PENGATURAN PENYEMPROTAN OPTIMUM APLIKASI PUPUK CAIR MENGGUNAKAN SPRAYER GENDONG BERMOTOR
TEGUH ADITYA SAPUTRA
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN DAN BIOSISTEM FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2016
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul “Pengaturan Penyemprotan Optimum Aplikasi Pupuk Cair Menggunakan Sprayer Gendong Bermotor ” adalah benar karya saya dengan arahan dari dosen pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini. Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor. Bogor, September 2016
Teguh Aditya Saputra NIM F14120036
ABSTRAK TEGUH ADITYA SAPUTRA. Pengaturan Penyemprotan Optimum Aplikasi Pupuk Cair Menggunakan Sprayer Gendong Bermotor. Dibimbing oleh GATOT PRAMUHADI Aplikasi pupuk cair di lahan tebu dapat digunakan untuk memenuhi kebutuhan nutrisi bagi tanaman tebu sehingga produktivitas dan rendemen gilingnya dapat ditingkatkan. Dalam aplikasi ini sprayer gendong bermotor digunakan karena menghasilkan butiran droplet yang halus. Penelitian ini bertujuan menentukan pengaturan penyemprotan yang optimum dan menentukan biaya aplikasi pupuk cair di lahan tebu. Berdasarkan hasil penelitian, nilai debit penyemprotan meningkat dari 2,08 liter/menit-2,65 liter/menit dengan perlakuan bukaan T1/3, T2/3 dan TF. Nilai keseragaman butiran terendah dan ukuran droplet terdapat pada perlakuan TFV1 yaitu 424,94 µm. Konsumsi bahan bakar meningkat dari 0,51 liter/jam – 0,91 liter/jam. Pengaturan penyemprotan yang paling optimum dari hasil pembobotan didapat dengan perlakuan bukaan throttle penuh dan pada kondisi angin 0 m/s yang menghasilkan diameter droplet 424,94 µm, keseragaman butiran semprot dengan nilai yaitu 0,228, lebar penyemprotan efektif sebesar 75 cm, dan debit penyemprotan 2,65 liter/menit dengan total nilai pembobotan 13,00. Biaya aplikasi pupuk cair dari perlakuan bukaan throttle 30% sebesar Rp 918.219,91/ha, throttle 60% sebesar Rp 1.091.127,14/ha dan throttle penuh sebesar Rp 1.165.677,64/ha. Kata kunci : Optimum, biaya aplikasi, sprayer gendong bermotor
ABSTRACT TEGUH ADITYA SAPUTRA. Optimum spraying configuration on the application of liquid fertilizer utilized knapsack power sprayer. Supervised by GATOT PRAMUHADI. Liquid fertilizer application on sugarcane area can be used to fulfill sugarcane’s nutrient requirement and increase its productivity and milling yield. A knapsack power sprayer is used to soften droplet size. The objectives of the research are to determine optimum spraying configuration and application cost of liquid fertilizer at sugarcane area. Based on result, spraying flow rate increased from 2,08 liter/minute to 2,65 liter/minute with T1/3, T2/3 and TF treatment. The lowest droplet uniformnity value and the smallest droplet size from TFV1 treatment is 424,94 µm. The fuel consumption that showed increased from 0,51 to 0,91 liter/hour. optimum spraying configuration from weighening result gathered from throttle full and wind condition 0 m/s treatment are 424,94 µm droplet diameter; droplet uniformity value with coefficient of variation is 0,228; effective spraying width is 75 cm; spraying flow rate is 2,65 liter/minute with total weighening is 13,00. Application cost of liquid fertilizer by throttle 30%, 60%, and full they are Rp 918.219,91/ha, Rp 1.091.127,14/ha, dan Rp 1.165.677,64/ha. Key word : Optimum, application cost, knapsack power sprayer
PENGATURAN PENYEMPROTAN OPTIMUM APLIKASI PUPUK CAIR MENGGUNAKAN SPRAYER GENDONG BERMOTOR
TEGUH ADITYA SAPUTRA
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Departemen Teknik Mesin dan Biosistem
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN DAN BIOSISTEM FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2016
Judul Skripsi : Pengaturan Penyemprotan Optimum Aplikasi Pupuk Cair Menggunakan Sprayer Gendong Bermotor Nama : Teguh Aditya Saputra NIM : F14120036
Disetujui oleh
Dr Ir Gatot Pramuhadi, MSi Pembimbing
Diketahui oleh
Dr Ir Desrial, MEng Ketua Departemen
Tanggal Lulus:
PRAKATA Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan karunianya sehingga penyusunan skripsi dengan judul Pengaturan Penyemprotan Optimum Aplikasi Pupuk Cair Menggunakan Sprayer Gendong Bermotor dapat diselesaikan. Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Maret 2016 hingga Mei 2016. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada Dr Ir Gatot Pramuhadi, MSi selaku dosen pembimbing akademik dan terima kasih penulis ucapkan kepada Prof Dr Ir Tineke Mandang, MS serta Dr Ir Usman Ahmad, MAgr selaku dosen penguji skripsi atas nasihat, bimbingan, dan arahan. Penulis menyadari sepenuhnya bahwa penyusunan skripsi ini masih belum sempurna, oleh karena itu kritik dan saran sangat penulis harapkan. Akhir kata semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi segenap pihak yang memerlukan. .
Bogor, September 2016 Teguh Aditya Saputra
DAFTAR ISI DAFTAR TABEL
xi
DAFTAR GAMBAR
xi
DAFTAR LAMPIRAN
xi
PENDAHULUAN Latar Belakang Perumusan Masalah Tujuan Penelitian Ruang Lingkup Penelitian TINJAUAN PUSTAKA Penyemprotan Sprayer Sprayer Gendong Bermotor Nosel Butiran Semprot (Droplet) Pergeseren Titik Jatuh Droplet (Spray Drifting) Faktor yang Mempengaruhi Efektivitas Faktor yang Mempengaruhi Biaya Pokok Penyemprotan METODE Waktu dan Tempat Penelitian Bahan dan Alat Prosedur Penelitian Perlakuan Uji Kinerja Prosedur Percoban Analisis Keefektifan dan Keefisienan Penyemprotan Prosedur Analisis Biaya Aplikasi Pupuk Cair Prosedur Optimasi Operasioanal Sprayer Gendong Bermotor HASIL DAN PEMBAHASAN Debit Penyemprotan Pola Distribusi Penyemprotan Lebar Penyemprotan Efektif Diameter Droplet Optimasi Penyemprotan Sprayer Gendong Bermotor Biaya Aplikasi Pupuk Cair SIMPULAN DAN SARAN DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
1 1 1 2 2 2 2 3 3 4 6 6 7 8 8 8 9 9 10 10 15 15 16 17 17 18 20 21 23 23 25 25 27
DAFTAR TABEL 1 Nilai optimasi operasional 2 Tabulasi perhitungan biaya aplikasi masing – masing perlakuan
23 24
DAFTAR GAMBAR 1 Knapsack power sprayer 2 Flat fan spray nozzle (Houmy 1999) 3 Bagian nosel tipe kerucut ( Smith and Wilkes 1990) 4 Pergeseran horizontal droplet pada temperatur 77° F dan RH 55 % (Hoffman, et al., 1986) 5 Diagram skematik menentukan optimum penyemprotan dan biaya aplikasi pupuk cair menggunakan knapsack power sprayer Tasco TF 700 6 Ilustrasi pengukuran debit (Houmy 1999) 7 Grafik tumpang – tindih penyemprotan (Elisa 2004) 8 Kertas concord yang tepapar droplet (a) sebelum pengeditan (b)setelah pengeditan menggunakan Adobe Photoshop 9 Pengukuran kecepatan maju penyemprotan 10 Hubungan pengaruh bukaan throttle (T) terhadap debit yang dihasilkan 11 Pola distribusi penyemprotan dengan (a)perlakuan T1/3, (b) perlakuan T2/3, dan (c) perlakuanTF serta perlakuan kecepatan angin (V) 12 Grafik hubungan pengaruh perlakuan bukaan throttle (T) dan perubahan kecepatan angin lingkungan (V) terhadap hasil lebar penyemprotan efektif yang dihasilkan 13 Grafik pengaruh perlakuan (a) T1/3, (b) T2/3, (c) TF dan kecepatan angin lingkungan terhadap diameter droplet yang dihasilkan
3 5 5 7 9 11 12 13 15 18 20
20 22
DAFTAR LAMPIRAN 1 Hasil pengolahan data lebar penyemprotan efektif dan contoh perhitungan grafik overlapping 2 Penentuan ranking dan bobot untuk optimasi operasional 3 Contoh perhitungan diameter droplet dan keseragaman butiran semprot 4 Tabulasi volume (ml) tertampung 5 Prosedur penentuan biaya aplikasi pupuk cair 6 Perhitungan analisis biaya aplikasi pupuk cair 7 Hasil pengukuran angin lingkungan 8 Gambar pengambilan data pola distribusi penyemprotan dan lebar penyemprotan efektif
27 30 32 33 36 37 41 42
1
PENDAHULUAN
Latar Belakang Tebu merupakan tanaman perkebunan penghasil gula yang memerlukan kegiatan pemeliharaan berupa pemberian pupuk. Aplikasi pupuk cair di areal kebun tebu lahan kering dapat digunakan untuk meningkatkan produktivitas tebu dan rendemen giling karena terpenuhinya kebutuhan nutrisi (nutrient) bagi tanaman tebu (Pramuhadi 2014). Dalam pengaplikasian pupuk cair umumnya menggunakan alat yang dikenal dengan sprayer. Sprayer digunakan untuk perawatan tanaman (pemupukan) maupun proteksi tanaman (pengendalian hama dan penyakit). Sprayer dibedakan berdasarkan tenaga penggeraknya yaitu sprayer dengan penggerak tangan, dan sprayer bermotor (Smith dan Wilkes 1990). Berdasarkan kualitas sebaran butirannya (droplet) menurut Pramuhadi (2010) sprayer gendong bermotor (knapsack power sprayer) menghasilkan droplet yang lebih halus dibandingkan sprayer gendong semi – otomatis (knapsack sprayer), hal ini karena pada sprayer gendong bermotor memiliki tekanan semprot yang lebih tinggi dan stabil dibandingkan dengan sprayer gendong semi-otomatis (knapsack sprayer). Berkaitan dengan penggunaan sprayer gendong bermotor untuk penyemprotan, pengaturan throttle gas dapat mengakibatkan perubahan tekanan semprot yang akan mempengaruhi hasil penyemprotan berupa ukuran droplet, keseragaman butiran semprot, lebar penyemprotan efektif (LPE), dan debit penyemprotan. Faktor lain yang mempengaruhi hasil penyemprotan, adalah karena faktor angin di lapangan. Gerakan udara horizontal dan vertikal sangat mempengaruhi jatuhnya arah semprotan, jika kondisi angin tenang aplikasi pupuk cair berjalan normal. Namun keadaan di lapangan dapat berubah sewaktu-waktu, angin yang bertiup kencang dapat membawa tetesan semprot ke suatu jarak tertentu dari bidang sasaran. Perlakuan bukaan throttle pada pengoperasian juga akan berpengaruh pada konsumsi bahan bakar yang digunakan, maka hal ini akan akan mempengaruhi biaya aplikasi pupuk cair karena biaya operasional semakin besar dengan konsumsi bahan bakar yang semakin besar. Untuk itu perlu dilakukan penelitian untuk menentukan pengaturan penyemprotan optimum dalam segi besarnya tekanan semprot dan waktu aplikasi yang dapat diterapkan saat aplikasi pupuk cair di lahan dan menentukan biaya aplikasi pupuk cair.
Perumusan Masalah Butiran yang halus akan sangat mempengaruhi pupuk cair dapat menyebar lebih merata menempel ke daun-daun dan akan semakin mudah masuk ke stomata sehingga akan semakin banyak nutrisi yang diserap oleh tanaman. Untuk membuat butiran cairan yang efektif selain dengan pengaruh tekanan semprot, pengaplikasian pupuk cair di lapangan sangat dipengaruhi oleh angin yang dapat mempengaruhi
2
arah sasaran semprot dan lebar penyemprotan efektif (LPE), serta pengaruhnya terhadap diameter droplet yang dihasilkan. Dan karena pengoperasian bukaan throttle menghasilkan perbedaan pada hasil pada LPE, debit, dan konsumsi bahan bakar maka hal tersebut dapat mempengaruhi biaya aplikasi pupuk cair.
Tujuan Penelitian Penelitian ini bertujuan menentukan pengaturan penyemprotan aplikasi pupuk cair yang optimum dan menentukan biaya aplikasi pupuk cair di lahan tebu.
Ruang Lingkup Penelitian Ruang lingkup dari penelitian ini adalah melakukan pengukuran parameter penyemprotan seperti: ukuran diameter droplet, lebar penyemprotan efektif (LPE), kesaragaman butiran semprot dan debit penyemprotan dengan pengaruh angin, bukaan throttle gas yang berbeda – beda dan melakukan analisis untuk menentukan biaya aplikasi pupuk cair dengan penggunaan sprayer gendong bermotor pada tiap perlakuan perubahan bukaan throttle gas. .
TINJAUAN PUSTAKA
Penyemprotan Penyemprotan pertama kali dikembangkan dan digunakan dalam pengendalian penyakit tanaman anggur di kebun sekitar Bourdeux, Perancis. Penyemprotan tangan untuk memberantas serangga dikembangkan antara tahun 1850 dan 1860 oleh Bean dari California, D.B Smith dari New York, dan Brandt bersaudara dari Minnesota. Penyemprotan dengan tenaga mesin bensin dikembangkan sekitar tahun 1900. Penyemprotan yang dipasang pada traktor belum dikembangkan sampai diperkenalkan traktor pada tahun 1925. Palang penyemprotan dipasang pada pesawat udara pertama kali pada awal tahun 1940 (Smith dan Wilkes 1990). Dewasa ini penyemprotan dibidang pertanian bertujuan untuk menyemprotkan herbisida, fungisida, insektisida, dan penyemprotan pupuk cair pada daun, dan menyemprotkan hormon untuk mempercepatan pertumbuhan dan kematangan pada tanaman buah-buahan. Menurut Daywin (1992) keuntungan dengan penyemprotan yaitu penempelan cairan pada tanaman lebih baik, dan ukuran butiran yang dihasilkan dapat diubah menurut kebutuhan.
3
Sprayer Fungsi utama dari sprayer adalah memecah cairan menjadi tetes-tetes dengan ukuran yang efektif untuk didistribusikan secara merata di atas permukaan atau ruang yang harus dilindungi. Tenaga yang digunakan untuk menggerakkan pompa pada sprayer bisa berasal dari tenaga manusia sebagai operator, motor bakar bensin, ataupun putaran dari power take off (PTO) suatu traktor. Menurut Smith (1990), sprayer dibedakan menjadi dua kelompok berdasarkan tenaga penggeraknya, yaitu: 1. Sprayer dengan penggerak tangan (hand operated sprayer) yang terdiri atas: a. Handsprayer, yaitu sprayer yang berukuran kecil dan khusus untuk keperluan di lapangan rumah, taman dan penyemprotan ringan lainnya. b. Sprayer otomatis, yaitu sprayer dengan tekanan tinggi dimana tekanan diberikan atau dibentuk melalui pemompaan sebelum penyemprotan dilakukan. Sprayer ini disebut juga compressed air sprayer dengan tekanan dalam tangki sekitar 140–200 psi atau 10–14 kgf/cm². c. Sprayer semi otomatis, yaitu sprayer yang bentuk fisiknya menyerupai sprayer otomatis tetapi tidak memerlukan tekanan tinggi. d. Jenis-jenis lainnya seperti bucketsprayer, barrel sprayer, cheel barrow sprayer, slide pump sprayer. Pada tipe-tipe ini tangki dan pompa tidak tersusun dalam satu unit, melainkan saling terpisah. 2. Sprayer bermotor (power sprayer) Sprayer ini menggunakan sumber tenaga penggerak dari motor bakar atau motor listrik atau power take off (PTO) traktor. Ada beberapa tipe dari power 4 sprayer yaitu: hydraulic sprayer, hydraulic-pneumatic sprayer, blower sprayer dan aerosol generator.
Sprayer Gendong Bermotor (Knapsack Power Sprayer) Sprayer gendong bermotor merupakan sprayer yang bertenaga motor bakar internal atau motor listrik. Mesin dapat dioperasikan dengan bahan bakar mesin atau penyemprot tersebut dioperasikan oleh tenaga traktor (Smith dan Wilkes 1990). Knapsack Power Sprayer (Gambar 1) memiliki komponen-komponen kerja terdiri dari tangki, engine, pompa impeler, throttle gas, batang nosel dan nosel.
Gambar 1 Knapsack power sprayer
4
Menurut Hermawan (2012) penggunaan knapsack power sprayer memiliki mutu penyemprotan yang lebih baik dibandingkan sprayer gendong manual dengan membandingkan kapasitas lapang efektif rata-ratanya, sprayer manual memiliki kapasitas 0,37 ha/jam per orang, sedangkan knapsack power sprayer memiliki kapasitas mencapai 0,4 ha/jam per orang. Pengaruh kestabilan tekanan pada penerapan sprayer bermotor memiliki pengaruh yang baik pada efektivitas penyemprotan, hal ini dipengaruhi oleh sumber tenaga yang berasal dari motor bakar internal sehingga debit keluaran dan tekanan kerja lebih stabil, jika dibandingkan dengan sprayer manual yang menggunakan tenaga manusia sehingga tekanan yang dihasilkan tidak stabil (Aspar G 2012).
Nosel Nosel merupakan bagian dari sprayer yang menentukan karakteristik semprotan yaitu pengeluaran, sudut penyemprotan, lebar penutupan, pola semprotan, dan pola penyebaran yang dihasilkan. Nosel dibuat dalam bermacam – macam desain. Setiap tipe butiran cairan yang khas dihasilkan oleh nosel yang khas sesuai dengan kebutuhan. Flooding Nozzle Menghasilkan semprotan dengan berpola kipas dan butiran-butiran yang dihasilkan agak kasar. Nosel tipe ini dapat digunakan untuk menyemprot keseluruh permukaan lahan. Biasanya digunakan pada alat penyemprot tipe gendong (knapsack sprayer). Nosel ini untuk menyemprot aplikasi, sudut semprot yang dihasilkan pada bagian ujungnya akan lebih besar dibandingkan bagian tengah. Flat Fan Spray Nozzle Hasil semprot dengan menggunakan nosel tipe ini akan berpola kipas dengan ukuran butiran medium. Nosel tipe ini dapat digunakan sebagai pemancar cairan yang diaplikasikan pada boom sprayer yang digandengkan dengan traktor dengan sudut penyemprot antara 80° hingga 110°, hasil semprotan cukup seragam dan meliputi seluruh lebar semprotan karena pola semprotannya yang berupa kipas datar sehingga taraf penutupannya sangat baik seperti pada Gambar 2. Nosel tipe ini dianjurkan untuk penyemprotan insektisida (pada tekanan 3 sampai 4 bar), herbisida (2 bar) dan untuk fungisida (lebih dari 4 bar).
5
Gambar 2 Flat fan spray nozzle (Houmy 1999) Rotary Atomizer Nosel ini dipergunakan untuk pekerjaan besar, menyemprotkan ribuan galon larutan setiap jam dengan gaya sentrifugal dan mempunyai pola penyebaran 360°. Two Fluid Atomizer Nosel ini menghasilkan droplet yang sangat halus menghindarkan pemborosan cairan. Tetapi membutuhkan tenaga yang lebih besar dari pada tipe lainnya. Hollow Cone Nozzle Tipe nosel ini disebut dengan tipe kerucut berongga yang memberikan hasil semprotan sangat baik, dapat digunakan untuk penyemprotan secara keseluruhan dan juga untuk menyemprotkan dari atas bagian tanaman. Hasilnya dapat diandalkan meliputi seluruh area pertahanan yang hendak dilindungi. Pada jenis nosel ini terdapat piringan pusaran, ruangan pusaran dan piringan pengeluaran seperti pada Gambar 3, dengan bagian-bagian tersebut akan menyebabkan lubang pada hasil penyemprotan (hollow). Distribusi cairan ini tidak pernah seragam dan sangat terpengaruh pada ketinggian dari sprayer.
Gambar 3 Bagian nosel tipe kerucut (Smith dan Wilkes 1990)
6
Butiran Semprot (Droplet) Butiran Semprot (droplet) yang dihasilkan oleh suatu alat penyemprot (sprayer) memiliki jumlah yang sangat banyak dengan ukuran diameter kurang dari 0,5 mm (Matthews GA 1992). Ukuran diameter droplet dipengaruhi oleh bentuk nosel, jarak semprot, tekanan operasi, sifat bahan penyemprot, dan keadaaan udara luar. Nosel dapat dijumpai dengan bermacam-macam jenis dan kegunaannya sesuai dengan bentuk atau pola penyemprotan yang diinginkan. Jarak semprot yang dekat akan memberikan hasil penyemprotan yang lebih seragam dengan tetes yang lebih halus. Tekanan operasi memberikan pengaruh yang besar terhadap ukuran diameter butiran, yaitu semakin besar tekanan operasi maka ukuran diameter butiran akan semakin halus dengan sudut semprot yang lebar. Besarnya ukuran diameter droplet yang terjadi pada penyemprotan merupakan suatu parameter penting dalam efektivitas semprotan.
Pergeseran Titik Jatuh Droplet (Spray Drifting) Spray drifting adalah pergeseran butiran semprot atau partikel air yang disebabkan oleh pergerakan angin hingga butiran semprot atau pertikel air tersebut jatuh tidak tepat sasaran. Dampak dari spray drifting diantaranya dapat berkurangnya efisiensi dan efektivitas penyemprotan, bertambahnya biaya untuk pestisida yang terbuang percuma, serta pestisida dapat mengenai tanaman atau organisme (Derksen 1997). Menurut Sumner (1997) tetesan dari hembusan sprayer yang berukuran lebih kecil dari 100 mikron sangat mudah bergeser karena pengaruh angin (driftable) disebabkan ukurannya yang begitu kecil dan bobot tetesan yang relatif ringan. Sebagai perbandingan, bobot rambut manusia pada umumnya adalah 100 mikron. Dengan bobotnya yang sangat ringan tersebut, rambut manusia yang jatuh ke permukaan tanah tidak langsung jatuh dengan arah tegak lurus gravitasi. Melainkan terombang-ambing dikarenakan adanya gaya turbulensi oleh udara. Masih menurut Sumner (1997) tetesan yang melayang (spray drift) adalah pergerakan droplet yang menyimpang dari target area yang dikehendaki operator. Banyak faktor yang menyebabkan terjadinya spray drifting, tetapi ukuran awal droplet adalah faktor yang paling mempengaruhi. Ukuran droplet yang kecil, ketika jatuh akan lebih lambat dibandingkan droplet yang berukuran lebih besar (>100 mikron). Hal ini mengakibatkan kemungkinan pergeseran arah gerak droplet menjadi lebih tinggi. Menurut Sumner (1997) ketika droplet keluar dari nosel, rata-rata droplet memiliki kecepatan jatuh sebesar 60 kaki per detik (41 mph) atau lebih. Ada dua gaya yang bekerja ketika droplet keluar dari nosel. Gaya itu adalah gaya gravitasi dan gaya tahanan udara. Dua gaya ini yang sangat mempengaruhi kecepatan dan pergeseran droplet. Gaya tahanan udara memecah droplet menjadi beberapa bagian, lalu setelah kecepatan jatuh droplet melambat, maka dropletdroplet tersebut akan tertarik oleh gaya gravitasi. Hubungan antara pergeseran horizontal droplet berbagai ukuran diameter dengan ketinggian jatuh dapat dilihat pada Gambar 4.
Ketinggian Jatuh, feet
7
Pergeseran horizontal droplet , feet
Gambar 4 Pergeseran horizontal droplet pada temperatur 77° F dan RH 55% (Hoffman, et al., 1986) Berdasarkan Gambar 4 ketinggian nosel yang rendah, kecepatan awal droplet jatuh masih memungkinkan droplet mencapai area target sebelum terjadi drift. Tetesan kecil juga lebih cepat menguap, meningkatkan jumlah menit yang dibutuhkan untuk sampai pada area target. Pada droplet yang berukuran lebih besar lebih tinggi kemungkinannya untuk mencapai sasaran yang dituju tanpa terlalu jauh terjadi pergeseran horizontal.
Faktor yang Mempengaruhi Efektivitas Faktor yang berasal dari peralatan sendiri 1. Lebar nosel, makin lebar nosel untuk tipe yang sama, maka penyebaran ukuran butirannya makin tidak seragam dan mempunyai ukuran butiran yang menjadi lebih besar. Karena penyebaran ukurannya menjadi lebih besar, maka penyebaran butiran menjadi kurang merata. Hal ini disebabkan oleh karena pada waktu butiran keluar atau terlempar dari nosel akan mengalami hambatan yang sebanding dengan ukuran butiran cairan, viskositas dan kecepatan awal butiran tersebut. 2. Tekanan, akan mempengaruhi ukuran butiran cairan yang dihasilkan untuk suatu nosel yang sama. Semakin besar tekanannya proses penumbukan cairan pada waktu akan keluar dari nosel makin besar, disamping itu selisih kecepatan antara udara yang meniup dengan cairan di dalam tangki menjadi makin besar pula, sehingga lembaran cairan di dalam tangki menjadi semakin besar pula, sehingga lembaran cairan yang terbawa makin tipis, tumbukan makin besar dan butiran cairan yang dihasilkan semakin kecil. Hal ini mempengaruhi bentuk penyebaran dan kemampuan melekatnya butiran pada bagian tanaman. Kestabilan tekanan juga berpengaruh pada keseragaman penyemprotan pada knapsack power
8
sprayer. Untuk tiap-tiap nosel mempunyai ciri sendiri dalam hal pembentukan ukuran butirannya. Faktor yang ditentukan oleh cairannya Viskositas dan nilai kerapatan cairan (density) sangat mempengaruhi bentuk ukuran butiran maupun penyebaran butirannya. Faktor-faktor luar 1. Kepadatan udara dan lengas nisbi udara berpengaruh terhadap penguapan dan tahanan jatuhnya butiran. 2. Angin atau gerakan udara, mempengaruhi ukuran penyebaran butiran cairan. 3. Suhu udara mempengaruhi penguapan. 4. Faktor yang dimiliki oleh tanaman, habitus, kerapatan pertumbuhan, tingkat pertumbuhan tanaman dan lain-lain.
Faktor yang Mempengaruhi Biaya Pokok Penyemprotan Faktor-faktor yang mempengaruhi biaya pokok penggunaan sprayer yaitu kapasitas lapang efektif, konsumsi pupuk, biaya mesin, biaya operator, biaya pupuk cair, serta biaya total aplikasi. a. Kapasitas Lapang Efektif (KLE), KLE merupakan besarnya luas lahan yang diolah persatuan waktu tertentu. b. Biaya, dibedakan menjadi dua bagian yaitu : a) Biaya tetap (fixed cost) adalah biaya yang jumlahnya tetap pada suatu periode dan tidak tergantung pada jumlah produk per jam kerja mesin. Yang termasuk biaya tetap salah satu diantaranya yaitu biaya penyusutan atau biaya bunga modal. Suatu mesin hanya dapat dipakai pada selang waktu tertentu. Biaya investasi akan habis setelah selang waktu tersebut. Oleh sebab itu, jika dilihat dari waktu ke waktu selama selang waktu tersebut, nilai mesin telah berkurang atau menyusut. b) Biaya tidak tetap (variabel cost), biaya yang dikeluarkan selama proses operasi berlangsung. Biaya ini meliputi biaya pupuk cair, biaya operator, biaya bahan bakar, dan sebagainya. Hasil penjumlahan biaya tetap dan tidak tetap akan diperoleh biaya total yang digunakan oleh alat dan mesin tersebut.
METODE Waktu dan Tempat Penelitian Penelitian ini dilakukan dari bulan Maret sampai dengan Mei 2016. Penelitian dilakukan di areal kebun tebu di PG Subang, dan laboratorium uji sprayer CREATA FATETA IPB.
9
Bahan dan Alat Bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah pupuk cair AB3 dan M2 dengan dosis 0,5 liter/ha, tinta sebagai pemberi warna pada larutan, bensin pertamax untuk bahan bakar sprayer gendong bermotor, dan kertas concord untuk alas jatuhnya semprotan droplet pada pengukuran diameter droplet. Peralatan yang digunakan adalah sprayer gendong bermotor tipeTF 700 dengan merk TASCO. Stopwatch digital, patternator konvensional ukuran 3 x 1,5 meter, wadah penampung larutan, meteran dengan ketelitian 1 cm, gelas ukur dengan volume maksimal 100 ml, dan kamera smartphone dengan resolusi 13 MP.
Prosedur Penelitian Tahapan pada penelitian dimulai dengan penelitian pendahuluan, perlakuan untuk uji kinerja sprayer gendong bermotor, pengolahan data, analisis biaya aplikasi pupuk cair, analisis keefektifan dan keefesienan penyemprotan untuk kemudian dilakukan optimasi penyemprotan berdasarkan perlakuan yang dilakukan. Prosedur penelitian seperti dapat dilihat pada Gambar 5.
Gambar 5 Diagram skematik menentukan optimum penyemprotan, dan biaya aplikasi pupuk cair menggunakan knapsack power sprayer Tasco TF 700
10
Aplikasi pupuk cair dilakukan saat tanaman tebu berumur 1 bulan setelah tanam, dan 3 bulan setelah tanam hal ini diketahui dari hasil pengamatan saat penelitian pendahuluan, dosis yang digunakan untuk aplikasi pupuk cair sebesar 0,5 liter/ha. Tinggi nosel dengan permukaan daun tanaman tebu setinggi 60 cm hal ini yang digunakan sebagai pengujian untuk menentukan lebar penyemprotan efektif dan untuk menyesuaikan dengan tinggi tanaman tersebut. Perlakuan Uji Kinerja Perlakuan pada penelitian ini ditujukan untuk mendapat penyemprotan yang optimum. Optimum dalam penelitian ini didasarkan pada waktu aplikasi dan tekanan semprot yang baik untuk pengaturan penyemprotan, yang didekati dengan perlakuan percobaan berdasarkan : 1. Kecepatan angin lingkungan (Waktu aplikasi). 2. Throttle gas (Besar tekanan semprot). Pada nilai bukaan throttle (T) digunakan tiga taraf bukaan. Nilai masingmasing perlakuan adalah : T1/3 : Bukaan throttle 30 % T2/3 : Bukaan throttle 60 % TF : Bukaan throttle penuh Pada nilai kecepatan angin lingkungan (V) digunakan empat taraf kecepatan yang pembagiannya didasarkan pada perbedaan kecepatan angin yang dihasilkan dengan tiap-tiap taraf memiliki perbedaan +/- 0,4 m/s. Nilai masing-masing perlakuan adalah: V1 : 0 m/s V4 : 1,2 m/s V2 : 0,4 m/s V5 : 1,6 m/s V3 : 0,8 m/s
Prosedur Percobaan Kegiatan pengukuran parameter dilakukan di laboratorium sprayer CREATA. Cara pengukuran pada penelitian ini adalah sebagai berikut: Pengukuran Karakteristik Kerja Agar dapat diperoleh persyaratan agroteknis seperti yang diperlukan sebelum sprayer dipergunakan diperlukan pengukuran – pengukuran. Parameter yang diukur pada penelitian ini adalah debit penyemprotan, lebar penyemprotan efektif (LPE), keseragaman penyemprotan, dan diameter droplet.
Pengukuran Debit Penyemprotan Tangki diisi dengan bahan pelarut dan zat aktif pupuk cair yang ditentukan hingga lebar leher tutup tangki. Waktu perhitungan dimulai ketika larutan mulai memenuhi volume 1 liter pertama pada wadah penampung lalu diberhentikan
11
waktu pengukuran saat larutan menyentuh volume 2 liter ( lihat Gambar 6). Tahap berikutnya dilakukan pembersihan sisa larutan pada tangki dan selang nosel pada setiap uji perlakuan. Setelah itu dilakukan perhitungan dengan rumus :
Gambar 6 Ilustrasi pengukuran debit (Houmy 1999) 𝑄 = 𝑉/𝑡 dimana, Q = Debit (liter/menit) V = Volume (liter) t = Waktu (menit)
(1)
Pada pengukuran parameter penelitian ini, pengukuran debit tidak menggunakan perlakuan angin, hal ini karena cairan yang tertampung dalam wadah tidak mengalami perubahan apapun oleh pengaruh angin. Pola Distribusi Penyemprotan dan Lebar Penyemprotan Efektif Pipa penyemprotan (lance) ditempatkan di dalam peralatan uji penyemprotan (patternator) sedemikian rupa seperti pada Lampiran 8 sehingga butiran semprot yang keluar dari mulut nosel dapat terdistribusi secara vertikal. Jarak vertikal nosel ke bidang horisontal adalah 60 cm yang disesuaikan dengan tinggi tanaman dalam hal ini tebu pada umur tanaman 1 bulan setelah tanam, 3 bulan setelah tanam. Dilakukan pengisian tangki sprayer dengan larutan pupuk cair hingga paling tidak 75% dari volume nominalnya. Penyemprotan kembali dilakukan dengan cara mengatur kombinasi perlakuan (angin dan bukaan throttle ) dalam jangka waktu tertentu, lalu masing-masing penampung dari setiap alur dikumpulkan dan diukur volumenya ( misalnya xi, dimana i adalah nomor urut alur penampang dari kiri kekanan atau sebaliknya ). Maka didapatkan pola penyebaran melintang dari hargaharga xi dari i = 1 sampai i = n, dimana n adalah nomor terakhir alur yang menampung semprotan. Pola distribusi penyemprotan yang didapat dianalisa untuk mendapatkan lebar efektifnya dengan 2 cara yaitu secara grafis dan secara statistik. Secara grafis gambarkan grafik distribusi volume cairan, lalu tumpang-tindihkan grafik bagian sisi kanan dan kiri. Jumlahkan volume cairan yang masuk dalam kurva tumpangtindih (overlapping). Seperti dapat dilihat pada Gambar 7.
12
Setelah itu, digambarkan grafik distribusi volume cairan, lalu tumpangtindihkan grafik bagian sisi kanan dan kiri. Jumlahkan volume cairan yang masuk dalam kurva tumpang-tindih (overlapping). Selanjutnya menghitung koefisien variasi (CV) dari data volume cairan tersebut. Lebar penyemprotan efektif diperoleh dari menghubungkan grafik-grafik volume cairan yang mempunyai CV terkecil dari beberapa kali tumpang-tindih. Grafik tumpang-tindih lebar penyemprotan dapat dilihat pada Gambar 7. Nilai coefficient of variation (CV) diperoleh dari hasil bagi standar deviasi (SD) dengan rata-rata nilai data (𝑥̅ ). Standar deviasi dapat diperoleh dengan menggunakan rumus:
Gambar 7 Grafik tumpang-tindih penyemprotan (Elisa 2004) 𝛴(𝑥𝑖−𝑥̅ )2
𝑆𝐷 = √
𝑛−1
Keterangan: Σ = operasi penjumlahan xi s/d xn = data tumpang tindih ke-1 sampai data ke-n 𝑥̅ = rata-rata data tumpang tindih ke-1 sampai data ke-n n = jumlah data
(2)
13
Diameter Droplet Banyaknya butiran semprot per satuan luas 1 cm2 menunjukan sebaran butiran semprot (Saulia 1997). Kertas concord sebagai media penangkap droplet dan tinta sebagai pemberi warna pada air dalam tangki agar noda dalam paparan droplet dapat terlihat pada kertas tersebut. Perbandingan larutan dengan tinta adalah 10:1 (Furqon 2012). Droplet diasumsikan berbentuk lingkaran. Luasan butiran droplet diukur secara acak pada luasan 25 cm2 dari kolektor yaitu kertas concord. Ukuran kertas concord yaitu 21 cm x 29,7 cm. Luasan yang diperoleh dikonversi menjadi diameter. Adapun dibawah ini adalah langkahlangkah mengukur luasan droplet: 1. Kertas yang telah terpapar butiran droplet difoto menggunakan kamera beresolusi 13MP + Led Flash pada ketinggian 15 cm untuk setiap kertas yang difoto. 2. Setelah semua kertas masing-masing telah terfoto, foto tersebut menjadi bentuk file berekstensi .jpg. Langkah selanjutnya adalah mengolah foto berturut adalah cropping, painting, and analyzing. 3. Cropping adalah memotong sebuah file gambar dengan ukuran tertentu. Pada kali ini file gambar dipotong menjadi ukuran 5 cm x 5 cm aktual. Langkah berikutnya adalah painting. Painting disini untuk memberikan warna berbeda pada 5 buah droplet sembarang. Berikut adalah contoh gambar kertas concord yang terpapar droplet (a) Sebelum pengeditan (b) Setelah pengeditan memakai Adobe Photoshop
(a)
(b)
Gambar 8 Kertas concord yang terpapar droplet (a) sebelum pengeditan (b) setelah pengeditan memakai Adobe Photoshop Pada contoh gambar diatas merupakan contoh kertas yang terpapar butiran semprot atau droplet. Dari kertas tersebut (llihat Gambar 8a) dapat terlihat sejumlah titik hitam yang mewakili populasi butiran semprot dalam luas bidang semprot, dimana digunakan kertas ukuran 25 cm2. Karena banyaknya butiran semprot dalam luas areal tersebut tidak dilakukan analisis secara mendalam dalam penentuan jumlah droplet dalam populasi yang ada di kertas concord, maka dalam penelitian ini pengambilan beberapa titik contoh/sampel droplet (lihat Gambar 8b) dari luas bidang semprot tersebut diasumsikan dapat menghasilkan data luas droplet yang
14
dapat menggambarkan kondisi keseluruhan bidang semprot, sehingga dalam penelitian ini digunakan metode statistika pengambilan contoh acak sederhana (simple random sampling/SRS) dimana tidak ada batasan dalam menentukan jumlah contoh/sampel droplet yang dipilih. Sehingga dapat diasumsikan semua titik pengambilan contoh memiliki peluang yang sama. 4. Selanjutnya adalah analyzing. Gambar yang telah cropped and painted, diolah kembali oleh software MatLab R2013a, dimana software ini telah digunakan pada penelitian sebelumnya oleh Irawan (2016) untuk mendapatkan luasan droplet. MatLab ini sebelumnya telah diinput menggunakan bahasa pemrograman agar dapat menganalisis luasan droplet dari pembacaan RGB pixel dengan rumus :
𝐴𝑑 =
𝛴𝑝𝑑 𝛴𝑝𝑎
𝑥 100
(3)
Keterangan: Ad = Luas permukaan droplet (cm2) Σpa = Jumlah piksel dalam 25 cm2 Σpd = Jumlah piksel/droplet 100 = Faktor konversi piksel ke cm2 Setelah nilai luasan droplet didapatkan maka akan dicari diameter droplet dengan menggunakan rumus berikut: 𝐴𝑑 = d=
1 𝑥 𝜋𝑑² 4
√4 A π
Dimana; A = Luas droplet d = Diameter droplet
Keseragaman Butiran Semprot Keseragaman butiran semprot merupakan indikator untuk mengetahui ukuran hasil semprotan butiran yang seragam. Keseragaman yang baik di ketahui dari hasil CV yang paling minimum mendekati nol. Nilai coefficient of variation (CV) diperoleh dari hasil bagi standar deviasi (SD) dengan rata-rata nilai data (𝑥̅ ) rumus yang digunakan seperti pada persamaan 4.
𝑐𝑣 =
SD 𝑥̅
(4)
15 Analisis Keefektifan dan Keefisienan Penyemprotan
Keefektifan penyemprotan pada hasil penelitian ini dilihat dari diameter droplet dan keseragaman penyemprotannya. Diameter droplet yang semakin kecil maka semakin efektif butiran droplet ke stomata daun dan keseragaman penyemprotan merupakan indikator meratanya hasil penyemprotan ke daun dengan keseragaman hasil butiran yang ditandai dengan hasil CV yang minimun. Keefisienan penyemprotan pada hasil penelitian ini dilihat dari memiliki nilai efisiensi yang baik dengan ditandai oleh lebar penyemprotan efektif (LPE) maksimum dan debit cairan minimum.
Prosedur Analisis Biaya Aplikasi Pupuk Cair Biaya aplikasi pupuk cair merupakan biaya (Rp) per satuan luas lahan (ha), hal ini sangat berguna untuk dapat memperkirakan biaya yang dikeluarkan dalam pengaplikasian pupuk cair. Analisis biaya aplikasi pupuk cair ini menggunakan data pendukung yang sebelumnya telah didapatkan pada penelitian pendahuluan seperti contoh pada Gambar 9 dan skala laboratorium. Prosedur untuk mendapatkan rincian biaya aplikasi seperti pada Lampiran 5.
Gambar 9 Pengukuran kecepatan maju penyemprotan Data pendukung dalam penentuan biaya aplikasi pupuk cair di lahan tebu yang didapat pada penelitian pendahuluan sebagai berikut : a. Luasan lahan untuk pemupukan yang dianalisis yaitu 4 ha atau pada ukuran 200 mx200 m b. Jarak antar baris tanaman yaitu 1,35 m c. Jumlah barisan tanaman pada lahan teraplikasi berjumlah 148 d. Kecepatan maju rata – rata. Keempat data pendukung di atas digunakan dalam penentuan waktu untuk aplikasi untuk contoh perhitungan dapat dilihat pada Lampiran 6. Parameter-parameter atau variabel-variabel penelitian untuk mengkaji biaya aplikasi pemupukan di lahan kering tebu yaitu: a. Luas areal lahan teraplikasi pemupukan (AP), ha b. Lama waktu aplikasi (TP), jam c. Volume larutan aplikasi (VP), liter
16
d. Volume bahan bakar (VF), liter e. Konsumsi bahan bakar (FC), liter/jam f. Harga bahan bakar (Hbb), Rp/liter g. Kapasitas lapang efektif pemupukan (KLEP), ha/jam h. Harga pupuk cair (HP), Rp/liter i. Debit aplikasi larutan pupuk (QP), liter/jam j. Biaya konsumsi bahan bakar (FCC), Rp/jam k. Biaya aplikasi larutan pupuk (BAP), Rp/jam l. Biaya tetap / fixed cost (BT), Rp/jam m. Biaya operasional / variable cost (BO), Rp/jam n. Biaya aplikasi pupuk cair (PC), Rp/ha Parameter diatas dianalisis dan dihitung dengan menggunakan rumusrumus dibawah ini : Ap
𝐾𝐿𝐸𝑝 =
Tp
𝑉𝑝
𝑄𝑝 = 𝑇𝑝
(5) (6)
𝑉𝐹
𝐹𝑐 = 𝑇𝐹
(7)
𝐵𝐴𝑝 = 𝑄𝑝. 𝐻𝑝
(8)
𝐹𝑐𝑐 = 𝐹𝑐. 𝐻𝑏𝑏
(9)
𝐵𝑜 = 𝐵𝐴𝑃 + 𝐹𝑐𝑐 + 𝑈𝑜
(10)
𝐵𝑝
𝐵𝑇 = 𝑊𝑜
(11)
𝐵𝑇𝑜𝑡 = 𝐵𝑜 + 𝐵𝑇
(12)
𝐵𝑇𝑜𝑡
𝑃𝑐 = 𝐾𝐿𝐸𝑝
(13)
Prosedur Optimasi Operasional Sprayer Gendong Bermotor Optimasi operasional dilakukan dengan cara pembobotan parameter. Pembobotan dilakukan pada empat parameter yang dihasilkan, yaitu debit, lebar penyemprotan efektif, diameter droplet, dan keseragaman butiran semprot. Setiap parameter disusun berdasarkan ranking. Penentuan ranking berdasarkan pada pengurutan hasil yang ada pada parameter tersebut. Pembobotan pada setiap parameter didasarkan pada : a. Debit yang dianggap baik bila nilai debitnya rendah dan diberikan nilai yang tinggi. Bobot yang diberikan pada parameter ini sebesar 10% hal ini dikarenakan berkaitan dengan efisiensi penyemprotan tidak terlalu
17
berpengaruh terhadap optimasi penyemprotan karena poin penting dari aplikasi adalah efektivitasnya. b. LPE yang dianggap baik adalah nilai LPE terbesar dan diberikan nilai tertinggi. Bobot yang diberikan pada parameter ini sebesar 20% hal ini dikarenakan LPE berpengaruh terhadap lebar kerja dan distribusi perpindahan batang nosel saat aplikasi di lapangan. c. Keseragaman butiran semprot yang dianggap baik adalah yang memiliki nilai CV terendah dan diberikan nilai tertinggi. Besar bobot yang diberikan sebesar 30% hal ini dikarenakan keseragaman butiran semprot merupakan indikator ukuran droplet yang merata pada daun sebgai objek semprotnya. d. Diameter droplet baik bila nilainya kecil dan diberikan nilai tertinggi. Nilai bobot yang merupakan yang terbesar yaitu 40% karena hal ini berkaitan dengan efektivitas masuknya butiran semprot ke stomata daun dimana semakin kecil butiran semprot maka akan semakin mudah masuk ke stomata. Penentuan ranking dan perhitungan nilai bobot pada setiap parameter dapat dilihat pada Lampiran 2.
HASIL DAN PEMBAHASAN Data yang didapatkan dari hasil pengujian berasal dari perlakuan yang diantaranya adalah bukaan throttle (T) dan kecepatan angin lingkungan (V) yang akan dibahas dalam bab ini. Hubungan diantara perlakuan tersebut terhadap debit, perbandingan pola distribusi penyemprotan, lebar penyemprotan efektif, dan diameter droplet yang terpapar pada kertas concord, serta pengaruhnya terhadap konsumsi bahan bakar saat operasional.
Debit Penyemprotan Debit merupakan parameter uji yang digunakan untuk mengetahui seberapa besar volume semprot yang keluar persatuan waktu. Debit juga merupakan indikator dari efisiensi penyemprotan baik atau tidaknya, semakin minimun debit maka efisiensi penyemprotannya akan baik. Penelitian yang dilakukan untuk mendapatkan nilai debit dilakukan dengan perlakuan bukaan throttle (T) yang dibuat menjadi bukaan throttle 30%, 60%, dan 100% (Full) dalam hal ini diberi kode perlakuan T1/3, T2/3, dan TF . Perlakuan dari bukaan throttle ini sangat mempengaruhi kecepatan putar motor (rpm) dan tekanan semprotan dimana dari hasil pengukuran semakin besar bukaan throttle maka tekanan semprot akan semakin besar pula. Tekanan semprot tersebutlah yang mempengaruhi besarnya debit yang dihasilkan dari perlakuan bukaan throttle yang dilakukan. Dari Gambar 10 dapat dilihat grafik hubungan pengaruh bukaan throttle (T) terhadap besarnya debit yang dihasilkan.
18
Debit (liter/menit)
2,70
2,65 2,48
2,40 2,10
2,08
1,80 1,50 T1/3
T2/3 Bukaan Throttle
TF
Gambar 10 Hubungan pengaruh bukaan throttle (T) terhadap debit yang dihasilkan Berdasarkan grafik diatas perlakuan dengan T1/3 menghasilkan nilai debit terendah dengan nilai 2,08 liter/menit dan TF menghasilkan nilai debit terbesar dengan nilai 2,65 liter/menit. Dari tekanan yang terukur pada T1/3 didapat tekanan penyemprotan sebesar 5 kgf/cm², pada T2/3 tekanan yang terbaca yaitu 10 kgf/cm² . dan TF tekanan yang terbaca sebesar 12 kgf/cm². Dari sini dapat diketahui bahwa semakin besar tekanan maka akan berbanding lurus dengan debit yang dihasilkan. Pada pengukuran parameter debit tidak menggunakan perlakuan angin karena angin tidak mempengaruhi volume yang keluar persatuan waktu.
Pola Distribusi Penyemprotan Pola ditribusi penyemprotan didapat dengan menggunakan alat uji patternator, dimana cairan penyemprotan ditampung ke dalam gelas-gelas dengan jarak 8 cm. Pengambilan data dilakukan dengan berbagai kombinasi perlakuan sesuai dengan yang tertulis pada bagian metode. Hasil pengujian pola distribusi dapat dilihat pada Gambar 11 dan data volume tertampung yang digunakan untuk membuat grafik pola distribusi dapat dilihat pada Lampiran 4. Penomoran gelas dilakukan dengan deret angka yang berurut dimana angka 1 hingga 8 merupakan nomor wadah penampung dari sebelah kiri lance, dan 10 hingga 24 merupakan nomor wadah penampung sebelah kanan lance batang penyemprot. Dari grafik pada Gambar 11 terlihat pola distribusi penyemprotan yang bergeser ke arah kanan yang semakin lebar, hal ini disebabkan semakin besar bukaan throttle mengakibatkan hasil butiran semprot yang semakin kecil sehingga membuat butiran semprot tersebut mudah bergeser terhembuskan oleh angin. Dan hal ini mengakibatkan pergeseran pada bidang semprot. Hal ini pula menunjukkan bahwa semakin besar angin yang berhembus resiko menyebabkan butiran semprot bergeser dari titik penyemprotan akan semakin besar. hal ini dapat terjadi inefisiensi penyemprotan terutama pada titik penyemprotannya. Bergesernya larutan pupuk dari titik penyemprotannya dapat dilihat dari gelas nomor 9 sebagai acuan titik
19
tengah batang lance penyemprot yang cenderung semakin berkurang akibat pengaruh angin yang berhembus. Bila dilihat pada Gambar 11 bagian (a) titik puncak tertinggi volume larutan pupuk yang tertampung pada gelas penampung berada pada nomor 9 walaupun mengalami pengurangan volume seiring dengan perlakuan hembusan angin yang diberikan semakin besar, sedangkan pada Gambar 11 bagian (b) dan (c) titik puncak cenderung bergeser ke arah kanan seperti dapat dilihat dari perlakuan T2/3V2, T2/3V4, dan T2/3V5 yang masing-masing bergeser ke gelas tampung nomor 10,10 dan 11 artinya bergeser titik puncaknya berturut–turut 8 cm, 8 cm dan 16 cm dari titik penyemprotan. Sedangkan pada perlakuan TFV3, TFV4 dan TFV5 berturut–turut titik puncak bergeser sebesar 8 cm, 16 cm dan 16 cm. Setiap perlakuan T1/3, T2/3 dan TF menghasilkan butiran semprot yang berbeda, dimana dalam hal ini tekanan semprot berpengaruh terhadap pembentukan hasil butiran semprot, dimana semakin besar tekanan yang diberikan akan memberikan efek butiran yang semakin halus. Dalam hal ini T1/3 memiliki butiran semprot yang lebih besar dibandingkan T2/3 dan TF sehingga pada Gambar 11 perlakuan T1/3 titik puncak masih tetap pada nomor wadah 9 akibat butiran yang semakin besar cenderung akan tidak mudah bergeser jika terhembuskan angin akibat bobot dari butiran yang berat dan sebaliknya pada perlakuan T2/3 dan TF . Nilai sebaran berpengaruh pada cara aplikasi untuk tiap jenis sprayer, semakin tinggi nilai sebarannya maka penggunaan sprayer diharapkan dapat menyesuaikan dalam hal perpindahan batang nosel yang hendak di distribusikan. 250 200
Volume (ml)
T1/3V1
150
T1/3V2
100
T1/3V3 T1/3V4
50
T1/3V5
0 1
3
5
7
9 11 13 15 17 19 21
Nomor Wadah Penampung larutan
(a) 250 200
Volume (ml)
T2/3V1
150
T2/3V2
100
T2/3V3 T2/3V4
50
T2/3V5
0 1
3
5
7
9 11 13 15 17 19 21 23
Nomor Wadah Penampung larutan
(b)
20
300
Volume (ml)
250 TFV1
200
TFV2
150
TFV3 100
TFV4
50
TFV5
0 1
3
5
7
9 11 13 15 17 19 21 23
Nomor Wadah Penampung larutan
(c) Keterangan: T: Bukaan throttle (T1/3 = 30 %, T2/3 = 60%, TF = Penuh) V: Kecepatan angin lingkungan dalam m/s (V1=0 V2=0,4 V3=0,8 V4=1,2 V5=1,6)
Gambar 11 Pola distribusi penyemprotan dengan (a) perlakuan T1/3, (b) perlakuan T2/3, dan (c) perlakuanTF serta perlakuan kecepatan angin (V)
Lebar Penyemprotan Efektif Lebar penyemprotan efektif yang didapat merupakan hasil dari metode grafik overlapping seperti pada Lampiran 1. Bila dilihat dari Gambar 12 Grafik hubungan pengaruh perlakuan bukaan throttle (T) dan perubahan kecepatan angin lingkungan (V) terhadap hasil lebar penyemprotan efektif yang dihasilkan. 120 100
LPE (cm)
80 60
75 72 64
89 81 79
90 89 81
92 89 86
101 99 96
T1/3 T2/3
40
TF 20 0 V1
V2
V3
V4
V5
Perlakuan Angin
Keterangan: T: Bukaan throttle (T1/3 = 30 %, T2/3 = 60%, TF = Penuh) V: Kecepatan angin lingkungan dalam m/s (V1=0 V2=0,4 V3=0,8 V4=1,2 V5=1,6)
Gambar 12 Grafik hubungan pengaruh perlakuan bukaan throttle (T) dan perubahan kecepatan angin lingkungan (V) terhadap hasil lebar penyemprotan efektif yang dihasilkan
21
Dari grafik diatas dapat diketahui bahwa pengaruh bukaan throttle dan pengaruh angin memberikan efek yang membuat lebar penyemprotan efektif yang semakin besar hal ini dimungkinkan karena tekanan semprot yang semakin besar dari pengaruh bukaan throttle membuat sebaran semprot yang semakin melebar dan pengaruh hasil butiran semprot yang dihasilkan akan semakin kecil seiring dengan makin besarnya tekanan semprot. Butiran semprot yang besar akan mengalami perubahan drift spray yang kecil yang tidak akan terlalu mempengaruhi nilai lebar penyemprotan efektif dan sebaliknya butiran yang kecil membuat butiran semprot akan mudah bergeser.
Diameter Droplet Diameter droplet sangat mempengaruhi efektivitas dari penyemprotan. Suatu penyemprotan dikatakan baik jika memiliki nilai diameter droplet yang semakin kecil. Hal ini akan memudahkan masuknya butiran semprot ke dalam melalui jaringan dan stomata daun. Dari pengujian yang telah dilakukan didapat data seperti ditunjukkan pada Gambar 13. Dari Gambar 13 dapat dilihat pada perlakuan T1/3V1, T2/3V1, dan TFV1 berturut-turut nilai yang didapat 724,68 µm, 665,54 µm dan 429,4 µm. Hal ini menunjukan penurunan nilai diameter droplet yang dihasilkan. Hal ini terjadi dikarenakan tumbukan antara tekanan semprot dan larutan yang semakin besar membuat butiran semprot pecah menjadi bagian yang lebih kecil. Jika dilihat pada grafik pengaruh angin terhadap hasil diameter droplet menunjukkan hasil yang fluktuatif bahwa angin memberikan pengaruh terhadap hasil keseragaman droplet yang cenderung semakin membesar yang ditandai dengan nilai CV yang cenderung semakin besar (Lampiran 3) nilai keseragaman yang cenderung semakin besar ini karena terjadi bias data yang cukup besar karena angin membuat butiran semprot jatuh tidak merata pada kertas concord dan juga terjadi overlapping pada kertas concord yang digunakan sebagai media untuk menangkap butiran semprotan untuk diketahui hasil diameter dropletnya sehingga terjadi perbedaan yang jauh pada diameter dropletnya ditiap sampelnya . Jika dilihat pada Gambar 13 pada grafik hubungan kecepatan angin dengan diameter droplet dapat dilihat nilai determinasi yang relatif kecil dan tidak terjadi trend yang linear dari hubungan pengaruh angin terhadap diameter dropletnya sehingga nilai korelasi terhadap pengaruh hubungannya sangat rendah, faktor lain yang memungkinkan hal ini dapat terjadi karena jumlah sampel yang digunakan sangat sedikit dari populasi yang banyak, kertas concord yang digunakan dapat menyebabkan sebaran butiran yang menempel dapat meresap sehingga ukuran aktual dari butiran droplet tidak dapat diprediksi dengan tepat hal ini karena diameter butiran pada kertas concord yang berupa noda terlihat adalah bukan ukuran diameter yang aktual karena adanya faktor penyebaran. Dilakukan pengaruh angin terhadap penelitian dimungkinkan sebagai informasi bahwa untuk melakukan kerja atau penyemprotan tanaman sebaiknya dilakukan saat pagi hari saat kondisi angin yang minim agar mengurangi resiko overlapping oleh pengaruh angin (lihat Lampiran 7). Berdasarkan perlakuan yang dilakukan bahwa setting kerja untuk pengguna knapsack power sprayer lebih baik disetting menggunakan bukan throttle yang paling penuh karena hal ini membuat diamater droplet yang dihasilkan memudahkan daun menyerap nutrisi karena terbilang halus dan pada kondisi angin 0 m/s agar tidak terjadi overlapping
22
penyemprotan serta inefisiensi sejumlah larutan pupuk karena bergesernya butiran semprot dari target penyemprotan akibat pengaruh angin.
Diameter Droplet ( µm)
1200 1000 800
y = 138,21x + 346,73 R² = 0,4688
600
Diameter Droplet (µm)
400 200 0 0
1
2
3
4
5
6
Perlakuan
Diameter droplet (µm)
(a) 3000 2800 2600 2400 2200 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0
y = 429,53x + 169,34 R² = 0,5679
0
1
2
3
4
5
Diameter Droplet (µm)
6
Perlakuan
Diameter droplet (µm)
(b) 3200 3000 2800 2600 2400 2200 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0
y = 102,15x + 765 R² = 0,07 Diameter Droplet (µm)
0
1
2
3
4
5
6
Perlakuan
(c) Keterangan: T: Bukaan throttle (T1/3 = 30 %, T2/3 = 60%, TF = Penuh) V: Kecepatan angin lingkungan dalam m/s (V1=0 V2=0,4 V3=0,8 V4=1,2 V5=1,6)
Gambar 13 Grafik pengaruh perlakuan (a) T1/3, (b) T2/3, (c) TF dan kecepatan angin lingkungan terhadap diameter droplet yang dihasilkan
23
Optimasi Penyemprotan Sprayer Gendong Bermotor Berdasarkan perlakuan yang telah dilakukan maka akan sangat penting mengetahui pada kondisi bagaimana sprayer gendong bermotor akan bekerja dengan baik berdasarkan efektivitas dan efisiensi penyemprotannya, maka untuk itu dilakukan optimasi dengan cara pembobotan untuk menentukan pengaturan penyemprotan yang optimum. Dari hasil perhitungan pembobotan maka perlakuan yang baik untuk suatu kondisi di lapangan dapat dilihat dari Tabel 1 nilai optimasi operasional berikut. Tabel 1 Nilai optimasi operasional Nilai pembobotan Diameter Keseragaman No Perlakuan Droplet Butiran (40%) (30%) 3,3 1 T1/3V1 4,00 1,8 2 T1/3V2 5,20 2,1 3 T1/3V3 5,60 0,6 4 T1/3V4 2,80 0,9 5 T1/3V5 2,00 3 6 T2/3V1 4,80 3,9 7 T2/3V2 2,40 2,4 8 T2/3V3 1,20 2,7 9 T2/3V4 3,20 3,6 10 T2/3V5 0,40 4,5 11 TFV1 6,00 0,3 12 TFV2 0,80 4,2 13 TFV3 4,40 1,5 14 TFV4 3,60 1,2 15 TFV5 1,60
LPE (20%)
Debit (10%)
Total
0,8 1,4 1,6 1,8 2,6 1 2 2,2 0,8 2,8 1,2 1,6 2 2,4 3
1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,4 1,4 1,4 1,4 1,4 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3
9,60 9,90 10,80 6,70 7,00 10,20 9,70 7,20 8,10 8,20 13,00 4,00 11,90 8,80 7,10
Dari tabel diatas maka dapat diketahui bahwa pengaturan penyemprotan optimum pada perlakuan TFV1 dengan ukuran diameter droplet yaitu 424,94 µm, keseragaman butiran semprot terendah, LPE sebesar 75 cm, dan debit 2,65 liter/menit karena memiliki total nilai pembobotan terbesar yaitu sebesar 13,00.
Biaya Aplikasi Pupuk Cair Biaya aplikasi pupuk cair dalam rupiah per hektar mengandung pengertian biaya yang harus dikeluarkan untuk aplikasi pupuk cair mengunakan sprayer dalam satu hektar lahan, sedangkan dalam rupiah per jam mengandung pengertian biaya yang harus dikeluarkan untuk aplikasi pupuk cair menggunakan sprayer per satu jam operasi kerja. Hasil dari perhitungan seperti ditunjukkan dalam Tabel 2.
24
Tabulasi perhitungan biaya aplikasi masing – masing perlakuan Perlakuan Variabel Satuan T1/3 T2/3 TFull Luas lahan aplikasi ha 4,00 4,00 4,00 Volume aplikasi larutan liter 892,84 1.063,64 1.135,24 Lama waktu aplikasi jam 7,10 7,10 7,10 Volume bahan bakar liter 1,00 1,00 1,00 Kapasitas lapang efektif ha/jam 0,56 0,56 0,56 Debit aplikasi pupuk cair liter/jam 124,92 148,81 158,83 Konsumsi bahan bakar liter/jam 0,51 0,68 0,91 Harga bahan bakar Rp/liter 7.300,00 7.300,00 7.300,00 Biaya aplikasi pupuk cair Rp/jam 499.666,73 595.253,78 635.323,06 Biaya konsumsi bahan Rp/jam 3.723 4.964 6.643 bakar Upah operator Rp/jam 8.957,17 8.957,17 8.957,17 Waktu operasional unit jam/tahun 480 480 480 Harga unit sprayer Rp/unit 1.650.000 1.650.000 1.650.000 Umur ekonomis tahun 2 2 2 Biaya penyusutan Rp/tahun 742.500 742.500 742.500 Biaya bunga modal Rp/tahun 148.500 148.500 148.500 Biaya operasional Rp/jam 512.346,90 609.174,95 650.923,23 Biaya tetap Rp/tahun 891.000 891.000 891.000 Biaya total Rp/jam 514.203,15 611.031,20 652.779,48 Biaya aplikasi pupuk cair Rp/ha 918.219,91 1.091.127,14 1.165.677,64
Tabel 2
Keterangan : T: Bukaan throttle (T1/3 = 30 %, T2/3 = 60%, TF = Penuh)
Jika dilihat dari tabel diatas menunjukkan bahwa biaya aplikasi dapat dipengaruhi oleh bukaan throttle gas hal ini bisa disebabkan karena konsumsi bahan bakar yang berbeda setiap bukaan throttle dimana throttle dengan bukaan penuh memiliki konsumsi bahan bakar yang lebih tinggi. Hal ini membuat biaya aplikasi pada bukaan TF memiliki biaya paling tinggi yaitu Rp 1.165.677,48/ha dan biaya terendah pada perlakuan T1/3 yaitu Rp 918.219,91/ha. Pada tabel diatas umur ekonomis didapat nilai tersebut disebabkan umur ekonomis pada alat yang sama. Perhitungan biaya bunga modal menggunakan metoda majemuk yakni dengan memperhitungkan tingkat suku bunga yang berlaku didunia perbankkan. Tingkat suku bunga yang digunakan adalah 12% bersumber dari bank Mandiri pada periode Mei 2016. Biaya tetap yang dihasilkan sama akibat biaya penyusutan dan biaya bunga modalnya terjadi pada nilai barang yang digunakan sama. Waktu operasi pada tiap perlakuan didasarkan pada umur aplikasi pupuk cair tanaman tebu dilakukan sebanyak 2 kali dalam setahun yaitu pada umur 1 bulan setelah tanam dan 3 bulan setelah tanam, sehingga ada 60 hari kerja menggunakan sprayer gendong bermotor dalam 1 hari kerja selama 8 jam sehingga dalam setahun kerja selama 480 jam sprayer gendong beroperasi. Dari tabel diatas dapat diketahui
25
semakin besar bukaan throttle akan mengakibatkan biaya aplikasi pupuk cair akan semakin besar hal ini dikarenakan debit penyemprotan yang semakin besar sehingga mengakibatkan penggunaan larutan pupuk cair akan semakin banyak dan akan membutuhkan pupuk cair yang lebih banyak hal ini dapat dilihat dari selisih biaya total yang semakin besar akibat biaya aplikasi pupuk cair dalam Rp/jam yang semakin meningkat. SIMPULAN DAN SARAN Simpulan Pengaturan penyemprotan yang paling optimum dari hasil pembobotan didapat dengan perlakuan bukaan throttle penuh dan pada kondisi angin 0 m/s yang menghasilkan diameter droplet 424,94 µm, keseragaman butiran semprot dengan nilai yaitu 0,228, lebar penyemprotan efektif sebesar 75 cm, dan debit penyemprotan 2,65 liter/menit dengan total nilai pembobotan 13,00. Biaya aplikasi pupuk cair dari perlakuan bukaan throttle 30% sebesar Rp 918.219,91/ha, throttle 60% sebesar Rp 1.091.127,14/ha dan throttle penuh sebesar Rp 1.165.677,64/ha.
Saran Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut untuk melihat efektivitas semprotan terhadap produktivitas tebu serta rendemen giling dari perlakuan yang diberikan dalam penyemprotan. Hasil dari penelitian ini dapat dijadikan sebagai referensi waktu operasional yang baik untuk penyemprotan dimana pengoperasian penyemprotan baik dilakukan pada pagi hari saat keadaan angin cenderung kecil.
DAFTAR PUSTAKA Aspar G. 2012. Studi aplikasi knapsack sprayer, knapsack power sprayer, dan boom sprayer di PT Laju Perdana Indah, Palembang, Sumatera Selatan [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Daywin FJ, Sitompul RG, Imam H. 1992. Mesin-mesin Budidaya Pertanian. Bogor (ID): JICA-DGHE/IPBProject. Derksen R, Ozkan HE, Fox RD, Brazee RD. 1997. Effectiveness of turbodrop and turbo teejet nozzles in drift reduction. American Society of Agricultural Engineers. 97(1):67-70. Elisa. 2004. Mesin Pengendali Hama. Yogyakarta (ID) : Gadjah Mada University Press. Furqon M. 2012. Studi variasi jumlah dan ukuran droplet pada berbagai tinggi penyemprotan dan tipe nosel sprayer gendong semi-otomatis [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
26
Hermawan W. 2012. Kinerja sprayer bermotor dalam aplikasi pupuk daun di perkebunan tebu. J Teknik Pertanian. 26(2):93-94. Hoffman V, Kucera H, Berg M. 1986. Spray Equipment and Calibration. Fargo (US): NDSU Press. Houmy K. 1999. Knapsack Sprayer a Partical User’s Guide. Morocco (MA): Institute Agronomique et Veterenaire Hasan II. Irawan Y. 2016. Optimasi penyemprotan cairan di bagian pengabut pada mesin pengabut gendong bermotor (mist blower) [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Matthews GA. 1992. Pesticide Application Methodes. London (GB) : Longman. Pramuhadi G. 2010. Aplikasi Pupuk Daun di PG Jatitujuh, Majalengka, Jawa Barat. Kerja sama Penelitian Fakultas Teknologi Pertanian (Fateta). IPB dengan PT Indo Poodaeng Chitosan Makmur. Pramuhadi G. 2014. Rekayasa mobile sprayer machine untuk pemeliharaan tanaman tebu lahan kering. JIPI. 19(2): 98-103 Saulia L. 1997. Mempelajari pola sebaran dan ukuran butiran semprot dari penyemprotan dengan volume ultra rendah (ulv sprayer) untuk pesawat terbang ringan [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Smith HP, Wilkes LH. 1990. Mesin dan Peralatan Usaha Tani. Purwadi T, penerjemah. Yogyakarta (ID): Gadjah Mada University. Terjemahan dari: Farm Machinery and Equipment. Ed ke-6. Sumner EP. 1997. Reducing Spray Drift. The University of Georgia and Ft. Valley State College (US): Department of Agriculture and Counties of the State Cooperating.
27
27
Lampiran 1 Hasil pengolahan data lebar penyemprotan efektif dan contoh perhitungan grafik overlapping
No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
Tabel Hasil pengolahan data LPE (cm) Ulangan Perlakuan Rataan 1 2 3 64 64 64 64 T1/3V1 80 80 76 79 T1/3V2 80 80 84 81 T1/3V3 78 88 92 86 T1/3V4 96 96 96 96 T1/3V5 72 72 72 72 T2/3V1 88 88 92 89 T2/3V2 88 88 94 90 T2/3V3 88 90 90 89 T2/3V4 100 102 96 99 T2/3V5 72 80 72 75 TFV1 80 80 82 81 TFV2 88 88 90 89 TFV3 92 92 92 92 TFV4 102 100 100 101 TFV5
Keterangan: T: Bukaan throttle (T1/3 = 30 %, T2/3 = 60%, TF = Penuh) V: Kecepatan angin lingkungan dalam m/s (V1=0 V2=0,4 V3=0,8 V4=1,2 V5=1,6)
28
Tabel Contoh cara untuk menentukan lintasan (overlapping) paling seragam Nomor Gelas
Original
-8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8
0 13 20 20 32 38 90 190 220 120 50 40 25 13 10 8 0
Σgrafik tumpang tindih Overlapping Overlapping Overlapping Overlap Overlap Overlap 1 2 3 1 2 3 220 120 190 220 120 190 120 50 220 133 63 233 50 40 120 70 60 140 40 25 50 60 45 70 25 13 40 57 45 72 13 10 25 51 48 63 10 8 13 100 98 103 8 0 10 198 190 200 0 13 8 220 233 228 13 20 0 133 140 120 20 20 13 70 70 63 20 32 20 60 72 60 32 38 20 57 63 45 38 90 32 51 103 45 90 190 38 100 200 48 190 220 90 198 228 98 220 120 190 220 120 190 Rata-rata 117,53 110,53 105,87 SD 56,933 69,126 65,654 CV 0,484 0,625 0,620
29
1) Grafik tumpang-tindih penentuan LPE pada T1/3V1 250
Voume (ml)
200
150 Original
100
Overlaping 1 50
0 -8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8
Nomor Gelas
Lebar teoritis Lebar efektif Efisiensi lebar kerja
= 120 cm = 64 cm = 53,3 %
Perhitungan lebar teoritis Lebar teoritis diperoleh dari hasil perkalian antara jarak grid wadah terisi dari ujung kiri (7) sampai ujung kanan (7) dengan jarak aktual grid (8 cm). Jadi, 15 x 8 cm = 120 cm. Perhitungan lebar efektif Lebar efektif diperoleh dari hasil perkalian antara jumlah grid titik perpotongan grafik murni dan overlap 1 (8) dengan jarak aktual grid (8 cm). Jadi, 8 x 8 cm = 64 cm. Efisiensi lebar kerja Efisiensi lebar kerja diperoleh dari hasil pembagian LPE (64 cm) dengan lebar teoritis (120 cm) lalu hasilnya dikalikan dengan 100%. Jadi, (64/120) x 100 % = 53,3 %
30
Lampiran 2 Penentuan ranking dan bobot untuk optimasi operasional Tabel Pembobotan diameter droplet Perlakuan Droplet (µm) Ranking Nilai 6 10,00 T1/3V1 724,689 3 13,00 T1/3V2 462,724 2 14,00 T1/3V3 442,823 9 7,00 T1/3V4 1058,823 11 5,00 T1/3V5 1117,671 4 12,00 T2/3V1 665,542 10 6,00 T2/3V2 1070,066 13 3,00 T2/3V3 1755,075 8 8,00 T2/3V4 901,451 15 1,00 T2/3V5 2897,482 1 15,00 TFV1 424,936 14 2,00 TFV2 1919,425 5 11,00 TFV3 695,094 7 9,00 TFV4 844,855 12 4,00 TFV5 1472,984
Bobot 40 % 4 5,2 5,6 2,8 2 4,8 2,4 1,2 3,2 0,4 6 0,8 4,4 3,6 1,6
Tabel Pembobotan keseragaman butiran semprot Perlakuan
Keseragaman
Ranking
Nilai
T1/3V1 T1/3V2 T1/3V3 T1/3V4 T1/3V5 T2/3V1 T2/3V2 T2/3V3 T2/3V4 T2/3V5 TFV1 TFV2 TFV3 TFV4 TFV5
0,366 0,606 0,569 1,070 0,953 0,407 0,340 0,536 0,445 0,341 0,228 1,326 0,256 0,705 0,841
5 10 9 14 13 6 3 8 7 4 1 15 2 11 12
11 6 7 2 3 10 13 8 9 12 15 1 14 5 4
Bobot (30%) 3,3 1,8 2,1 0,6 0,9 3 3,9 2,4 2,7 3,6 4,5 0,3 4,2 1,5 1,2
31
Tabel Pembobotan LPE Perlakuan
LPE (cm)
Ranking
Nilai
T1/3V1 T1/3V2 T1/3V3 T1/3V4 T1/3V5 T2/3V1 T2/3V2 T2/3V3 T2/3V4 T2/3V5 TFV1 TFV2 TFV3 TFV4 TFV5
64 79 81 86 96 72 89 90 89 99 75 81 89 92 101
12 9 8 7 3 11 6 5 6 2 10 8 6 4 1
4 7 8 9 13 5 10 11 4 14 6 8 10 12 15
Bobot (20 %) 0,8 1,4 1,6 1,8 2,6 1 2 2,2 0,8 2,8 1,2 1,6 2 2,4 3
Tabel Pembobotan debit Debit Perlakuan Ranking Nilai (liter/menit) 2,08 1 15 T1/3V1 2,08 1 15 T1/3V2 2,08 1 15 T1/3V3 2,08 1 15 T1/3V4 2,08 1 15 T1/3V5 2,48 2 14 T2/3V1 2,48 2 14 T2/3V2 2,48 2 14 T2/3V3 2,48 2 14 T2/3V4 2,48 2 14 T2/3V5 2,65 3 13 TFV1 2,65 3 13 TFV2 2,65 3 13 TFV3 2,65 3 13 TFV4 2,65 3 13 TFV5
bobot (10%) 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,4 1,4 1,4 1,4 1,4 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3
Keterangan: T: Bukaan throttle (T1/3 = 30 %, T2/3 = 60%, TF = Penuh) V: Kecepatan angin lingkungan dalam m/s (V1=0 V2=0,4 V3=0,8 V4=1,2 V5=1,6)
32
Lampiran 3 contoh perhitungan diameter droplet dan keseragaman butiran Tabel Hasil perhitungan diameter droplet dan keseragaman butiran semprot Diameter droplet (µm) Perlakuan Rata-rata Sampel 1 Sampel 2 Sampel 3 Sampel 4 Sampel 5 T1/3V1 528,744 518,343 1096,303 916,226 563,829 724,689 T1/3V2 922,394 291,258 342,443 528,625 228,902 462,724 T1/3V3 852,272 276,317 287,301 521,908 276,317 442,823 T1/3V4 3066,816 538,547 422,868 815,545 450,339 1058,823 T1/3V5 2996,834 480,494 517,508 932,950 660,570 1117,671 T2/3V1 898,351 475,843 581,895 998,553 373,068 665,542 T2/3V2 1240,251 1107,694 669,998 1566,516 765,872 1070,066 T2/3V3 3218,122 790,154 1570,401 2034,744 1161,957 1755,075 T2/3V4 492,362 634,611 919,001 1538,037 923,246 901,451 T2/3V5 2957,866 2732,164 2063,841 4535,356 2198,182 2897,482 TFV1 388,774 452,004 300,632 566,688 416,581 424,936 TFV2 6438,619 799,743 642,915 1285,830 430,018 1919,425 TFV3 729,719 668,542 506,578 976,614 594,015 695,094 TFV4 1846,127 270,950 583,415 821,020 702,763 844,855 TFV5 3612,464 886,528 835,338 1457,806 572,786 1472,984
CV 0,366 0,606 0,569 1,070 0,953 0,407 0,340 0,536 0,445 0,341 0,228 1,326 0,256 0,705 0,841
33
Lampiran 4 Tabulasi volume (ml) tertampung Tabel Volume (ml) tertampung ulangan ke 1 Nomor Gelas 1 2 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Volume
Perlakuan T1/3V1 T1/3V2 T1/3V3 T1/3V4 T1/3V5 T2/3V1 T2/3V2 T2/3V3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 8 6 0 13 7 0 0 0 12 8 8 20 10 8 5 0 20 10 17 20 17 10 7 8 28 15 20 32 22 13 30 11 34 18 28 38 30 16 36 17 50 27 42 90 39 24 32 50 65 38 55 190 82 37 68 60 170 73 80 220 150 70 108 120 240 150 160 120 140 125 90 100 150 145 140 50 108 123 100 110 70 80 100 40 61 100 75 90 30 75 50 25 42 109 63 70 21 58 43 13 38 52 42 40 18 35 40 10 28 40 34 30 16 24 31 8 27 40 29 25 11 20 28 0 21 24 20 22 5 15 20 0 18 20 15 18 0 12 18 0 5 17 10 16 0 10 15 0 0 12 8 14 0 4 12 0 0 3 2 12 0 0 3 0 0 0 0 5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 889 845 843 774 818 948 823 910
T2/3V4 T2/3V5 TFV1 0 0 0 0 0 11 0 0 16 6 8 24 23 10 32 35 15 40 40 23 47 40 31 70 70 44 180 115 100 260 120 140 160 110 148 62 80 90 37 70 65 24 45 57 20 33 35 14 34 33 13 24 30 9 20 28 0 15 20 0 10 19 0 9 17 0 8 15 0 0 8 0 0 0 0 0 0 0 907 936 1019
TFV2 0 5 10 14 28 35 40 83 140 170 108 62 52 40 27 23 15 12 8 3 0 0 0 0 0 0 875
TFV3 0 0 8 10 14 18 28 39 45 80 150 138 90 83 60 43 35 30 20 18 14 10 6 0 0 0 939
TFV4 0 0 0 5 10 15 24 35 48 60 103 140 118 93 40 25 28 20 15 13 10 8 5 0 0 0 815
TFV5 0 0 0 9 14 18 24 50 68 106 120 155 60 39 30 25 24 20 18 16 14 12 10 9 0 0 841
34
Tabel Volume (ml) Tertampung ulangan ke 2 Nomor Gelas -9 -8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Volume
Perlakuan T1/3V1 T1/3V2 T1/3V3 T1/3V4 T1/3V5 T2/3V1 T2/3V2 T2/3V3 T2/3V4 T2/3V5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 9 5 0 0 0 10 5 0 0 0 10 9 5 0 0 18 12 5 4 0 15 15 15 8 5 28 14 8 8 8 20 19 19 19 7 40 20 11 9 11 33 20 30 29 10 48 26 17 15 17 44 27 37 38 18 90 35 25 50 30 55 38 52 41 26 195 80 35 60 43 187 80 73 74 50 215 135 110 120 105 235 160 154 109 98 105 136 125 100 110 138 150 148 117 135 45 110 134 110 90 72 88 93 100 141 30 60 97 90 84 45 80 54 78 70 29 54 92 70 67 30 65 45 68 60 22 40 50 40 32 24 38 38 43 50 10 30 42 30 30 20 25 30 30 40 7 30 45 25 28 15 22 26 24 29 0 25 30 27 22 8 18 20 22 28 0 20 15 18 18 0 13 18 20 22 0 10 10 16 16 0 11 13 17 19 0 0 9 8 14 0 7 10 11 15 0 0 6 7 12 0 0 5 7 13 0 0 0 0 5 0 0 0 5 7 0 0 0 0 0 0 0 0 0 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 892 842 866 807 742 960 890 885 860 847
TFV1 0 10 16 18 30 40 42 58 185 275 174 54 35 33 24 14 13 6 0 0 0 0 0 0 0 0 1027
TFV2 0 8 13 16 34 37 42 86 150 178 113 66 58 44 25 29 19 14 11 6 0 0 0 0 0 0 949
TFV3 0 0 6 9 14 17 25 30 50 83 146 140 92 87 58 40 36 34 21 15 10 8 5 0 0 0 926
TFV4 0 0 0 7 8 12 28 36 50 63 110 145 123 90 40 35 32 24 20 19 16 10 6 0 0 0 874
TFV5 0 0 0 7 10 16 21 47 65 100 124 130 50 35 36 29 23 22 17 14 12 10 8 5 0 0 781
35
Tabel Volume (ml) tertampung ulangan ke 3 Nomor Gelas -9 -8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Volume
Perlakuan
T1/3V1 T1/3V2 T1/3V3 T1/3V4 T1/3V5 T2/3V1 T2/3V2 T2/3V3 T2/3V4 T2/3V5 TFV1 0 0 8 12 23 27 33 97 174 210 125 68 35 31 18 15 8 0 0 0 0 0 0 0 0 0 884
0 0 6 11 15 23 33 39 90 140 143 119 50 36 33 23 25 18 19 9 0 0 0 0 0 0 832
0 0 5 12 13 15 27 36 72 115 120 103 100 60 40 30 20 25 17 12 4 0 0 0 0 826
0 0 0 6 10 13 17 47 54 117 110 105 88 78 48 21 28 21 20 15 10 6 0 0 0 0 814
0 0 0 0 5 10 19 56 57 118 109 107 77 59 30 21 30 24 20 12 16 14 7 0 0 0 791
0 10 12 17 28 40 43 75 183 230 135 60 32 27 20 14 12 8 0 0 0 0 0 0 0 0 946
0 5 12 15 20 20 30 38 78 156 147 90 78 67 34 20 25 22 15 9 4 0 0 0 0 885
0 0 5 14 22 26 46 49 87 158 145 95 60 35 32 30 25 22 10 13 9 7 0 0 0 0 890
0 0 0 10 25 38 45 48 65 115 110 96 70 62 36 30 29 22 21 12 11 8 4 0 0 0 857
0 0 0 7 12 9 20 23 56 100 130 146 64 58 50 44 32 30 20 15 10 9 6 4 0 0 845
0 8 17 18 32 38 44 60 180 270 169 52 37 30 25 15 11 9 0 0 0 0 0 0 0 0 1015
TFV2
TFV3
TFV4
TFV5
0 5 8 13 25 35 43 78 136 177 110 53 52 43 30 23 13 11 9 5 0 0 0 0 0 0 869
0 0 5 7 10 15 22 32 40 73 136 140 82 77 53 37 34 30 20 19 12 9 6 0 0 0 859
0 0 0 6 8 11 23 39 53 63 120 146 129 86 43 30 22 24 20 19 10 8 5 0 0 0 865
0 0 0 6 13 14 23 45 68 90 130 149 54 36 38 25 20 24 15 14 11 9 6 5 0 0 795
36
Lampiran 5 Prosedur penentuan biaya aplikasi pupuk cair
Gambar 1 Diagram alir prosedur penentuan biaya aplikasi pupuk cair
37
Lampiran 6 Perhitungan analisis biaya aplikasi pupuk cair Tabel Debit penyemprotan pada masing – masing perlakuan Debit penyemprotan (liter/menit) pada ulangan ke T1/3 T2/3 TF 1 2,09 2,44 2,67 2 2,07 2,53 2,71 3 2,09 2,47 2,56 Rata-rata 2,08 2,48 2,65 Keterangan : T: Bukaan throttle (T1/3 = 30 %, T2/3 = 60%, TF = Penuh)
Tabel Kecepatan maju penyemprotan ulangan kecepatan maju (m/menit) ke 1 66,45 2 64,62 3 66,45 4 72,86 5 65,90 6 78,28 Rataan 69,09 Contoh Perhitungan : Perlakuan T1/3 Luas Lahan Aplikasi : 4 ha atau 200 m x 200 m Jarak Baris Tanam : 1,35 m Jumlah Barisan : 148 Panjang Barisan : 29629,63 m Kecepatan Maju : 69,09 meter/menit Waktu Lama Aplikasi : 7,1 Jam Volume Larutan Aplikasi : 𝑉𝑝 = 𝑄𝑝𝑇𝑝 = 2,08 liter/menit x 60 menit/jam x7,1 jam = 892,84 liter Kapasitas Lapang Efektif : 𝐴𝑝 𝐾𝐿𝐸𝑝 = 𝑇𝑝 4 ℎ𝑎 = 7,1 𝑗𝑎𝑚 = 0,56 ha/jam
38
Bahan aktif AB3 + M2
Perlakuan T1/3 T2/3 TF
Tabel Biaya pupuk cair Harga Dosis (Rp/liter) (liter/ha) 2.000.000 0,5
Biaya pupuk cair (Rp/ha) 1.000.0000
Tabel Biaya konsumsi pupuk cair Debit Harga pupuk Faktor penyemprotan cair pengali (liter /jam) (Rp/liter) 124,92 2.000.000 0,002 148,81 2.000.000 158,83 2.000.000
Biaya Aplikasi Pupuk (Rp/jam) 499.666,73 595.253,78 635.323,06
Tabel Volume bahan bakar terpakai Volume terpakai (ml) waktu ulangan (menit) T1/3 T2/3 TF 1 10 82 112 151 2 10 86 114 153 3 10 85 116 152 Rataan 84,3 114,0 152,0
Tabel Konsumsi Bahan Bakar Konsumsi Bahan Bakar Perlakuan ml/menit liter/jam T1/3 8,43 0,51 T2/3 11,40 0,68 TF 15,20 0,91 Tabel Biaya operasional Perlakuan bukaan T1/3 T2/3 TF
Biaya konsumsi bahan bakar (Rp/jam)
Upah operator (Rp/jam)
3723 4964 6643
8957,17 8957,17 8957,17
Biaya Operasional (Rp/jam) 512.346,90 609.174,95 650.923,23
39
Contoh Perhitungan Biaya Aplikasi Pupuk ( BAP ) : Rp 512.346,90 /jam Biaya konsumsi Bahan Bakar ( FCC ) : Rp 3.723 / jam Upah Operator (UO) : Rp 8.957,17/jam Biaya Operasional (BO ) 𝐵𝑜 = 𝐵𝐴𝑃 + 𝐹𝑐𝑐 + 𝑈𝑜 = Rp 512.346,90/jam Tabel Biaya Penyusutan dan Bunga Modal Perlakuan bukaan T1/3,T2/3, dan TF
Tipe sprayer
Harga awal (Rp)
Sprayer Gendong 1650.000 Bermotor
Umur Ekonomis (tahun)
*Harga akhir (Rp)
Waktu Operasional (Tahun)
Biaya penyusutan (Rp/Tahun)
*Bunga modal (Rp/Tahun)
2
165.000
480
742.500
148.500
*Asumsi *Diasumsikan harga sprayer diakhir umur ekonomis adalah 10% dari harga awal *Tingkat suku bunga yang berlaku di Bank Mandiri periode bulan Mei 2016 adalah 12%
Contoh perhitungan Harga Awal (P) : Rp 1650.000/jam Harga Akhir (S) : Rp 165.000/jam Umur Ekonomis (N) : 2 tahun Biaya Penyusutan (D) 𝑃−𝑆 𝐷= 𝑁 = (Rp 1.650.000 – Rp 165.000) / 2 tahun = Rp 742.500 /tahun Biaya Bunga Modal (I) 𝑖𝑃(𝑁 + 1) 𝐼= 2𝑁 = Rp 148.500 / tahun
Perlakuan bukaan T1/3 T2/3 TF
Tipe sprayer Sprayer gendong bermotor
Tabel Biaya Aplikasi Pupuk Cair Waktu Biaya Tetap Biaya total Operasional (Rp/tahun) (Rp/jam) (Jam/tahun) 514.203,15 480 891.000 611.031,20 652.779,48
Biaya aplikasi pupuk cair (Rp/ha) 918.219,91 1.091.127,14 1.165.677,64
40
Contoh perhitungan Biaya Tetap (BT) BT = D+I = Rp 891.000,00/tahun Biaya Total (BTot)) 𝐵𝑡
BTot = Bo + 𝑊𝑜 = Rp 514.203,15/ jam Biaya Aplikasi Pupuk Cair ( BAP) 𝐵𝑇𝑜𝑡 𝐵𝐴𝑃 = 𝐾𝐿𝐸𝑝 = Rp 918.219,91/ha
41
Lampiran 7 Hasil pengukuran angin lingkungan Tabel Hasil pengukuran kecepatan angin lingkungan pukul 06.00-08.00 WIB Kecepatan (m/s) angin pada tanggal 14 Maret 15 Maret 16 Maret 17 Maret 22 Maret 23 Maret 24 Maret 2016 2016 2016 2016 2016 2016 2016 06.00 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 06.10 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 06.20 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 06.30 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 06.40 0,0 0,0 0,3 0,0 0,0 0,0 0,0 06.50 0,0 0,0 0,8 0,0 0,0 0,0 0,0 07.00 0,0 0,0 1,1 0,0 0,4 0,0 0,4 07.10 0,0 0,0 0,7 0,0 0,0 0,0 0,4 07.20 0,0 0,0 1,3 0,0 0,0 0,0 0,0 07.30 0,0 0,0 0,6 0,0 0,3 0,0 0,3 07.40 0,3 0,3 0,3 0,3 0,0 0,0 0,0 07.50 0,0 0,0 0,3 0,0 0,3 0,4 0,5 08.00 0,7 0,3 0,3 0,0 0,3 0,3 1,1 Minimum 0 0 0 0 0 0 0 Rata-rata 0,08 0,05 0,44 0,02 0,10 0,05 0,21 Maksimum 0,7 0,3 1,3 0,3 0,4 0,4 1,1 Pukul (WIB)
Tabel Hasil pengukuran kecepatan angin lingkungan pukul 11.00-13.00 WIB Kecepatan angin (m/s) pada tanggal 14 Maret 15 Maret 16 Maret 17 Maret 22 Maret 23 Maret 24 Maret 2016 2016 2016 2016 2016 2016 2016 11.00 1,2 1,2 0,3 0,8 1,7 0,6 0,9 11.10 1,0 1,1 0,6 0,7 0,3 1,4 0,6 11.20 1,2 1,0 0,8 1,2 1,1 0,4 0,8 11.30 0,6 1,2 0,5 1,5 0,7 0,7 0,3 11.40 0,0 1,2 1,1 0,5 0,5 0,6 0,3 11.50 0,0 0,9 1,0 1,2 0,6 0,3 0,8 12.00 0,8 2,0 0,9 1,5 0,3 0,4 1,0 12.10 0,5 0,4 1,9 0,3 0,3 0,8 2,9 12.20 1,0 0,4 2,4 0,5 0,5 0,5 1,0 12.30 1,3 0,7 1,7 0,4 0,8 1,3 1,4 12.40 2,0 1,7 1,4 2,4 1,3 0,6 1,4 12.50 2,6 1,2 1,3 1,9 1,2 0,3 1,8 13.00 1,4 1,4 1,9 1,6 0,9 0,5 2,4 Minimum 0,0 0,4 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 Rata-rata 1,05 1,11 1,22 1,12 0,78 0,65 1,20 Maksimum 2,6 2,0 2,4 2,4 1,7 1,4 2,9 Pukul (WIB)
42
Tabel Hasil pengukuran kecepatan angin lingkungan pukul 16.00-18.00 WIB Pukul (WIB)
14 Maret 15 Maret 2016 2016 16.00 1,1 0,7 16.10 hujan 1,1 16.20 hujan 0,9 16.30 hujan 1,2 16.40 hujan 2,4 16.50 hujan hujan 17.00 hujan hujan 17.10 hujan hujan 17.20 hujan hujan 17.30 hujan hujan 17.40 hujan hujan 17.50 hujan hujan 18.00 hujan hujan Minimum 1,1 0,7 Rata-rata 1,10 1,26 Maksimum 1,1 2,4
Kecepatan angin (m/s) pada tanggal 16 Maret 17 Maret 22 Maret 23 Maret 24 Maret 2016 2016 2016 2016 2016 0,5 1,2 0,3 0,9 hujan 0,8 0,9 0,3 0,5 hujan 0,7 1,3 0,5 0,3 hujan 1,2 0,7 1,6 0,3 hujan 1,5 hujan 3,4 2,0 hujan 1,3 hujan 2,1 1,4 hujan 2,1 hujan 0,6 0,5 hujan 1,4 hujan 0,5 1,7 hujan 1,6 hujan 0,5 1,8 hujan 1,7 hujan 0,3 0,7 hujan 0,8 hujan 0,4 1,4 hujan 1,3 hujan 0,3 0,9 hujan 0,4 hujan 0,5 1,1 hujan 0,4 0,7 0,3 0,3 1,18 1,03 0,87 1,04 2,1 1,3 3,4 2,0 -
Lampiran 8 Gambar pengambilan data pola distribusi penyemprotan dan lebar penyemprotan efektif
43
RIWAYAT HIDUP Penulis lahir di Bekasi, 30 Juli 1993 dan merupakan putra dari pasangan Sukarno dan Rositi. Penulis merupakan anak ke-2 dari 4 bersaudara. Penulis telah menyelesaikan pendidikan di TK Al-Hidayah Bojong Bogor tahun 2000, SDN 1 Ciawi Asih Cirebon tahun 2006, SMPN 1 Susukanlebak Cirebon tahun 2009, SMAN 1 Lemahabang tahun 2012, dan terdaftar sebagai Mahasiswa Departemen Teknik Mesin Biosistem, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor pada tahun 2012 melalui jalur Seleksi Nasional Masuk Perguruan Tinggi Negeri (SNMPTN) Undangan. Selain mengikuti perkuliahan, penulis juga aktif dalam berbagai kegiatan nonakademik dengan mengikuti organisasi dan kepanitiaan. Penulis merupakan pengurus Unit Kegiatan Mahasiswa Sepak Bola IPB 2013-2014. Pada tahun 2014 penulis berperan aktif sebagai panitia pelaksana Pengenalan Departemen Teknik Mesin dan Biosistem. Penulis telah mengikuti kegiatan praktik lapangan pada tahun 2015 di PT PG Rajawali unit II, Subang, Jawa Barat. .
