6
III. MATERI DAN METODE PENELITIAN A. Materi, Lokasi dan Waktu Penelitian
1. Materi Penelitian a. Bahan
Bahan yang digunakan adalah daun kacang panjang, alkohol 70%, HCl 0,7%, NaOH 1N, ZnSO4 5%, Ba(OH)2 0,3%, Pereaksi Cu, pereaksi Nelson, pereaksi karbohidrat, phenol merah, dan akuades (lampiran 1).
b. Alat
Alat yang digunakan adalah tabung reaksi, timbangan analitik, soil tester, hygrometer, pipet kaca berskala, labu ukur, oven, spektrofotometer, gunting, plastik bening, alat tulis, meteran, tali rafia, spidol dan alat dokumentasi (lampiran 1).
2. Lokasi dan Waktu Penelitian
Penelitian dilaksanakan di lahan pertanian kacang panjang milik petani di Desa Tambaksogra, Kecamatan Sumbang, Kabupaten Banyumas, Jawa Tengah, dengan letak koordinat geografis 07º23’42” - 07º23’44” LS dan 109º15’25”- 109º15’27” BT. Penelitian dilaksanakan pada bulan Agustus 2014 (lampiran 3).
B. Metode Penelitian 1. Rancangan Penelitian
Metode yang digunakan dalam penelitian adalah metode survai dengan teknik pengambilan sampel dilakukan secara Stratified Random Sampling. Strata yang digunakan adalah umur tanaman kacang panjang. Umur kacang panjang dikelompokkan dalam tiga strata umur yaitu:
1. Umur tanaman 1 bulan 2. Umur tanaman 2 bulan 3. Umur tanaman 3 bulan
Setiap strata umur tanaman diambil 6 tanaman secara acak. Setiap tanaman sampel diambil daun sebanyak 30 gram. Pengambilan sampel daun dilakukan pada pukul 03.00-04.00 WIB waktu tanaman sebelum fotosintesis dan 10.00-11.00 WIB adalah waktu puncak fotosintesis. Sampel daun
7
kemudian dianalisis massa karbohidrat dan daya serap karbonnya di Laboratorium Kimia, Universitas Jenderal Soedirman. Data massa karbohidrat dan daya serap karbondioksida yang dianalisis adalah selisih antara data yang diperoleh dari sampel daun yang diambil pada pukul 03.00-04.00 WIB dengan data yang diperoleh dari sampel daun yang diambil pada pukul 10.00-11.00 WIB.
2. Variabel Penelitian
Variabel yang digunakan adalah variabel bebas berupa umur tanaman dan variabel tergantung berupa daya serap karbondioksida oleh daun. Parameter yang diamati adalah daya serap karbondioksida berupa massa karbohidrat, massa karbondioksida, luas daun, jumlah daun, dan kerapatan tanaman.
3. Cara Kerja
1. Pengambilan sampel daun (Purwaningsih, 2007)
Sampel daun diambil diambil sebanyak ≥30 gram. Waktu pengambilan sampel daun dilakukan sebelum proses fotosintesis berlangsung yakni pada pukul 03.00-04.00 WIB dan sesudah proses fotosintesis berlangsung yakni pada pukul 10.00-11.00 WIB. Sampel daun yang telah dipetik dimasukkan kedalam plastik yang berisi alkohol 70%, lalu direndam selama beberapa menit. Perendaman dalam alkohol ini bertujuan untuk mencegah terjadinya fotosintesis dan respirasi lanjutan setelah daun dipetik dari pohon. Sampel daun yang telah direndam kemudian dikering anginkan dan diukur luas daunnya.
2. Pengukuran luas daun
Luas daun sampel diukur menggunakan metode gravimetri (Sitompul dan Guritno, 1995) dengan persamaan :
LD =
(3-1)
Keterangan :
LD = Luas Daun (cm2)
Wr = Bobot Kertas Replika Daun (g) LK = Luas kertas (cm2)
Wt = Bobot seluruh Kertas (g)
8 3. Penentuan jumlah daun per pohon
Penentuan daya serap CO2 per tanaman dihitung jumlah daun kacang panjang pada setiap strata umur tanaman kacang panjang. Setiap strata umur diwakili oleh 6 tanaman. Cara menghitung jumlah daun kacang panjang adalah dihitung langsung dalam satu tanaman kacang panjang menggunakan counter.
4. Pengukuran massa karbohidrat (Sinambela, 2006)
Pengukuran massa karbohidrat daun dilakukan dengan cara sebagai berikut:
1. Sampel daun 20 g ditimbang dan dihancurkan dengan cara menggerus menggunakan mortar dan pastel sampai halus. Sampel daun yang halus dikeringkan dalam 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 dan ditambahkan dengan 20 ml HCl 0,7 N.
3. Hidrolisis selama 2,5 jam dalam penangas air lalu disaring dalam labu ukur 100 ml.
4. Larutan dinetralkan dengan NaOH 1N setelah diberikan Phenol merah (terjadi perubahan warna pada larutan dari biru setelah dititrasi berubah warna merah muda).
5. ZnSO4 5 ml dan 5 ml Ba (OH)2 0,3 N ditambahkan kedalam larutan dengan tujuan mengendapkan protein dari sample (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 di tambahkan sebanyak 2 ml lalu dipanaskan dalam penangas air selama 10 menit lalu didinginkan.
9
10. Pereaksi Nelson ditambahkan dengan 20 ml H2O sampai tanda tera pada masing-masing derat strandar karbohidrat lalu dikocok dan dibiarkan selama 20 menit.
11. Larutan diukur dengan spektrofotometer pada panjang gelombang 500 µm.
12. Persentase karbohidart dihitung dengan cara x
x
x 100% : 1000000
(3-2)
Keterangan:
A : Absorpsi karbohidrat contoh
S : rata-rata standar karbohidrat
dan
: faktor pengenceran
13. Massa karbohidrat (Kh) dihitung dari persentase yang telah ditemukan dengan rumus sebagai berikut:
Massa Kh = Persentase Kh x Bobot Basah daun (3-3)
10
5. Penentuan daya serap karbondioksida (Sinambela, 2006 dan Purwaningsih 2007)
Untuk mengetahui besarnya daya serap karbondioksida daun kacang panjang maka data yang dihasilkan dari uji Laboratorium dimasukkan kedalam perhitungan dengan persamaan sebagai berikut:
D = Massa CO2 : LD (3-5)
Keterangan:
D = Daya Serap CO2 per luas Daun LD = Luas Daun dari 30 g sampel
6. Penentuan karbondioksida yang diserap bersih per luas daun per jam (Dt)
Dt = D : Δt (3-6)
Keterangan :
Dt = Daya serap bersih CO2 per luas daun. D = Daya serap CO2 per luas sampel daun
Δt = Selisih waktu pengambilan sampel yang dimulai pukul 03.00 sampai dengan pukul 11.00
7. Penentuan karbondioksida yang diserap bersih per helai daun (Dl) per jam
Dl = Dt x luas per helai daun (3-7) Keterangan :
Dl = Daya serap per helai daun Dn = Daya serap CO2 per pohon per jam
8. Penentuan karbondioksida yang diserap bersih per pohon (Dn) per jam
Dn = ∑d x Dl (3-8)
Keterangan:
9. Penentuan karbondioksida yang diserap bersih per hektar lahan (Dh) Dh = Dn x K pohon/ Ha (3-9)
Keterangan :
Dh = Daya serap bersih CO2 per hektar lahan per jam
Dn = Daya serap bersih CO2 per pohon per jamDn = Daya serap bersih CO2 per pohon per jam
Σd = Jumlah daun tiap pohon. Dl = Daya serap per helai daun
11
K = Kerapatan Pohon per Ha lahan (10000: jarak tanam). 10. Penentuan kerapatan pohon per hektar
Kerapatan pohon per hektar = 10000 m2 Jarak tanam
11.Penentuan karbondioksida yang diserap bersih per hektar per musim Dy = [(Dn x t) + (Dn x(12,07-t) x 0,46 )] x 90 (3-10) Keterangan:
Dy = Daya serap CO2 per hektar
Dn = Daya serap bersih CO2 per pohon per jam
A = nilai rata-rata lama penyinaran maksimum per hari (12, 07 jam-1. hari) (Sitompul dan Guritno, 1995)
t = nilai rata-rata lama penyinaran aktual per hari (4,05 jam-1.hari) 0,46 = Perbandingan antara rata-rata per hari laju fotosintesis pada hari
mendung dan hari cerah (Sitompul dan Guritno, 1995) 90 = Umur panen tanaman kacang panjang
4. Metode Analisis
a. Analisis Varian (ANOVA)
Analisis Varian (ANOVA) digunakan untuk mengetahui pengaruh umur tanaman kacang panjang terhadap daya serap karbondioksida. Hasil analisis varian dilanjutkan dengan uji lanjut Duncan.
b. Analisis Korelasi dan Regresi
Analisis korelasi digunakan untuk menguji hubungan antara umur tanaman kacang panjang dengan daya serap karbondioksida, sedangkan analisis regresi digunakan untuk mengetahui pola hubungan antara umur tanaman kacang panjang dan kemampuan tanaman kacang panjang menyerap karbondioksida. Analisis tersebut menggunakan persamaan linier sebagai berikut:
Y = (3-11)
Untuk mendapatkan model persamaan regresi yang paling baik, maka model regresi linier dibandingakan dengan model kuadratik dan model eksponensial. Model persamaan regresi kuadratik dan eksponensial yang digunakan masing-masing adalah sebagai berikut:
12
Y= dan Y= atau = (3-12) Keterangan :
Y = Karbon dalam tanaman kacang panjang = Umur tanaman kacang panjang
= Koefesien elevasi = Koefesien regresi = Bilang euler sebesar 2,718
5. Diagram Alir
Tanaman kacang panjang
Daun diambil sebanyak 30 gr pada pukul 03.00-04.00 WIB dan 10.00-11.00
WIB
Direndam pada kantong plastik isi alkohol 70% beberapa menit
Dianalisis dengan metode karbohidrat
Dihitung daya serap CO2 per luas daun, per luas daun per jam, per helai
daun per musim, per hektar per musim
Menghitung
1. Kerapatan tanaman
2. Jumlah daun
Mengukur luas perm ukaa
Daya serap CO2 pada
tanaman kacang panjang
