II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. SENGON Alrasjid (1973) menyatakan selain memiliki dua nama latin yaitu Albizia falcataria (L) Fosberg dan Paraserianthes falcataria (L) Nielsen, sengon juga memiliki beberapa nama daerah. Di pulau Jawa sengon memiliki enam nama panggilan, antara lain albisia, jeunjing (Jawa Barat), sengon laut, mbesiah (Jawa Tengah), sengon sabrang (Jawa Tengah dan Jawa Timur), jing laut (Madura), dan lain-lain. Di luar Jawa sengon dikenal dengan nama tedehu pute (Sulawesi). Di Maluku dikenal dengan nama rawe, selawoku merah, saka, sika, sika bot, sikahm, atau tawasela. Di Irian sengon dikenal dengan nama bae, bai, wahagon, wai atau wikie. Santoso (1992) menyatakan bahwa sengon merupakan tanaman yang termasuk family Mimosacea (keluarga petai-petaian). Jenis tanaman dari family ini memiliki sifat pertumbuhan yang sangat cepat. Pertmubuhannya selama 25 tahun dapat mencapai tinggi 45 m dengan diameter mencapai batang 100 cm. Mengingat pertumbuhannya yang cepat maka sengon kerap dijuluki pohon ajaib (the miracle tree). Pada usia enam tahun dapat menghasilkan kayu sebanyak 372 m3/ha. Pohon sengon berbatang lurus tidak berbanir, kulit berwarna kelabu keputihan, licin, tidak mengelupas, dan memiliki batang bebas cabang sepanjang 20 m. tajuk berbentuk perisai, agak jarang dan selalu hijau. Sengon memiliki akar tunggang yang cukup kuat menembus kedalam tanah, akar rambutnya tidak terlalu besar, tidak rimbun dan tidak menonjol kepermukaan tanah. Akar rambutnya berfungsi untuk menyimpan zat nitrogen Dengan keadaan demikian memungkinkan tanaman perdu untuk tumbuh baik di bawahnya. Prihmantoro (1991) menulis bahwa sengon berdaun majemuk ganda. Jenis daun seperti merupakan ciri bagi suku Mimosaceae. Pada intensitas cahaya yang rendah, khususnya pada sore hari menjelang malam, anak daun muda terkulai Budidaya sengon diperbanyak dengan menyemaikan biji sengon. Biji sengon yang dijadikan benih sengon harus terjamin mutunya. Benih sengon yang baik adalah benih sengon yang berasal dari induk pohon kayu sengon yang memiliki sifat-sifat genetik yang baik, seperti : bentuk fisiknya tegak lurus dan tegar, tidak menjadi inang dari hama ataupun tahan penyakit. Ciri-ciri benih sengon yang baik yaitu : •
Kulit benih sengon bersih berwarna coklat tua
•
Tenggelam dalam air
• Bentuk benih sengon masih utuh. Selain penampakan visual tersebut, juga perlu diperhatikan daya tumbuh dan daya hidupnya, dengan memeriksa kondisi lembaga dan cadangan makanannya dengan mengupas benih tersebut. Jika lembaganya masih utuh dan cukup besar, maka daya tumbuhnya tinggi. Benih sengon dapat dilihat pada Gambar 2.
3
Gambar 2. Benih Sengon(http://sengonalbasia.com/files/sengon/bibit-sengon-2.JPG) Banyaknya benih sengon yang dibutuhkan suatu persemaian sengon ditentukan beberapa faktor sebagai berikut : •
Jumlah bibit semai sengon yang harus dihasilkaan
•
Persen perkecambahan (viabilitas) dari benih sengon yang bersangkutan.
•
Persen jadi semai sampai bibit sengon siap tanam
• Jumlah butir benih sengon tiap kg. Untuk menghitung banyaknya benih sengon yang dibutuhkan di persemaian sengon dapat dipergunakan rumus sebagai berikut :
V = A / B. C. D ………………………………………………………………....(1) dimana A = Jumlah bibit sengon yang harus dihasilkan B = Persen perkecambahan dari benih sengon yang bersangkutan C = Persen jadi bibit semai sampai siap tanam D = Jumlah butir benih sengon tiap kg V = Jumlah benih sengon yang dibutuhkan (dalam kg). Contoh : Persemaian sengon (Paraserianthes falcataria) dengan jumlah bibit sengon yang harus dihasilkan 400.000 batang; persen perkecambahan sengon 50 % persen jadi semai sampai siap ditanam 80%; jumlah butir benih sengon tiap kg = 50.000. Maka jumlah yang dibutuhkan : V = 400.000 / 50% x 80% x 50.000 = 20 Kg Benih sengon
4
Sehubungan dengan biji sengon memiliki kulit yang liat dan tebal serta mudah berkecambah apabila dalam keadaan lembab, maka sebelum benih sengon disemaikan, sebaiknya dilakukan treatment terhadap benih sengon tersebut sehingga membuat daya kecambah dari benih sengon tersebut bisa maksimal, caranya yaitu : Benih direndam dalam air panas mendidih (80 C) selama 15 – 30 menit. Setelah itu, benih direndam kembali dalam air dingin sekitar 24 jam, lalu ditiriskan. untuk selanjutnya benih siap untuk disemaikan. Keberhasilan persemaian benih sengon ditentukan oleh ketepatan dalam pemilihan tempat, oleh karena itu perlu diperhatikan beberapa persyaratan memilih tempat persemaian sengon sebagai berikut : •
Lokasi persemaian sengon sebaiknya ditempat yang datar atau dengan derajat kemiringan maksimum 5%,
•
Memiliki sumber air yang mudah diperoleh sepanjang musim,
•
Kondisi tanahnya gembur dan subur, tidak berbatu/kerikil, tidak mengandung tanah liat.
•
Berdekatan dengan lokasi penanaman sengon dan jalan angkutan, guna menghindari kerusakan bibit sengon pada waktu pengangkutan.
•
Untuk memenuhi kebutuhan bibit sengon dalam jumlah besar perlu dibangun persemaian sengon yang didukung dengan sarana dan prasarana pendukung yang memadai, antara lain bangunan persemaian, sarana dan prasarana pendukung, sarana produksi tanaman dll.
2.2. Sifat Fisik Tanah 2.2.1.WARNA TANAH Syarief (1979) menulis warna tanah merupakan salah satu sifat yang mudah dilihat dan menunjukkan sifat dari tanah tersebut. Warna tanah merupakan campuran komponen lain yang terjadi karena mempengaruhi berbagai faktor atau persenyawaan tunggal. Urutan warna tanah adalah hitam, coklat, karat, abu-abu, kuning dan putih. Sementara itu, Thompson dan Troeh (1978) menyatakan dalam bukunya bahwa warna tanah dengan akurat dapat diukur dengan tiga sifat-sifat prinsip warnanya. Dalam menentukan warna cahaya dapat juga menggunakan Munsell Soil Colour Chart sebagai pembeda warna tersebut. Penentuan ini meliputi penentuan warna dasar atau matrik, warna karatan atau kohesi dan humus. Warna tanah penting untuk diketahui karena berhubungan dengan kandungan bahan organik yang terdapat di dalam tanah tersebut, iklim, drainase tanah dan juga mineralogi tanah. Mineral-mineral yang terdapat dalam jumlah tertentu dalam tanah kebanyakan berwarna agak terang (light). Sebagai akibatnya, tanah-tanah itu berwarna agak kelabu terang, jika terdiri dari mineral-mineral serupa itu yang sedikit mengalami perubahan kimiawi. Warna gelap pada tanah umumnya disebabkan oleh kandungan tinggi dari bahan organik yang terdekomposisi, jadi, dengan cara praktis persentase bahan organik di dalam tanah diestimasi berdasarkan warnanya. Bahan organik di dalam tanah akan mengahsilkan warna kelabu gelap, coklat gelap, kecuali terdapat pengaruh mineral seperti besi oksida ataupun akumulasi garam-garam sehingga sering terjadi modifikasi dari warna-warna di atas.
5
2.2.2. TEKSTUR Hakim (1986) menyatakan tekstur tanah adalah perbandingan relatif dalam persen (%) antara fraksi-fraksi pasir, debu dan liat. Tekstur erat hubungannya dengan plastisitas, permeabilitas, keras dan kemudahan, kesuburan dan produktivitas tanah pada daerah geografis tertentu. Kartosapoetra (1988) menyatakan bahwa tekstur tanah adalah perbandingan relatif berbagai golongan besar, partikel tanah dalam suatu massa tanah terutama perbandingan relatif suatu fraksi liat, debu dan pasir. Tekstur dapat menentukan tata air dalam tanah berupa kecepatan infiltrasinya, penetrasi serta kemampuan mengikat air. Jika beberapa contoh tanah ditetapkan atau dianalisa di laboratorium, maka hasilnya selalu memperlihatkan bahwa tanah itu mengandung partikel-partikel yang beraneka ragam ukurannya, ada yang berukuran koloi, sangat halus, halus, kasar dan sangat kasar. Hakim (1986) juga menyatakan bahwa partikel-partikel ini telah dibagi ke dalam grup atau kelompok-kelompok atas dasar ukuran diameternya, tanpa memandang komposisi kimianya, warna, berat atau sifat lainnya. Kelompok partikel ini pula disebut dengan “separate tanah”. Analisa partikel laboratorium dimana partikel-partikel tanah itu dipisahkan disebut analisa mekanis. Dalam analisa ini ditetapkan distribusi menurut ukuran-ukuran partikel tanah. Tekstur tanah sangat berpengaruh terhadap kemampuan daya serap air, ketersediaan air di dalama tanah, besar aerasi, infiltrasi dan laju pergerakan air (perkolasi). Dengan demikian maka secara tidak langsung tekstur tanah juga dapat mempengaruhi perkembangan perakaran dan pertumbuhan tanaman serta efisien dalam pemupukan. Tekstur dapat ditentukan dengan metode, yaitu dengan metode pipet dan metode hydrometer, kedua metode tersebut ditentukan berdasarkan perbedaan kecepatan air partikel di dalam air. 2.2.3.STRUKTUR Hakim (1986) juga menyatakan bahwa struktur tanah digunakan untuk menunjukkan ukuran partikel-partikel tanah seperti pasir , debu dan liat yang membentuk agregat satu dengan yang lainnya yang dibatasi oleh bidang belah alami yang lemah. Agregat yang terbentuk secara alami disebut dengan ped. Struktur yang daapat memodifikasi pengaruh terkstur dalam hubungannya dengan kelembaban porositas, tersedia unsur hara, kegiatan jasad hidup dan pengaruh permukaan akar. Tipe struktur terdapat empat bentuk utamanya yaitu : a) Bentuk lempung b) Bentuk prisma c) Bentuk gumpal d) Bentuk spheroidel atau bulat Keempat bentuk utama di atas akhirnya menghasilkan tujuh tipe struktur tanah. Suatu pengertian tentang sebab-sebab perkembangan struktur di dalam tanah perlu diperhatikan, karena sturktur tanah sangat mempengaruhi pertumbuhan tanaman dan dapat berubah karena pengelolaan tanah. Struktur dapat berkembang dari butir-butir tunggal ataupun kondisi masif. Dalam rangka menghasilkan agregat-agregat dimana harus terdapat beberapa mekanisme dalam mana partikel-partikel tanah mengelompok bersama-sama menjadi cluster. Pembentukan ini kadang-kadang sampai ke tahap perkembangan struktural yang mantap.
6
Struktur tanah dapat memodifikasi pengaruh tekstur dalam hubungannya dalam kelembaban, porositas, tersedianya unsur hara, kegiatan jasad hidup dan pertumbuhan akar. Struktur lapisan olah dipengaruhi oleh praktis dan di mana aerasi dan drainase membatasi pertumbuhan tanaman, sistem pertanaman yang mampu menjaga kemantapan agregat tanah akan memberikan hasil yang tinggi bagi produksi pertanian. 2.2.4.KADAR AIR Menurut Hakim (1986), metode umum yang biasa dipakai untuk menentukan jumlah air yang dikandung oleh tanah adalah persentase terhadap tanah kering. Bobot tanah yang lembab dalam hal ini dipakai karena kedaaan lembab sering bergejolak dengan keadaan air. Sedangkan menurut Hanafiah (2005), kadar dan ketersediaan air tanah sebenarnya pada setiap koefisien umum bervariasi terutama tergantung pada tekstur tanah, kadar bahan organik tanah, senyawa kimiawi dan kedalaman solum/lapisan tanah. Di samping itu, faktor iklim dan tanaman juga menentukan kadar dan ketersediaan air tanah. Faktor iklim juga berpengaruh meliputi curah hujan, temperatur dan kecepatan yang pada prinsipnya terkait dengan suplai air dan evapotranirasi. Faktor tanaman yang berpengaruh meliputi bentuk dan kedalaman perakaran, toleransi terhadap kekeringan serta tingkat dan stadia pertumbuhan, yang pada prinsipnya terkait dengan kebutuhan air tanaman. 2.2.5.BULK DENSITY (KERAPATAN ISI) Hakim (1986) menyatakan bahwa kerapatan isi adalah berat per satuan volume tanah kering oven, biasanya ditetapkan dalam g/cc. Menurut Hardjowigeno (1987), bulk density dapat digunakan untuk menghitung ruang pori total dengan dasar bahwa kerapatan zarah tanah adalah 2,65 g/cc. Metode penentuan bulk density yang paling sering digunakan adalah dengan ring sampel atau metode clod gumpalan tanah yang dicelupkan ke dalam cairan plastik yang kemudian ditimbang dan di dalam air untuk mengetahui berat dan volume dari clod gumpalan isi. Ditambahkan oleh Hanafiah (2005), bahwa nilai kerapatan massa tanah berbanding lurus dengan tingkat kekasaran partikel-partikel tanah, makin kasar akan makin tinggi massanya. 2.2.6.RUANG PORI TOTAL Foth (1988) menulis dalam bukunya bahwa ruang pori total adalah volume dari tanah yang ditempati oleh udara dan air. Persentase volume ruang pori total disebut porositas. Untuk menentukan porositas, contoh tanah ditempatkan pada tempat berisi air sehingga jenuh dan kemudian cores ini ditimbang. Perbedaan berat antara keadaan jenuh air dan core yang kering oven merupakan volume ruang pori. Untuk 400 cm3 cores yang berisi 200 gr (200 cm3) air pada kondisi jenuh porositas tanahnya akan mencapai 50%. Tanah dengan tekstur halus mempunyai kisaran ukuran dan bentuk partikelnya yang luas. Hal ini telah ditekankan bahwa tanah permukaan yang berpasir mempunyai porositras kecil daripada tanah liat. Berarti bahwa tanah pasir mempunyai volume yang lebih sedikit ditempati oleh ruang pori. Ruang pori total pada tanah pasir mungkin rendah tetapi mempunyai proporsi yang besar yang disusun daripada komposisi pori-pori yang besar yang sangat efisien dalam pergerakan udara dan airnya. Persentase volume yang dapat terisi oleh pori-pori kecil pada tanah pasir rendah yang menyebabkan kemampuan menahan airnya rendah. Sebaliknya tanah-tanah permukaan dengan tekstur halus memiliki ruang pori total
7
lebih banyak dan proporsinya relatif besar yang disusun oleh pori kecil. Akibatnya adalah tanah mempunyai kemampuan menahan air yang tinggi. 2.2.7.INFILTRASI Infiltrasi dari segi hidrologi penting, karena hal ini menandai peralihan dari air permukaan yang bergerak cepat ke air tanah yang bergerak lambat dan air tanah. Kapasitas infiltrasi suatu tanah dipengaruhi oleh sifat-sifat fisiknya dan derajat kemampatannya, kandungan air dan permebilitas lapisan bawah permukaan, nisbi air, dan iklim mikro tanah. Air yang berinfiltrasi pada sutu tanah hutan karena pengaruh gravitasi dan daya tarik kapiler atau disebabkan juga oleh tekanan dari pukulan air hujan pada permukaan tanah. Infiltrasi adalah proses masuknya air dari permukaan ke dalam tanah. Perkolasi adalah gerakan aliran air di dalam tanah (dari zone of aeration ke zone of saturation). Infiltrasi berpengaruh terhadap saat mulai terjadinya aliran permukaan dan juga berpengaruh terhadap laju aliran permukaan (run off). Beberapa faktor internal dan eksternal yang mempengaruhi laju infiltrasi adalah : 1. Dalamnya genangan di atas permukaan tanah dan tebal lapisan yang jenuh. 2. Kelembaban tanah 3. Pemampatan tanah oleh curah hujan 4. Penyumbatan oleh bahan yang halus (bahan endapan) 5. Pemampatan oleh orang dan hewan 6. Struktur tanah 7. Tumbuh-tumbuhan 8. Udara yang terdapat dalam tanah 9. Topografi 10. Intensitas hujan 11. Kekasaran permukaan 12. Mutu air 13. Suhu udara 14. Adanya kerak di permukaan. 2.2.8.PERMEABILITAS Semua jenis tanah bersifat lolos air (permeable) dimana air bebas mengalir melalui ruang-ruang kosong (pori-pori) yang ada di antara butiran-butiran tanah. Tekanan pori diukur relatif terhadap tekanan atmosfer dan permukaan lapisan tanah yang tekanannya sama dengan tekanan atmosfer dinamakan muka air tanah atau permukaan freasik, di bawah muka air tanah. Tanah diasumsikan jenuh walaupun sebenarnya tidak demikian karena ada ronggarongga udara. Permeabilitas tanah menunjukkan kemampuan tanah dalam meloloskan air. Struktur dan tekstur serta unsur organik lainnya ikut ambil bagian dalam menaikkan laju permeabilitas tanah. Tanah dengan permeabilitas tinggi menaikkan laju infiltrasi dan dengan demikian, menurunkan laju air larian. Koefisien permeabilitas terutama tergantung pada ukuran rata-rata pori yang dipengaruhi oleh distribusi ukuran partikel, bentuk partikel dan struktur tanah. Secara garis besar, makin kecil ukuran partikel, makin kecil pula ukuran pori dan makin rendah koefisien permeabilitasnya.
8
Menurut Susanto dan Purnomo (1996), pada kebanyakan tanah, pada kenyataan konduktivitas hidroulik tidak selamanya tetap. Karena berbagai proses kimia, fisika dan biologi, konduktivitas hidroulik bisa berubah saat air masuk dan mengalir ke dalam tanah. Perubahan yang terjadi pada komposisi ion kompleks yang dapat dipertukarkanseperti saat air memasuki tanah mempunyai komposisi atau konsentrasi zat terlarut yang berbeda dengan larutan awal, bisa sangat merubah konduktivitas hidroulik. Secara umum konduktivitas akan berkurang bila konsentrasi zat terlarut elektrolit berkurang, disebabkan oleh penomena pengembangan dan dispersi yang juga dipengaruhi oleh jenis-jenis kation yang ada, pelepasan dan perpindahan partikel-partikel lempung bisa menghasilkan penyumbatan pori. Interaksi zat terlarut dan matrik tanah dan pengaruhnya terhadap konduktivitas hidrolik khususnya penting pada tanah-tanah masam dan berkadar natrium tinggi. 2.2.9.STABILITAS AGREGAT Kemantapan agregat adalah ketahanan rata-rata agregat tanah melawan pendispersi oleh benturan tetes air hujan atau penggenangan air. Kemantapan tergantung pada ketahanan jonjot tanah melawan daya dispersi air dan kekuatan sementasi atau pengikatan, Faktorfaktor yang berpengaruh dalam kemantapan agregat antara lain bahan-bahan penyemen agregat tanah, bentuk dan ukuran agregat, serta tingkat agregasi. Stabilitas agregat yang terbentuk tergantung pada keutuhan tanah, permukaan agregat pada saat rehidrasi dan kekuatan ikatan antarkoloid-partikel di dalam agregat pada saat basah. Pentingnya peran lendir (gum) microbial sebagai agen pengikat adalah menjamin kelangsungan aktivitas mikroba dalam proses pembentukan ped dan agregasi.
2.3. SYARAT TANAM SENGON Prihmantoro (1991) menyatakan bahwa tanaman sengon tidak memerlukan persyaratan tumbuh yang rumit. Sengon dapat tumbuh di berbagai jenis tanah, mulai yang berdrainase buruk hingga baik. Mulai tanah marjinal, hingga tanah berunsur hara cukup. Sengon juga dapat tumbuh pada bentukan sisa lahan yang belum hancur. Sengon akan tumbuh baik pada jenis tanah ultisol dan oxisol dengan pH tanah yang netral hingga basa dan membutuhkan fospat yang cukup (Atmosuseno, 1999). Sengon merupakan vegetasi daerah tropis dengan suhu pertumbuhan optimum berkisar antara 220 - 290 C. Tempat tumbuh terbaik ditemukan pada ketinggian temapt 10 mdpl – 800 mdpl. Sengon tumbuh dengan baik di daerah yang terletak pada 100 LS – 30 LU yang memiliki 15 hari hujan pada empat bulan terkering. Curah hujan tahunan yang diinginkan tanaman ini adalah 2000 – 2700 mm. Kelembaban udara yang dibutuhkan untuk tumbuh berkisar 50 % - 70 %. Menurut Prihmantoro (1991) juga bahwa sengon lebih menyukai tofografi tanah yang relatif datar. Namun, dalam keadaan tertentu sengon dapat ditanam pada areal gelombang dan miring dengan kemiringan mencapai 25 %. Untuk areal yang memiliki kemiringan di atas 25 % harus ditanam dengan sistem terasering agar mampu mengurangi laju aliran permukaan saat hujan. Tahapan Penyemaian Benih Sengon : kegiatan penaburan benih sengon dilakukan dengan maksud untuk memperoleh presentase kecambah sengon yang maksimal dan menghasilkan kecambah sengon yang sehat. Kualitas kecambah sengon ini akan mendukung terhadap pertumbuhan bibit sengon, kecambah sengon yang baik akan menghasilkan bibit sengon yang baik pula dan hal ini akan dapat membentuk tegakan pohon sengon yang berkualitas.
9
Bahan dan alat yang perlu diperhatikan dalam kegiatan penaburan benih sengon adalah sebagai berikut : • Benih sengon • Bedeng tabur/bedeng kecambah sengon • Media Tabur, campuran pasir dengan tanah 1 : 1 • Peralatan penyiraman • Tersedianya air yang cukup Teknik pelaksanaan, bedeng tabur dibuat dari bahan kayu/bambu dengan atap rumbia dengan ukuran bak tabur 5 x 1 m ukuran tinggi naungan depan 75 cm belakang 50 cm. kemudian bedeng tabur disi dengan media tabur setebal 10 cm , usahakan agar media tabur ini bebas dari kotoran/sampah untuk menghindari timbulnya penyakit pada kecambah sengon. Penaburan benih sengon pada media tabur dilakukan setelah benih sengon mendapat perlakuan guna mempercepat proses berkecambah dan memperoleh prosen kecambah sengon yang maksimal. Penaburan benih sengon dilakukan pada waktu pagi hari atau sore hari untuk menghindari terjadinya penguapan yang berlebihan. Penaburan benih sengon ini ditempatkan pada larikan yang sudah dibuat sebelumnya, ukuran larikan tabur ini berjarak 5 cm antar larikan dengan kedalaman kira – kira 2,0 cm. Usahakan benih sengon tidak saling tumpang tindih agar pertumbuhan kecambah sengon tidak bertumpuk. Setelah kecambah sengon berumur 7 – 10 hari maka kecambah sengon siap untuk dilakukan penyapihan. Langkah-langkah kegiatan penyapihan bibit sengon: •
Siapkan polybag ukuran 10 x 15 cm,
•
Masukkan media tanam yang berupa campuran tanah subur, pasir dan pupuk kandang (1:1:1). Jika tanah cukup gembur, jumlah pasir dikurangi.
•
Setelah media tanam tercampur merata, kemudian dimasukkan ke dalam polybag setinggi ¾ bagian, barulah kecambah sengon ditanam, setiap kantong diberi satu batang kecambah sengon.
•
Polybag yang telah berisi bibit sengon, diletakkan dibawah para-para yang diberi atap jerami atau daun kelapa, agar bibit sengon tidak langsung tersengat terik matahari.
•
Pada masa pertumbuhan bibit sengon kecil sampai pada saat kondisi bibit sengon layak untuk ditanam di lapangan perlu dilakukan pemeliharaan secara intensif.
Pemeliharaan yang dilakukan terhadap bibit sengon dipersemaian adalah sebagai berikut : 1. Penyiraman : Penyiraman yang optimum akan memberikan pertumbuhan yang optimum pada bibit sengon. Penyiraman bibit sengon dilakukan pada pagi dan sore hari maupun siang hari dengan menggunakan nozle. Selanjutnya pada kondisi tertentu, penyiraman dapat dilakukan lebih banyak dari keadaan normal, yaitu pada saat bibit sengon baru dipindah dari naungan ke areal terbuka dan hari yang panas. 2. Pemupukan : Pemupukan bibit sengon dilakukan dengan menggunakan larutan "gir". Adapun pembuatan larutan gir sebagai berikut : Disiapkan drum bekas dan separuh volumenya diisi pupuk kandang. Tambahkan air sampai volumenya ¾
10
3.
4.
5.
bagian, kemudian tambahkan 15 kg TSP, lalu diaduk rata. Biarkan selama seminggu dan setelah itu digunakan untuk pemupukan. Dosis pemupukan sebanyak 2 sendok makan per 2 minggu, pada umur 6 bulan, ketika tingginya 70 – 125 cm, bibit sengon siap dipindahkan ke kebun sengon. Penyulaman : Penyulaman dilakukan apabila bibit sengon ada yang mati dan perlu dilakukan dengan segera agar bibit sulaman tidak tertinggal jauh dengan bibit lainnya. Penyiangan : Penyiangan terhadap gulma, dilakukan dengan mencabut satu per satu dan bila perlu dibantu dengan alat pencungkil, namun dilakukan hati –hati agar jangan sampai akar bibit sengon terganggu. Beberapa hama yang biasa menyerang bibit sengon adalah semut, tikus rayap, dan cacing, sedangkan yang tergolong penyakit ialah kerusakan bibit sengon yang disebabkan oleh cendawan. Seleksi bibit sengon : Kegiatan seleksi bibit sengon merupakan kegiatan yang dilakukan sebelum bibit sengon dimutasikan kelapangan, maksudnya yaitu mengelompokan bibit sengon yang baik dari bibit sengon yang kurang baik pertumbuhannya. Bibit sengon yang baik merupakan prioritas pertama yang bisa dimutasikan kelapangan untuk ditanam sedangkan bibit sengon yang kurang baik pertumbuhannya dilakukan pemeliharaan yang lebih intensip guna memacu pertumbuhan bibit sengon sehingga diharapkan pada saat waktu tanam tiba kondisi bibit sengon mempunyai kualitas yang merata.
Penyiapan Lahan : Penyiapan lahan pada prinsipnya membebaskan lahan dari tumbuhan pengganggu atau komponen lain dengan maksud untuk memberikan ruang tumbuh kepada tanaman yang akan dibudidayakan. Cara pelaksanaan penyipan lahan digolongkan menjadi 3 cara, yaitu cara mekanik, semi mekanik dan manual. Jenis kegiatannya terbagi menjadi dua tahap ; 1. Pembersihan lahan, yaitu berupa kegiatan penebasan terhadap semak belukar dan padang rumput. Selanjutnya ditumpuk pada tempat tertentu agar tidak mengganggu ruang tumbuh tanaman. 2. Pengolahan tanah, dimaksudkan untuk memperbaiki struktur tanah dengan cara mencanggkul atau membajak (sesuai dengan kebutuhan). Penanaman : Jenis kegiatan yang dilakukan berupa : 1. Pembuatan dan pemasangan ajir tanam, ajir dapat dibuat dari bahan bambu atau kayu dengan ukuran, panjang 0,5 – 1 m, lebar 1 – 1,5 cm. Pemasangangan ajir dimaksudkan untuk memberikan tanda dimana bibit sengon harus ditanam, dengan demikian pemasangan ajir tersebut harus sesuai dengan jarak tanam yang digunakan 2. Pembuatan lubang tanam, lubang tanam dibuat dengan ukuran 15 x 15 cm tepat pada ajir yang sudah terpasang. 3. Pengangkutan bibit sengon, ada dua macam pengangkutan bibit yaitu pengangkutan bibit dari lokasi persemaian ke tempat penampungan bibit sementara di lapangan (lokasi penanaman), dan pengangkutan bibit dari tempat penampungan sementara ke tempat penanaman.
11
4.
Penanaman bibit sengon, pelaksanaan kegiatan penanaman sengon harus dilakukan secara hati – hati agar bibit sengon tidak rusak dan penempatan bibit sengon pada lobang tanam harus tepat ditengah-tengah serta akar bibit sengon tidak terlipat, hal ini akan berpengaruh terhadap pertumbuhan bibit sengon selanjutnya.
Pemeliharaan, kegiatan pemeliharaan yang dilakukan berupa kegiatan : •
Penyulaman, yaitu penggantian tanaman sengon yang mati atau sakit dengan tanaman sengon yang baik, penyulaman pertama dilakukan sekitar 2-4 minggu setelah tanam, penyulaman kedua dilakukan pada waktu pemeliharaan tahun pertama (sebelum tanaman berumur 1 tahun). Agar pertumbuhan bibit sulaman tidak tertinggal dengan tanaman lain, maka dipilih bibit sengon yang baik disertai pemeliharaan yang intensif.
•
Penyiangan, pada dasarnya kegiatan penyiangan dilakukan untuk membebaskan tanaman pokok dari tanaman penggagu dengan cara membersihkan gulma yang tumbuh liar di sekeliling tanaman sengon, agar kemampuan kerja akar sengon dalam menyerap unsur hara dapat berjalan secara optimal. Disamping itu tindakan penyiangan juga dimaksudkan untuk mencegah datangnya hama dan penyakit yang biasanya menjadikan rumput atau gulma lain sebagai tempat persembunyiannya, sekaligus untuk memutus daur hidupnya. penyiangan dilakukan pada tahun-tahun permulaan sejak penanaman agar pertumbuhan tanaman sengon tidak kerdil atau terhambat, selanjutnya pada awal maupun akhir musim penghujan, karena pada waktu itu banyak gulma yang tumbuh.
•
Pendangiran, pendangiran yaitu usaha mengemburkan tanah disekitar tanaman sengon dengan maksud untuk memperbaiki struktur tanah yang berguna bagi pertumbuhan tanaman.
•
Pemangkasan, melakukan pemotongan cabang pohon sengon yang tidak berguna (tergantung dari tujuan penanaman).
•
Penjarangan, penjarangan dilakukan untuk memberikan ruang tumbuh yang lebih leluasa bagi tanaman sengon yang tinggal. Kegiatan ini dilakukan pada saat tanaman sengon berumur 2 dan 4 tahun, Penjarangan pertama dilakukan sebesar 25 %, maka banyaknya pohon yang ditebang 332 pohon per hektar, sehingga tanaman yang tersisa sebanyak 1000 batang setiap hektarnya dan penjarangan kedua sebesar 40 % dari pohon yang ada ( 400 pohon/ha ) dan sisanya 600 pohon sengon dalam setiap hektarnya merupakan tegakan sisa yang akan ditebang pada akhir daur. Cara penjarangan dilakukan dengan menebang pohon-pohon sengon menurut sistem "untu walang" (gigi belakang) yaitu : dengan menebang selang satu pohon pada tiap barisan dan lajur penanaman. Sesuai dengan daur tebang tanaman sengon yang direncanakan yaitu selama 5 tahun maka pemeliharaan pun dilakukan selama lima tahun. Jenis kegiatan pemeliharaan yang dilaksanakan disesuaikan dengan kondisi dan kebutuhan tanaman. Pemeliharaan tahun I sampai dengan tahun ke III kegiatan pemeliharaan yang dilaksanakan dapat berupa kegiatan penyulaman, penyiangan, pendangiran, pemupukan dan pemangkasan cabang. Pemeliharaan lanjutan berupa kegiatan penjarangan dengan maksud untuk memberikan ruang
12
tumbuh kepada tanaman yang akan dipertahankan, presentasi dan prekuensi penjarangan disesuaikan dengan aturan standar teknis kehutanan yang ada.
2.4. ALAT PEMBUAT LUBANG Selama ini proses pembuatan lubang sudah dilakukan dengan berbagai macam alat dan mesin sebagai alat bantu, alat dan mesin tersebut antara lain : 1. Cangkul Cangkul atau Pacul adalah satu jenis alat pertanian tradisional yang digunakan dalam proses pengolahan tanah pada lahan pertanian. Cangkul digunakan untuk menggali ataupun untuk meratakan tanah. Cangkul masih digunakan sehingga masa ini untuk menjalankan kerja-kerja menggali yang ringan di kebun ataupun di sawah. Alat ini merupakan elemen penting dalam bidang pertanian terutama pertanian ladang kering. Cangkul dibuat dari baja sehingga alat ini sangatlah kuat. Cangkul atau Pacul merupakan gabungan dari bawak dan pacul itu sendiri. Bawak merupakan bagian kepala atau bagian atas dari cangkul. Sedangkan pada bagian landepan atau bagian bawahnya sering kita sebut dengan pacul juga. Pada bagian kepala terdapat lubang yang berfungsi untuk dipasangi garan pacul atau sering disebut doran. Dengan dipasangnya doran akan mempermudah dalam menggunakan alat cangkul ini. Untuk lebih jelas mengenai alat pertanian cangkul bisa dilihat pada Gambar 3 (HTN Alat Pertanian, 2012).
Gambar 3. Cangkul atau pacul 2.
Bor biopori manual Salah satu kreasi dari Institut Pertanian bogor ini merupakan alat yang sangat berguna untuk membuat lubang pada tanah, lubang biopori terutama. Alat ini dapat membuat lubang hingga kedalaman 100 cm dengan menggunakan tenaga operator. Alat bor biopori tersebut dapat dilihat pada Gambar 4.
13
Gambar 4. Bor biopori manual (Tim Biopori IPB, 2011) 3.
Bor tanah dengan mesin Membuat lubang pada tanah dengan mesin juga sudah lama dilakukan oleh manusia, mesin yang digunakan yaitu mesin dengan energi penggerak motor bensin. Mesin bor tanah semacam ini sudah banyak digunakan terutama untuk proses pembuatan lubang yang dalam seperti untuk sumur dan untuk keperluan kabel-kabel bawah tanah. Salah satu produsen dari mesin seperti ini adalah Zhejiang Ruixinyuan Industry & Trade Co., Ltd. Mesin bor tanah tersebut dapat dilihat pada Gambar 5.
Gambar 5. Mesin bor tanah dengan motor bensin
14
2.5. DESAIN (PERANCANGAN) Harsokoesoemo (1999) menyatakan bahwa perancangan adalah kegiatan awal dari uasah merealisasikan suatu produk yang keberadaannya dibutuhkan oleh masyarakat untuk meringankan hidupnya. Perancangan terdiri dari serangkaian kegiatan yang berurutan, oleh karean itu perancangan kemudian disebut sebagai proses yang mencakup seluruh kegiatan yang terdapat dalam proses perancangan tersebut. Kegiatan-kegiatan dalam proses perancangan disebut fase. Salah satu deskripsi proses perancangan adalah deskripsi yang menyebutkan bahwa proses perancangan terdiri dari fase yang ditunjukan pada Gambar 6.
Kebutuhan
Analisis masalah, spesifikasi produk, dan perancangan proses
Perancangan konsep produk
Perancangan produk
Evaluasi produk hasil rancangan
Dokumentasi untuk pembuatan produk Gambar 6. Contoh diagram alir proses perancangan Harsokoesoemo (1999) Menurut Harsokoesoemo (1999) proses perancangan dianggap dimulai dengan mengidentifikasikan kebutuhan produk yang diinginkan masyarakat. Berawal dari diidentifikasikannya kebutuhan produk tersebut maka proses perancangan berlangsung. Masih menurut Harsokoesoemo (1999) tahapan penelitian mengacu pada fase pembangkitan konkuren (concurrent design) dengan mengacu pada sembilan dasar perancangan konkuren, yaitu : 1. Menggunakan produk atau unit yang sudah ada. 2. Menentukan bahan dan metodologi perakitan. 3. Menentukan keterbatasan dimensional desain. 4. Mengidentifikasikan subsystem yang memabangun keseluruhan system. 5. Mengembangkan hubungan (interface) berupa kontruksi dudukan dan chassis. 6. Merakit dan menggabungkan interface dan komponen-komponen fungsional system. 7. Melakukan evaluasi desain.
15
8. Penghalusan bahan dan perakitan. 9. Penghalusan bentuk akhir system (finishing). Fase terakhir dari kelima fase rancangan yang tak kalah penting menurut Harsokoesoemo (1999) yaitu fase penyusunan dokumen untuk pembuatan produk. Produk hasil rancangan didokumentasi dalam sebuah dokumen yang terdiri dari : 1. Gambar susunan. 2. Gambar detail dan spesifikasi untuk pembuatan produk. 3. Bill of Materials (BOM).
2.6. DAYA POROS Daya yang berguna pada motor bakar torak adalah daya poros karena daya ini yang akan menggerakkan beban. Daya poros dibangkitkan oleh daya indikator. Sebagian daya indikator ini digunakan untuk mengatasi gesekan mekanik antara komponen-komponen yang saling bergesekan seperti torak dan dinding silinder, poros dengan bantalan dan lain sebagainya. Selain itu pula daya indikator harus menggerakkan aksesori seperti pompa air, pompa pelumas, pompa bahan bakar, kipas pendingin dan generator (Anonim, 2010). Dengan demikian besarnya daya poros adalah: ……………………………………………………………………...(2) dimana : Pe = Daya poros atau daya efektif [PS,kW]. Pi = Daya Indikator [PS,kW]. Pg = Daya gesek [PS,kW]. Pa = Daya aksesoris [PS,kW]. Untuk mengetahui daya poros diperlukan alat ukur torsi atau dynamometer dan tachometer untuk mengukur putaran poros engkol (Anonim, 2010). Data yang didapat dari pengukuran adalah torsi dan putaran, daya poros didapat dengan memasukkan data yang diperoleh ke Persamaan 3. ……………………………………………………………………………...(3) dimana : T = Momen putar [kgm] n = Putaran poros engkol [rpm]
2.7. MOTOR DC Fathurohim (2010) menjelaskan dalam tulisannya bahwa motor DC merupakan sebuah perangkat elektromagnetis yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Energi mekanik ini digunakan untuk, misalnya, memutar impeller pompa, fan atau blower, menggerakan kompresor, mengangkat bahan, dll. Motor listrik digunakan juga di rumah (mixer, bor listrik, fan angin) dan di industri. Motor listrik kadangkala disebut “kuda kerja” nya industri sebab diperkirakan bahwa motor-motor menggunakan sekitar 70% beban listrik total di industri. Keuntungan utama motor DC adalah sebagai pengendali kecepatan, yang tidak mempengaruhi kualitas pasokan daya. Motor ini dapat dikendalikan dengan mengatur: •
Tegangan dinamo – meningkatkan tegangan dinamo akan meningkatkan kecepatan
•
Arus medan – menurunkan arus medan akan meningkatkan kecepatan.
16
Motor DC tersedia dalam banyak ukuran, namun penggunaannya pada umumnya dibatasi untuk beberapa penggunaan berkecepatan rendah, penggunaan daya rendah hingga sedang seperti peralatan mesin dan rolling mills, sebab sering terjadi masalah dengan perubahan arah arus listrik mekanis pada ukuran yang lebih besar. Juga, motor tersebut dibatasi hanya untuk penggunaan di area yang bersih dan tidak berbahaya sebab resiko percikan api pada sikatnya. Motor DC juga relatif mahal dibanding motor AC. Hubungan antara kecepatan, flux medan dan tegangan dinamo ditunjukkan dalam persamaan berikut: Gaya elektromagnetik:
E = KΦN …………………………………………………………………………………..(4) Torque:
T = KΦIa …………………………………………………………………………………..(5) Dimana: E = gaya elektromagnetik yang dikembangkan pada terminal dinamo (volt) Φ = flux medan yang berbanding lurus dengan arus medan N = kecepatan dalam RPM (putaran per menit) T = torque electromagnetik Ia = arus dinamo K = konstanta persamaan Mekanisme kerja untuk seluruh jenis motor listrik secara umum sama, yaitu : •
Arus listrik dalam medan magnet akan memberikan gaya
•
Jika kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah lingkaran/loop, maka kedua sisi loop, yaitu pada sudut kanan medan magnet, akan mendapatkan gaya pada arah yang berlawanan.
•
Pasangan gaya menghasilkan tenaga putar/ torque untuk memutar kumparan.
•
Motor-motor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan tenaga putaran yang lebih seragam dan medan magnetnya dihasilkan oleh susunan elektromagnetik yang disebut kumparan medan. Dalam memahami sebuah motor, penting untuk mengerti apa yang dimaksud dengan beban motor. Beban mengacu kepada keluaran tenaga putar/ torque sesuai dengan kecepatan yang diperlukan. Beban umumnya dapat dikategorikan kedalam tiga kelompok : •
Beban torque konstan adalah beban dimana permintaan keluaran energinya bervariasi dengan kecepatan operasinya namun torque nya tidak bervariasi. Contoh beban dengan torque konstan adalah conveyors, rotary kilns, dan pompa displacement konstan.
•
Beban dengan variabel torque adalah beban dengan torque yang bervariasi dengan kecepatan operasi. Contoh beban dengan variabel torque adalah pompa sentrifugal dan fan (torque bervariasi sebagai kuadrat kecepatan).
•
Beban dengan energi konstan adalah beban dengan permintaan torque yang berubah dan berbanding terbalik dengan kecepatan. Contoh untuk beban dengan daya konstan adalah peralatan-peralatan mesin. Motor arus searah, sebagaimana namanya, menggunakan arus langsung yang tidak langsung/direct-unidirectional. Motor DC digunakan pada penggunaan khusus dimana diperlukan penyalaan torque yang tinggi atau percepatan yang tetap untuk kisaran kecepatan yang luas.
17
Sebuah motor DC yang memiliki tiga komponen utama: •
Kutub medan. Secara sederhana digambarkan bahwa interaksi dua kutub magnet akan menyebabkan perputaran pada motor DC. Motor DC memiliki kutub medan yang stasioner dan dinamo yang menggerakan bearing pada ruang diantara kutub medan. Motor DC sederhana memiliki dua kutub medan: kutub utara dan kutub selatan. Garis magnetik energi membesar melintasi bukaan diantara kutub-kutub dari utara ke selatan. Untuk motor yang lebih besar atau lebih komplek terdapat satu atau lebih elektromagnet. Elektromagnet menerima listrik dari sumber daya dari luar sebagai penyedia struktur medan.
•
Dinamo. Bila arus masuk menuju dinamo, maka arus ini akan menjadi elektromagnet. Dinamo yang berbentuk silinder, dihubungkan ke as penggerak untuk menggerakan beban. Untuk kasus motor DC yang kecil, dinamo berputar dalam medan magnet yang dibentuk oleh kutub-kutub, sampai kutub utara dan selatan magnet berganti lokasi. Jika hal ini terjadi, arusnya berbalik untuk merubah kutub-kutub utara dan selatan dinamo.
•
Commutator. Komponen ini terutama ditemukan dalam motor DC. Kegunaannya adalah untuk membalikan arah arus listrik dalam dinamo. Commutator juga membantu dalam transmisi arus antara dinamo dan sumber daya.
Jenis Motor DC : a) Motor DC Sumber Daya Terpisah/ Separately Excited Jika arus medan dipasok dari sumber terpisah maka disebut motor DC sumber daya terpisah/separately excited. b) Motor DC Sumber Daya Sendiri/ Self Excited: motor shunt Pada motor shunt, gulungan medan (medan shunt) disambungkan secara paralel dengan gulungan dinamo. Oleh karena itu total arus dalam jalur merupakan penjumlahan arusmedan dan arus dinamo. Berikut tentang kecepatan motor shunt : •
Kecepatan pada prakteknya konstan tidak tergantung pada beban (hingga torque tertentu setelah kecepatannya berkurang, oleh karena itu cocok untuk penggunaan komersial dengan beban awal yang rendah, seperti peralatan mesin.
•
Kecepatan dapat dikendalikan dengan cara memasang tahanan dalam susunan seri dengan dinamo (kecepatan berkurang) atau dengan memasang tahanan pada arus medan(kecepatan bertambah). c) Motor DC daya sendiri: motor seri Dalam motor seri, gulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara seri dengan gulungan dinamo (A). Oleh karena itu, arus medan sama dengan arus dinamo. Berikut tentang kecepatan motor seri (Rodwell International Corporation, 1997; L.M. Photonics Ltd, 2002): •
Kecepatan dibatasi pada 5000 RPM
•
Harus dihindarkan menjalankan motor seri tanpa ada beban sebab motor akan mempercepat tanpa terkendali. Motor-motor seri cocok untuk penggunaan yang memerlukan torque penyalaan awal yang tinggi, seperti derek dan alat pengangkat hoist.
18
Motor DC Kompon/Gabungan Motor Kompon DC merupakan gabungan motor seri dan shunt. Pada motor kompon, gulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara paralel dan seri dengan gulungan dynamo (A). Sehingga, motor kompon memiliki torque penyalaan awal yang bagus dan kecepatan yang stabil. Makin tinggi persentase penggabungan (yakni persentase gulungan medan yang dihubungkan secara seri), makin tinggi pula torque penyalaan awal yang dapat ditangani oleh motor ini. Contoh, penggabungan 40-50% menjadikan motor ini cocok untuk alat pengangkat hoist dan derek, sedangkan motor kompon yang standar (12%) tidak cocok (myElectrical, 2005). d)
2.8. BEBAN KERJA Kerja dapat juga diartikan sebagai suatu aktivitas untuk menghasilkan sesuatu. Manusia menggunakan otot mereka hampir untuk seluruh jenis kegiatan atau pekerjaan, otot manusia sendiri memerlukan energi untuk melakukan kerja fisik. Jumlah energi yang dibutuhkan manusia untuk melakukan kerja tergantung dari tingkat pekerjaan yang dikerjakan. Beban kerja fisik dapat dilihat ketika pekerja melakukan pekerjaannya. Semakin besar beban kerja dalam melakukan suatu pekerjaan ditandai dengan kebutuhan energi yang semakin besar pula, dengan demikian sistem pernafasan bergerak lebih cepat, kebutuhan oksigen meningkat, denyut jantung semakin cepat dan terjadi peningkatan panas pada seluruh tubuh (Singleton 1972 diacu dalam Hermana 1999). Setiap orang harus bekerja, bekerja untuk mendapatkan penghasilan agar dapat mencukupi kebutuhan hidupnya. Kerja itu sendiri merupakan suatu kegiatan yang menghasilkan, baik itu berupa barang atau jasa atau juga imbalan berupa penghasilan. Studi ergonomi dalam kaitannya dengan kerja manusia dalam hal ini ditunjukan untuk mengevaluasi dan merancang kembali tata cara kerja yang harus diaplikasikan agar dapat memberikan peningkatan efektivitas dan efesiensi, juga kenyamanan ataupun keamanan bagi manusia sebagai pekerjanya. Kerja fisik adalah kerja yang memerlukan energi fisik otot manusia sebagai sumber tenaganya (power). Kerja fisik disebut juga manualoperation dimana performa kerja sepenuhnya akan tergantung pada manusia yang berfungsi sebagai sumber tenaga (power) ataupun pengendali kerja. Kerja fisik juga dapat dikonotasikan dengan kerja berat atau kerja kasar karena kegiatan tersebut memerlukan usaha fisik manusia yang kuat selama periode kerja berlangsung. Dalam kerja fisik konsumsi energi merupakan faktor utama yang dijadikan tolak ukur penentu berat atau ringannya suatu pekerjaan. Kerja fisik akan mengeluarkan energi yang berhubungan erat dengan konsumsi energi. Pengukuran beban kerja fisik dapat dilakukan dengan pengukuran fisiologis dan psikologis. Jika ditinjau dari pengukuran fisiologis maka bisa dilihat tiga parameter yaitu kimiawi, elektrik, dan fisik. Pengukuran dengan parameter kimiawi dapat berupa pengukuran kandungan urin dan konsumsi oksigen, sedangkan jika menggunakan parameter elektrik bisa berupa pengukuran dengan elektrokardiograf dan elektromiograf. Kalau dilihat dari segi parameter fisik maka bisa digunakan berbagai jenis parameter seperti denyut jantung, tekanan darah, suhu tubuh, dan laju pernapasan. Jika ditinjau dari pengukuran psikologis maka dapat digunakan parameter aktivitas dan sikap. Pengukuran beban kerja fisik dengan menggunakan parameter denyut jantung lebih mudah untuk diterapkan di lapangan. Hal ini karena pengukuran tenaga dengan teknik denyut jantung memiliki beberapa kelebihan seperti
19
data dapat disimpan dalam memori, interval pengukuran dapat diatur, pengamatan dapat dilakukan dari jarak jauh, serta akurasi yang diperoleh cukup baik. Kebutuhan bahan bakar bagi tubuh untuk melakukan gerak disalurkan oleh darah melalui pembuluh-pembuluh darah ke seluruh bagian tubuh. Setiap peningkatan penggunaan tenaga mekanis akan meningkatkan kebutuhan akan bahan bakar, hal ini berarti meningkatkan kerja jantung untuk memenuhi kebutuhan tersebut. Laju denyut jantung yang tinggi tetapi diikuti oleh konsumsi oksigen yang rendah biasanya akan menunjukan kelelahan pada otot, terutama untuk pekerjaan statis (Zander 1972 dan Sanders 1987 diacu dalam Herodian S et al 1999). Menurut Bridger (2003), denyut jantung meningkat sesuai fungsi dari beban kerja dan konsumsi oksigen. Banyak peneliti ergonomika percaya bahwa meningkatnya tingkat denyut jantung menunjukkan beban kerja fisik maupun mental, karena adanya korelasi yang linier terhadap konsumsi energi fisik (physical energy cost). Oleh karena itu, sampel data kontinyu laju denyut jantung pada suatu aktivitas berguna sebagai indikator dari beban kerja psiko-fisiologis. Selain itu, terdapat dua faktor yang mempengaruhi kemampuan kerja fisik manusia, yaitu faktor personal dan lingkungan. Beberapa faktor personal adalah umur, berat badan, jenis kelamin, konsumsi rokok, gaya hidup, olahraga, status nutrisi, dan motivasi dalam melakukan kegiatan. Sedangkan beberapa faktor lingkungan yaitu polusi udara, kebisingan, faktor suhu udara, dan ketinggian tempat. Terdapat dua macam terminologi beban kerja, yaitu beban kerja kuantitatif dan beban kerja kualitatif (Lovita 2009). Konsumsi energi kerja diawali pada saat pekerjaan fisik dimulai, semakin banyaknya kebutuhan untuk aktivitas otot bagi suatu jenis pekerjaan, maka semakin banyak pula energi yang dikonsumsi dan diekspresikan sebagai kalori kerja (Nurmianto 2004). Peningkatan konsumsi energi juga akan diikuti dengan peningkatan nilai IRHR (kejerihan). IRHR merupakan perbandingan relatif antara denyut jantung seseorang ketika melakukan suatu aktivitas dan ketika beristirahat. Tinggi rendahnya nilai IRHR mencerminkan besarnya beban kerja kualitatif (kejerihan) dari suatu aktivitas. Untuk menghindari subjektivitas nilai denyut jantung (HR) yang umumnya dipengaruhi faktor-faktor personal, psikologis dan lingkungan, maka perhitungan nilai HR harus dinormalisasi agar diperoleh nilai HR yang objektif (Syuaib 2003). Normalisasi nilai HR dapat dilakukan dengan membandingkan nilai HR relatif saat bekerja dan nilai HR saat istirahat. Perbandingan tersebut dinamakan Increase Ratio of Heart Rate (IRHR), dan dapat dihitung dengan Persamaan (6).
…………………………………………………………(6)
Dimana
: HR work = Denyut jantung pada saat melakukan kerja (denyut/menit) HR rest
= Denyut jantung pada saat beristirahat (denyut/menit)
IRHR
= Tingkat kenaikan denyut jantung
Untuk mengetahui kejerihan pekerjaan atau besarnya beban kerja kualitatif dapat dikategorikan berdasarkan nilai IRHR subjek saat kerja. Kategori pekerjaan berdasarkan nilai IRHR tersebut dapat dilihat pada Tabel 1.
20
Tabel 1. Kategori pekerjaan berdasarkan IRHR Kategori
Nilai IRHR
Ringan Sedang Berat Sangat berat Luar biasa berat
1.00 < IRHR < 1.25 1.25 < IRHR < 1.50 1.50 < IRHR < 1.75 1.75 < IRHR < 2.00 2.00 < IRHR Sumber: Lovita (2009)
Pengukuran beban kerja fisik yang paling mudah untuk dilakukan pada kondisi lapang adalah dengan menggunakan parameter atau metode denyut jantung. Namun, pengukuran beban kerja dengan menggunakan metode ini memiliki kelemahan, yaitu denyut jantung berbeda-beda menurut waktu dan individunya, serta denyut jantung tidak saja dipengaruhi oleh kerja fisik akan tetapi juga beban mental sehingga diperlukan metode sistem kalibrasi data yang akurat (Kastaman dan Herodian 1998). Salah satu metode yang dapat digunakan untuk mengkalibrasi pengukuran dengan teknik denyut jantung adalah menggunakan metode step test atau metode langkah, selain itu dapat juga menggunakan sepeda ergometer. Metode step test pada dasarnya dilakukan dengan mengukur denyut jantung saat melakukan pekerjaan naik turun sebuah bangku dengan ketinggian tertentu 2540 cm dengan siklus yang telah ditentukan. Kondisi fisik manusia sering berubah-ubah menurut waktu dan individunya. Untuk mencegah perubahan kondisi fisik maka digunakan metode step test sebagai kalibrasi, sehingga didapatkan kondisi fisik dari pekerja yang akan bekerja. Metode step test ditujukan untuk mengukur karakteristik denyut jantung individual dari pekerja tersebut. Penggunaan metode ini berfungsi untuk mengetahui suatu pola hubungan antara denyut jantung manusia dalam setiap aktivitas kerjanya dengan daya yang dikeluarkannya melalui penyesuaianpenyesuaian dalam cara pengukuran maupun kalibrasi data hasil pengukurannya (Kastaman dan Herodian 1998). Faktor-faktor yang digunakan untuk menentukan karakteristik individu pada metode ini adalah umur, jenis kelamin, berat badan dan tinggi badan. Metode step test memiliki beberapa keunggulan, diantaranya dapat dengan mudah mengatur selang beban kerja dengan mengubah tinggi bangku step test dan intensitas langkah. Selain itu, metode ini memiliki komponen pengukuran yang mudah dan bisa dilakukan di mana saja dan kapan saja, sehingga ketidakstabilan denyut jantung seseorang dapat dengan mudah dianalisa.
21