ammonium moliybdate-asam sulfat ke dalam masing-masing larutan standar yang telah dibuat dan digoyangkan sampai larutan tercampur
4. Menambahkan 5 tetes larutan SnCl2 dan kocok. Warna biru akan timbul (10-12
menit) sesuai dengan kadar fosfornya
5. Membandingkan warna biru air sampel dengan larutan standar, baik secara visual atau dengan spektrofotometer (panjang gelombang 690 nm).
c. Analisis Parameter Pertumbuhan Tanaman Eceng Gondok (E. crassipes) dan Kayu Apu (P. stratiotes)
Analisis parameter pertumbuhan Eceng Gondok (E. crassipes) dan Kayu Apu (P. stratiotes) dengan menentukan besarnya laju pertumbuhan relatif (Relative Growth Rate, RGR), sebagaimana dijelaskan oleh Rini (1998) dalam Pratiwi (2010) berikut ini:
RGR
=
LnXt
−
LnXo
t
Keterangan:
Xt : bobot basah setelah waktu ke-t (gram)
Xo : bobot basah awal (gram)
t : waktu (hari)
RGR : pertumbuhan spesifik harian (%)
Adapun perhitungan waktu kemampuan tanaman Eceng Gondok (E. crassipes) dan Kayu Apu (P. stratiotes) untuk melakukan pembelahan menjadi individu baru (Double Time) ditentukan berdasarkan laju pertumbuhan relative tanaman (RGR) Mitchell (1974) dalam Rahmaningsih (2006), sebagai berikut:
d. Suhu
Alat yang digunakan untuk mengukur suhu dalam penelitian ini adalah thermometer digital karena dianggap lebih teliti dibandingkan menggunakan thermometer Hg. Menurut Herniwati (2012), prosedur pengukuran suhu air adalah sebagai berikut:
1. Mencelupkan thermometer digital ke dalam air, menunggu beberapa saat sampai angka dalam monitor menunjuk/berhenti pada angka tertentu
2. Mencatat nilai yang muncul pada monitor (°C)
e. pH
Menurut SNI (2004), untuk mengetahui nilai pH dapat diukur menggunakan pH meter yaitu dengan cara:
1. Melakukan kalibrasi alat pH meter
2. Mengeringkan dengan kertas tisu selanjutnya bilas elektroda dengan air suling 3. Membilas electrode dengan air sampel
4. Mencelupkan electrode pada air sampel sampai menunjukan pembacaan yang tetap
5. Mencatat hasil pengukuran
f. Oksigen Terlarut
Menurut Suprapto (2011), untuk mengetahui oksigen terlarut dalam air dapat diukur dengan menggunakan DO meter yaitu dengan cara:
1. Melakukan kalibrasi alat DO meter dengan larutan zero (DO 0%) dan 100% (udara lembab) / sesuai instruksi kerja alat DO meter
2. Untuk contoh uji yang mempunyai suhu tinggi, mengkondisikan contoh uji sampai suhu kamar
4. Membilas electrode dengan contoh uji
5. Mencelupkan electrode ke dalam contoh uji sampai DO meter menunjukan pembacaan yang tetap (jangan sampai ada gelembung udara)
6. Mencatat hasil pembacaan skala atau angka pada tampilan dari DO meter
3.6 Analisis Data
Metode analisis yang digunakan dalam penelitian ini adalah model umum dari Rancangan Acak Lengkap (RAL) Faktorial yaitu:
Keterangan:
i = Perlakuan (i = 1, 2, 3…..) j = Kelompok waktu (j = 1, 2, 3…..)
Yijk = Variabel respon (penyerapan nitrat dan ortofosfat) karena
pengaruh jenis tumbuhan air dan lama tanam µ = Rata-rata yang sebenarnya (berharga konstan) Ai = Efek taraf ke i pada kolom jenis tumbuhan air
Bj = Efek taraf ke j pada kolom lama tanam
ABij = Efek interaksi antara jenis tumbuhan air dan lama tanam
k (ij)
ɛ = Efek unit eksperimen ke k dalam kombinasi perlakuan (ij) (random error)
Data yang diperoleh dari hasil penelitian, kemudian dianalisis secara statistik dengan menggunakan analisis keragaman (ANOVA) sesuai dengan rancangan yang digunakan yaitu Rancangan Acak Lengkap (RAL) Faktorial. Analisis keragaman (ANOVA) dilakukan untuk mengetahui pengaruh perlakuan terhadap respon yang diukur dengan uji F pada taraf 5% dan 1%.
Tabel 5. Sidik ragam RAL Faktorial
Sumber
JKAB KTI KTAB/KTG F (α, db-p, db-g)
Galat ab(r-1) JKG KTG
Total abr-1 JKT JKT
(Sumber: Ayu, 2008 dalam Iswantari, 2009)
Penarikan kesimpulan dilihat dari tabel ANOVA. Kesimpulan yang dapat diambil sebagai berikut:
Jika nilai Fhitung > nilai Ftabel 5% dan 1% maka tolak H0, berarti minimal ada
satu perlakuan yang memberikan pengaruh yang berbeda nyata pada taraf kepercayaan 0,05 dan 0,01
Jika nilai Fhitung < nilai Ftabel 5% dan 1% maka terima H0, berarti tidak ada
Jika terdapat hasil yang berbeda nyata, maka untuk melihat yang memberikan pengaruh yang berbeda nyata, maka dilakukan uji t BNT (Beda Nytaa Terkecil) pada taraf 5% dan 1%.
Menurut Hanafiah (2005), apabila hasil analisis keragaman/sidik ragam ternyata berbeda nyata atau berbeda sangat nyata maka dilakukan uji BNT (Beda Nyata Terkecil) untuk mengetahui perbedaan antar perlakuan sehingga didapatkan urutan perlakuan terbaik dengan menggunakan rumus:
sBNT = tα/2 x
√
2
KTS
/
n
Keterangan:
BNT : beda nyata terkecil
tα/2 : nilai t table pada selang kepercayaan α/2 (α = 0,05; α = 0,01) KTS : kuadrat tengah sisa
n : jumlah ulangan
kemudian dibuat tabel BNT yang merupakan table merupakan tabel selisih harga rata-rata terbesar terkecil atau sebaliknya, tergantun parameter yang diamati. Selanjutnya dibandingkan dengan nilai BNT 5% dan 1% dengan ketentuan:
Bila selisih < BNT 5% n.s (non significant), berarti tidak berbeda nyata
Bila BNT 5% < selisih < BNT 1% * berarti berbeda nyata
Bila selisih BNT > 1% **, berarti berbeda sangat nyata
Ditentukan notasinya dengan ketentuan notasi sama apabila hasilnya tidak berbeda nyata seperti pada Tabel. 6
Tabel 6. Tabel Beda Nyata Terkecil
