bab ii tinjauan pustaka -...
TRANSCRIPT
7
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).
7
8
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)
Dengan Yij : pengamatan pada kelompok ke k yang mendapat perlakuan ke i
9
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
respon yang diamati) oleh Widiharih, 2007.
10
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 Y 2
....
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 + αi + βj + εij (2.2)
i = 1, 2, ... , a j = 1, 2, ... , n
11
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 = ∑ (𝑦𝑖𝑗 − 𝜇 − 𝛼𝑖𝑖,𝑗 − 𝛽𝑗)2 (2.3)
Dengan membuat persamaan : 𝜕𝐿
𝜕𝜇= 0 diperoleh:
𝑦 − 𝑎. 𝑏𝜇 − 𝑏 ∑ 𝛼𝑖 − 𝑎 ∑ 𝛽𝑗𝑗𝑖 = 0 (2.4)
Karena asumsi :∑ 𝛼𝑖 = 0 dan ∑ 𝛽𝑗 = 0, maka:
𝜇 =𝑦..
𝑎.𝑏= �̅�.. (2.5)
Dengan membuat persamaan : 𝜕𝐿
𝜕𝛼𝑖= 0 diperoleh :
𝑦𝑖. − 𝑎. 𝑏𝜇 − 𝑏𝛼𝑖 − ∑ 𝛽𝑗𝑗 = 0 (2.6)
𝛼𝑖 = �̅�𝑖.. − �̅�.. (2.7)
Dengan membuat persamaan : 𝜕𝐿
𝜕𝛽𝑗= 0 diperoleh:
𝑦𝑗. − 𝑎. 𝜇 − ∑ 𝛼𝑖 − 𝑎𝑖 𝛽𝑗 = 0 (2.8)
𝜀𝑖𝑗 = 𝑦𝑖𝑗 − �̅�𝑖.. − �̅�.𝑗 + �̅�.. (2.9)
Penguraian jumlah kuadrat total : ∑ (𝑖𝑗 𝑦𝑖𝑗 − �̅�..)2
12
= ∑ ((𝑖𝑗 𝑦𝑖. − �̅�..)2 + (𝑦.𝑗 − �̅�..)
2 + ( 𝑦𝑖𝑗 − �̅�𝑖.. − �̅�.𝑗 + �̅�..))2 (2.11)
Karena jumlah semua hasil kali yang ada sama dengan nol maka:
𝐽𝐾𝑇 = 𝑏 ∑ (𝑛𝑖=1 �̅�𝑖.. − �̅�..)
2 + 𝑎 ∑ (𝑏𝑗=1 (�̅�.𝑗 − �̅�..)
2 + ∑ ((𝑖𝑗 𝑦𝑖𝑗 − �̅�𝑖.. − �̅�.𝑗 +
�̅�..))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 = ∑ 𝑦𝑖𝑗2
𝑖𝑗 − 𝐹𝐾 (2.14)
c 𝐽𝐾𝑃 =1
𝑛 ∑ 𝑦𝑖.
2𝑎𝑖=1 − 𝐹𝐾 (2.15)
d 𝐾𝑇𝑃 =𝐽𝐾𝑃
𝑎−1 (2.16)
13
e 𝐽𝐾𝐾 =1
𝑎 ∑ 𝑦.𝑗
2𝑎𝑗=1 − 𝐹𝐾 (2.17)
f 𝐾𝑇𝐾 =𝐽𝐾𝐾
𝑛−1 (2.18)
g 𝐽𝐾𝐺 = 𝐽𝐾𝑇 − 𝐽𝐾𝑃 − 𝐽𝐾𝐾 (2.19)
h 𝐾𝑇𝐺 = 𝐽𝐾𝐺
(𝑎−1)(𝑛−1) (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 ∑ 2𝛽𝑗
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
14
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
15
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
16
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.
c. Sampah B3 (Bahan, Berbahaya, dan Beracun)
17
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.
18
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.
19
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
2.4. Tidak disenangi serangga
20
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).