Struktur Makro, Mikro Dan Ultramikroskopik Kayu Jati ... · resume hasil penelitian sifat-sifat...

31
4 TINJAUAN PUSTAKA Jati Unggul Nusantara Di Indonesia, pada saat ini banyak jenis bibit jati cepat tumbuh yang dipasarkan di masyarakat dengan berbagai nama dagang, seperti jati emas, jati super, jati unggul, jati prima, dan jati monfori, yang semuanya merupakan tanaman jati yang dikembangkan melalui kultur jaringan. Demikian pula jenis jati yang dikembangkan oleh Pusat Litbang Perum Perhutani yang dikenal dengan nama Jati Plus Perhutani (JPP) (BBPBPTH 2008; Sumarni & Muslich 2008). Dari induk JPP tersebut, saat ini telah dibuat turunannya dengan berbagai perbaikan pada sifatnya. PT. Setyamitra dan Koperasi Perumahan Wanabakti Nusantara (KPWN) telah berhasil menginduksi perakarannya menjadi akar tunggang majemuk sehingga akarnya kokoh dan batang cepat besar namun tidak mudah roboh. Bibit jati unggul tersebut kemudian diberi nama Jati Unggul Nusantara/JUN (Soeroso & Poedjowadi 2008). Selanjutnya disebutkan bahwa selain perbaikan pada akar, pada tanaman JUN ini juga dilakukan pemberian nutrisi yang berkualitas dan perawatan yang intensif, dengan harapan akan mendapatkan umur produksi yang lebih singkat. Kebutuhan nutrisi diberikan dengan memproduksi pupuk organik formula khusus yang dapat mendukung kebutuhan nutrisi JUN. Dengan menggunakan bibit unggul dan pupuk organik khusus tersebut, JUN umur 4 bulan telah mencapai tinggi 4 m dan diameter 3,5 cm; umur 2 tahun tingginya 10 m dan diameter 10 cm; dan umur 5 tahun tingginya 17,5 m dengan diameter minimal 24 cm. Industri penggergajian kayu saat ini telah berhasil mengolah kayu dengan diameter 20 cm menjadi venir dan furnitur. Perkembangan teknologi pengolahan kayu yang telah ada memungkinkan permasalahan warna, kekuatan dan keawetan kayu dapat diatasi. Sifat mudah diolah dan dibentuk dari pohon cepat tumbuh dapat didifusikan sesuai keinginan pasar. Tingkat kekerasannya pun dapat direkayasa dengan teknik pemadatan. Dengan menggabungkan teknologi budidaya dan pengolahan kayu tersebut, maka umur panen jati yang semula 20 tahun bisa dipercepat menjadi 5 tahun karena telah mencapai diameter minimal 20

Transcript of Struktur Makro, Mikro Dan Ultramikroskopik Kayu Jati ... · resume hasil penelitian sifat-sifat...

Page 1: Struktur Makro, Mikro Dan Ultramikroskopik Kayu Jati ... · resume hasil penelitian sifat-sifat kayu jati cepat tumbuh dan kayu jati konvensional di Indonesia pada kelas umur yang

4

TINJAUAN PUSTAKA

Jati Unggul Nusantara

Di Indonesia, pada saat ini banyak jenis bibit jati cepat tumbuh yang

dipasarkan di masyarakat dengan berbagai nama dagang, seperti jati emas, jati

super, jati unggul, jati prima, dan jati monfori, yang semuanya merupakan

tanaman jati yang dikembangkan melalui kultur jaringan. Demikian pula jenis jati

yang dikembangkan oleh Pusat Litbang Perum Perhutani yang dikenal dengan

nama Jati Plus Perhutani (JPP) (BBPBPTH 2008; Sumarni & Muslich 2008).

Dari induk JPP tersebut, saat ini telah dibuat turunannya dengan berbagai

perbaikan pada sifatnya. PT. Setyamitra dan Koperasi Perumahan Wanabakti

Nusantara (KPWN) telah berhasil menginduksi perakarannya menjadi akar

tunggang majemuk sehingga akarnya kokoh dan batang cepat besar namun tidak

mudah roboh. Bibit jati unggul tersebut kemudian diberi nama Jati Unggul

Nusantara/JUN (Soeroso & Poedjowadi 2008).

Selanjutnya disebutkan bahwa selain perbaikan pada akar, pada tanaman

JUN ini juga dilakukan pemberian nutrisi yang berkualitas dan perawatan yang

intensif, dengan harapan akan mendapatkan umur produksi yang lebih singkat.

Kebutuhan nutrisi diberikan dengan memproduksi pupuk organik formula khusus

yang dapat mendukung kebutuhan nutrisi JUN. Dengan menggunakan bibit

unggul dan pupuk organik khusus tersebut, JUN umur 4 bulan telah mencapai

tinggi 4 m dan diameter 3,5 cm; umur 2 tahun tingginya 10 m dan diameter 10

cm; dan umur 5 tahun tingginya 17,5 m dengan diameter minimal 24 cm.

Industri penggergajian kayu saat ini telah berhasil mengolah kayu dengan

diameter 20 cm menjadi venir dan furnitur. Perkembangan teknologi pengolahan

kayu yang telah ada memungkinkan permasalahan warna, kekuatan dan keawetan

kayu dapat diatasi. Sifat mudah diolah dan dibentuk dari pohon cepat tumbuh

dapat didifusikan sesuai keinginan pasar. Tingkat kekerasannya pun dapat

direkayasa dengan teknik pemadatan. Dengan menggabungkan teknologi

budidaya dan pengolahan kayu tersebut, maka umur panen jati yang semula 20

tahun bisa dipercepat menjadi 5 tahun karena telah mencapai diameter minimal 20

Page 2: Struktur Makro, Mikro Dan Ultramikroskopik Kayu Jati ... · resume hasil penelitian sifat-sifat kayu jati cepat tumbuh dan kayu jati konvensional di Indonesia pada kelas umur yang

5

cm, dimana pasarnya pun telah tersedia (Trockenbrodt & Josue, 1999; Irwanto

2006; Soeroso & Poedjowadi 2008).

Jati Konvensional dan Jati Cepat Tumbuh

Jati konvensional adalah tanaman jati yang dikembangkan dari biji,

sehingga sifat yang dimiliki antara lain pertumbuhannya lambat. Jati ini umumnya

memiliki percabangan lebih sedikit dengan batang yang lurus (Sumarni &

Muslich 2008). Perkembangan teknologi khususnya dalam bidang rekayasa

genetik (pemuliaan pohon) telah menghadirkan jati varietas unggul. Jati yang

dihasilkan diharapkan memiliki keunggulan komparatif berdaur pendek (± 15

tahun), sedikit cabang, batang lurus dan silindris. Jenis jati yang kemudian

dikembangkan dari pohon-pohon induk terpilih dan diperbanyak menggunakan

kultur jaringan ini selanjutnya disebut jati cepat tumbuh (Irwanto 2006; Krisdianto

& Sumarni 2006; Sumarni & Muslich 2008).

Berbagai merek dagang jati varitas unggul yang telah beredar di

pasaran disajikan pada Tabel 1.

Tabel 1. Jenis-jenis jati varitas unggul di Indonesia

No Nama Dagang Produsen Materi Asal 1 Jati Plus Perhutani (JPP) PT. Perhutani Jawa 2 Jati Super PT. Monfori Nusantara Thailand 3 Jati Emas PT. Katama Suryabumi Birma 4 Jati Unggul PT. Bumundo, PT. Fitotek Jawa 5 Jati Kencana PT. Dafa Teknoagro

Mandiri Jawa Timur

6 JUL KBP Lamongan Thailand (Sumber: Irwanto 2006)

Dibandingkan jati konvensional, jati cepat tumbuh diduga mempunyai

beberapa sifat yang cenderung lebih jelek. Brazier (1986) berpendapat bahwa

kayu yang berasal dari hutan tanaman akan berbeda dengan kayu yang berasal

dari hutan alam. Hal ini disebabkan selain oleh pertumbuhannya yang lebih cepat,

juga karena pada hutan tanaman, pohon biasanya ditebang dalam umur tegakan

yang lebih muda, yaitu 20–40 tahun. Oleh karena itu, kayu dari hutan tanaman

umumnya lebih ringan, teksturnya lebih kasar, lebih banyak mata kayu, seratnya

tidak teratur serta mengandung lebih banyak kayu remaja (juvenile wood). Senft et

Page 3: Struktur Makro, Mikro Dan Ultramikroskopik Kayu Jati ... · resume hasil penelitian sifat-sifat kayu jati cepat tumbuh dan kayu jati konvensional di Indonesia pada kelas umur yang

6

al. (1986) menyatakan bahwa kayu dari hutan tanaman yang tumbuh cepat dan

berdaur pendek mengandung lebih banyak kayu remaja. Kayu remaja memiliki

sifat lingkar tumbuh relatif lebar, terutama pada tahun-tahun awal pertumbuhan,

kerapatan sel rendah dan mengandung lignin dengan kadar yang lebih tinggi,

penyusutan longitudinal lebih besar dan lebih banyak arah serat spiral serta

kekuatannya lebih rendah. Makin cepat pertumbuhan pohon pada periode awal,

makin banyak juga volume kayu remaja, lebih-lebih bila ditebang pada umur

muda (Kininmonth 1986). Pada pohon muda, kayu terasnya sangat sedikit dan

kadar zat ekstraktifnya rendah sehingga keawetannya pun akan rendah (Harris

1986).

Beberapa peneliti telah melaporkan sifat-sifat kayu jati cepat tumbuh

dibandingkan dengan kayu jati konvensional. Pada Tabel 2 dan Tabel 3 disajikan

resume hasil penelitian sifat-sifat kayu jati cepat tumbuh dan kayu jati

konvensional di Indonesia pada kelas umur yang sama yang dikelompokkan

berdasarkan penulis.

Tabel 2. Perbandingan sifat kayu jati cepat tumbuh dan kayu jati konvensional umur 5 dan 7 tahun (Sumarni, et al. 2005-2008)

No. Uraian Sifat Kayu Jati Cepat Tumbuh Jati Konvensional Keterangan 1. Struktur Anatomi

Makroskopik Telah terbentuk kayu teras di seluruh lempengan bagian ujung, tengah dan pangkal. Persentase kayu teras 22,61%.

Persentase kayu teras 20,3%

Jati cepat tumbuh yang digunakan adalah jati unggul dari PT. Monfori yang ditanam di Palembang

2. Fisis Mekanis BJ basah lebih tinggi Kelas kuat IV

BJ basah lebih rendah Kelas kuat IV

3. Pemesinan Sangat baik hingga baik Sangat baik hingga baik 4. Pengerjaan Mudah dikerjakan

(kelas mutu I-II: sangat baik-baik) Mudah dikerjakan (kelas mutu I-II: sangat baik-baik)

5. Keawetan Keawetan terhadap rayap tanah, rayap kayu kering dan bubuk kayu kering termasuk kelas V (dalam pemakaian harus diawetkan)

Keawetan terhadap rayap tanah, rayap kayu kering dan bubuk kayu kering termasuk kelas V (dalam pemakaian harus diawetkan)

6. Keterawetan Mudah diawetkan Mudah diawetkan 7. Pengeringan - Pengeringan alami, untuk mencapai

KA 13% membutuhkan waktu 16-20 hari.

- Pengeringan dengan dehumidifier, diperoleh kisaran suhu 35-41 0C dan kelembapan 62-70%.

- KA titik jenuh serat <30%.

- Butuh waktu lebih lama. Laju pengeringan lebih cepat.

Page 4: Struktur Makro, Mikro Dan Ultramikroskopik Kayu Jati ... · resume hasil penelitian sifat-sifat kayu jati cepat tumbuh dan kayu jati konvensional di Indonesia pada kelas umur yang

7

No. Uraian Sifat Kayu Jati Cepat Tumbuh Jati Konvensional Keterangan - Laju pengeringan lebih lambat.

- Waktu yang diperlukan untuk mencapai kondisi kering udara dari kondisi awal berkisar antara 3-7 hari.

-

8. Komponen kimia (%) Holoselulosa Lignin Pati Kelarutan dalam: -air dingin -air panas -Alkohol benzene -NaOH 1 % Kadar Air Kadar Abu Silika Pulp dan kertas

67,34 30,70 16,98 1,70 6,47 3,54 12,88 6,01 0,688 0,398 Cukup baik

63,96 31,35 11,20 4,03 6,32 4,61 13,94 6,04 0,780 0,459 Cukup baik

9. Arang dan nilai kalor Rendemen arang (%) Rendemen ter (%) Rendemen cairan destilat (%) Berat jenis arang (g/cm3 ) Nilai kalor kayu (kal/g) Nilai kalor arang (kal/g) Kadar air arang (%) Kadar abu (%) Kadar zat terbang (%) Karbon terikat (%)

30,50 8,71 79,49 0,485 4437 7629 0,19 3,51 15,15 81,34 Cukup baik untuk bahan arang, arang aktif dan peleburan biji besi.

27,43 5,74 38,45 0,644 4426 6969 0,18 3,64 16,18 80,18 Cukup baik untuk bahan arang, arang aktif dan peleburan biji besi.

Dari Tabel 2 di atas tampak bahwa sifat kayu jati cepat tumbuh maupun

kayu jati konvensional, terutama pada sifat keawetan, keterawetan, pemesinan dan

pengerjaan, tidak jauh berbeda karena umurnya yang relatif masih sama-sama

muda.

Page 5: Struktur Makro, Mikro Dan Ultramikroskopik Kayu Jati ... · resume hasil penelitian sifat-sifat kayu jati cepat tumbuh dan kayu jati konvensional di Indonesia pada kelas umur yang

8

Tabel 3. Perbandingan sifat kayu jati cepat tumbuh dan kayu jati konvensional umur 7 tahun dari Penajam, PT. ITCI Kartika Utama, Kalimantan Timur (Krisdianto & Sumarni 2006; Krisdianto 2008; Sumarni et al. 2008)

No. Uraian Sifat Kayu Jati Cepat Tumbuh Jati Konvensional Keterangan 1. Struktur Anatomi

Makroskopik Persentase kayu teras 39,6%. Masuk dalam kriteria kayu bulat kecil (KBK A.1)

Persentase kayu teras 20,3%. Masuk dalam kriteria kayu bulat kecil (KBK A.1)

Mikroskopik - - Ultramikroskopik MFA 23,29°; menurun

dari empulur ke arah kulit

MFA 22,05°; menurun dari empulur ke arah kulit

2. Fisis Mekanis Kelas kuat rendah Kelas kuat rendah 3. Pemesinan Cukup bagus Cukup bagus 4. Pengerjaan Mudah dikerjakan Mudah dikerjakan 5. Keawetan Kelas awet rendah Kelas awet rendah 6. Penggunaan Llumber sharing, Finger Joint Laminated Board

(FJLB), bubutan, lantai, kursi taman, jelusi, barang kerajinan dan sebagainya

Ulasan kritis sifat kayu dan potensi pemanfaatan kayu jati yang berasal dari

hutan tanaman cepat tumbuh di Malaysa dibandingkan sifat-sifat kayu jati

konvensional yang ditebang pada umur dewasa disajikan pada Tabel 4

(Trockenbrodt & Josue 1999).

Tabel 4. Sifat-sifat dan pemanfaatan kayu jati cepat tumbuh rotasi pendek umur 10-15 (maksimal 20) tahun dan jati konvensional umur 80 tahun di Malaysa (Trockenbrodt & Jouse 1999)

No. Uraian Sifat Kayu

Jati Cepat Tumbuh Jati Konvensional

Keterangan

1. Ciri umum Warna Warna lebih terang Coklat

kekuningan atau coklat emas hingga coklat keabuan atau coklat gelap.

Perbedaan warna tergantung pada faktor tempat tumbuh. Iklim basah menghasilkan warna lebih terang dengan corak kurang jelas, sedangkan iklim kering menghasilkan warna dan corak yang lebih gelap dan lebih jelas. Musim kering juga menyebabkan lingkaran tumbuh tampak sangat jelas dan memberikan pola yang menarik. Pembentukan lingkaran tumbuh antara jati konvensional dan jati cepat tumbuh tidak jauh berbeda pada iklim yang sama. Warna kayu gubal putih kekuningan, lebarnya sekitar 2-5 cm, lebih lebar di area tempat tumbuh yang basah; warnanya sangat kontras dibandingkan kayu teras.

Page 6: Struktur Makro, Mikro Dan Ultramikroskopik Kayu Jati ... · resume hasil penelitian sifat-sifat kayu jati cepat tumbuh dan kayu jati konvensional di Indonesia pada kelas umur yang

9

No. Uraian Sifat Kayu

Jati Cepat Tumbuh Jati Konvensional

Keterangan

Diameter pohon dan persentase kayu teras

3 tahun: diameter 2,5-4,8 cm, diameter kayu teras 0-0,8 cm. 4 tahun: diameter 5,8-10,9 cm, diameter kayu teras 0-1,8 cm hingga 0,9-6,9 cm. 5 tahun: diameter 6,9-11,4 cm, diameter kayu teras 0-2,9 cm hingga 1,4-7,4 cm. 15 tahun: diameter 9,4-27,2 cm (sedangkan pada Krishnapillay 1997: 25-35 cm). 25 tahun: diameter 12,2-33,3 cm (sedangkan pada Kijkar 1997: 45-50 cm).

8 tahun –diameter 10,5 cm—persentase kayu teras 30,1% (rata-rata diameter kayu teras 5,76 cm). 13 tahun—50,3%. 20 tahun—23,4-60,5 cm (45)% (Bangladesh). 21 tahun—61,2%. 55 tahun—83,7%. 74 tahun—59% (Marudu).

Ada peningkatan kayu teras seiring dengan peningkatan umur. Pada jati cepat tumbuh merupakan data dari hutan tanaman jati di Malaysa. Dibandingkan banyak publikasi, nilai diameter pada hutan tanaman jati Malaysa lebih kecil, sehingga pada berbagai publikasi tersebut dianggap ada prediksi pertumbuhan yang terlalu optimis. Disebutkan pula ada kemungkinan ditemukannya kayu teras dalam bentuk yang tidak beraturan. Hingga data dilaporkan, belum ada kajian mengenai pembentukan kayu teras pada jati dalam hubungannya dengan kondisi tempat tumbuh.

2. Struktur anatomi-ciri mikroskopik

Seluruh bagian kayu merupakan kayu juvenil, namun dibandingkan kayu dewasa, keberadaan kayu muda pada jati ini tidak berpengaruh nyata terhadap kerapatan dan kekuatan kayu, kecuali pada pertumbuhan yang sangat ekstrim dipercepat, misalnya dengan irigasi.

Proporsi kayu juvenil lebih kecil

Pembentukan kayu juvenil pada jati terjadi hingga umur 12-15 tahun. Bhat and Indira (1997): jati India mencapai kematangan sifat mekanis pada umur 21 tahun.

3. Sifat fisis mekanis Kerapatan kering oven (g/cm3 ) Kerapatan, 12% (g/cm3 ) Kerapatan basah (g/cm3 ) Penyusutan R (basah-KO) (%)

0,44-0,63 (0,48) 0,61-0,75 (0,85) 0,80-0,90-1,0 2,5-3,0

Prutz (1942): tidak ada perbedaan antara jati yang berasal dari hutan tanaman di Indonesia dan Afrika dengan jati yang tumbuh secara alami dari Myammar dan Thailand, karena faktor tempat tumbuh yang paling berpengaruh terhadap sifat kayu.

Page 7: Struktur Makro, Mikro Dan Ultramikroskopik Kayu Jati ... · resume hasil penelitian sifat-sifat kayu jati cepat tumbuh dan kayu jati konvensional di Indonesia pada kelas umur yang

10

No. Uraian Sifat Kayu Jati Cepat Tumbuh Jati Konvensional Keterangan Penyusutan T (basah-KO) (%)

Penyusutan R (basah-KA 12%) (%) Penyusutan T (basah-KA 12%) (%) MOE (N/mm2) MOR (N/mm2) Tekan // ((N/mm2) Tekan ┴ (N/mm2) Tarik // (N/mm2) Tarik ┴ (N/mm2) Kekuatan geser (N/mm2) Kekerasan sisi (N) Kekerasan ujung (N) Kekuatan belah R (N/mm) Kekuatan belah T(N/mm) Kekuatan lentur (J/cm2)

-

3,4-5,8 0,7-1,5 1,1-2,5 (8600) 10000-13400 (58) 85-118 (148) (42,5) 47,0-60,5 (72) 6,0-7,5 95-120-155 2,3-5,4 8,0-15,5 3740-4850 (4055) 4150-4500 (59) 77-82 (73) 87-91 3,7-8,6

Berbagai literatur menyebutkan tidak ada perbedaan sifat antara kayu jati dari hutan tanaman maupun dari hutan alam, satu-satunya laporan (Rajput et al 1983) hanya menyebutkan tentang perbedaan kekuatan kayu gubal yang lebih rendah dibandingkan kayu teras pada jati yang berasal dari hutan tanaman.

4. Sifat pengerjaan Mudah dikerjakan Mudah dikerjakan 5. Pemesinan Bagus Bagus Tidak ada perbedaan 6. Venir Pada venir sayat,

warna lebih terang, pola lingkaran tumbuh kurang jelas, penyayatan dan perekatan mudah, namun rendemen hanya 25%.

Penyayatan dan perekatan mudah, warna dan corak lebih baik.

7. Pengeringan Lambat namun tidak ditemui kesulitan. Jika jadwal pengeringan tidak terlalu cepat, tidak ditemui cacat.

Lambat namun tidak ditemui kesulitan. Jika jadwal pengeringan tidak terlalu cepat, tidak ditemui cacat.

Sama-sama mudah dikeringkan

8. Keawetan alami Keawetan alami meningkat seiring dengan pertambahan umur (peningkatan kandungan ekstraktif). Jati muda dan bagian kayu teras bagian dalam kurang awet, juga lebih sulit diawetkan.

Cukup awet-sangat awet. Asal benih lebih berpengaruh terhadap keawetan alami jati.

9. Kegunaan Kayu gergajian dan produksi venir (log kualitas tinggi dapat diperoleh pada umur 10-15 (20) tahun. Jati dengan dimensi kecil, misal hasil penjarangan, digunakan untuk tiang/galah, kayu bakar, dsb. Di Nigeria jati khusus ditanam

Bagian teras jati secara luas digunakan untuk kapal, konstruksi yang bersentuhan langsung dengan air, komponen bangunan (kusen jendela dan pintu, lantai) dan furnitur, termasuk furnitur taman. Venir jati utamanya digunakan untuk tujuan dekoratif dalam produksi kayu lapis. Penggunaan

Menurut Bhat and Indira (1997), masalah utama dalam pemanfaatan jati rotasi pendek adalah: - keawetan alami berkurang -rendemen kayu gergajian dan venir kecil akibat peningkatan mata kayu dan tegangan pertumbuhan yang menyebabkan kayu retak.

Page 8: Struktur Makro, Mikro Dan Ultramikroskopik Kayu Jati ... · resume hasil penelitian sifat-sifat kayu jati cepat tumbuh dan kayu jati konvensional di Indonesia pada kelas umur yang

11

No. Uraian Sifat Kayu Jati Cepat Tumbuh Jati Konvensional Keterangan untuk kayu energi.

Kijkar (1997) melaporkan bahwa jati dengan diameter kecil dapat digunakan untuk parket, log untuk kontruksi kabin, dan mainan. Dalam Steber (1995) disebutkan bahwa parket flooring, frame lukisan, molding, komponen furnitur, jendela dan kerangka pintu dapat dibuat dari jati berumur 15-25 tahun. Philips (1995) juga melaporkan bahwa terdapat permintaan tiang-tiang kecil jati yang tinggi secara lokal untuk pagar, perumahan sementara dan komponen furnitur. Menurut Amazon Teak Foundation, log berdiameter kecil dari tanaman jati umur 12 tahun di Brazil diekspor sebagai gelondongan untuk venir ke USA, dan juga terjual untuk kayu gergajian pada pasar lokal, serta diekspor juga ke Hongkong, India, Jerman dan Denmark.

secara khusus untuk peralatan laboratorium yang terkena bahan kimia. Digunakan juga untuk tiang listrik, pagar, dan bantalan kereta api. Gubal digunakan setelah diawetkan.

Bagaimanapun, pemanfaatan kayu tanaman diameter kecil dibatasi oleh persentase kayu teras karena hanya bagian teras yang dapat digunakan untuk produk jati secara tradisional maupun produk-produk baru. Dilley (komunikasi pribadi): jati umur 8 tahun memiliki kayu teras sebesar 30% dari keseluruhan volume kayu. Sedangkan Tee (1995) melaporkan bahwa bagian gubal jati dapat digunakan untuk venir dan parket murah dengan pasaran lokal.

Kualitas Kayu Kayu merupakan produk dari proses biologis (metabolisme) suatu

tumbuhan, yaitu pohon sehingga sifat-sifatnya sangat bervariasi akibat pengaruh

faktor-faktor dalam dan luar selama pertumbuhan pohon. Kayu dihasilkan oleh

banyak spesies pohon dimana setiap jenis mempunyai sifat-sifat anatomi, kimia

dan fisika masing-masing (Pandit 2006).

Page 9: Struktur Makro, Mikro Dan Ultramikroskopik Kayu Jati ... · resume hasil penelitian sifat-sifat kayu jati cepat tumbuh dan kayu jati konvensional di Indonesia pada kelas umur yang

12

Kualitas kayu adalah kesesuaian atau kecocokan kayu untuk penggunaan

tertentu. Kualitas kayu merupakan suatu ukuran ciri-ciri kayu yang mempengaruhi

sifat-sifat produk yang dibuat darinya, dimana ukuran ini merupakan hal yang

sangat subyektif, tergantung produk yang akan dibuat dari kayu tersebut. Sifat-

sifat penting kayu yang digunakan untuk suatu produk sering berbeda dengan

sifat-sifat penting untuk produk yang lain (Panshin et al. 1964; Savidge 2003;

Anisah & Siswamartana 2005). Kualitas kayu ditentukan oleh satu atau lebih

faktor-faktor variabel yang mempengaruhinya seperti struktur anatomi dan

selanjutnya sifat-sifat fisikanya. Sebagai contoh perubahan-perubahan kecil pada

panjang sel serabut, tebal dinding sel, diameter sel, sudut fibril, presentase tipe-

tipe sel, nisbah antara selulosa dan lignin akan menyebabkan perubahan sifat fisik

dan selanjutnya perubahan pada kualitas kayu tersebut (Panshin et al. 1964;

Pandit 2006).

Sejumlah faktor menentukan kecocokan kayu sebagai bahan baku kayu

pertukangan, furnitur, moulding, dan produk venir, seperti kerapatan, proporsi

kayu teras, kandungan kayu juvenil, terdapatnya mata kayu, dan arah serat.

Pemahaman terhadap variabilitas sifat-sifat kayu serta faktor-faktor yang terlibat

di dalamnya memberikan suatu latar belakang yang diperlukan untuk usaha

memperbaiki kualitas kayu sebagai bahan baku di dalam hutan, yaitu melalui

tindakan silvikultur dan rekayasa genetika. Sebagai jati unggul yang

pertumbuhannya dipercepat, tentu akan terjadi perubahan sifat pada kayu JUN

yang dihasilkan.

Secara lebih detail selanjutnya disampaikan faktor-faktor yang menentukan

kecocokan kayu sebagai bahan baku venir dan dan kayu olahan termasuk furnitur.

Venir Venir adalah lembaran tipis kayu yang dihasilkan dengan cara mengupas

atau menyayat kayu bundar atau kayu gergajian (Kliwon & Iskandar 2008).

Menurut FAO (Anonymus 1966 dalam Martawijaya et al. 2005), kayu yang

umum dibuat venir adalah yang mempunyai kerapatan 0,40-0,70 g/cm3,

sedangkan yang terbaik adalah kerapatan 0,50-0,55 g/cm3.

Page 10: Struktur Makro, Mikro Dan Ultramikroskopik Kayu Jati ... · resume hasil penelitian sifat-sifat kayu jati cepat tumbuh dan kayu jati konvensional di Indonesia pada kelas umur yang

13

Pengupasan kayu dapat dilakukan dalam kondisi dingin tanpa sesuatu

perlakuan pendahuluan, sedangkan untuk jenis kayu tertentu harus dilakukan

dalam kondisi panas, yaitu melalui proses pengukusan atau perebusan. Faktor

yang mempengaruhi hasil pengupasan adalah tebal venir dan sudut kupas yang

umumnya bervariasi antara 90º dan 93,5º (Martawijaya et al. 2005). Penetapan

baik tidaknya suatu kayu untuk bahan venir ditetapkan pada saat pembuatan,

pengeringan, dan sifat perekatannya. Sifat-sifat kayu yang perlu diperhatikan

antara lain (Kliwon & Iskandar 2008):

Berat Jenis. Berat jenis kayu dapat digunakan sebagai pedoman umum guna

seleksi jenis kayu untuk dibuat venir. Biasanya berat jenis kayu untuk dibuat venir

kupas antara 0.30-0.65. Jenis kayu dengan berat jenis agak tinggi memerlukan

tenaga penggerak mesin yang lebih tinggi dibandingkan kayu dengan berat jenis

rendah. Untuk jenis-jenis kayu yang memiliki motif serat lebih baik, pengupasan

akan lebih berhasil apabila dilakukan pelunakan dengan jalan kayu direbus atau

diberi uap panas. Suhu dan lama pemanasan tergantung pada besarnya diameter

dan berat jenisnya, yaitu berkisar antara 70-100ºC dan lamanya antara 35-80 jam.

Kadar air basah dan penyusutan. Kadar air kayu yang akan dikupas

berkisar antara 50-60%. Air dalam kayu berfungsi sebagai pelumas pada waktu

proses pengupasan. Kayu dengan penyusutan rendah dikehendaki dalam

pembuatan venir.

Struktur kayu, tekstur kayu, dan arah serat. Struktur yang seragam adalah

salah satu prasyarat untuk digunakan sebagai bahan venir. Sedangkan pori-pori

kayu mempengaruhi penampilan baik tidaknya venir luar pada waktu proses akhir.

Serat kayu yang teratur arahnya akan mudah dibuat venir. Lingkaran tahun,

adanya serat yang tidak teratur akan mempengaruhi mutu permukaan venir.

Komponen zat ekstraktif. Pengaruh zat ekstraktif dalam kayu terhadap mutu

venir sebagai berikut:

• Damar (gum). Kadar damar yang tinggi menurunkan mutu venir.

• Getah atau resin. Pada permukaan venir, getah akan mengumpul pada pisau dan

akan mengakibatkan venir menjadi cacat (kasar konvensional), dan getah yang

sudah mengeras akan mengakibatkan pisau menjadi cepat tumpul.

Page 11: Struktur Makro, Mikro Dan Ultramikroskopik Kayu Jati ... · resume hasil penelitian sifat-sifat kayu jati cepat tumbuh dan kayu jati konvensional di Indonesia pada kelas umur yang

14

• Polifenol (tanin). Tanin lebih banyak terdapat pada kayu teras dibandingkan

pada kayu gubal. Hal inilah yang menyebabkan warna kayu teras lebih coklat

daripada kayu gubal. Polifenol ini menyebabkan perubahan warna kalau

bereaksi dengan besi dan baja, yaitu menyebabkan warna biru hitam pada pisau

dan permukaan venir. Venir yang berasal dari teras kayu memiliki sifat lebih

stabil dan retak bawah venir yang lebih rendah dari pada venir yang berasal dari

gubal. Hal ini disebabkan karena polifenol bersifat plastis.

• Lilin (wax). Adanya lilin dikehendaki pada pembuatan venir. Tetapi sebaliknya

menyebabkan keteguhan retak kayu lapisnya menjadi lebih rendah.

• Bahan mineral. Bahan mineral dalam kayu seperti kalsium, magnesium, dan

silika berkadar tinggi akan menyebabkan tumpulnya pisau kupas. Apabila kadar

silika > 0,5% akan menyebabkan pisau kupas cepat menjadi tumpul.

Untuk penggunaan tertentu, seperti peti dan dinding rumah, bau kayu,

misalnya dari kayu lapis, memegang peranan penting. Untuk produk kayu lapis

indah pun, corak/keindahan kayu merupakan prasyarat utama.

Sedangkan sifat-sifat mekanis kayu yang penting dan mempengaruhi mutu

venir adalah sifat keteguhan tarik sejajar serat, kekerasan, keteguhan lentur,

keteguhan geser, keteguhan tekan sejajar dan tegak lurus serat.

Persyaratan panjang kayu bundar untuk venir kupas adalah ±2.5 m, dan 3.6-

5 m untuk venir sayat. Sedangkan diameter, untuk venir kupas adalah 50 cm, dan

untuk venir sayat 37.5 cm. Bentuk kayu harus silindris agar mudah dikupas, dan

rendemen juga tinggi. Keberadaan mata kayu sehat maupun mata kayu busuk

lebih baik dihindari karena dapat menurunkan mutu venir. Mata kayu sehat dan

keras akan menimbulkan suara yang lebih nyaring pada proses pengupasan venir

dan akan cepat menumpulkan pisau kupas. Sedangkan mata kayu busuk akan

menimbulkan lubang-lubang pada venir (PIKA 1979; Kliwon & Iskandar 2008).

Kayu jati tergolong dalam kelompok jenis kayu bercorak indah, sehingga

banyak dipakai sebagai venir muka. Serat kayunya sangat bervariasi, mulai dari

yang lurus hingga bergelombang, yang masing-masing memberikan corak

gambaran yang menarik. Warna kayunya juga bervariasi, mulai dari coklat muda

sampai kuning coklat kemerahan dengan garis-garis yang tak teratur, lingkaran

Page 12: Struktur Makro, Mikro Dan Ultramikroskopik Kayu Jati ... · resume hasil penelitian sifat-sifat kayu jati cepat tumbuh dan kayu jati konvensional di Indonesia pada kelas umur yang

15

tahun yang nampak, semuanya menyebabkan kayu jati ini memiliki keindahan

yang khas dan dikenal secara luas. Berat jenisnya bervariasi dari 0,51-0,78, mudah

disayat, venir mengering rata tanpa retak. Penyusutan kecil, dan perekatan juga

tidak mengalami kesulitan. Namun jenis ini sebenarnya memiliki habitus yang

kurang sesuai untuk venir kupas karena batangnya belum tentu silindris. Bagian

batang bebas cabang juga tidak terlalu panjang.

Furnitur Furnitur atau mebel, menurut Kamus Besar Bahasa Indonesia, adalah

perabot rumah tangga, seperti meja dan kursi; perabot yang diperlukan, perabot

yang berguna atau disukai, bentuknya berupa barang atau benda yang dapat

dipindah-pindah, dan digunakan untuk melengkapi rumah, kantor, dan lain-lain

(Tim Penyusun Kamus PPPB 1994 & 2002). Secara lebih spesifik dalam Kamus

Umum Bahasa Indonesia disebutkan bahwa mebel adalah perkakas rumah tangga

seperti meja dan kursi (Poerwodarminto 1976).

Sebagai bahan baku furnitur, kayu memiliki berbagai kelebihan dibanding

material lain. Kayu dapat secara mudah dibentuk dengan tangan ataupun mesin,

dan dapat dirakit menjadi berukuran besar dengan menggunakan perekat, pasak,

paku ataupun baut. Kelebihan lainnya, kerusakan pada bagian–bagian atau

komponen-komponennya dapat secara mudah diperbaiki atau diganti (Menon &

Burgess 1979).

Berikut adalah sifat-sifat kayu yang disukai untuk penggunaannya sebagai

furnitur menurut Menon & Burgess (1979) serta PIKA (1979):

- Kekuatan yang cukup. Bagian-bagian furnitur dimaksudkan untuk menerima

beban, baik secara terus-menerus atau sesekali. Beban-beban ini disebarkan

secara merata, termasuk pada sambungan. Sehingga, meskipun kekuatan

adalah penting, bahan baku untuk furnitur tidak dibutuhkan yang benar-benar

sangat kuat. Lebih lanjut, kekuatan berhubungan dengan kerapatan, kayu yang

sangat kuat berarti juga kayu yang sangat berat. Furnitur yang dibuat dari kayu

yang berat umumnya kurang disukai karena sulit untuk memindah-

mindahkannya.

Page 13: Struktur Makro, Mikro Dan Ultramikroskopik Kayu Jati ... · resume hasil penelitian sifat-sifat kayu jati cepat tumbuh dan kayu jati konvensional di Indonesia pada kelas umur yang

16

- Sifat permesinan yang baik dan kerapatan yang sesuai. Kayu untuk furnitur

harus mudah untuk digergaji, diserut, dihaluskan ataupun dibor. Permukaan

yang dikerjakan harus mulus tanpa sobekan serabut yang akan menghasilkan

permukaan yang berbulu. Kayu juga jangan mengandung terlalu banyak

ekstraktif, seperti resin/getah, atau silika, yang mungkin dapat menyebabkan

pisau pemotong menjadi tumpul. Selain menyulitkan dipindah-pindah, kayu

yang berat juga menyebabkan penumpulan yang cepat pada pisau pemotong.

Meskipun dengan penambahan baja baru pada pisau pemotong membuat pisau

lebih kuat dan teguh, penumpulan pisau secara cepat tetap akan terjadi jika

menggunakan kayu berat. Kayu dengan kerapatan kering oven sekitar 500 kg

m-3 (Berat Jenis 0.5) telah terbukti cukup baik untuk furnitur. Bagaimanapun,

disarankan untuk menggunakan kayu yang lebih berat untuk furnitur yang

memiliki banyak kegunaan seperti tempat tidur dan kursi; tapi kayu yang lebih

ringan juga dapat dipakai untuk pembuatan furnitur di kantor, seperti lemari,

rak, termasuk rak buku.

- Stabilitas dimensi selama penggunaan. Kayu yang memiliki penyusutan dan

pengembangan yang drastis dan besar, kurang disukai untuk penggunaan

apapun. Pergeseran kayu akan menyebabkan distorsi pada bagian furnitur,

sulitnya menarik laci, sulit membuka pintu, dan juga menyebabkan sambungan

terbuka. Dengan perlakuan pengeringan yang tepat, kayu dengan kadar air

kurang dari 10% akan mampu mengatasi permasalahan ini.

Perhatian secara khusus, bagaimanapun, harus diaplikasikan saat furnitur kayu

digunakan pada ruangan ber-AC. Karena itu, kayu dengan penyusutan rendah

sangat ideal untuk pembuatan furnitur. Perubahan kadar air pada kayu yang

telah dikeringkan dapat diminimalisir dengan pelapisan yang tepat

menggunakan varnish, cat, atau bahkan lembaran plastik. Metode yang

disebutkan terakhir adalah perkembangan terbaru dalam teknik perlindungan

kayu. Jika memungkinkan, papan yang digunakan sebaiknya papan radial

karena memiliki susut yang lebih kecil.

- Keawetan. Terkadang, keawetan berhubungan dengan kerapatan. Kayu yang

berat umumnya lebih awet dibanding kayu yang lebih ringan. Bagaimanapun,

keawetan kayu yang lebih rendah dapat ditingkatkan dengan perlakuan

Page 14: Struktur Makro, Mikro Dan Ultramikroskopik Kayu Jati ... · resume hasil penelitian sifat-sifat kayu jati cepat tumbuh dan kayu jati konvensional di Indonesia pada kelas umur yang

17

pengawetan. Serangan rayap dan penggerek secara sukses dapat dikontrol

menggunakan teknik pengawetan kayu. Serangan jamur seperti jamur biru pada

kayu yang berwarna cerah juga dapat diatasi dengan perlakuan pengawetan.

Struktur Anatomi: Struktur Makroskopik, Mikroskopik dan

Ultramikroskopik Kayu

Struktur anatomi kayu merupakan salah satu sifat dasar yang sangat

berpengaruh pada penggunaan kayu sebagai bahan baku. Panshim et al. (1964:

202), Pandit (2006), serta Pandit dan Kurniawan (2008) menyebutkan bahwa

perubahan bentuk dan ukuran sel bagaimanapun kecilnya akan menyebabkan

perubahan sifat kayunya sebagai bahan. Sebagai pohon yang dipercepat

pertumbuhannya kemungkinan akan terjadi perubahan pada struktur anatominya

akibat pertumbuhan panjang sel-sel inisial kambium terhambat dan menunda saat-

saat produksi sel-sel dengan panjang maksimum. Untuk kayu jati yang memiliki

pori tata lingkar, pembentukan kayu awal yang dihasilkan saat pertumbuhan yang

cepat akan menghasilkan sel-sel berukuran lebih pendek. JUN dimaksudkan untuk

dipanen dalam umur yang relatif muda. Lebih lanjut menurut Panshin et al.

(1964), dalam tahun-tahun pertama pertumbuhan batang, yaitu sesudah

terbentuknya kambium vaskuler, kecepatan pembelahan secara pseudotransversal

adalah sangat cepat dengan presentase hidup sangat besar. Hal ini menyebabkan

panjang rata-rata sel inisial kambium dan sel-sel turunannya menjadi pendek, atau

yang dikenal sebagai periode juvenil.

Sedikitnya ada empat level struktur dalam struktur kayu yang dapat

diidentifikasi, dimana semakin kecil ukurannya dibutuhkan peralatan yang

semakin canggih. Keempat level tersebut adalah struktur makroskopik, struktur

mikroskopik, struktur nano/ultrastruktur dan tingkat struktur molekuler (Booker &

Sell 1998).

Struktur Makroskopik

Struktur makroskopik kayu adalah elemen-elemen penyusun kayu yang

jelas terlihat dan dapat diamati menggunakan mata telanjang atau loupe dengan

perbesaran 10-15x. Struktur makroskopik kayu dilihat pada tiga bidang

Page 15: Struktur Makro, Mikro Dan Ultramikroskopik Kayu Jati ... · resume hasil penelitian sifat-sifat kayu jati cepat tumbuh dan kayu jati konvensional di Indonesia pada kelas umur yang

18

pengamatan yaitu bidang aksial, radial dan tangensial (Pandit & Setiawan 2008;

Bowyer et al. 2003). Ukuran selnya milimeter ke atas (Booker & Sell 1998). Sifat

kayu yang termasuk struktur makro adalah riap tumbuh, rasio kayu teras dan kayu

gubal, arah serat, tekstur, kilap, warna, corak kayu, kekerasan dan bau (Booker &

Sell 1998; Mandang & Pandit 2002; Pandit & Kurniawan 2008).

Riap tumbuh merupakan massa kayu yang dibentuk oleh jaringan kambium

dalam satu periode tumbuh tertentu. Riap tumbuh terpisah satu dengan lainnya

yang terlihat seperti lingkaran pada penampang melintang batang. Riap

menunjukkan massa kayu yang dibentuk selama satu tahun pertumbuhan (Anisah

& Siswamartana 2005). Sedangkan untuk struktur makro lainnya secara rinci

dijabarkan sebagai berikut (Mandang & Pandit 2002; Pandit et al. 2009):

Seperti yang telah disebutkan di atas, salah satu struktur kayu yang diamati

secara makro adalah ratio kayu teras dan kayu gubal. Dalam pohon selama

bertahun-tahun, massa xilem (kayu) yang terbentuk tidak hanya berfungsi

memberikan kekuatan mekanik kepada batang, namun juga berperan dalam fungsi

konduksi (penguat) dan sampai batas tertentu berfungsi juga sebagai tempat

penyimpan cadangan makanan. Bagian kayu yang tersusun atas sel-sel yang masih

hidup sehingga mampu menjalankan fungsi fisiologisnya disebut kayu gubal

(sapwood). Sifat-sifat kayu gubal sebagai bahan baku industri furnitur antara lain

kadar airnya lebih tinggi, stabilitas dimensi dan keawetan alaminya umumnya

lebih rendah. Bagian kayu gubal umumnya kurang disenangi untuk bahan baku

industri furnitur.

Semakin lama hingga waktu yang tidak tertentu, tergantung pada jenis

pohon dan kondisi tempat tumbuh, protoplasma sel-sel hidup kayu gubal akan

mati sehingga fungsi sebagai penyalur dan penyimpan cadangan makanan akan

terhenti. Perubahan sekunder yang terjadi sebagai akibat kematian sel-sel akan

menyebabkan terbentuknya bagian xilem yang disebut kayu teras (heartwood).

Perubahan kayu gubal menjadi kayu teras disertai oleh pembentukan berbagai zat

organik yang secara umum disebut sebagai zat ekstraktif. Periode atau waktu

pembentukan kayu teras berbeda-beda, ada jenis kayu yang membentuk kayu teras

dalam waktu yang relatif cepat, tapi sebaliknya banyak jenis kayu baru

Page 16: Struktur Makro, Mikro Dan Ultramikroskopik Kayu Jati ... · resume hasil penelitian sifat-sifat kayu jati cepat tumbuh dan kayu jati konvensional di Indonesia pada kelas umur yang

19

membentuk kayu teras dalam waktu yang relatif lama. Kayu jati baru mulai

membentuk kayu teras pada umur 7-9 tahun.

Jumlah dan macam zat organik yang terbentuk pada kayu teras sangat

bervariasi menurut jenis dan kondisi tempat tumbuh. Pada kayu jati yang telah

masak tebang, zat-zat ekstraktif yang terbentuk adalah komponen tectoquinon

yang bersifat revelent. Komponen ini diduga menyebabkan bagian teras kayu jati

umumnya sangat tahan terhadap serangan mikro-organisme perusak kayu.

Perubahan kayu gubal menjadi kayu teras juga menyebabkan adanya

perubahan warna, pada jati bagian terasnya berwarna coklat tua atau coklat

keemasan, sangat kontras dibandingkan warna kayu gubal yang putih kekuningan.

Secara teknologi perubahan kayu gubal menjadi kayu teras menyebabkan

perubahan sifat-sifat dasar kayunya sebagai bahan.

Industri furnitur umumnya lebih menyukai kayu yang mempunyai ratio

kayu teras dan gubal (RTG) yang tinggi, artinya persentase terasnya jauh lebih

tinggi dibanding gubalnya. Kriteria bahan baku kayu yang mempunyai RTG

tinggi akan menyebabkan stabilitas dimensi dan keawetan alaminya meningkat,

kadar air menjadi lebih rendah, warna menjadi lebih gelap, corak kayu semakin

menarik, dan permeabilitas menurun.

Selanjutnya, struktur makro yang diidentifikasi adalah serat kayu. Arah serat

kayu pada dasarnya adalah arah orientasi sel-sel yang bentuknya panjang terhadap

sumbu panjang batang. Arah serat pada permukaan kayu pada dasarnya dapat

digolongkan ke dalam dua pola umum yaitu: arah serat lurus (straight grain) dan

arah serat miring (cross grain) (Panshin et al. 1964; Bowyer et al. 2003). Arah

serat permukaan kayu dikatakan lurus apabila sel-sel yang berukuran panjang

yang menyusun kayu tersusun sejajar dengan sumbu panjang batang. Sebaliknya

arah serat kayu dikatakan miring apabila sel-sel panjang yang menyusun kayu

orientasinya tidak sejajar, sehingga membentuk sudut dengan sumbu panjang

batang. Arah serat miring ada beberapa macam yaitu arah serat melilit (spiral

grain), arah serat terpadu (interlocked grain), arah serat berombak (wavy grain)

dan arah serat diagonal. Arah serat diagonal ini dapat disebabkan karena

kesalahan dalam pola penggergajian atau juga sering disebabkan karena bentuk

batang yang mempunyai taper besar. Untuk bahan baku industri furnitur

Page 17: Struktur Makro, Mikro Dan Ultramikroskopik Kayu Jati ... · resume hasil penelitian sifat-sifat kayu jati cepat tumbuh dan kayu jati konvensional di Indonesia pada kelas umur yang

20

umumnya lebih disenangi kayu yang mempunyai serat lurus, karena kayu yang

arah seratnya miring umumnya sifat kekuatannya akan tereduksi.

Tekstur kayu merupakan salah satu struktur makro yang umum diamati.

Tekstur kayu adalah kesan pada permukaan kayu yang disebabkan oleh besar

kecilnya ukuran diameter sel-sel penyusun kayu. Tekstur kayu dikatakan kasar

apabila diameter sel-sel penyusun kayu berukuran besar. Sedangkan tekstur kayu

dikatakan halus apabila diameter sel-sel penyusun kayu berukuran kecil.

Pada kayu daun lebar (hardwood) bentuk dan ukuran sel-sel penyusun kayu

yang dapat mempengaruhi tekstur kayu antara lain adalah sel pembuluh (vessel

cell) dan sel serabut (fiber cell). Tesktur hardwood dikatakan kasar apabila

diameter sel-sel pembuluhnya mempunyai ukuran lebih besar dari 200 mikron,

bila diameter porinya sekitar 100-200 mikron akan menampilkan tekstur sedang

atau moderat dan bila diameter pori kurang dari 100 mikron akan menyebabkan

tekstur kayu yang halus.

Untuk bahan baku industri furnitur umumnya lebih disenangi kayu yang

mempunyai tekstur halus sampai sedang dan kurang menyukai kayu dengan

tekstur kasar. Tekstur kayu yang halus secara alami sangat berpengaruh dalam

proses finishing.

Selanjutnya adalah kilap kayu. Kilap kayu adalah suatu sifat kayu yang

memungkinkan permukaan kayu dapat memantulkan cahaya sehingga kesan

permukaan kayu mengkilap. Beberapa jenis kayu dapat memantulkan cahaya

sehingga berkesan mengkilap. Sebaliknya banyak jenis kayu kesan permukaannya

buram, ini ditentukan oleh beberapa sifat anatomi yang khas. Kilap kayu disini

harus dibedakan dengan kesan permukaan kayu akibat proses finishing. Kilap

kayu ditentukan oleh karakteristik sel-sel penyusun kayu. Permukaan bidang

radial (quartersawn) dapat menampilkan kilap yang lebih baik dibanding bidang

tangensial (flatsawn), ini disebabkan adanya sel jari-jari kayu yang tersingkap.

Kandungan minyak atau lilin (wax) dalam kayu teras sangat mempengaruhi

kilap permukaan kayu. Kayu yang disusun oleh sel-sel berdinding tipis dengan

lumen sel yang lebar, umumnya cenderung akan menampilkan kesan buram.

Bahan baku kayu untuk industri furnitur yang mempunyai kilap alami yang baik

Page 18: Struktur Makro, Mikro Dan Ultramikroskopik Kayu Jati ... · resume hasil penelitian sifat-sifat kayu jati cepat tumbuh dan kayu jati konvensional di Indonesia pada kelas umur yang

21

akan sangat membantu dalam proses finishing. Jati termasuk kayu yang

mempunyai kilap alami yang baik.

Warna kayu juga merupakan struktur makro yang diidentifikasi. Warna

kayu terutama disebabkan karena adanya zat ekstraktif yang mempunyai zat

warna atau pigmen tertentu. Warna kayu sangat bervariasi menurut jenis kayu,

posisi kayu di dalam batang dan kondisi lingkungan. Warna kayu bervariasi mulai

dari putih, krem, kuning, kemerahan, coklat hingga hitam. Warna suatu jenis kayu

umumnya terdiri dari campuran berbagai warna sehingga sulit dinyatakan dengan

kata-kata. Untuk menyatakan warna kayu secara tepat umumnya dinyatakan

dengan warna sesuatu benda yang mempunyai warna yang sama. Sebagai contoh

kayu damar dinyatakan warnanya seperti warna jerami. Untuk menilai warna

suatu jenis kayu umumnya yang dilihat adalah warna bagian terasnya dalam

kondisi kering udara. Untuk bahan baku industri furnitur umumnya lebih

disenangi kayu yang berwarna terang, cerah atau putih karena mudah untuk

dikonversi menjadi warna yang diinginkan. Pemilihan warna kayu untuk bahan

baku industri furnitur juga sangat dipengaruhi oleh selera pasar. Untuk pasar

Eropa umumnya lebih menyukai kayu-kayu berwarna gelap karena memberi

kesan unik dan antik. Sedangkan pasar Jepang umumnya lebih menyukai warna

kayu yang terang.

Selanjutnya adalah corak kayu. Furnitur sebagai alat perabot rumah tangga

yang juga berfungsi sebagai barang pajangan atau hiasan dituntut untuk

menampilan kesan yang unik dan menarik. Sifat dasar kayu yang mampu

menampilkan kesan yang menarik mensyaratkan bahan baku kayu yang

mempunyai corak kayu yang indah. Corak kayu yang aktraktif dan berkesan indah

sangat berhubungan dengan struktur anatomi sel-sel penyusunnya. Struktur

anatomi kayu yang dapat menimbulkan corak permukaan kayu yang indah anatara

lain :

- Struktur pori tatalingkar pada kayu daun lebar. Susunan pori yang teratur

dimana pori-pori yang besar tersusun konsentrik pada daerah kayu awal dan

pori kecil tersusun pada daerah kayu akhir. Pola penyusunan pori seperti ini

akan menyebabkan riap pertumbuhan kayu yang jelas sehingga kesan

permukaan kayu menimbulkan corak yang indah. Corak kayu yang indah

Page 19: Struktur Makro, Mikro Dan Ultramikroskopik Kayu Jati ... · resume hasil penelitian sifat-sifat kayu jati cepat tumbuh dan kayu jati konvensional di Indonesia pada kelas umur yang

22

akibat pola penyusunan pori tatalingkar ini berbeda menurut bidang

orientasinya. Papan flatsawn yang porinya tatalingkar akan menyebabkan

corak aktraktif yang menyerupai corak garis parabola yang saling menutup.

Namun kelemahannya, papan flatsawn umumnya mempunyai stabilitas

dimensi yang lebih rendah dibandingkan papan quartersawn. Sifat alami kayu

sebagai bio-material menunjukkan arah tangensial kayu mempunyai sifat

penyusutan dan pengembangan rata-rata dua kali lebih besar dibanding arah

radial. Berbeda dengan papan quartersawn, pola corak yang ditimbulkan

dengan adanya susunan pori tatalingkar membentuk corak garis sejajar satu

dengan lainnya yang indah. Bahan baku kayu yang mempunyai corak indah

seperti ini sangat diinginkan sebagai bahan baku industri furnitur; contohnya

seperti kayu jati.

- Kayu awal dan kayu akhir yang fluktuatif. Kayu awal (earlywood atau

springwood) adalah massa xilem (kayu) yang dibentuk oleh kambium selama

masa petumbuhan yang baik yaitu musim semi. Sedangkan kayu akhir

(latewood atau summerwood) adalah massa xilem yang dibentuk oleh kambium

selama pertumbuhan akhir (musim panas) yang kurang baik. Sel-sel kayu awal

disusun oleh sel-sel berdiameter besar dan berdinding tipis, sedangkan kayu

akhir memiliki sel-sel berdiameter kecil dengan dinding sel yang tebal,

menimbulkan corak kayu yang indah. Susunan kayu awal dan kayu akhir yang

jelas juga menimbulkan kesan riap pertumbuhan kayu yang jelas. Makin

fluktuatif perbedaan struktur kayu awal dan kayu akhir akan menimbulkan

corak kayu yang makin indah. Struktur kayu demikian sering juga

menimbulkan masalah dalam pengerjaan kayu bila diproses dalam kondisi

kandungan airnya yang tidak kondusif. Dalam proses pengerjaan seperti proses

penyerutan, karakteristik sifat dasar kayu seperti ini sering menimbulkan cacat

dalam pengerjaan kayu yang disebut cacat serat terangkat.

- Struktur jari-jari multiseriate. Jari-jari kayu adalah elemen bersifat parenkim

yang menyusun kayu ke arah transversal. Berdasarkan lebarnya, jari-jari kayu

dibagi menjadi dua bagian yaitu: jari-jari sempit dan jari-jari lebar. Jari-jari

sempit adalah struktur jari-jari yang terdiri atas satu seri (uniseriate) dan jari-

jari dua seri (biseriate). Jari-jari multiseriate adalah struktur jari-jari yang

Page 20: Struktur Makro, Mikro Dan Ultramikroskopik Kayu Jati ... · resume hasil penelitian sifat-sifat kayu jati cepat tumbuh dan kayu jati konvensional di Indonesia pada kelas umur yang

23

terdiri dari lebih dua seri. Struktur jari-jari multiseriate akan menyebabkan

susunan sel-sel jari-jari akan sangat jelas tampak terutama pada bidang

melintang batang karena disusun oleh sel-sel yang banyak sehingga

menimbulkan kesan jari-jari yang lebar. Pada papan quartersawn kesan jari-jari

multiseriate ini akan menampilkan corak yang sangat aktraktif karena

potongan jari-jarinya tersingkap jelas.

- Struktur jari-jarikerinyut (ripplemark). Susunan jari-jari kayu yang teratur

pada potongan tangensial (flatsawn) sehingga menimbulkan kesan jari-jari

kayu bertingkat disebut ripplemark. Papan tangensial yang mempunyai struktur

jari-jari ripplemark seperti ini akan menimbulkan kesan corak yang menarik

sehingga cocok untuk bahan baku industri furniture.

- Parenkim paratrakeal dan marginal. Parenkim paratrakeal adalah pola

penyusunan sel-sel parenkim aksial yang mengelilingi sel-sel pembuluh dan

membentuk pola khusus, sedangkan parenkim marginal adalah pola susunan

parenkim aksial yang berbentuk pita pada batas riap tumbuh. Struktur sel

parenkim seperti ini pada penampang melintang batang, jelas kelihatan seperti

adanya riap-riap pertumbuhan yang jelas. Bila dibuat sebagai papan, kayu yang

mempunyai struktur parenkim seperti ini juga akan menimbulkan corak kayu

yang indah.

- Kayu teras yang tidak teratur. Pembentukan kayu teras yang tidak teratur

menyebabkan warna kayu teras tidak teratur di mana ada bagian yang kayu

terasnya jelas tapi pada bagian lain warnanya kurang jelas sehingga

menimbulkan kesan berbeda tapi justru menimbulkan corak yang atraktif.

- Kayu reaksi. Kayu reaksi adalah massa xilem yang dibentuk oleh kambium

sebagai reaksi internal akibat adanya aksi dari luar. Kayu reaksi yang terjadi

pada softwood disebut kayu tekan (compression wood), dan bila terjadi pada

hardwood disebut kayu tarik (tension wood). Karakteristik struktur

mikroskopik kayu reaksi sangat berbeda dengan struktur mikroskopik kayu

normal. Struktur mikroskopik kayu reaksi ditandai oleh dimensi sel-sel

penyusun kayu berukuran pendek, diameter dan rongga sel yang lebar serta

dinding sel yang tipis. Struktur mikroskopik kayu reaksi sangat berbeda dengan

kayu normal, maka kayu reaksi dianggap sebagai cacat kayu yang penting

Page 21: Struktur Makro, Mikro Dan Ultramikroskopik Kayu Jati ... · resume hasil penelitian sifat-sifat kayu jati cepat tumbuh dan kayu jati konvensional di Indonesia pada kelas umur yang

24

untuk mendapat perhatian. Kayu reaksi ini merupakan cacat kayu yang banyak

menimbulkan masalah dalam proses pengolahan. Pada hardwood yang

mengandung kayu reaksi cukup berat, bila dipakai sebagai bahan baku untuk

industri furnitur akan banyak menimbulkan masalah. Masalah yang timbul

akibat adanya kayu reaksi yang berat dapat terjadi mulai pada proses

penggergajian, proses pengeringan bahkan sampai kepada proses pengerjaan.

Selama proses penggergajian bahan baku kayu yang mengandung kayu reaksi

akibat adanya tegangan yang berat bisa tiba-tiba mengalami pecah atau cacat

melengkung akibat penyusutan longitudinal yang tinggi. Selama proses

pengeringan kayu reaksi sering mengalami cacat bentuk yang berat seperti

bowing. Sedangkan selama proses penyerutan adanya kayu reaksi sering

menimbulkan cacat permukaan yang disebut serat berbulu halus. Secara

makroskopik, keberadaan kayu reaksi ini ditandai dengan warna kayu yang

lebih gelap dan pola pembentukan bagian melintang batang yang eksentrik.

Untuk venir, struktur makroskopik kayu yang memberikan pengaruh pada

pengerjaan maupun hasil akhir seperti yang telah disebutkan sebelumnya adalah

tekstur, arah serat dan corak. Struktur yang seragam adalah salah satu prasyarat

untuk digunakan sebagai bahan venir. Sedangkan pori-pori kayu mempengaruhi

penampilan baik tidaknya venir luar pada waktu proses akhir. Serat kayu yang

teratur arahnya akan mudah dibuat venir. Lingkaran tahun, adanya serat yang

tidak teratur akan mempengaruhi mutu permukaan venir.

Berdasarkan Martawijaya et al (2005), struktur makroskopik kayu jati

sebagai berikut: kayu teras berwarna coklat muda, coklat kelabu sampai coklat

merah tua atau merah coklat. Kayu gubal berwarna putih atau kelabu kekuning-

kekuningan. Teksturnya agak kasar dan tidak merata. Arah serat lurus atau

kadang-kadang agak berpadu. Permukaan kayunya agak licin sampai licin,

terkadang seperti berminyak. Lingkaran tumbuhnya nampak jelas, baik pada

bidang transversal maupun radial, dan menimbulkan gambar yang indah. Kayu

jati memiliki bau khas yaitu bau bahan penyamak yang mudah hilang.

Page 22: Struktur Makro, Mikro Dan Ultramikroskopik Kayu Jati ... · resume hasil penelitian sifat-sifat kayu jati cepat tumbuh dan kayu jati konvensional di Indonesia pada kelas umur yang

25

Struktur Mikroskopik Kayu

Struktur mikroskopik kayu adalah elemen sel-sel penyusun kayu yang

hanya dapat diamati dengan bantuan mikroskop cahaya atau mikroskop elektron

meliputi struktur sel (macam atau bentuk sel), dimensi dan elemen-elemen utama

dinding sel. Struktur mikroskopik kayu ini sifatnya lebih renik (ukurannya dalam

mikrometer) dibanding sifat makroskopik sehingga memerlukan pengamatan yang

lebih teliti (Booker & Sell 1998). Struktur mikroskopik kayu yang diamati

meliputi ciri-ciri yang dianjurkan oleh Komite Internasional Association of Wood

Anatomist (Wheeler et al. 1989).

Selain itu, struktur kayu yang umumnya hanya dapat diamati secara

mikroskopik adalah rasio kayu juvenil dan kayu dewasa. Massa xilem atau kayu

yang dibentuk pada tahun-tahun pertama pertumbuhan pohon yang mana

pembelahan kambium masih dipengaruhi oleh kegiatan meristem primer akan

menghasilkan kayu juvenil/kayu remaja (juvenile-wood). Identifikasi kayu juvenil

secara makroskopik sangat sulit dilakukan, sehingga dalam praktik sehari-hari

sering menimbulkan masalah.

Lingkaran tumbuh pertama sampai ke lingkaran tumbuh ke sepuluh

umumnya mempunyai karakteristik struktur anatomi yang berbeda dengan kayu

dewasa. Persentase kayu juvenil ternyata juga dipengaruhi oleh kondisi tempat

tumbuh. Pohon yang tumbuhnya baik sehingga memberi respon pertumbuhan

yang cepat, umumnya akan membentuk persentase kayu juvenil yang lebih tinggi.

Sebaliknya pohon yang tumbuh pada kondisi tempat tumbuh yang memberi

respon pertumbuhan lebih lambat umumnya membentuk persentase kayu juvenil

yang lebih rendah (Bowyer et al. 2003). Karakteristik kayu juvenil umumnya

mempunyai kerapatan rendah, kadar air dan penyusutan longitudinal yang tinggi,

sehingga mudah mengalami cacat bentuk. Sifat kayu juvenil yang paling ditakuti

adalah cacat yang disebut getas. Karena struktur anatomi kayu juvenil sangat

berbeda dengan kayu dewasa sehingga kayu jevenil ini dianggap sebagai cacat

yang sangat ditakuti, terutama untuk kayu struktural. Untuk bahan baku industri

furnitur persentase kayu juvenil yang tinggi juga akan dikhawatirkan akan

menimbulkan banyak masalah selama proses pengerjaan.

Page 23: Struktur Makro, Mikro Dan Ultramikroskopik Kayu Jati ... · resume hasil penelitian sifat-sifat kayu jati cepat tumbuh dan kayu jati konvensional di Indonesia pada kelas umur yang

26

Beberapa siifat mikroskopik yang sangat berpengaruh terhadap pengerjaan

kayu antara lain (Pandit et al. 2009):

- Struktur dinding sel. Kayu yang disusun oleh mayoritas sel-sel kayu berdinding

tebal dan lumen sel yang sangat tipis akan menyebabkan kerapatan kayu yang

tinggi. Kayu dengan kerapatan tinggi umumnya merupakan kayu yang sangat

keras. Pada hardwood kayu dengan ukuran diameter pori yang sangat kecil

(diameter pori kurang dari 50 mikron) akan menyebabkan kayu mempunyai

kerapatan tinggi. Kayu dengan kekerasan tinggi umumnya kurang disukai

untuk bahan baku industri furnitur, karena disamping lebih sulit dalam

pengerjaan juga barang furnitur yang dihasilkan akan terlalu berat. Kayu-kayu

yang kerapatannnya terlalu tinggi juga sering menimbulkan masalah dalam

proses perekatan. Sebaliknya kayu dengan struktur dinding sel yang terlalu

tipis dan rongga sel yang lebar akan menyebabkan kayu mempunyai kerapatan

sangat rendah. Kayu dengan kerapatan rendah juga akan menimbulkan kesan

permukaan yang buram, sehingga kurang disukai. Kayu dengan kerapatan

rendah disamping kurang mampu memikul beban, juga umumnya kurang

efisien dalam proses finishing. Untuk bahan baku industri furnitur seperti telah

dikemukakan di atas umumnya kurang menyenangi kayu dengan kerapatan

terlalu rendah (sangat lunak) maupun kayu dengan kerapatan terlalu tinggi

(sangat keras), dan umumnya lebih menyenangi kayu dengan kerapatan sedang

atau moderat.

- Lumen sel yang mengandung kristal. Banyak jenis kayu pada proses perubahan

kayu gubal menjadi kayu teras juga diikuti adanya akumulasi bahan yang

mengandung kristal. Lumen sel terutama sel parenkim sering mengandung

kristal, dimana bentuk dan macamnya sangat bervariasi tergantung pada jenis

dan kondisi tempat tumbuh. Bentuk kristal sangat beragam seperti bentuk

romboider, asicular, druses dan raphide. Dilihat dari macam kristal yang

terkandung juga bermacam-macam, dan yang paling banyak ditemukan adalah

kristal ca-oksalat dan kristal silica. Pengaruh adanya kristal di dalam lumen sel

terhadap sifat pengerjaan umumnya bersifat negatif, artinya banyak

menimbulkan masalah. Jenis kayu yang banyak mengandung kristal umumnya

tidak disenangi untuk bahan baku industri furnitur karena dalam proses

Page 24: Struktur Makro, Mikro Dan Ultramikroskopik Kayu Jati ... · resume hasil penelitian sifat-sifat kayu jati cepat tumbuh dan kayu jati konvensional di Indonesia pada kelas umur yang

27

pengerjaan akan cepat membuat alat menjadi tumpul sehingga biaya perawatan

alat menjadi tinggi. Adanya kristal silika paling cepat dan paling banyak

menimbulkan masalah dalam pengerjaan. Disamping gergaji cepat menjadi

tumpul, mata pisau juga sering mengalami cacat akibat nick yang ditimbukan

terlalu besar. Adanya kristal di dalam lumen juga banyak digunakan sebagai

sifat yang diagnostik untuk dasar identifikasi kayu.

- Tilosis. Pada proses perubahan kayu gubal menjadi kayu teras sering diikuti

oleh adanya tilosis yang menyumbat rongga sel pembuluh. Pada hardwood

yang mempunyai ukuran mulut noktah yang besar, akumulasi tilosis sering

terjadi, sehingga mempengaruhi permeabilitas kayu. Adanya tilosis akan

menyebabkan permeabilitas kayu menurun sehingga diperkirakan

menimbulkan masalah dalam proses pengeringan dan pengawetan dalam

rangka persiapan bahan baku .

Berdasarkan Martawijaya et al. (2005), struktur mikroskopik kayu jati

sebagai berikut: pembuluhnya sebagian besar atau hampir seluruhnya soliter

dalam susunan tata lingkar, diameter 20-40 µm, frekuensi 3-7/mm2. Parenkimnya

paratrakeal selubung lengkap atau tidak lengkap. Terdapat pula parenkim

apotrakeal berbentuk pita tangensial pendek atau panjang. Parenkim terminal

terdapat pada batas lingkaran tumbuh. Jari-jarinya homogen. Panjang serat rata-

rata 1.316 µm dengan diameter 28 µm.

Stuktur Ultramikroskopik Kayu

Struktur ultramikroskopik kayu adalah struktur sel-sel penyusun kayu yang

dapat dilihat menggunakan mikroskop elektron (dengan perbesaran di atas 100x,

seperti Transmission Electron Microscope (TEM), Scanning Electron Microscope

(SEM) hingga Atomic X-ray spectroscopy), atau menggunakan metode secara

tidak langsung seperti difraksi sinar X (XRD). Ukuran struktur yang diamati

adalah nanometer. Yang termasuk dalam struktur ultramikroskopik kayu adalah

struktur dinding sel yang sangat kecil serta struktur fibril elementer seperti sudut

mikrofibril, derajat kristalinitas, dan dimensi kristalin kayu.

Struktur ultramikroskopik kayu yang berpengaruh terhadap kualitas kayu

adalah sudut mikrofibril (MFA) (Stuart & Evans 1994). Lebih jauh, Bendtsen &

Page 25: Struktur Makro, Mikro Dan Ultramikroskopik Kayu Jati ... · resume hasil penelitian sifat-sifat kayu jati cepat tumbuh dan kayu jati konvensional di Indonesia pada kelas umur yang

28

Senft (1986), dalam Barnett and Jeronimidis (2003) menyebutkan bahwa sudut

mikrofibril dari selulosa pada dinding sekunder kedua (S2) merupakan faktor

penentu sifat mekanis kayu. Sudut mikrofibril dari serabut selulosa didefinisikan

sebagai sudut lilitan yang membentuk spiral dari rantai selulosa dalam struktur

dinding sel terhadap sumbu serat atau secara ringkas adalah sudut yang dibentuk

oleh orientasi sebagian besar mikrofibril selulosa terhadap sumbu panjang sel

(Stuart & Evans 1994; Barnett & Jeronimidis 2003). Beberapa istilah yang juga

digunakan antara lain sudut ulir (helical angle), sudut spiral (spiral angle) dan

sudut miselar (micellar angle).

Orientasi unit struktural selulosa pada serat ini berpengaruh pada sifat fisis

dan mekanis serat terutama kerapatan, kekuatan tarik, kekakuan, dan kembang

susut, dimana semua parameter ini menentukan sifat kertas yang diproduksi.

Perubahan kecil pada derajat sudut mikrofibril menghasilkan perubahan sifat serat

(Stuart & Evans 1994).

Sudut mikrofibril dapat ditentukan dengan beberapa teknik antara lain

mengukur kesejajaran kristal iodine, pemeriksaan terhadap dinding sel, sudut

mulut noktah bagian dalam, menggunakan confocal mikroskop, hingga

menggunakan difraksi sinar X (Barnett & Jeronimidis 2003). Metode pengukuran

sudut mikrofibril pada sebuah individu serat misalnya menggunakan mikroskop

cahaya, memakan waktu yang sangat lama. Tehnik yang tepat dalam menentukan

arah sudut mikrofibril secara otomatis adalah menggunakan analisis difraksi X-

ray. Tehnik ini telah diterapkan dalam mengukur sudut mikrofibril dari setiap riap

tumbuh jenis Eukaliptus. Pola difraksi diasumsikan terutama ditentukan oleh

dinding sekunder. Pemindaian ukuran sudut pada busur difraksi X-ray 002

dikumpulkan dari sampel kayu untuk dianalisis, dimana hasil scan/pemindaian

lalu dibandingkan antara kayu awal dan kayu akhir serta batang X-ray yang

tegaklurus terhadap dinding sel bidang radial maupun tangensial. Hasil penelitian

Stuart and Evans (1994) pada estimasi sudut mikrofibril dari setiap riap tumbuh

Eukaliptus menggunakan teknik X-ray menunjukkan bahwa bidang orientasi arah

radial maupun tangensial tidak menunjukkan ada perbedaan; MFA berkurang dari

empulur ke arah kulit; dan secara konsisten lebih kecil pada kayu akhir

dibandingkan kayu awal.

Page 26: Struktur Makro, Mikro Dan Ultramikroskopik Kayu Jati ... · resume hasil penelitian sifat-sifat kayu jati cepat tumbuh dan kayu jati konvensional di Indonesia pada kelas umur yang

29

Metode-metode difraksi X-ray telah digunakan untuk mempelajari serabut

selulosa sejak tahun 1930. Sebagian besar metode berdasarkan pada penentuan

lebar busur difraksi tertentu yaitu sebagai contoh mengukur lebar busur 002 pada

40 atau 50% dari ketinggian maksimum dan membuat hubungan parameter untuk

mengukur MFA. Salah satu metode yang mudah, sederhana, cepat dan konsisten

untuk penentuan secara otomatis adalah Metode Cave. Metode untuk

memperkirakan MFA dari besaran busur difraksi 002 telah diajukan oleh Meylan

pada tahun 1967, dan secara teoritis dijabarkan oleh Cave pada tahun 1966.

Dalam teori Cave tersebut juga dijelaskan bahwa kekakuan dinding sel akan

meningkat sejumlah 5 unit dengan penurunan rata-rata sudut mikrofibril dari 40°

ke 10° (Stuart & Evans, 1994; Barnett & Jeronimidis (2003).

Metode Cave tersebut mendasarkan pada bentuk intensitas distribusi dan

bebas puncak intensitas. Sudut ‘T’ diukur sebagai setengah pemisahan siku-siku

dari intercep dengan sumbu intensitas nol terhadap perubahan titik tangen, pada

kemiringan terluar busur difraksi dari kurva intensitas. Cave juga menunjukkan

bahwa terdapat hubungan linier antara T dan rata-rata besar MFA untuk bentuk

persegi pada bidang melintang sel. Metode ini juga valid untuk bentuk sel yang

nyaris bulat yang memiliki sudut mikrofibril yang besar. Peneliti lain juga telah

menggunakan metode ini untuk memperkirakan sudut mikrofibril menggunakan

teknik kedua untuk kalibrasi. Nilai T diestimasi secara manual dengan

menggambar tangen pada titik perubahan sisi busur 002. Baru-baru ini Yamamoto

pada tahun 1993 melaporkan metode versi improvisasi dari Metode Cave untuk

menentukan rata-rata MFA kayu melebihi wilayah lebar. Dari empat sampel yang

diuji, dia menemukan bahwa metode Cave memberikan hasil yang akurat untuk

besaran sudut antara 10-25 derajat saat dibandingkan dengan metode pewarnaan

menggunakan iodine. Estimasi yang lebih akurat terutama pada kayu-kayu reaksi,

diperoleh dari sudut di luar range tersebut (disarikan dari Stuart & Evans 1994).

Penelitian terhadap sudut mikrofibril jati cepat tumbuh dan jati

konvensional umur 7 tahun yang tumbuh di Penajam, Kalimantan Timur, melalui

pengukuran menggunakan metode mikroskop cahaya menunjukkan bahwa rata-

rata MFA jati cepat tumbuh (23,29˚) lebih besar dibandingkan jati konvensional

(22,05˚). Pada arah radial, rata-rata sudut mikrofibril jati cepat tumbuh maupun

Page 27: Struktur Makro, Mikro Dan Ultramikroskopik Kayu Jati ... · resume hasil penelitian sifat-sifat kayu jati cepat tumbuh dan kayu jati konvensional di Indonesia pada kelas umur yang

30

jati konvensional menurun dari empulur ke arah kulit. Dari data tersebut, dapat

diprediksi bahwa jati konvensional memiliki stabilitas dimensi yang lebih baik

dibandingkan jati cepat tumbuh pada umur yang sama. Kecenderungan MFA yang

lebih tinggi di bagian empulur memiliki implikasi pada proses pengerjaan kayu

dan pemuliaan pohon. Metode pengukuran MFA yang digunakan adalah

berdasarkan arah noktah pada dinding serat sampel maserasi (Krisdianto 2008).

Besar MFA bervariasi di dalam batang pohon. Secara radial, besar sudut

mikrofibril ini semakin mendekati kulit nilainya semakin kecil. Pada variasi ke

arah vertikal, nilai MFA akan menurun seiring dengan naiknya ketinggian pada

riap tumbuh yang sama, dan secara signifikan dipengaruhi oleh umur fisiologis.

Sudut mikrofibril yang besar mengindikasikan keberadaan kayu tekan. Kayu

juvenil memiliki sudut mikrofibril yang besar dengan sel-sel yang pendek

sehingga memiliki kekakuan yang rendah, dan ini umum dimiliki oleh kayu-kayu

dari hutan tanaman yang berotasi pendek. Sifat utama kayu yang dipengaruhi oleh

besar MFA adalah penyusutan arah longitudinal, dimana penyusutan arah

longitudinal ini akan meningkat seiring dengan pertambahan MFA, namun

memiliki hubungan yang tidak linier (Barnett & Jeronimidis 2003).

Sudut mikrofibril tidak berubah akibat perubahan kadar air, namun yang

berubah adalah bagian matriks yang amorph, sehingga diketahui bahwa

mikrofibril selulosa tidak seluruhnya bersifat kristalin. Bagian kristalin selulosa

adalah penataan yang teratur pada pembentukan molekul selulosa dimana

pengulangan unit sel dianggap mendekati model monosiklik dua rantai (pada kayu

disebut sebagai selulosa I), dan besarnya daerah kristalin pada kayu diperkirakan

sekitar 70% dengan panjang 30-60 nm. Hubungan antara dimensi mikrofibril

dengan wilayah kristalin selulosa masih dalam kontroversi (Barnett & Jeronimidis

2003), namun dengan menggunakan X-ray difraksi, kedua parameter ini dapat

diukur. Lebih lanjut disebutkan bahwa saat ini dapat diterima bahwa mikrofibril

adalah sebuah unit dengan batas yang tidak terukur, dan estimasi wilayah kristalin

dengan dimensi 2-4 nm, bentuk agak persegi dan dipisahkan oleh hemiselulosa

yang berasosiasi dalam sistem yang lebih tinggi dapat ditentukan. Ikatan Hidrogen

dan kisi-kisi daerah kristalin yang dekat membuat selulosa tidak dapat dilalui

cairan. Kekuatan tarik yang tinggi dari selulosa bila direnggangkan ke arah rantai

Page 28: Struktur Makro, Mikro Dan Ultramikroskopik Kayu Jati ... · resume hasil penelitian sifat-sifat kayu jati cepat tumbuh dan kayu jati konvensional di Indonesia pada kelas umur yang

31

diberikan antara lain oleh ikatan Hidrogen secara langsung dalam daerah kristalin

serta kemungkinan ikatan antar daerah kristalin yang berdekatan melalui sharing

rantai polimer dalam sebuah fibril. Reaksi grup hidroksil dan ikatan glikosida

terjadi pada kondisi menengah pada daerah amorph atau setelah perusakan pada

kisi-kisi kristalin.

Komponen Kimia Kayu: Zat Ekstraktif sebagai Penentu Keawetan dan

Warna Kayu

Keawetan alami berkaitan dengan sifat ketahanan kayu terhadap rayap dan

jamur. Sedangkan untuk warna, jati dengan permukaan gelap lebih disukai,

terutama untuk produk ekspor sebagai penanda ‘ketropisan’ kayunya. Dua sifat

tersebut secara teknis dipengaruhi oleh zat ekstraktif dalam kayu (Hillis 1987;

Hon & Minemura (2001) dalam Lukmandaru 2009).

Ekstraktif adalah kandungan kimia dalam kayu maupun kulit kayu yang

dapat diekstrak menggunakan pelarut polar maupun non polar yaitu air, alkohol

atau pelarut lainnya (Rowell 2005: 45; Hillis 1987). Zat ekstraktif ini bukan

merupakan bagian struktural dinding sel kayu, tetapi sebagai zat pengisi rongga

sel. Menurut Fengel & Wegener (1989), zat ekstraktif terkonsentrasi dalam

saluran resin dan sel-sel parenkim jari-jari dengan jumlah yang rendah dalam

lamela tengah, interseluler, dinding sel trakeid dan serabut libriform.

Kandungan dan komposisi zat ekstraktif sangat beragam antar jenis kayu.

Bahkan dalam batang yang sama pada satu jenis kayu pun dapat berbeda. Secara

umum, kayu daun jarum mengandung zat ekstraktif yang lebih tinggi

dibandingkan dengan kayu daun lebar. Kebanyakan zat ekstraktif pada kayu daun

jarum dan kayu daun lebar terdapat pada kayu teras, dimana beberapa zat ini

bertanggung jawab terhadap warna, bau dan keawetan kayu (Rowell 2005).

Keragaman kandungan zat ekstraktif tersebut tidak hanya tergantung pada spesies,

tempat tumbuh dan musim, tetapi juga pada pelarut yang digunakan untuk

mengekstrak (Fengel & Wegener, 1989).

Cara yang dapat digunakan untuk memisahkan zat ekstraktif antara lain

dengan uap (menghasilkan kelompok hidrokarbon, asam-asam aldehida dan

Page 29: Struktur Makro, Mikro Dan Ultramikroskopik Kayu Jati ... · resume hasil penelitian sifat-sifat kayu jati cepat tumbuh dan kayu jati konvensional di Indonesia pada kelas umur yang

32

alkohol), dengan eter panas (menghasilkan asam-asam lemak, asam-asam damar,

lemak, sterol dan bahan-bahan tak tersabunkan), dengan alkohol panas

(menghasilkan tannin, zat-zat warna, phenol dan bahan-bahan larut air) dan

dengan air (dihasilkan alkohol siklik, polisakarida dengan berat molekul rendah,

dan garam-garam) (Hillis 1987). Senyawa-senyawa organik yang terdapat dalam

zat ekstraktif antara lain terpene, lignin, stilbene, flavonoid, aromatik lain, lemak,

lilin, asam lemak, alkohol, steroid dan hidrokarbon tinggi (Fengel & Wegener

1989).

Menurut Hillis (1987), zat ekstraktif memiliki manfaat yang sangat besar,

antara lain sebagai bahan untuk meningkatkan keawetan alami kayu yaitu

mempertinggi ketahanan terhadap kebusukan akibat jamur, serangan serangga

serta meningkatkan stabilitas dimensi setelah pengeringan, pengawet tubuh

manusia (mumi), vernis (melindungi warna cat minyak dan air atau untuk pelapis

metal), sumber penerang, pelapis kapal, batik, email, semir, tinta cetak, bahan

penyamak kulit, bahan pewarna, bahan makanan dan minuman, pengharum,

kosmetik, bahan berkaret dan obat-obatan. Selain itu zat ekstraktif juga

digunakan sebagai perekat, antioksidan, pelumas, detergen, sabun, bahan disperse,

bahan pengisi dalam industri kertas, komponen pengeboran lumpur, bahan pelapis

dan sintesis bahan-bahan kimia (Fengel & Wegener 1989).

Salah satu penyebab terbentuknya kayu teras adalah keberadaan metabolit

sekunder yang tidak secara langsung berperan dalam pertumbuhan dan

perkembangan pohon. Senyawa metabolit sekunder terakumulasi dalam dinding

dan lumen sel dan terdapat secara alami sebagai poliphenol. Keberadaan

poliphenol umumnya diasosiasikan dengan kayu teras, termasuk minyak-minyak,

resin, getah, tanin, serta zat pewarna dan pemberi bau, dan senyawa-senyawa lain

seperti minyak dan lemak, yang semuanya tergolong sebagai zat ekstraktif

(Bowyer et al. 2003: 35).

Selanjutnya disebutkan bahwa dari berbagai macam penyebab terbentuknya

kayu teras, hal yang secara langsung berpengaruh pada sintesa poliphenol ini

adalah fotosintat yang tidak digunakan seluruhnya pada proses pertumbuhan di

daerah kambium. Buktinya, Hillis (1968) dalam Bowyer et al. 2003: 35

menemukan bahwa pertumbuhan yang cepat dan penggunaan yang efisien dari

Page 30: Struktur Makro, Mikro Dan Ultramikroskopik Kayu Jati ... · resume hasil penelitian sifat-sifat kayu jati cepat tumbuh dan kayu jati konvensional di Indonesia pada kelas umur yang

33

karbohidrat berhubungan dengan jumlah yang sedikit dari polifenol pada kayu

teras ini.

Kandungan zat ekstraktif pada kayu jati sebesar 4,6% pada kelarutan dalam

alkohol benzene; 1,2% pada kelarutan dalam air dingin; 11,1% pada kelarutan

dalam air panas; dan 1% pada kelarutan dalam larutan NaOH 1%. Ketahanan kayu

jati terhadap rayap dan jamur terutama disebabkan karena keberadaan tectochinon

dan antrachinon lainnya. Naphthochinon dan naphtoles juga berperan dalam

ketahanan terhadap serangan jamur (Soerianegara & Lemmens 1994).

Hasil penelitian Lukmandaru (2009) pada sifat kimia dan warna kayu teras

jati pada umur 15 dan 25 tahun yang diambil dari Perhutani area Gombong, serta

jati umur 72 tahun dari Randublatung, dengan contoh uji yang diambil pada

ketinggian 1 m dari bagian pangkal menunjukkan bahwa pada tiga umur yaitu 15,

25 dan 72 tahun, nilai kadar ekstraktif etanol-benzene cenderung naik. Pada

komponen di ekstrak etanol-benzene, khususnya senyawa kinon, secara umum

naik berdasarkan umur yang ditunjukkan oleh peningkatan berarti kinon total

(menggunakan alat mass spectrometry). Pada sifat warna (diuji menggunakan alat

spektrokolorimeter NF333) terlihat adanya kecenderungan nilai kecerahan (L*),

kekuningan (b*), corak (h) dan kejenuhan (C*) menurun seiring umur, sedangkan

nilai kemerahan (a*) bersifat fluktuatif.

Keawetan Kayu

Keawetan kayu adalah daya tahan alami suatu jenis kayu terhadap

organisme perusak kayu, seperti jamur, serangga dan penggerek di laut, atau

dimana kayu tersebut dipergunakan. Keawetan suatu jenis kayu yang dipakai di

bawah atap akan berbeda dengan yang digunakan di luar. Keawetan kayu yang

dipakai di darat akan berbeda dengan yang dipakai di laut. Demikian juga kayu

yang dipakai di dataran rendah akan berbeda keawetannya dengan yang dipakai di

dataran tinggi (Sumarni & Roliadi 2002).

Keawetan merupakan sifat kayu yang penting karena walaupun kelas

kuatnya tinggi, tetapi manfaatnya akan banyak berkurang jika umur pakainya

pendek. Umur pakai yang pendek akan merugikan karena biaya yang telah

Page 31: Struktur Makro, Mikro Dan Ultramikroskopik Kayu Jati ... · resume hasil penelitian sifat-sifat kayu jati cepat tumbuh dan kayu jati konvensional di Indonesia pada kelas umur yang

34

dikeluarkan tidak seimbang dengan masa pakainya. Sifat keawetan suatu jenis

kayu dapat dipakai sebagai bahan pertimbangan untuk pengambilan keputusan

apakah jenis kayu tersebut perlu diawetkan atau tidak bila akan dipakai untuk

keperluan tertentu (Sumarni & Muslich 2008).

Pengujian keawetan kayu dilakukan baik secara laboratoris maupun secara

lapangan. Pengujian laboratoris yang digunakan hingga saat ini baru terhadap

jamur dan rayap kayu kering. Pengujian secara lapangan dilakukan terhadap rayap

tanah dan jamur melalui percobaan kuburan (graveyard test) dan percobaan rak

(weathering test) (Martawijaya et al. 2005). Pembagian kelas awet jenis-jenis

kayu Indonesia untuk dataran rendah di daerah tropis (tidak berlaku untuk

ketahanan terhadap cacing laut) disajikan pada Tabel 5.

Tabel 5. Umur (dalam tahun) jenis-jenis kayu dalam lima kelas awet Kelas Awet I II III IV V

Selalu berhubungan dengan basah

8 5 3 Sangat pendek

Sangat pendek

Di bawah pengaruh cuaca dan angin, tetapi dilindungi dari kemasukan air dan kekurangan udara

20 15 10 Beberapa tahun

Sangat pendek

Di bawah atap, tetapi tidak berhubungan dengan tanah basah dan dilindungi dari kekurangan udara

Tak terbatas

Tak terbatas

Sangat lama

Beberapa tahun

Pendek

Seperti di atas, tetapi dipelihara dengan baik: dicat secara teratur, dsb.

Tak terbatas

Tak terbatas

Tak terbatas

20 20

Sumber: Seng (1990)

Dalam Martawijaya et al. (2005) disebutkan bahwa kayu jati memiliki kelas

awet II berdasarkan percobaan laboratoris terhadap Cryptotermes cynocephalus

Light. dan percobaan kuburan terhadap rayap tanah dan jamur. Jenis ini juga

dilaporkan tahan terhadap serangan jamur antara lain Schizophyllum commune.