5 <<24 | 1 | Februari 2012

PUSAT PENELITIAN KOPI DAN KAKAO INDONESIAWarta

Penggunaan Metode Scanning untuk Pengukuran LuasDaun Kakao

Kristya Widhi Nugroho1) dan Fitria Yuliasmara1)1)Pusat Penelitian Kopi dan Kakao Indonesia, Jl. PB. Sudirman 90 Jember.

Salah satu variabel pertumbuhan tanaman yang penting adalah luas daun. Ukuranluas daun umumnya mencerminkan tingkat kesuburan tanaman. Beberapa metodepengukuran luas daun, seperti metode kertas milimeter, metode gravimetri, metodeplong, metode plannimeter belum dapat diterapkan secara cepat dan mudah untukpengukuran luas daun kakao. Kondisi ini menimbulkan gagasan untuk membuat metodepengamatan luas daun kakao dengan akurasi tinggi namun dengan alat yang relatifsederhana dan mudah didapat. Metode scanning dicoba untuk pendekatan pengukuranluas daun. Prinsip kerja metode scanning adalah mengkonversi nilai pixel hasil pengamatandengan program IrfanView menjadi satuan luas (cm2) dengan rumus luas (cm2)= 6,305x jumlah pixel/nilai DPI2. Hasil pengujian tersebut menunjukkan akurasi yang tinggidengan nilai penyimpangan 1%. Metode ini dapat digunakan sebagai alternatif untukpengukuran luas daun kakao.

Daun merupakan organ fotosintesis utama didalam tanaman tempat proses pengolahan energicahaya menjadi energi kimia dan karbohidrat(glukosa) yang diwujudkan dalam bentuk bahankering. Oleh karena itu perkembangan daun sebagaiparameter utama dalam analisis pertumbuhantanaman. Komponen analisis pertumbuhan tanamandiantaranya adalah laju unit daun (unit leaf rate),nisbah luas daun (leaf area ratio), luas daun spesifikdan rasio berat daun (specific leaf area and leafweight ratio), indeks luas daun (leaf area index), lajutumbuh tanaman (crop growth rate), lamanya luasdaun dan lamanya biomassa (leaf area duration andbiomass duration).

Luas daun merupakan variabel penting dalampengamatan pertumbuhan tanaman. Perbedaanukuran helaian daun antar tanaman karena adanyaperbedaan tingkat pertumbuhan dan perkembangantanaman yang dipengaruhi oleh perbedaanlingkungan tumbuh. Parameter luas daun digunakanuntuk menduga kandungan total klorofil tanamanbersama dengan parameter jumlah daun dan kadarklorofil. Ada dua pendekatan pengamatan luas daunyaitu bersifat destruktif dan non destruktif.Pengamatan dengan metode destruktif memilikikeunggulan akurasi lebih tinggi tetapi merusaksampel yang diukur. Metode destruktif terdiri atas

metode kertas milimeter, metode gravimetri, metodeplanimetri dan metode leaf area meter, sedangkanmetode non destruktif memiliki keunggulan tidakmerusak sampel daun namun tingkat akurasinyabiasanya lebih rendah.

Saat ini sedikitnya ada enam metode yangdigunakan untuk pengukuran luas daun tanaman,yaitu metode kertas milimeter, metode gravimetri,metode plong, metode planimeter, metode panjangkali lebar, dan metode leaf area meter. Masing-masing metode tersebut memiliki kelebihan dankelemahan. Metode kertas milimeter lebihsederhana untuk pengukuran luas daun karenahanya memerlukan alat kertas milimeter dan alatmenggambar. Metode kertas milimeter ini efektifuntuk mengukur luas daun yang bentuknya relatifsederhana dan teratur. Meskipun metode ini cukupsederhana namun waktu yang dibutuhkan relatif lamasehingga tidak praktis jika diterapkan untuk sampelyang jumlahnya banyak. Metode gravimetridigunakan untuk mengukur luas daun berdasarkanperbandingan berat (gravimetri). Daun yang akandiukur luasnya digambar pada sehelai kertas yangmenghasilkan replika (tiruan) daun. Replika daunkemudian digunting dari kertas yang berat danluasnya sudah diketahui. Luas daun kemudianditaksir berdasarkan perbandingan berat replika

>> 624 | 1 | Februari 2012

PUSAT PENELITIAN KOPI DAN KAKAO INDONESIAWarta

daun dengan berat total kertas. Metode plong,prinsip pengukuran luas daun hampir sama denganMetode Gravimetri, tetapi pada metode ini tidakmenggunakan kertas. Daun sampel dipotong denganukuran yang telah diketahui luasnya, berat potongandaun ditimbang sehingga diketahui beratnya. Hasilpengukuran tersebut digunakan sebagai konstantauntuk melakukan estimasi terhadap daun sampel.Metode planimeter, pengukuran menggunakan alatplanimeter yang sering digunakan untuk mengukursuatu luasan dengan bentuk yang tidak teratur danberukuran besar seperti peta. Alat ini dapatdigunakan untuk mengukur luas daun apabila bentukdaun tidak terlalu rumit. Jika daun banyak danberukuran kecil, metode ini kurang praktis karenamembutuhkan waktu yang lama. Metode panjangkali lebar, metode yang dipakai untuk daun yangbentuknya teratur, luas daun dapat ditaksir denganmengukur panjang dan lebar daun. Metode leafarea meter, pengukuran menggunakan alat leaf areameter yang memiliki akurasi tinggi namun ukuran alatkecil sehingga tidak dapat digunakan untukpengukuran daun dengan ukuran besar tanpaperlakuan pemotongan. Harga alat yang mahalmenyebabkan tidak banyak pihak yang memilikinya.

Bertolak dari berbagai kondisi metodepengukuran luas daun tersebut maka dipandangperlu pengembangan metode lain yang lebih praktisuntuk pengukuran luas daun kakao. Metodepengukuran harus lebih sedarhana dengan peralatanyang murah dan mudah didapat serta akurasinyatinggi. Untuk itu dikembangkan metode scanningsebagai alternatif untuk pengukuran luas daunkakao.

Langkah Pengujian Metode ScanningSimulasi pengujian menggunakan dua jenis

sampel yaitu, objek berbentuk bulat dan objekberbentuk persegi. Objek berbentuk bulat denganbeberapa ukuran diameter yaitu 1 cm, 2 cm, 3 cm,4 cm dan 5 cm sehingga luas lingkaran berturut-turut adalah 0,79 cm2, 3,14 cm2, 7,06 cm2, 12,56 cm2,dan 19,63 cm2. Objek berbentuk persegi denganbeberapa ukuran diameter yaitu 1 cm, 2 cm, 3 cm,4 cm, dan 5 cm sehingga luas lingkaran berturut-turut yaitu 1 cm2, 4 cm2, 9 cm2, 16 cm2, dan 25 cm2.

Selanjutnya dalam pengukuran perlu dipahamibeberapa istilah antara lain:1. Pixel yaitu jumlah titik yang berada dalam satu

satuan luas tertentu.

2. Dot per inch (DPI) yaitu jumlah titik/inci.3. Inci merupakan satuan panjang yang digunakan

dalam pengukuran (1 inci = 2,54 cm).Objek kertas berbentuk bulat dan persegi

dengan ukuran yang telah diketahui tersebutkemudian di-scan dengan beberapa tingkatan DPIyaitu 150, 300 dan 600. Adapun langkah-langkahpengukurannya sebagai berikut:1. Scan objek dengan menggunakan alat image

scanner. Pastikan angka DPI yang dipakai padawaktu melakukan scanning telah tercatat. Objekdi-scan menggunakan ukuran DPI 150, 300, dan600 dengan asumsi bahwa semakin tinggi nilaiDPI maka semakin rapat titik per inci sehinggamendekati luas sebenarnya.

2. Gambar hasil scanning selanjutnya disimpandalam file format jpeg.

Operasional pengukuran menggunakan programimage processing yang dapat menampilkan pixelgambar, yaitu program Irfanview. File hasil scan-ning daun kemudian dibuka menggunakan imageprocessing tersebut.

7 <<24 | 1 | Februari 2012

PUSAT PENELITIAN KOPI DAN KAKAO INDONESIAWarta

6. Untuk menggunakan fitur histogram pilih menuImage-Histogram.

Arahkan kursor ke sisi kiri Histogram sehinggaIndex menunjukkan angka 0 dan Pixels akanmenunjukkan jumlah pixel warna hitam di gambaryang tengah ditampilkan yaitu 111701. Angka iniyang kita catat untuk selanjutnya dikonversimenjadi luas objek

Jumlah pixel yang didapat dari hasil scan objekmerupakan penggambaran dari jumlah titik yangtertutup oleh objek pada saat dilakukan scanning.Bila dihubungkan dengan DPI yang dilakukan padasaat scan maka didapatkan persamaan sebagaiberikut:a. 150 DPI berarti 150 titik dalam 1 inci atau 22.500

titik per inci2

b. 300 DPI berarti 300 titik dalam 1 inci atau 90.000titik per inci2

c. 600 DPI berarti 600 titik dalam 1 inci atau 360.000titik per inci2

Berdasarkan persamaaan tersebut dapatdianalogikan bahwa luas bidang objek = luas areatitik yang tertutup objek, sehingga luas objek dapatdiketahui dengan rumus:

3. Pada menu pilihan, pilih menu Image-DecreaseColor Depth sehingga warna objek menjadi hitam.

4. Pada kotak dialog akan muncul beberapa pilihanlalu pilih 2 Colors (black/white), (1BPP=1 bit perpixel). Artinya setiap satu pixel terdapat 1 bit data,1 bit = 21 warna yang lebih dikenal dengan warnamonokrom atau hitam putih. Kemudian objek hasilscan yang berwarna hijau akan berubah menjadihitam dan putih agar seluruh gambar penampangdaun memiliki satu jenis warna sehingga dapatdihitung jumlah pixel.

5. Untuk menghitung jumlah pixel dalam gambar kitamenggunakan fasilitas histogram yang terdapatpada software Irfanview. Karena histogram hanyabisa digunakan pada gambar dengan kedalaman4BPP (4 Bit Per Pixel) maka gambar dirubahkedalamannya menjadi 4BPP dengan cara pilihmenu Image-Increase Color Depth. Hal ini tidakmerubah warna gambar hanya mengubahkedalaman gambar saja.

300 DPI (Pixel)

1 cm 11760,9 15095,72 cm 45210,6 58078,73 cm 101278,7 129159,04 cm 178996,1 227923,65 cm 279715,1 355562,1

Tabel 1. Nilai pixel hasil pengukuran pada objek berbentuklingkaran dan kotak

1 cm 2927,7 3765,62 cm 11278,5 14517,93 cm 25284,7 32288,74 cm 44698,2 57019,55 cm 69857,5 88816,4

Ukuran Lingkaran Kotak

150 DPI (Pixel)

600 DPI (Pixel)

1 cm 47090,0 60434,62 cm 181007,2 232480,73 cm 405456,7 516754,04 cm 716553,2 911958,85 cm 1119988,5 1422496,4

>> 824 | 1 | Februari 2012

PUSAT PENELITIAN KOPI DAN KAKAO INDONESIAWarta

atau

Berdasarkan pengukuran berdasar rumustersebut terlihat bahwa luas hasil pengukurandengan menggunakan metode scan mendekatikondisi luas riil objek yang diamati (Tabel 2 dan 3).Akurasi metode scan tampak semakin meningkatseiring dengan peningkatan luas dari objek yangdiamati, dan semakin tinggi nilai DPI akurasi hasilpengukuran juga cenderung semakin tinggi.

Dengan asumsi 1 inci = 2,54 cm maka dapatdibuat persamaan:

Berdasarkan hasil perhitungan tersebut terdapatselisih yang cukup besar antara hasil pengukurandengan luas rii l benda yang diukur sehinggadiperlukan konstanta untuk menurunkanpenyimpangan tersebut. Konstanta merupakanpenyimpangan konstan yang terjadi pada saatpengukuran. Nilai penyimpangan merupakan nilaikoreksi dari alat atau program yang digunakan yangdilambangkan dengan I (interverensi).

Tabel 2. Hasil pengukuran pada objek berbentuk lingkaran dengan luas telah diketahui

1 cm 0,785 a 0,820 a 0,824 a 0,825 a2 cm 3,140 a 3,160 a 3,167 a 3,170 a3 cm 7,065 a 7,085 a 7,095 a 7,101 a4 cm 12,560 a 12,525 a 12,540 a 12,550 a5 cm 19,625 a 19,576 a 19,596 a 19,615 a

DiameterLuas Lingkaran (cm2)

3.14*r2Luas Lingkaran (cm2)

pada 150 DPILuas Lingkaran (cm2)

pada 300 DPILuas Lingkaran (cm2)

pada 600 DPI

Keterangan: Angka di dalam baris yang sama tidak berbeda berdasarkan uji Duncan Multiple Range Test (DMRT).

Tabel 3. Hasil pengukuran pada objek berbentuk kotak dengan luas telah diketahui

1x1 cm 1 a 1,055 a 1,0575 a 1,0584 a2x2 cm 4 a 4,068 a 4,0687 a 4,0716 a3x3 cm 9 a 9,048 a 9,0483 a 9,0504 a4x4 cm 16 a 15,978 a 15,9673 a 15,9719 a5x5 cm 25 a 24,888 a 24,9091 a 24,9134 a

Luas Kotak (cm2)pada 600 DPI

Luas Kotak (cm2)pada 300 DPI

Luas Kotak (cm2)pada 150 DPI

Luas Kotak (cm2)(Panjang x Lebar)

Ukuran

Keterangan: Angka di dalam baris yang sama tidak berbeda berdasarkan uji Duncan Multiple Range Test (DMRT).

PenutupMetode scanning dapat digunakan sebagai alternatif untuk pengukuran luas daun kakao karena hasil

pengukurannya mendekati kondisi riil dengan penyimpangan 1%. Pemanfaatan metode scanning akanlebih cepat dan mudah dengan tingkat akurasi yang hampir sama dengan metode-metode pengukuranluas daun lainnya. Salah satu keunggulan alat scanning ini adalah ukuran alat scan yang besar sehinggadapat digunakan untuk mengukur daun yang ukurannya besar, namun pengukuran hanya dapat dilakukandi laboratorium.

*****

Keterangan: K adalah konstanta konversi luas dalam incimenjadi cm. Nilai K=2,54 2 atau 6,45sedangkan I adalah interverensi alat atauprogram yang nilainya = 0,1465

Jumlah PixelNilai DPI2

Luas (cm2) = 6,305 x

Jumlah PixelNilai DPI2

Luas (cm2) = (K - I) x

Luas (inci2): Jumlah PixelNilai DPI2

Jumlah PixelDPI2

Luas (cm2) = K +