20

BAHAN DAN METODE

Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian dilakukan di Laboratorium Gas Rumah Kaca dan Laboratorium

Terpadu Balingtan Jakenan Pati, Jawa Tengah. Lokasi penelitian terletak pada

ketinggian 10-25 meter di atas permukaan laut. Secara geografis daerah penelitian

terletak pada koordiat 111040’ Bujur Timur dan 6

045’ Lintang Selatan. Contoh

gambut diambil dari Desa Jabiren, Kecamatan Jabiren Raya, Kabupaten Pulang

Pisau, Provinsi Kalimantan Tengah. Penelitian dilaksanakan selama 6 bulan yaitu

dimulai bulan Maret sampai dengan Agustus 2012.

Sumber Data

Penelitian ini menggunakan dua jenis data yaitu data primer dan data

sekunder. Data primer diperoleh dengan melakukan pengukuran langsung di

lapang dan hasil analisis laboratorium, sedangkan data sekunder yang digunakan

merupakan data hasil penelitian sebelumnya terkait dengan emisi GRK pada lahan

gambut dengan perlakuan dan kondisi tutupan lahan yang berbeda.

Variabel yang Diamati

Pengamatan serta pengukuran variabel dilakukan untuk mencapai output

penelitian yang telah ditentukan. Variabel yang diamati dalam penelitian ini

terdiri atas variabel utama dan variabel ekonomi.

Variabel utama:

Perlakuan percobaan terdiri atas 2 faktor. Faktor I adalah tanah yang diambil

dari tipe penggunaan lahan dan Faktor II adalah dosis amelioran (pupuk kandang

ayam).

Faktor I adalah tanah yang diambil dari tiga tipe penggunaan lahan, yaitu :

L1 : lahan gambut yang ditanami tanaman karet dan ditumbuhi semak

L2 : lahan gambut yang ditanami karet dan nanas (ICCTF)

L3 : lahan gambut yang ditumbuhi semak

21

Faktor II adalah dosis pupuk kandang ayam

A1 : 0 ton/ha (kontrol)

A2 : 4 ton/ha

Variabel Ekonomi:

Variabel ekonomi terdiri atas data-data yang diperlukan untuk menghitung

usaha tani penggunaan amelioran (pupuk kandang) pada beberapa agroekosistem

kebun karet di tanah gambut. Data ini diperoleh melalui wawancara langsung

dengan para petani karet yang berada di sekitar lokasi penelitian.

Bahan dan Alat

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini terdiri atas contoh gambut

yang berasal dari tiga tipe penggunaan lahan. Bahan lain yang digunakan dalam

penelitian ini diantaranya gas pembawa N2 dan H2, gas standar CO2, CH4 dan N2O,

amelioran (pukan ayam) dan peta penggunaan lahan skala 1:50.000. Alat yang

digunakan meliputi bor gambut, syringe, kromatografi gas, timbangan, meteran,

elektroda, pH/EH meter, gelas piala 250 mL, gas chamber (paralon, tutup paralon,

sungkup, selang dan septum), GPS dan kamera digital.

Gambar 2. Bagian – bagian gas chamber

Termometer

Septum

Tutup paralon dan

penampung air

Syringe

Selang

22

Metode Penelitian

Percobaan ini dilakukan dengan menggunakan Rancangan Kelompok

Lengkap Teracak (RKLT) Split Plot dengan 2 faktor perlakuan. Faktor I adalah

tipe penggunaan lahan dan Faktor II adalah pupuk kandang ayam. Kombinasi

perlakuan terdiri atas 3 tipe penggunaan lahan dan 2 taraf dosis pupuk kandang

ayam. Terdapat 3 ulangan pada percobaan ini sehingga keseluruhan percobaan

terdiri atas 18 satuan percobaan. Tata letak perlakuan saat percobaan disajikan

pada Gambar Lampiran 1. Untuk mengetahui adanya pengaruh perlakuan yang

dilakukan terhadap peubah respon yang diamati dilakukan analisis ragam (uji-F).

Model aditif linear yang digunakan adalah sebagai berikut:

Yijk = µ + i + j + ij + k + ()jk + ijk

Yijk = Respon pengamatan pada kelompok ke-i di lokasi ke-j dengan

pemberian amelioran ke-k

µ = Rataan umum

i = Pengaruh aditif kelompok ke-i

j = Pengaruh aditif dari tipe penggunaan lahan ke-j

ij = Pengaruh galat pada ulangan ke-i di tipe penggunaan lahan ke-j

k = Pengaruh aditif dari pemberian amelioran ke-k

()jk = Pengaruh interaksi pemberian amelioran ke-k pada tipe penggunaan

lahan ke-j

ijk = Pengaruh galat kelompok ke-i pada tipe penggunaan lahan ke-j dengan

pemberian amelioran ke-k

Data pengamatan diuji dengan menggunakan analisis ragam (ANOVA).

Jika terdapat perbedaan diantara perlakuan yang diuji berdasarkan uji F-hitung

pada taraf 5% maka dilakukan uji lanjut dengan Uji DMRT (Duncan’s Multiple

Range Test) pada taraf 5% (Gomez dan Gomez, 1995). Analisis statistika ini

dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak yang tersedia pada SAS/Stat.

system.

23

Pelaksanaan Percobaan

Persiapan

Tahapan dalam kegiatan persiapan di lapangan yang dilakukan sebelum

kegiatan penelitian dimulai terhadap plot gambut terdiri atas beberapa tahapan

penting sebagai berikut:

1. Orientasi, dilakukan untuk mendapatkan informasi lokasi penelitian dan

tipe penggunaan lahan.

2. Penetapan plot/training area di lapangan yang mewakili kedalaman

gambut.

3. Penentuan posisi titik sampel penelitian menggunakan GPS.

Penentuan Titik Sampel

Pembagian plot dilakukan berdasarkan tipe penggunaan lahan yaitu pada

lahan gambut yang ditanami tanaman karet dan ditumbuhi semak, lahan gambut

yang ditanammi karet dan nanas (ICCTF) serta lahan gambut yang ditumbuhi

semak. Penentuan titik pengambilan sampel dilakukan secara diagonal pada

masing-masing tutupan lahan.

Penentuan Tingkat Kematangan Gambut

Tingkat kematangan gambut dalam kunci taksonomi tanah (Soil Survey

Staff 1999) dapat dibedakan berdasarkan tingkat dekomposisi dari bahan (serat)

tanaman asalnya. Untuk mempermudah penciriannya di lapangan, penetapan

tingkat kematangan gambut dilakukan dengan mengambil segenggam gambut

kemudian diperas dengan telapak tangan secara perlahan-lahan dan

memperhatikan serat-serat yang tertinggal di dalam telapak tangan. Tingkat

kematangan gambut ditentukan berdasarkan ciri-ciri berikut ini, yaitu:

Gambut fibrik (mentah) merupakan gambut yang belum melapuk,

bahan aslinya masih bisa dikenali dan berwarna cokelat. Apabila

setelah dilakukan pemerasan kandungan serat yang tertinggal dalam

tepak tangan adalah tiga perempat bagian atau lebih (> ¾), maka

gambut tersebut digolongkan ke dalam jenis fibrik.

24

Gambut hemik (setengah matang) adalah gambut yang sebagian bahan

asalnya masih bisa dikenali dan memiliki warna cokelat. Apabila

setelah dilakukan pemerasan kandungan serat yang tertinggal dalam

telapak tangan adalah kurang dari tiga perempat sampai seperenam

bagian atau lebih ( < 3/4 - > 1/6 ), maka gambut tersebut digolongkan

ke dalam jenis hemik.

Gambut saprik (matang) adalah gambut yang sudah melapuk lanjut dan

bahan asalnya tidak dikenali, memiliki warna cokelat tua sampai hitam.

Apabila setelah dilakukan pemerasan kandungan serat yang tertinggal

dalam telapak tangan adalah kurang dari seperenam bagian, maka

gambut tersebut digolongkan ke dalam jenis saprik.

Pengambilan Sampel Gambut

Setelah ditentukan lokasi titik sampling gambut, langkah selanjutnya

adalah pengambilan sampel tanah. Pengambilan sampel gambut dilakukan pada

masing-masing tipe penggunaan lahan. Sampel gambut yang dibutuhkan kurang

lebih sebanyak 1 ton. Sampel gambut kemudian dimasukkan kedalam karung

berukuran 20 kg dan diberi label.

Karung yang digunakan untuk pengambilan sampel gambut sebelumnya

telah dilapisi plastik untuk menjaga kondisi gambut dari gamgguan luar seperti

sinar matahari maupun berkurangnya kadar air. Sampel gambut selanjutnya

diangkut ke Laboratorium Gas Rumah Kaca Balingtan (Pati, Jawa Tengah)

menggunakan jasa ekspedisi.

Analisis Sifat-Sifat Gambut

Pada awal penelitian, gambut dianalisis kematangan, BD, pH (H2O), C, N

(Kjeldahl), P2O5, K2O, Kation, CEC dan KB. Berikut ini sifat-sifat yang dianalisis

ditujukan oleh Tabel 1.

25

Tabel 1. Sifat-sifat gambut yang diamati beserta metode pengukurannya

No Sifat yang Dianalisis Metode Pengukuran

A. Sifat Fisika Tanah

1. Bobot Isi Gravimetri (Blakemore et al., 1987)

2. Kadar Air Gravimetri (Blakemore et al., 1987)

B. Sifat Kimia Tanah

1.

2.

C Organik

N-total

Pengabuan Kering (Blakemore et al., 1987)

Spektrofotometri (Burt, 2004)

3.

4.

5.

6.

pH H2O (1:5)

P2O5

K2O

KTK

pH meter (Black, 1965)

Spektrofotometri (Horwitz, 2000)

Flamephotometri (Horwitz, 2000)

Perkolasi (Page et al., 1982)

Penentuan kadar air dan bobot isi gambut

Pengambilan contoh tanah dilakukan pada plot penelitian dengan

kedalaman antara 0-60 cm menggunakan bor gambut. Alat ini dapat digunakan

untuk mengambil contoh tanah gambut dalam keadaan hampir tidak terganggu

mulai dari lapisan atas sampai lapisan dasar gambut.

Langkah awal penggunaan bor gambut yaitu dengan menekan bor ke

dalam gambut sampai kedalaman yang diinginkan (60 cm) kemudian bor gambut

diputar searah jarum jam minimal setengah putaran. Setelah terlewati setengah

lingkaran maka tabung pada bor gambut akan terisi dengan gambut dan sayap

pada alat ini akan menutup contoh gambut sehingga tidak keluar dari tabung bor

dan tidak ada penambahan contoh gambut ke dalam bor. Langkah berikutnya

adalah mengambil contoh gambut dan disimpan ke dalam kantong plastik yang

tertutup rapat supaya tidak ada air yang tercecer dan gambut yang diambil tidak

berubah volumenya.

Penentuan berat isi (BD) dan kadar air tanah (KA) dilakukan di

laboratorium menggunakan metode gravimetris. Contoh gambut yang berasal dari

bor gambut diukur berat basahnya berdasarkan volume bor gambut (Vt). Berat

tanah basah (Mt) adalah Ms + Mw , dimana Ms adalah berat tanah dan Mw adalah

berat air yang terkandung di dalam matriks tanah. Contoh tanah tersebut

26

kemudian dikeringkan di dalam oven pada suhu 1050 C selama 2 x 24 jam sampai

dicapai berat kering konstan. Selanjutnya dilakukan pengukuran berat kering

tanah (Ms) + berat cawan (Mc). Perhitungan BI menggunakan rumus:

BI = =

Satuan untuk BI adalah g/cm3 dan satuan untuk kadar air adalah % berat

untuk mengindikasikan bahwa kadar air dihitung berdasarkan berat tanah.

Pengukuran kadar air tanah (KA) selengkapnya dapat dihitung menggunakan

rumus:

KA = x 100%

Penetapan C organik gambut

Contoh gambut yang telah dikering oven (yang berasal dari hasil

pengeringan sebelumnya) diambil sebanyak satu sendok tanah. Kemudian

ditumbuk sampai kira-kira halus menggunakan lumping porselen (mortar) lalu

diayak dengan ayakan. Selanjutnya, karbon organik diukur dengan menggunakan

metode pengabuan kering (lost of ignation) dan menimbang berat abu yang tersisa

dalam cawan (Ma). Kandungan C organik (Corg) menggunakan satuan % berat

atau fraksi berat bahan organik terhadap berat kerting total (berat bahan organik

dan berat abu, g/g).

Corg = / 1,724

Persiapan Percobaan

Pada tahap persiapan percobaan contoh gambut terlebih dahulu dikomposit

berdasarkan tipe penggunaan lahan (L1, L2 dan L3). Masing-masing contoh

gambut tersebut dimasukkan ke dalam paralon dengan diameter 22 cm dan tinggi

30 cm. Gambut yang dimasukkan ke dalam paralon harus sesuai dengan

kebutuhan tanah masing-masing satuan percobaan berdasarkan BD dan kadar air

(Tabel Lampiran 1). Contoh gambut yang sudah dimasukkan ke dalam paralon

dikondisikan agar kadar air sekitar 66% (volume/volume).

27

Sebelum diberikan perlakuan, contoh gambut diinkubasikan terlebih

dahulu sekitar 2 minggu agar stabil. Pupuk kandang kotoran ayam yang akan

dijadikan perlakuan dikomposkan terlebih dahulu sebelum diaplikasikan ke

percobaan. Setelah inkubasi selesai dilakukan lalu diberi pupuk kandang ayam

sesuai dengan dosis masing-masing (Tabel lampiran 2).

Pengamatan Emisi GRK pada Gambut

Pengukuran emisi gas rumah kaca pada sampel gambut dilakukan di

laboratorium gas rumah kaca Balingtan, Pati. Pengambilan sampel gas rumah

kaca (GRK) dilakukan setiap 7 hari sekali sampai 49 hari. Pengambilan contoh

gas dilakukan dengan menggunakan jarum suntik. Sampel gas diambil pada pagi

hari (06.00-08.00) dengan menggunakan 10 ml-syringe dari sungkup paralon.

Interval waktu yang digunakan untuk pengambilan contoh adalah menit ke-10, 20,

30, 40, 50 dan 60.

Sungkup diatur pada posisi rata dan terjaga agar gas yang tertampung

dalam sungkup tidak bocor (diisi air). Pasang thermometer pada lubang yang ada

di tutup sungkup. Sungkup ditutup, penutup karet/septum pada tempat

pengambilan sampel udara dibuka kurang lebih 2-3 menit agar konsentrasi udara

dalam sungkup menjadi stabil. Setelah 2-3 menit, sumbat lubang pengambilan gas

dengan tutup karet (septum). Pengambilan gas menggunakan jarum suntik

(syringe) sesuai dengan label dan dipasang pada posisi tegak lurus. Setelah gas

masuk ke dalam syringe, tutup dengan septum sesegera mungkin untuk

menghindari kebocoran. Perubahan suhu dalam sungkup selalu dicatat saat

pengambilan contoh gas

Gas yang diambil selanjutnya dianalisis dengan menggunakan peralatan

pendukung utama yaitu kromatografi gas model Shimadzu 8A dan GHG Varian

450. Syringe diinjeksikan melalui sampling valve. Pengoperasian Green House

Gas (GHG) Varian 450 menggunakan software “Galaxie”. Alat ini dilengkapi

dengan tiga detektor yaitu FID (Flame Ionization Detector) untuk menganalisis

gas CH4, ECD (Electron Capture Detector) untuk analisis gas N2O dan TCD

(Thermal Conductivity Detector) untuk analisis CO2. Carrier gas yang digunakan

untuk ECD dan TDC adalah N2, sedangkan untuk FID adalah N2, H2 dan udara

28

tekanan. Sistem kerja alat ini terpisah walau memiliki tiga jenis detektor, sehingga

analisis tidak bisa dilakukan secara bersamaan.

Analisis CH4, N2O, dan CO2 dilakukan secara bersamaan yang

memerlukan waktu sekitar 7 menit. Setelah 7 menit akan keluar hasil análisis pada

software. Hasil analisis berupa peak yang diinterpretasikan dalam bentuk area

(tanpa satuan) dan konsentrasi (ppm/ppb) dalam waktu bersamaan. Peak yang

dihasilkan akan ditampilkan dalam kromatogram yang berbeda. Setiap satu kali

analisis akan dihasilkan tiga kromatogram, masing-masing detector satu

kromatogram. Laju emisi gas (ppbv) dihitung dengan regresi linier dari

peningkatan secara temporal emisi gas dalam sungkup (Van der Gon, 1996).

Pengamatan Eh dan pH Gambut

Pengukuran potensial redoks tanah dan pH dilakukan seminggu sekali

setelah pengambilan sampel gas. Potensial redoks tanah (Eh) diukur

menggunakan alat Eh-meter dan elektroda yang ditancapkan sekitar 20 cm

sebagai konduktornya. Sedangkan derajat kemasaman (pH) diukur menggunakan

pH meter.

Gambar 3. Tahapan Pengukuran emisi Gambut

Pemberian

Amelioran Analisis gas rumah

kaca (CO2, CH4 dan N2O)

Gambut berbagai tipe

penggunaan lahan

29

Gambar 4. Bagan alir kegiatan penelitian

Pembuatan gas chamber

Gas chamber diisi bahan gambut

sesuai dengan kebutuhan gambut

Inkubasi 2 minggu

Contoh gas dianalisis

dengan Kromatografi

Gas

Persiapan Percobaan

Pengambilan contoh

gambut (Jabiren, Kalsel)

Penyusunan tata letak percobaan

Komposit gambut berdasarkan

tipe penggunaan lahan

kadar air tanah gambut

dijaga agar tetap 66%

(volum/volum).

Pengolahan data

Pengambilan sampel gas

CH4, CO2, dan N2O setiap

satu minggu sekali

Pemberian amelioran

Pengukuran Eh dan pH

30

Pengamatan

Analisis Gas Rumah Kaca

Pengukuran laju produksi gas rumah kaca diukur dengan menggunakan

persamaan sebagai berikut (Khalil et al, 1991):

F = x x x

Keterangan:

F : Fluks CO2/CH4/N2O (mg/m2/menit)

dc/dt : Perbedaan Konsentrasi CO2/CH4/N2O per satuan waktu (ppm/menit)

Vch : Volume boks (m3)

Ach : Luas boks (m2)

mW : Bobot molekul CO2/CH4/N2O (gr)

mV : Volume molekul CO2/CH4/N2O (22.4 l pada suhu dan tekanan standar/stp

dalam mol/l)

T : Suhu rata-rata inkubator (0C)

Analisis Usahatani

Analisis usahatani dilakukan dengan menggunakan input berupa komponen

biaya (TC), penerimaan usaha tani (TR) dan pendapatan biaya usaha tani (Pd).

Menurut Soekartawi (2002), cara analisis usahatani dengan menggunakan ketiga

variabel tersebut dikenal dengan analisis anggaran arus uang tunai (cash flow

analysis). Penentuan analisis biaya-manfaat dalam cash flow pada penelitian ini

dikategorikan dalam 2 kondisi, yakni kebun karet monokultur dan kebun karet

intercropping dengan tanaman nanas. Secara umum asumsi dasar yang digunakan

dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Luas lahan dalam analisis usahatani ini adalah sebesar 1 Ha

2. Semua harga input dan harga output yang digunakan dalam analisis ini

adalah berdasarkan harga yang berlaku selama tahun penelitian, dengan

asumsi harga konstan selama umur proyek.

31

3. Tingkat diskonto yang digunakan dalam penelitian ini adalah 17 persen

yang didasarkan pada tingkat suku bunga kredit investasi rata-rata pada

bulan September 2011-September 2012.

4. Sumber modal seluruhnya modal sendiri.

5. Pendapatan bersih (net benefit) adalah selisih antara arus penerimaan

(inflow) dan arus biaya (outflow).

Persamaan yang digunakan adalah sebagai berikut:

a. Total penerimaan usahatani, merupakan perkalian antara prooduksi yang

diperoleh tanaman ke-i dengan harga produksi tanaman ke-i. Persamaannya

sebagai berikut:

TR = Yi . Pyi

TR : Total Penerimaan (Rp)

Y : Produksi yang diperoleh tanaman ke-i (kg/ha)

Py : Harga produksi tanaman ke-I (Rp/Kg)

b. Total biaya usahatani, merupakan nilai semua keluaran yang dipakai dalam

usahatani selama proses produksi baik yang langsung maupun tidak langsung.

Hal ini dapat dihitung menggunakan persamaan:

TC = FC + VC

TC : Total biaya, meliputi biaya tetap dan biaya variabel (Rp)

FC : Biaya tetap (Rp)

VC : Biaya variabel atau tidak tetap (Rp)

c. Pendapatan usahatani, merupakan selisih antara penerimaan dan semua biaya

yang dapat dihitung melalui persamaan berikut:

Pd c= TR-TC

Pd : Pendapatan total (Rp)

TR : Total Penerimaan (Rp)

TC : Total biaya, meliputi biaya tetap dan biaya variabel (Rp)

32

d. Efisiensi, merupakan penerimaan untuk tiap rupiah yang dikeluarkan yaitu

revenue cost rasio (R/C rasio) yang dapat dihitung melalui persamaan berikut:

RC= TR/TC

e. Net Present Value, merupakan selisih antara nilai sekarang arus manfaat

dengan nilai sekarang arus biaya selama umur proyek yang dapat dihitung

melalui persamaan berikut (Gittinger, 1986):

Bt : Manfaat proyek pada tahun ke-t

Ct : Biaya proyek pada tahun ke-t

t : Umur proyek (tahun)

n : Jumlah tahun

i : Tingkat suku bunga (diskonto)

f. Internal Rate of Return (IRR) merupakan suatu tingkat diskonto yang membuat

NPV sama dengan nol. IRR dapat dihitung melalui persamaan berikut

(Gittinger, 1986):

Jika IRR > tingkat diskonto, maka suatu usaha layak untuk dilaksanakan.

Sebaliknya apabila IRR < tingkat diskonto, berarti suatu usaha tidak layak

untuk dilaksanakan.

g. Net Benefit-Cost Ratio (Net B/C), merupakan perbandingan antara jumlah

present value yang positif (sebagai pembilang) dengan jumlah present value

yang negative (sebagai penyebut). Angka ini menunjukkan tingkat besarnya

tambahan manfaat pada setiap tambahan biaya sebesar satu satuan. Secara

sistematis dapat dihitung melalui persamaan berikut:

Jika Net B/C > 1, maka suatu usaha layak untuk dilaksanakan. Sebaliknya jika

Net B/C < 1 berarti suatu usaha tidak layak untuk dilaksanakan.