7
III. METODE PENELITIAN
A. Alat dan Bahan
Alat-alat yang digunakan adalah timbangan analitik, tabung reaksi,
higrometer, altimeter, pipet berskala, labu ukur, oven, spektrofotometer, gunting,
plastik, alat tulis, label, koran, meteran, dan kamera. Bahan-bahan yang digunakan
adalah daun tanaman jagung, alkohol 70%, HCl 0,7%, NaOH 1 N, ZnSO4 5%,
Ba(OH)2 0,3%, pereaksi Cu, pereaksi Nelson, pereaksi Karbohidrat, Phenol merah,
dan akuades (Lampiran 1).
B. Lokasi dan Waktu Penelitian
Penelitian dilakukan di Desa Gumelem Kecamatan Susukan Kabupaten
Banjarnegara (Lampiran 2). Banjarnegara adalah sebuah kabupaten di Provinsi
Jawa Tengah. Menurut van Bemmelen (1949), penyebaran geografis kabupaten
Banjarnegara dibagi menjadi 3 bagian, yakni zona utara meliputi kawasan
pegunungan yang merupakan bagian dari Dataran Tinggi Dieng dan Pegunungan
Serayu Utara, zona tengah yang merupakan zona Depresi Serayu yang subur, dan
zona selatan yang merupakan daerah pegunungan yang curam dan termasuk bagian
dari Pegunungan Serayu. Susukan merupakan salah satu kecamatan yang terletak di
zona selatan kabupaten Banjarnegara. Susukan terbagi menjadi 15 desa, salah
satunya adalah desa Gumelem.
Desa Gumelem berada di ketinggian tempat 144 m dpl dan kelembaban
udara (65%-80%). Daerah ini memiliki iklim tropis dengan curah hujan rata-rata
3.000 mm.tahun-1 dan suhu rata-rata 20-26ºC. Luas wilayah kecamatan Susukan adalah 5.264.665 ha. Letak koordinat wilayahnya adalah 70 28’32” - 70 30’17”LS dan 1090 22’28”- 1090 25’44”BT. Lahan di desa ini cukup subur dan umumnya ditanami oleh tanaman pangan seperti jagung, kacang panjang, dan singkong.
Analisis massa karbohidrat tanaman jagung sebagai dasar analisis daya serap
karbon dioksida dilakukan di Laboratorium Kimia Organik Fakultas Sains dan
Teknik Universitas Jenderal Soedirman. Penelitian dilaksanakan selama 2 bulan,
mulai dari bulan Juli hingga Agustus.
8 C. Diagram Alir Penelitian
Gambar 3.1. Diagram Alir Penelitian
D. Rancangan Penelitian
Metode penelitian yang digunakan adalah metode survai dengan
pengambilan sampel menggunakan teknik cluster random sampling. Strata yang
digunakan adalah umur tanaman jagung. Umur tanaman jagung dikelompokkan
ke dalam tiga strata umur yaitu :
1. Tanaman jagung umur 0 - 1 bulan
2. Tanaman jagung umur >1 - 2 bulan
3. Tanaman jagung umur >2 - 3 bulan
Setiap strata umur diambil 6 tanaman secara acak. Setiap tanaman
sampel diambil daunnya sebanyak 30 g. Pengambilan sampel daun dilakukan
pukul 04.30-05.00 WIB dan 09.30-10.00 WIB, tujuannya untuk mendapatkan
daun yang belum melakukan fotosintesis karena diambil sebelum matahari
terbit, sedangkan pengambilan sampel pukul 10.00 WIB tujuannya untuk
mendapatkan daun yang telah melakukan fotosintesis. Hal ini sesuai dengan
penelitian yang dilakukan oleh Sinambela pada tahun 2006. Sampel daun
kemudian dianalisis massa karbohidrat dan daya serap karbon dioksidanya di
Setiap strata umur tanaman jagung (0 - 1 bulan, >1 - 2 bulan, dan >2 - 3 bulan)
Diambil daunnya sebanyak 30 g pukul 04.30-05.00 WIB dan 09.30-10.00 WIB
Direndam dalam alkohol 70% selama beberapa menit lalu dikering anginkan
Dianalisis karbohidratnya di Lab. Kimia
Dihitung jumlah daun per pohon, luas daun per 30 g sampel, luas daun per helai, kerapatan pohon, massa karbohidrat, massa CO2 pada daun
Daya serap CO2 per helai daun per
musim, per pohon per musim, dan per hektar per musim pada tanaman jagung
9
Laboratorium Kimia Organik Fakultas Sains dan Teknik Universitas Jenderal
Soedirman. Data massa karbohidrat dan daya serap karbon dioksida yang
dianalisis adalah selisih antara data yang diperoleh dari sampel daun yang
diambil pada pukul 10.00 WIB dengan data yang diperoleh pukul 05.00 WIB.
E. Variabel Penelitian
Variabel yang digunakan pada penelitian ini adalah variabel bebas
berupa umur tanaman dan variabel tergantung berupa daya serap karbon
dioksida. Parameter yang diamati berupa massa karbohidrat, massa karbon
dioksida, luas daun, dan jumlah daun.
F. Cara Kerja Penelitian
1. Pengambilan Sampel Daun (Sinambela, 2006)
Pengambilan sampel daun dilakukan secara acak (random) pada helai
daun ke 4-5, daun diambil sebanyak 30 g pada pukul 04.30-05.00 WIB dan
09.30-10.00 WIB. Daun dimasukkan ke dalam plastik yang berisi alkohol 70%
lalu direndam selama beberapa menit. Perendaman pada alkohol bertujuan untuk
mencegah terjadinya fotosintesis dan respirasi lanjutan setelah daun dipetik.
Sampel daun yang telah direndam alkohol selanjutnya dikering anginkan.
2. Penentuan Jumlah Daun per Pohon (Purwaningsih, 2007)
Penentuan daya serap CO2 per pohon dipengaruhi oleh jumlah daun per
pohon. Untuk menghitung jumlah daun per pohon dilakukan dengan cara
menghitung jumlah helai daun yang ada dalam satu pohon. Setiap strata umur
tanaman jagung dihitung jumlah daunnya pada satu pohon.
3. Pengukuran Massa Karbohidrat (Sinambela, 2006)
Pengukuran massa karbohidrat untuk setiap strata umur tanaman jagung
dilakukan dengan cara berikut :
1. Sampel daun ditimbang sebanyak 30 g dan dihancurkan menggunakan
mortar dan pestle sampai halus. Sampel daun yang sudah halus, selanjutnya
dikeringkan menggunakan oven pada suhu ± 1050C selama 48 jam (36 jam terlebih dahulu lalu dilanjutkan 12 jam kemudian) untuk mendapatkan bobot
kering mutlak.
2. Sampel daun yang sudah kering ditimbang sebanyak 200 mg selanjutnya
ditambahkan 20 ml HCl 0,7 N.
10
3. Hidrolisis selama 2,5 jam dalam penangas air lalu disaring dalam labu ukur
100 ml.
4. Larutan dinetralkan dengan NaOH 1 N setelah diberikan Phenol merah
(terjadi perubahan warna larutan setelah dititrasi dari biru berubah warna
menjadi merah muda).
5. Sebanyak 5 ml ZnSO4 dan 5 ml Ba(OH)2 0,3 N ditambahkan ke dalam
larutan, dengan tujuan mengendapkan protein dari sampel (agar gugusan
CHO yang terjadi benar-benar karbohidrat).
6. Larutan akuades ditambahkan sampai tanda tera 100 ml.
7. Larutan disaring kembali dan diambil larutan yang sudah jernih (supernatan).
8. Pipet 1 ml larutan yang sudah jernih (supernatan) dalam tabung kimia.
9. Deret standar karbohidrat 0, 5, 10, 15, 20, 25 ml dibuat. Pereaksi Cu
ditambahkan sebanyak 2 ml, dipanaskan dengan penangas air selama 10
menit lalu didinginkan.
10.Pereaksi Nelson ditambahkan dengan 20 ml H2O sampai tanda tera pada
masing-masing deret standar karbohidrat lalu dikocok dan dibiarkan selama
20 menit.
11.Larutan diukur dengan spektrofotometer pada panjang gelombang 500 µm.
12.Persentase karbohidrat dihitung dengan rumus berikut:
x
13.Massa karbohidrat dihitung dari persentase karbohidrat menggunakan rumus:
Persentase Karbohidrat x Bobot Basah Daun (3-2)
Massa karbohidrat yang diperoleh dari metode karbohidrat
dikonversikan ke massa CO2 dari perbandingan mol setelah disetarakan.
6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6O2
14.Dari persamaan reaksi tersebut, diketahui 1 mol glukosa setara dengan 6 mol
karbon dioksida. Cara perhitungannya sebagai berikut:
1. Mol C6H12O6 = Massa C6H12O6 : Mr C6H12O (3-3)
11
4. Pengukuran Luas Daun (Sitompul dan Guritno, 1995)
Luas daun diukur menggunakan metode gravimetri dengan rumus berikut:
LD =
5. Perhitungan Daya Serap Karbon Dioksida (Sinambela, 2006)
Daya serap karbon dioksida dihitung menggunakan data massa
karbohidrat hasil Laboratorium, dengan persamaan berikut :
Daya serap CO2 per luas daun (D) = Massa CO2 (3-6)
Δt = Selisih waktu pengambilan sampel pukul 05.00 dan pukul 10.00 WIB
7. Penentuan Karbon Dioksida yang Diserap Bersih per Helai Daun per Jam
Dl = Daya serap CO2 per luas daun sampel per jam (3-8)
Rataan luas daun per helai
12
8. Penentuan Karbon Dioksida yang Diserap Bersih per Pohon (Dn) per Jam
Dn = Dt x (∑d : n) (3-9)
Keterangan :
Dn = Daya serap bersih CO2 per pohon per jam
Dt = Daya serap bersih CO2 per luas daun
Σd = Jumlah daun tiap pohon
n = Jumlah helai daun dalam 30 g bobot basah sampel daun
9. Penentuan Kerapatan Pohon per Hektar (Sinambela, 2006)
Kerapatan pohon per hektar =
(3-10)
10.Penentuan Karbon Dioksida yang Diserap Bersih per Hektar (Dh)
Dh = Dn x K pohon/ha (3-11)
Keterangan :
Dh = Daya serap bersih CO2 per hektar per jam
Dn = Daya serap bersih CO2 per pohon per jam
K = Kerapatan pohon per hektar
11.Penentuan Karbon Dioksida yang Diserap Bersih per Pohon per Musim (Dy) (Sitompul dan Guritno, 2005)
Dy = [{Dn x 4,05} + {Dn x (12,07 - 4,05) x 0,46}] x 100 (3-12)
Keterangan:
Dy = Daya serap bersih CO2 per pohon per musim
Dn = Daya serap bersih CO2 per pohon per jam
12,07 = Nilai rata-rata lama penyinaran maksimum per hari, satuan dalam jam per hari
4,05 = Nilai rata-rata lama penyinaran aktual per hari, satuan dalam jam per hari
0,46 = Perbandingan laju fotosintesis rata-rata per hari 100 = ± Jumlah hari dalam 1x musim panen
G. Metode Analisis
1. Analisis Varian (ANOVA)
Analisis Varian (ANOVA) digunakan untuk mengetahui pengaruh
umur tanaman jagung (Z. mays)terhadap daya serap karbon dioksida. Hasil
ANOVA dilanjutkan dengan uji lanjut (Hanafiah, 2003).
13 2. Analisis Korelasi dan Regresi
Analisis korelasi digunakan untuk menguji hubungan antara umur
tanaman jagung (Z. mays) dengan daya serap karbon dioksida, sedangkan
analisis regresi digunakan untuk mengetahui pola hubungan antara umur
tanaman dengan kemampuannya dalam menyerap karbon dioksida. Model
hubungan serapan karbon dioksida dengan umur tanaman dianalisis
menggunakan regresi korelasi dengan model linier menurut Sastrosupadi
(2000), adalah sebagai berikut :
Y = (3-13)
Untuk mengetahui model regresi terbaik, maka dilakukan
perbandingan dengan model regresi non linier seperti model kuadratik dan
model eksponensial dengan model persamaan regresi menurut Sastrosupadi
(2000), adalah sebagai berikut :
Y= dan Y= atau = (3-14)
Keterangan :
Y = Karbon yang diserap tanaman
= Umur tanaman
= Koefisien elevasi = Koefisien regresi
= Bilangan Eluer sebesar 2,718
