RANCANGAN PENELITIAN ILMU TANAH

RANCANGAN PENELITIAN ILMU TANAH

A. Istilah Percobaan

Beberapa istilah dalam peneltian adalah perlakuan (treatment), aras (level), kontrol, satuan percobaan (experimental unit/plot), peubah, variasi (natural variation), rancangan perlakuan, rancangan percobaan, dan kelompok.

Perlakuan (Treatment)

Perlakuan dapat diartikan sebagai kondisi yang pengaruhnya diamati dalam penelitian. Perlakuan selalu terkait dengan pertanyaan atau hipothesis yang akan dijawab atau dibuktikan dalam percobaan.

Aras (level)

Aras merupakan perbedaan kondisi suatu perlakuan. Aras biasanya merupakan perluasan atau pengembangan dari perlakuan. Terdapat aras kualitatif dan aras kuantitatif. Aras kualitatif misalnya dalam kajian jenis obat dikaji obat sejenis tapi lain pabrik atau lain jenis molekulnya. Sedangkan aras kuantitatif adalah kadar dari obat yang diuji misalnya 1, 2 dan 3 ppm.

Kontrol (control)

Kontrol adalah standar perlakuan yang biasanya digunakan sebagai pembanding dalam mengkaji pengaruh perlakuaan. Kontrol pada umumnya diartikan sebagai tanpa perlakuan. Penggunaan kontrol dalam suatu percobaan sangat embantu dalam melihat pengaruh suatu perlakuan. Penggunaan kontrol memungkinkan peneliti dapat segera melihat kelemahan atau keunggulan dari perlakuan yang sedang dikaji.

(Satuan percobaan (experimental unit/plot)

Satuan percobaan adalah individu atau kelompok individu yang mendapat satu perlakuan. Pengukuran peubah dilakukan pada setiap satuan percobaan. Berbagai jenis pengukuran dapat dilakukan dalam setiap satu satuan percobaan.

Peubah (variable)

Peubah adalah penampilan unit percobaan yang diamati dan merupakan respon terhadap perlakuan. Contoh peubah adalah konsumsi ransum, produksi susu, bobot badan atau pertambahan bobot badan. Peubah yang diukur harus disesuaikan dengan tujuan penelitian atau hipothesis yang diuji dalam penelitian.

Keragaman (variation)

Keragaman adalah perbedaan nilai suatu peubah hasil pengukuran antara satu individu dengan individu lainnya yang diamati. Jika suatu kelompok ternak mempunyai keragaman genetis tinggi maka tampilan produksi ternak akan sangat beragam walaupun kondisi lingkungannya sama.

Kelompok (group/block)

Kelompok adalah sejumlah individu yang mempunyai kesamaan sifat tertentu. Pada percobaan biasanya dikenal pengelompokan satuan percobaan. Pengelompokan satuan percobaan dilakukan untuk mengurangi atau memisahkan sumber keragaman dalam suatu percobaan agar pengaruh perlakuan yang diuji lebih terlihat.

B. Rancangan Perlakuan

Rancangan Perlakuan Sederhana

Pada kajian yang hanya menggunakan satu faktor perlakuan atau hanya satu jenis sumber keragaman maka dapat dinyatakan sebagai perlakuan sederhana. Faktor atau kriteria lain yang kemungkinan akan mempengruhi hasil pengujian dianggap tetap atau dipiRsahkan melalui perancangan percobaan. Sebagai contoh percobaan hanya mengkaji pengaruh obat saja. Berarpa jenis atau merek obat diuji pada satu peneltian misalnya obat yang dapat memobilisasi lemak dengan berbagai merek.

Rancangan Perlakuan Faktorial

Jika dalam satu percobaan dikaji dua faktor perlakuan dan pengaruh interaksinya akan lebih diutamakan maka perlakuan dapat disusun dengan pola faktorial. Misalnya dalam peneilitian pengkajian suatu jenis obat dilakukan pada jantan dan betina. Pada awal pecobaan diyakini bahwa respon ternak jantan dan betina terhadap obat yang diuji dapat berbeda, misalnya obat tersebut berpengaruh pada sistem hormon kelamin.

Respon Kurva

Perlakuan kuantitaf dapat dirancang agar respon yang diperoleh dapat menggambarkan keragaman respon terhadap perubahan perlakuan. Pengkajian pengaruh perlakuan kuantitatif yang dirancang dengan aras yang berbeda dapat menghasilkan respon yang linear (lurus), atau non linear misalnya kuadratik (pangkat dua, terdapat respon minimum atau maksimum), kubik (pangkat tiga, terdapat respon satu minimum dan satu maksimum) atau respon dengan persamaan berderajat lebih tinggi lagi. Hal ini tergantung pada jumlah perlakuan.

C. Rancangan Percobaan

Jenis perancangan percobaan sering digunakan dalam penelitian aspek nutrisi adalah (a) RancanganCross-Over, (b) Raancangan Bujur Sangkar Latin, (c) Rancangan Acak Lengkap, dan (b) Rancangan Acak Kelompok. Rancangan tersebut dapat dipilih sesuai dengan ketersediaan ternak dan tujuan penelitian.

Rancangan Acak lengkap

Suatu percobaan yang menggunakan ternak atau hewan dapat menggunakan rancangan acak lengkap (RAL) jika semua hewan atau ternak dan kandangnya serta peralatan pendukungnya seragam. Jumlah ternah atau hewan yang seragam dan memenuhi kebutuhan penelitian biasanya cukup sulit diperoleh. Pada percobaan yang menggunakan RAL setiap perlukaan diberikan pada beberapa satuan percobaan sebagai ulangan. Semakin banyak ulangan semakin kecil keragaman akibat keragam alami yang tidak teridentifikasi.

Rancangan Acak Kelompok

Rancangan acak kelompok (RAK) biasanya diterapkan jika satuan percobaan tidak seragam namun masih dapat ternak yang akan digunakan masih dapat dikelompokkan. Pada percobaan dengan RAK, setiap perlakuan diberikan pada setiap satuan percobaan dari kelompok yang berbeda. Pengelompokan yang efektif dapat mengurangi keragaman alami. Dengan mengelompokan satuan percobaan maka pengaruh perlakuan terhadap ternak dapat lebih kelihatan.

Rancangan Bujur Sangkar Latin

Rancangan bujur sangkar latin (BSL) biasanya diterapkan jika jumlah ternak atau hewan yang dapat digunakan hanya sedikit. Percobaan dengan rancangan BSL dapat menggunakan satuan percobaan yang terbatas namun percobaan membutuhkan waktu yang lebih lama.

Rancangan Cross-Over

Rancangan bujur sangkar latin adalah salah satu contoh rancangan Cross-Over. Namun BSL setiap ternak mendapat perlakuan yang berbeda pada setiap periode. Percobaan masih dapat dilakukan dengan satuan percobaan yang hanya satu sehingga setiap perlakuan dapat diberikan berkali-kali pada ternak yang sama.

Rancangan Petak Terbagi (Split-plot Design)

Rancangan perlakuan faktorial dapat diterapkan pada rancangan petak terbagi. Rancangan percobaan petak terbagi dapat menggunakan rancangan dasar yang berupa RAL, RAK atau BSL. Rancangan percobaan ini mempunyai dua kelompok perlakuan yaitu petak utama (whole plot) dan anak petak (sub plot). Petak utama merupakan kelompok bagi anak petak. Perancangan ini biasanya digunakan pada saat peneliti ingin melihat pengaruh salah satu perlakuan (perlakuan pada anak petak) lebih tajam dibandingkan dengan pengaruh perlakuan pada petak utama.

D. Pengukuran Peubah Dan Pengambilan Sampel

Pada penelitian menggunakan ternak biasanya mengkatagorikan dua periode penelitian yaitu periode preliminari dan periode pengamatan. Pengukuran peubah harus diupayakan bebas dari pengaruh pakan sebelumnya. Pada ternak ruminansia, peride preliminari adalah minimum 14 hari. Setelah 14 hari pakan yang dikonsumsi periode sebelumnya sudah dianggap tidak tersisalagi.

Pengambilan sampel perlu dirancang dengan seksama sehingga tidak saling mengganggu. Teknik pengukuran peubah dan teknik pengambilan sampel (sample) dapat mempengaruhi ketelitian data yang diperoleh. Oleh karena itu protokol pengambilan contoh harus sesuai dengan prinsip dan prosedur ilmiah yang diakui. Pengambilan sampel bisanya dilakukan secara acak agar mewakili dan dengan ulangan (replicate) untuk menghindari pengukuran peubah pada kondisi ekstrim. Sampel harus dapat mewakili kondisi yang sebenarnya.

Periode Percobaan

Lama percobaan sangat bervariasi, periode percobaan sangat dipengaruhi berbagai faktor termasuk: (a) tujuan penelitian, (b) jenis dan kondisi ternak, (c) manajemen ternak sebelum percobaan, (d) jenis peubah yang diukur, (e) kondisi lingkungan percobaan. .

Peubah dalam Percobaan

Jenis peubah yang diamati dan jumlah pengukurannya disesuaikan dengan tujuan penelitian. Penelitian menggunakan ternak dapat menetapkan beberapa peubah diantarnya adalah aspek konsumsi, kecernaan, penyerapan, dan metabolisme nutrien. Peubah aspek metabolisme dapat meliputi aspek fisiologis dan bikimia termasuk hormon, dan enzim. Peubah lain dapat menyangkut aspek pertumbuhan, produksi dan reproduksi. Peubah yang diukur umumnya lebih darisatu dan saling terkait satu dengan yang lainnya. Semakin banyak peubah yang diukur semakin mudah menginterpretasikan data yang diperoleh. Pengukuran peubah juga dapat dilakukan pada tingkat jaringan atau sel. Pemilihan peubah harus mempunyai dasar ilmiah yang jelas dan kaitan satu dengan lainnya.

Peubah yang diukur sangat bervariasi tingkat akurasinya. Beberapa peubah menunjukkan variasi hasil pengukuran yang besar. Hal tersebut dapat terjadi karena teknik pengukuran dan alat yang digunakan kurang teliti atau karena sifat peubah tersebut yang mudah berubah akibat lingkungan atau faktor laiinya. Ketelitian dan ketepatan pengukuran dapat ditingkatkan dengan memperbanyak jumlah pengukuran dan memperpanjang masa pengamatan. Teknik pengukuran peubah perlu dilakukan mengikuti prosedur yang telah dikaji peneliti lain. Pengukuran peubah yang belum dilakukan orang, maka teknik pengukuran harus mempertimbangkan berbagai aspek yang terkait dengan peubah tersebut.

Konsumsi Pakan

Konsumsi terkait dengan selera makan dan penampilan produksi ternak. Selera makan dipengaruhi oleh faktor lingkungan dan juga faktor fisiologis ternak. Faktor lingkungan diantaranya adalah suhu dan kelembaban, pakan (kandungan kimia dan sifat fisik), tempat makan, cara memberi makan (waktu dan alat yang digunakan). Faktor fisiologis yang mempengaruhi konsumsi pakan adalah umur ternak dan kebuntingan. Tingkat ketelitian pengukuran konsumsi nutrien sangat tergantung pada ketelitian penimbangan pakan yang diberikan dan sisa pakan yang tertinggal serta pengambilan sampel dan analisisnya.

Kecernaan Pakan

a. Fermentasi dalam Rumen

Laju fermentasi pakan dalam rumen dapat tergambarkan dengan pengukuran kadar atau laju produksi volatile faty acids (VFA) dan NH₃ dalam rumen. Aktifitas pencernaan fermentatif mikroba dalam rumen mengasilkan VFA dan NH₃. Semakin tinggi kadar dan laju produksi kedua molekul tersebut mengambarkan bahwa bahan pakan mudah difermentasi. Pemberian pakan jenis ini dapat menyediakan energi dalam bentuk VFA untuk ternak. Jumlah NH₃ yang terbentuk dalam rumen dapat menggambarkan bahwa komponen protein ransum mudah didegradasi dalam rumen menghasilkan NH₃. Pengambilan sampel cairan rumen untuk analisis kedua molekul tersebut akan sangat baik dilakukan 2-4 jam setelah makan, karena aktifitas mikroba yang tertinggi terjadi pada selang waktu tersebut.

b. Kecernaan Total

Kecernaan nutrien secara langsung menggunakan ternak (in vivo) merupakan teknik yang terbaik. Jumlah nutrien yang dicerna bisanya dilakukan dengan mengukur konsumsi nutrien dan feces (kotoran) yang dikeluarkan. Pengukuran kecernaan biasanya dilakukan dalam selang waktu 7 hari setelah ternak percobaan mendapat pakan yang sama dengan pakan yang diuji selama tidak kurang dari 14 hari sebelum dilakukan pengukuran kecernaan.

Metabolit Darah

Nutrien yang dicerna dapat diserap masuk ke dalam peredaran darah segera setelah proses pencernaan. Oleh karena itu untuk mengamati nilai nutrisi suatu pakan dapat dilakukan dengan mengukur kadar metabolit dalam darah. Glukosa darah akan dapat diukur dalam beberapa jam setelah makan. Peningkatan kadar glukosa darah terkait dengan penurunan kadar asam lemak bebas (free fatty acids atau FFA) dan insulin darah. Pada saat tidak makan kadar FFA darah sangat tinggi yangmenunjukan bahwa kebutuhan energi ternakdisediakan dari lemakyang dideposit dalam tubuh ternak. Penurunan mobilisasi lemak tubuh atau dengan menurunnya kadar FFA darah terjadi akibat tersedianya glukosa dari pakan. Metabolit darah lain yang dapat diukur adalah nutrien lain termasuk asam amino, mineral, dan enzim. Sel darah, protein, lemak darah dan sifat fisik serta kimia darah dapat dijadikan peubah dalam penelitian.

Bobot Hidup

Bobot hidup merupakan salah contoh peubah yang menggambarkan produksi pada ternak. Pengukuran bobot hidup dapat mengetahui petumbuhan ternak. Bobot hidup sebagai peubah yang dikur dalam jumlah dan waktu yang terbatasdapat dianggap peubah yang ketepatannya rendah. Sebagai contoh seekor sapi muda dapat tumbuh sekitar 5 kg per 7 hari, sementara bobot hidup sapi dapat berubah dengan cepat setelah mengkonsumsi pakan dan air minum. Pertambahan bobot badan akibat konsumsi dapat mencapai 30 kg dalam waktu hanya 2 jam. Ketelitian pengukuran bobot hidup dapat ditingkatkan dengan penimbangan sapi pada pagi hari sebelum sapi makan dan minum dan memperpanjang waktu pengamatan.

Aspek Reproduksi

Kualitas reproduksi ternak sangat tergantung pada status nutrisi ternak. Olehkarena itu aspek kesuburan termasuk jumlah oosit, oosit yang dibuahi per induk, jumlah anak hidup, berat anak, kualitas sperma pada jantan dan pola perubahan hormon reproduksi dalam darah dapat digunakan sebagai peubah dalam percobaan nutrisi.

E. Analisa(Analysis)

Metode pengujian sampel di laboratorium harus dikembangkan dan divalidasi menggunakan prinsip dan prosedur ilmiah yang telah diakui. Ketika memilih metode perlu mendapat perhatian pada metode yang dapat dilakukan dan dapat diandalkan. Pelaksanaan analisa di laboratorium untuk tujuan penelitian harus mengikuti prosedur kerja standar dan keselamatan yang berlaku di laboratorium.