PERUBAHAN DENSITAS DAN DRAFT SPESIFIK PEMBAJAKAN TANAH MENGGUNAKAN BAJAK SINGKAL KAYU DAN BERLAPIS PLASTIK PADA BERBAGAI KECEPATAN PEMBAJAKAN

PERUBAHAN DENSITAS DAN DRAFT SPESIFIK PEMBAJAKAN TANAH MENGGUNAKAN BAJAK SINGKAL KAYU DAN BERLAPIS PLASTIK PADA BERBAGAI KECEPATAN PEMBAJAKAN

SUMARLIN SANTOSO SINAGA

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 saya yang berjudul Perubahan Densitas dan Draft Spesifik Pembajakan Tanah Menggunakan Bajak Singkal Kayu dan Berlapis Plastik pada Berbagai Kecepatan Pembajakan adalah benar karya saya dengan arahan dari dosen pembimbing akademik dan belum diajukan dalam bentuk apa pun 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, April 2016 Sumarlin Santoso Sinaga NIM F14110013

ABSTRAK SUMARLIN SANTOSO SINAGA.Perubahan Densitas dan Draft Spesifik Pembajakan Tanah Menggunakan Bajak Singkal Kayu dan Berlapis Plastik pada Berbagai Kecepatan Pembajakan. Dibimbing oleh GATOT PRAMUHADI. Pengolahan tanah adalah suatu usaha untuk mempersiapkan lahan bagi pertumbuhan tanaman dengan cara menciptakan kondisi dan struktur tanah yang dibutuhkan oleh tanaman. Penelitian ini bertujuan untuk menentukan perubahan densitas dan draft spesifik pembajakan tanah menggunakan bajak singkal kayu dan berlapis plastik pada beberapa perubahan kecepatan pembajakan. Nilai densitas kering tanah yang dihasilkan menggunakan bajak singkal kayu berkisar antara 1.06 g/cc hingga 1.09 g/cc, sedangkan nilai densitas kering tanah yang dihasilkan menggunakan bajak singkal kayu berlapis plastik berkisar antara 1.02 g/cc hingga 1.14 g/cc. Nilai draft spesifik pembajakan tanah menggunakan bajak singkal kayu meningkat dari 0.75 kgf/cm2 hingga 1.18 kgf/cm2 pada tingkat kecepatan pembajakan dari 0.53 m/detik hingga 1.79 m/detik, sedangkan nilai draft spesifik pembajakan tanah menggunakan bajak singkal kayu berlapis plastik juga meningkat dari 0.56 kgf/cm2 hingga 0.92 kgf/cm2 pada tingkat kecepatan pembajakan dari 0.59 m/detik hingga 1.81 m/detik. Kata kunci: Bajak singkal kayu, bajak singkal kayu berlapis plastik, densitas tanah, draft spesifik pembajakan tanah, kecepatan pembajakan

ABSTRACT SUMARLIN SANTOSO SINAGA. The Density Changing and Specific Draft of Soil Plowing Using Wooden Moldboard Plow and Plastic Coated Wooden Moldboard Plow on Difference Plowing Speed. Supervised by GATOT PRAMUHADI. Soil tillage is an efford to prepare soil for plants growing by creating conditions and soil structure that needed by plants. The objectives of the research was to determine the change of soil dry bulk density and specific draft of soil plowing utilized wooden moldboard plow and plastic coated wooden moldboard plow on various plowing speeds. Soil dry bulk density values were generated using a wooden plow ranges of 1.06 g/cc up to 1.09 g/cc, while the values of soil dry bulk density were produced using plastic coated wooden moldboard plow ranges between 1.02 g/cc up to 1.14 g/cc. The specific draft values of soil plowing using wooden moldboard plow increased by 0.75 kgf/cm2 up to 1.18 kgf/cm2 on the speed level from 0.53 m/s up to 1.79 m/s, while the values of specific draft of soil plowing using plastic coated wooden moldboard plow was also increased from 0.56 kgf/cm2 up to 0.92 kgf/cm2 on the speed level from 0.58 m/s up to 1.83 m/s. Key words: Wooden moldboard plow, plastic coated wooden moldboard plow, soil dry bulk density, specific draft of plowing, plowing speed

PERUBAHAN DENSITAS DAN DRAFT SPESIFIK PEMBAJAKAN TANAH MENGGUNAKAN BAJAK SINGKAL KAYU DAN BERLAPIS PLASTIK PADA BERBAGAI KECEPATAN PEMBAJAKAN

SUMARLIN SANTOSO SINAGA

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

PRAKATA Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala rahmat dan karuniaNya, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan judul Perubahan Densitas Tanah dan Draft Spesifik Pembajakan Tanah Menggunakan Bajak Singkal Kayu dan Kayu Berlapis Plastik pada Berbagai Kecepatan Pembajakan. Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Dr Ir Gatot Pramuhadi, MSi selaku dosen pembimbing akademik atas bimbingan dan arahan yang telah diberikan kepada penulis selama penelitian dan penyusunan skripsi ini berlangsung, ungkapan terima kasih kepada Bapak Dr Ir I Wayan Astika, MSi dan Bapak Ir Mad Yamin, MT selaku dosen penguji ketika penulis melaksanakan ujian sidang. Ungkapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada ayah, ibu, kakak, adik, pacar, serta seluruh keluarga yang terus memberikan dukungan dan doa. Saya juga mengucapkan terima kasih kepada teman-teman TMB 48, COMBAT 48 dan IKANMASS IPB yang memberikan bantuan dan semangat selama menempuh pendidikan di IPB. Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.

Bogor, April 2016 Sumarlin Santoso Sinaga

DAFTAR ISI DAFTAR TABEL

vi

DAFTAR GAMBAR

vi

DAFTAR LAMPIRAN

viii

PENDAHULUAN

1

Latar Belakang

1

Tujuan Penelitian

2

Ruang Lingkup Penelitian

2

TINJAUAN PUSTAKA

2

Sifat-sifat fisik tanah

2

Slip Roda Traktor

4

Bajak Singkal

4

Gaya Tarik (Draft) Spesifik Pembajakan Tanah

5

METODOLOGI

6

Waktu dan Tempat Penelitian

6

Alat dan Bahan

6

Parameter Pengukuran

7

Prosedur Penelitian

8

HASIL DAN PEMBAHASAN

13

Kondisi Awal Tanah

13

Perubahan Densitas dan Draft Spesifik Pembajakan Tanah

14

Hubungan Kadar Air dan Densitas Tanah

16

SIMPULAN DAN SARAN

18

Simpulan

18

Saran

18

DAFTAR PUSTAKA

18

LAMPIRAN

20

RIWAYAT HIDUP

26

DAFTAR TABEL 1 Kondisi awal tanah rata-rata sebelum dibajak pada lima titik contoh 2 Data hasil pengukuran perubahan densitas dan draft spesifik pembajakan 3 Data hasil pengukuran perubahan densitas dan draft spesifik pembajakan tanah menggunakan bajak singkal kayu berlapis plastik 4 Parameter-parameter pengukuran

13 14 14 17

DAFTAR GAMBAR 1 Bagian-bagian bajak singkal (ESCAP, 1995) 2 Bajak singkal kayu tampak atas dan samping (ESCAP, 1995) 3 Jenis bajak: bajak singkal kayu (kiri) dan bajak singkal kayu berlapis plastik (kanan) 4 Diagram alir uji kondisi tanah sebelum pengolahan tanah menggunakan metode uji homogenitas tanah 5 Diagram alir prosedur pengukuran saat pengolahan tanah menggunakan bajak singkal kayu dan singkal kayu berlapis plastik 6 Penentuan titik-titik pengambilan contoh tanah 7 Rangkaian alat dan instrumen pengukuran draft spesifik pembajakan 8 Grafik hubungan kecepatan maju traktor penarik dengan draft spesifik pembajakan tanah menggunakan bajak singkal kayu 9 Grafik hubungan kecepatan maju traktor penarik dengan draft spesifik pembajakan tanah menggunakan bajak singkal kayu berlapis plastik 10 Kurva karakteristik pemadatan contoh tanah di Lapangan Siswadhi Soepardjo

5 5 6 8 9 10 12 15 16 17

DAFTAR LAMPIRAN 1 Uji homogenitas metode Bartlett pada tanah yang diuji 2 Data hasil pengukuran draft spesifik pembajakan tanah dan parameter lainnya menggunakan bajak singkal kayu 3 Data hasil pengukuran draft spesifik pembajakan tanah dan parameter lainnya menggunakan bajak singkal kayu berlapis plastik 4 Hasil uji pemadatan tanah menggunakan uji Proctor

20 21 23 25

PENDAHULUAN Latar Belakang Pengolahan tanah adalah suatu usaha untuk mempersiapkan lahan bagi pertumbuhan tanaman dengan cara menciptakan kondisi dan struktur tanah yang dibutuhkan oleh tanaman. Pengolahan tanah baiasanya menggunakan alat-alat mekanik. Tujuan dari pengolahan tersebut adalah untuk memperbaiki dan menjaga kelembaban tanah dengan cara mengatur proses penyerapan air hujan, aliran permukaan dan evaporasi. Selain itu tujuan pengolahan tanah yang lain adalah untuk menciptakan struktur tanah yang dibutuhkan untuk persemaian, menghambat tumbuhan pengganggu serta membunuh larva atau telur-telur serangga melalui perubahan tempat tinggal dan terik matahari (Kepner et al. 1972). Pengolahan tanah terbagi menjadi pengolahan tanah primer dan pengolahan tanah sekunder. Pengolahan tanah primer adalah untuk memecah dan meremahkan tanah sampai suatu kedalaman 15.2 cm sampai 91.4 cm (Smith and Wilkes, 1976). Alat pengolahan tanah primer salah satunya adalah bajak singkal yang merupakan alat pertanian tertua yang juga dianggap sebagai alat pengolahan tanah yang paling penting. Bajak singkal sangat baik digunakan untuk memotong, membalik, dan memecahkan lapisan tanah yang sekaligus menutup gulma dan menjadikannya kompos di dalam tanah. Setiap alat pengolahan tanah dalam operasinya akan mengalami tahanan yang timbul akibat dari tahanan tanah dan beban alat itu sendiri, gaya pada arah horizontal yang sejajar dengan garis gerak alat penarik disebut tahanan tarik (draft). Pada saat pembajakan akan terjadi reaksi tanah yang menyebabkan adanya gaya yang sifatnya melawan arah gerak maju implemen. Draft atau tahanan tarik merupakan komponen penting dalam pengolahan tanah. Draft dapat diartikan sebagai komponen horizontal dari gaya tarik, paralel terhadap garis kerja (Kepner at al. 1977). Kecepatan maju akan berbanding lurus dengan draft. Semakin meningkatnya kecepatan maka draft yang dihasilkan juga semakin besar. Semakin besar draft maka semakin besar energi yang dibutuhkan untuk melakukan pengolahan tanah. Pemilihan kecepatan pengolahan dapat berpengaruh terhadap hasil akhir pengolahan tanah. Bila pengolahan tanah terlalu lambat, akan menyebabkan proses pengangkatan pada ujung bajak tidak sempurna. Sebaliknya bila kecepatan terlalu tinggi akan menyebabkan hasil pengolahan tanah yang tidak sempurna dan adanya tenaga yang terbuang karena perubahan draft pada kecepatan tinggi. Pengujian yang dilakukan yaitu untuk memperoleh draft pembajakan yang lebih kecil. Pembajakan dengan bajak singkal kayu berlapis plastik diharapkan dapat menghasilkan tahanan tarik (draft) yang lebih kecil dibandingkan dengan bajak singkal kayu. Hal tersebut disebabkan oleh permukaan dari plastik yang bersifat licin sehingga lebih mudah untuk membalikkan tanah dan menghasilkan tahanan tarik (draft) yang lebih kecil juga. Besar nilai draft berbanding lurus dengan nilai luas pemotongan tanah oleh alat bajak. Penarikan alat bajak singkal pada saat pengolahan, akan menimbulkan gaya perlawanan molboard terhadap tanah. Apabila draft dibagi dengan luas

2 pemotongan akan didapatkan draft spesifik pembajakan tanah. Nilai draft spesifik pembajakan tanah yang telah diketahui, dapat dilakukan perhitungan kebutuhan tenaga traktor saat pengolahan tanah serta mempertimbangkan desain alat yang cocok untuk kondisi tanah pada lahan basah. Oleh sebab itu, perlu dilakukan analisis perubahan densitas tanah dan draft spesifik pembajakan tanah pada bajak singkal kayu dan kayu berlapis plastik pada berbagai kecepatan pembajakan. Tujuan Penelitian Tujuan penelitian ini adalah mengetahui perubahan densitas kering tanah dan draft spesifik pembajakan tanah untuk persiapan lahan sawah menggunakan bajak singkal kayu dan bajak singkal kayu berlapis plastik pada berbagai kecepatan.

Ruang Lingkup Penelitian Agar perhatian dalam pemecahan masalah dapat terpusat maka perlu dilakukan pembatasan masalah, beberapa batasan-batasan terhadap masalah yang akan dibahas yaitu: 1. Pengukuran densitas tanah dan draft spesifik pembajakan tanah menggunakan satu bottom bajak singkal kayu dan singkal kayu berlapis plastik yang digandengkan secara bergantian pada traktor roda empat yang ditarik traktor roda empat penarik. 2. Perlakuan percobaan dilakukan dengan menjalankan traktor roda empat penarik padaposisi gigi versnelling Low-1 (L-1), Low-2 (L-2), Low-3 (L-3) dan High-1 (H-1) dan traktor roda empat yang ditarik pada posisi gigi versnelling Normal (N).

TINJAUAN PUSTAKA Sifat-sifat fisik tanah Kadar Air Tanah Menurut Baver (1959) kadar air tanah berpengaruh terhadap tenaga pengolahan tanah. Menjelang musim kering kadar air tanah menurun, pada keadaan ini tahanan tanah meningkat disebabkan oleh meningkatnya kohesi akibat menurunnya kelembaban tanah. Hal tersebut mengakibatkan daya penetrasi alat untuk menembus tanah berkurang serta memperbesar tenaga untuk menarik alat. Pada kadar air yang sangat rendah pengolahan tanah akan merusak struktur tanah, serta menghasilkan tanah yang berbongkah besar. Kadar air tanah dapat dihitung menggunakan Persamaan 1. 𝑤𝑐 = Dimana, wc ww

= kadar air, % = berat air, g

𝑤𝑤 𝑤𝑠

x 100% ................................................(1)

3 ws = berat tanah kering, g Menurut Budi (2011) metode yang biasanya digunakan di laboratorium dalam mengukur kadar air tanah adalah dengan mengoven tanah selama 24 jam pada suhu 105˚C. Namun perlu diingat ada beberapa jenis tanah yang akan terbakar jika dipanaskan pada suhu tersebut. Tanah gambut dan tanah organik akan kehilangan unsur organiknya akibat proses oksidasi apabila dioven pada temperatur lebih dari 60˚C. Densitas Tanah Densitas tanah (soil dry bulk density) adalah rasio massa kering padatan tanah dengan volume tanah yang dinyatakan satuan g/cm3, atau g/cc, dan merupakan ukuran berat volume suatu tanah kering oven (Baver at al. 1972, Blake dan Hartge 1986, dan Plaster 1992). Volume tanah tersebut termasuk volume padatan dan ruang pori tanah. Massa kering padatan tanah ditentukan setelah dikeringkan hingga bobotnya konstan pada suhu 105oC, dan volume tanah tersebut berasal dari contoh yang diambil di lapang (Blake dan Hartge 1986). Tanah yang semakin padat maka densitas tanahnya semakin tinggi, berarti makin sulit meneruskan air atau ditembus akar tanaman (Hardjowigeno 1995). Densitas tanah dapat dihitung menggunakan Persamaan 2. 𝐵𝑇𝐾 𝐷𝑆𝑇 = 𝑉𝐿𝑇 .......................................................(2) Dimana, DST = densitas tanah (dry bulk density), g/cc BTK = bobot tanah kering, g VLT = volume tanah, cc(cm3) Densitas tanah pada kebanyakan tanah permukaan berkisar antara 1.1-1.6 g/cm3, tergantung kondisinya. Pengolahan tanah dapat mengubah densitas tanah secara agak cepat. Suatu alat bajak dapat dengan seketika mengubah densitas tanah dari 1.5 g/cc menjadi 0.85 g/cc. Biasanya penanaman terbaik pada kisaran densitas tanah 1.1-1.4 g/cm3, sedangkan jika densitas sudah diatas 1.6 g/cm3 maka pergerakan air dan pekembangan akar tanaman menjadi sangat terbatas. Tanah subsoil yang sangat padat bisa mempunyai densitas tanah 2.0 g/cc atau bahkan lebih, dan menyebabkan tidak ada akar yang tumbuh (Donahue at al. 1976). Porositas Tanah Sistem akar tanaman dibatasi oleh pori-pori tanah. Kehidupan di dalam tanah tergantung oleh sistem pori tanah karena pori-pori tanah tersebut digunakan untuk pergerakan air dan udara (oksigen), serta masuknya akar-akar ke dalam tanah (Forbes dan Watson 1992). Kandungan pori-pori dalam tanah mengontrol kuantitas air tersedia bagi tanaman yang dapat dipegang oleh tanah, dan kemudahan penetrasi serta perkembangan akar (Davies at al. 1993). Densitas partikel tanah (DPT) adalah bobot tanah kering per satuan volume partikel padat tanah; tidak termasuk volume pori-pori tanah (Hardjowigeno 1995). Secara umum porositas dapat dihitung berdasarkan nilai densitas tanah (DST) dan densitas partikel tanah (DPT) dengan Persamaan 3. 𝐷𝑆𝑇

𝑃𝑆𝑇 = 1 − 𝐷𝑃𝑇 𝑥 100 %..........................................(3)

4 Dimana, PST = porositas tanah, % DST = densitas tanah, g/cm3 DPT = densitas partikel tanah, g/cm3 Porositas juga dapat ditentukan dari perbedaan berat antara tanah kering oven dan tanah basah jenuh berdasarkan Persamaan 4. 𝑃𝑡 = Dimana, Pt mb mk vt

𝑚 𝑏 −𝑚 𝑘 𝑣𝑡

𝑥 100 %..........................................(4)

= porositas tanah, % = massa basah jenuh tanah sebelum dikering-ovenkan, g = massa kering tanah setelah dikering-ovenkan, g = volume tanah, cm3

Slip Roda Traktor Slip akan selalu terjadi pada roda traktor yang menarik beban maupun yang tidak menarik beban (wanders, 1978). Slip roda merupakan perbandingan antara selisih jarak tempuh aktual dan jarak tempuh teoritis. Slip roda traksi dapat dihitung dengan menggunakan rumus pada persamaan 5. 𝑆

S= 1- π x 𝑅𝑖 x 𝑁 x100%.........................................(5) Dimana, S Si

= slip roda penggerak (%) = jarak tempuh aktual pada N putaran roda traktor penarik (m) R = jari-jari lingkaran roda penggerak (m) N = jumlah putaran roda penggerak Slip pada roda traktor dipengaruhi oleh diameter roda, lebar roda, bentuk lempengan tapak, dan sudut lempengan tapak terhadap garis singgung roda dan sumbu roda. Slip dikatakan tidak ekonomis jika slip yangterjadi berada diatas 15%, dimana gaya tarik yang meningkat akan mengakibatkan kecepatan maju berkurang dan mulai mengurangi tenaga tariktraktor sampai kondisi dimana traktor akan mengalami spin out (100% slip) (Crossley dan Kilgour, 1983). Bajak Singkal Bajak singkal adalah alat pengolahan tanah yang paling tua dan secara umum dianggap paling penting walaupun pada kondisi tertentu untuk berbagai jenis tanaman keuntungan pembajakannya tidak tampak nyata (Kepner at al. 1978). Fungsi utama bajak singkal adalah memotong lapisan tanah, mengangkut serta membalikkan tanah. Bagian bajak yang sesungguhnya memecah tanah disebut alas atau telapak. Bagian-bagian yang membentuk telapak bajak singkal adalah bagian mata bajak, landside, dan singkal. Bagian-bagian tersebut terpasang pada sepotong logam yang tak beraturan bentuknya yang disebut badan bajak (frog) seperti yang diperlihatkan pada Gambar 1 dan Gambar 2.

5

Gambar 1 Bagian-bagian bajak singkal (ESCAP, 1995)

Gambar 2 Bajak singkal kayu tampak atas dan samping (ESCAP, 1995)

Gaya Tarik (Draft) Spesifik Pembajakan Tanah Draft atau tahanan tarik pengolahan tanah didefinisikan sebagai komponen horizontal dari gaya tarik peralatan pengolahan tanah yang searah dengan arah unit penggerak. Kepner at al (1978) mengemukakan bahwa tahanan tarik tanah didefinisikan sebagai gaya horizontal yang sejajar dengan arah unit penggerak, sedangkan rasio antara tahanan tarik tanah spesifik (spesifik draft). Daya penarikan merupakan besaran skalar yang diperoleh dari hasil perkalian antara besar gaya untuk menarik beban dan kecepatan maju traktor, atau dapat ditulis kedalam Persamaan 6. 𝑃 = 𝐹 × 𝑣........................................................(6) Dimana,

P = daya penarikan (kgf.m/detik) F = gaya tarik (kgf) v = kecepatan maju (m/detik)

Berdasaran atas persamaan 6 di atas, maka metode yang dapat digunakan untuk mengukur besar daya penarikan (daya traktor untuk menarik alat bajak) adalah dengan memasang instrumen ukur (load cell) yang menghubungkan antara drawbar traktor dengan beban.

6 Pengukuran draft menggunakan load cell yang mengukur besarnya gaya tarik dan di rekam oleh handy strain meter dalam bentuk regangan (strain). Apabila draft dibagi dengan luas pemotongan akan didapatkan draft spesifik pembajakan tanah yang dapat ditulis dalam Persamaan 7. 𝐹 𝐷𝑆𝑃 = 𝐴..................................................................(7) Dimana, DSP = draft spesifik pembajakan, kgf/cm2 F = gaya penarikan, kgf A = luas pemotongan tanah oleh bajak, cm2 Pengukuran draft spesifik pembajakan tanah dilakukan untuk mendapatkan dua tujuan utama yaitu pertama, untuk mengetahui kebutuhan tenaga traktor pada saat pengolahan tanah dengan alat pengolahan tertentu sedangkan yang kedua yaitu untuk memilih dan mempertimbangkan penggunaan desain alat tertentu yang cocok untuk kondisi tanah dengan tenaga yang tersedia.

METODOLOGI Waktu dan Tempat Penelitian Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Lapangan Siswadhi Soepardjo dan Laboratorium Fisika-Mekanika Tanah, Departemen Teknik Mesin dan Biosistem, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor, Darmaga, Bogor. Penelitian ini dilaksanakan mulai bulan Februari 2015 hingga Mei 2015.

Alat dan Bahan Alat dan bahan yang digunakan untuk menentukan parameter pengukuran perubahan densitas tanah serta draft spesifik pembajakan tanah menggunakan bajak singkal kayu nangka (Artocarpus heterophyllus) dan singkal singkal kayu nangka (Artocarpus heterophyllus) berlapis plastik seperti pada Gambar 3.

Gambar 3 Jenis bajak: bajak singkal kayu (kiri) dan bajak singkal kayu berlapis plastik (kanan)

7 Untuk Pengambilan Contoh Tanah: 1. Sepuluh unit ring sample 2. Satu pack plastik wadah contoh tanah ukuran setengah kilogram 3. Dua unit sekop kecil 4. Satu unit penggaris Untuk Pengukuran Kadar Air, Densitas, dan Porositas Tanah: 1. Tujuh puluh dua contoh tanah pada berbagai kedalam dan lintasan 2. Tujuh puluh dua unit wadah (cawan) contoh tanah 3. Satu unit neraca electronic 4. Dua unit mesin pengering (oven) Uji Pemadatan Tanah (Uji Proctor): 1. Satu unit mold dengan diameter 10 cm, volume 1 liter 2. Satu unit base plate 3. Satu unit collar 4. Satu unit trimmer 2.5 kg 5. Satu unit neraca electronic 6. Peralatan pengukur kadar air 7. Satu unit ayakan tanah ϕ 4.76 mm 8. Satu unit wadah (baki plastik) 9. Satu unit exruder Untuk Pengukuran Draft Spesifik Pembajakan, Kecepatan Maju Traktor Penarik, Luas Pemotongan Tanah, dan Slip Roda: 1. Satu unit Load cell merek Kyowa tipe LT-5TSA71C 2. Satu unit Handy strain meter UCAM-1A 3. Satu unit traktor roda empat sebagai traktor penarik 4. Satu unit traktor roda empat sebagai traktor pegandeng bajak singkal 5. Satu unit bajak singkal kayu 6. Satu unit bajak singkal kayu berlapis plastik 7. Pengukur waktu (stopwatch) 8. Alat bantu hitung (calculator) 9. Patok-patok kayu Parameter Pengukuran Parameter pengukuran yang akan dilakukan dalam penelitian ini merupakan tolak ukur dalam melaksanakan dilapangan. Adapun parameter pengukuran yang akan dilakukan sebagai berikut : 1. Densitas tanah(g/cc) 2. Uji pemadatan tanah 3. Gaya tarik bajak singkal (kgf) 2 4. Luas hasil pengolahan(cm ) 2 5. Gaya tarik (draft) spesifik pembajakan (kgf/cm ) 6. Slip (%)

8 Prosedur Penelitian Prosedur penelitian yang dilakukan pada penelitian ini dilakukan dengan dua tahap pengukuran di lahan tanah yang telah diairi tiga hari sebelumnya. Tahap pertama yaitu uji keseragaman tanah menggunakan uji homogenitas tanah yang terdapat pada Gambar 4. Pengukuran tahap kedua yaitu prosedur pengukuran saat pengolahan di lahan hingga pengukuran di laboratorium. Parameter pengukuran di lahan seperti kecepatan maju, slip roda penggerak, gaya tarik traktor dan luas pemotongan pengolahan tanah. Pengukuran di laboratorium seperti sifat fisik (densitas dan porositas tanah) dan sifat mekanik (uji pemadatan). Prosedur tahap ke dua pengukuran dilakukan mengunakan bajak singkal kayu dan singkal kayu berlapis plastik secara bergantian, prosedur ini dapat dilihat pada Gambar 5. Mulai

Menyiapkan alat-alat seperti ring sample, cangkul, meteran gulung Menyiapkan lahan yang telah diairi 3 hari sebelum pengukuran Menentukan 5 titik untuk pengukuran contoh tanah (titik 1-5)

Menghitung massa tanah basah (g)

Menghitung massa tanah kering oven (g)

Mengukur massa air (g)

Menghitung volume tanah dalam ring sample (cm3)

Menghitung densitas tanah (g/cm3)

Menghitung porositas tanah (%)

Menguji kondisi awal tanah kadar air tanah (%)

Menguji kondisi awal tanah

Berhenti

Gambar 4 Diagram alir uji kondisi tanah sebelum pengolahan tanah menggunakan metode uji homogenitas tanah

9 Mulai

Siapkan alat-alat seperti traktor penarik, traktor beban, load cell, handy strain meter, stopwatch, meteran gulung, patok-patok, bajak singkal kayu dan kayu berlapis plastik Memasang load cell antara traktor penarik dan traktor penggandeng implemen

Memasang kabel data handy strain meter ke load cell

Menjalankan traktor penarik dengan memilih salah satu perlakuan kecepatan maju dari yang terendah

Tidak

Mengukur kecepatan maju traktor penarik (m/detik)

Mengukur slip roda traktor penarik (%)

Mengukur gaya tarik traktor penggandeng implemen (kgf)

Syarat: perlakuan kecepatan L-1, L-2, L-3 dan H-1telah dilakukan

Ya Mengambil contoh tanah (g)

Mengukur luas pemotongan pengolahan tanah (cm2)

Mengukur sifat fisik dan mekanik tanah

Berhenti

Gambar 5 Diagram alir prosedur pengukuran saat pengolahan tanah menggunakan bajak singkal kayu dan singkal kayu berlapis plastik

10 Pengukuran Kadar air, Densitas Tanah, dan Porositas Tanah 1. Contoh tanah diambil dari lima titik yang telah ditentukan, sebelumnya telah diukur massa ring sample. Tentukan titik pengambilan contoh tanah yang terdapat pada Gambar 4. 2. Contoh tanah pada tiga titik kedalaman (0 ̶ 5) cm, (5 ̶ 10) cm dan (10 ̶ 15) cm diambil kemudian diukur massa tanah basah. o 3. Contoh tanah dikeringkan dalam oven pada suhu 105 C selama 24 jam. 4. Contoh tanah yang telah dikeringkan dalam oven dimasukkan ke dalam desikator hingga suhunya mencapai suhu ruang agar tidak mempengaruhi massanya. 5. Massa tanah kering oven diukur agar diketahui kadar air tanah menggunakan persamaan 1. 6. Densitas tanah diukur dengan mengetahui volume ring sample terlebih dahulu kemudian gunakan persamaan 2. 7. Hitung porositas tanah dengan mengetahui nilai densitas partikel tanah mineral sebesar 2.65 g/cm3 menggunakan persamaan 3.

Keterangan : : Titik-titik pengambilan contoh tanah Gambar 6 Penentuan titik-titik pengambilan contoh tanah Penentuan Kondisi Awal Tanah menggunakan Uji Bartlett 1. Hitung varians gabungan dari semua contoh tanah berdasarkan persamaan (8). 𝑆2 = 2

𝛴(𝑛 𝑖 −1)𝑠𝑖2 𝛴(𝑛 −1)

............................................................(8)

Dimana, S = varians gabungan contoh n = banyak contoh ni = contoh kesi = varians contoh 2. Hitung harga satuan B dengan persamaan (9). 𝐵 = (log 𝑠 2 )𝛴(𝑛𝑖 − 1)..............................................(9) Dimana, B = nilai satuan S2 = varians gabungan contoh ni = contoh ke-

11 3. Hitung uji Bartlert berdasarkan persamaan 10 𝑥 2 = (ln 10){𝐵 − 𝛴 𝑛 − 1 𝑙𝑜𝑔𝑠𝑖2 ............................10 Dimana, χ2 = harga chi-kuadrat B = nilai satuan s2i = varians contoh 4. Analisis hipotesis statistik untuk pengujian homogenitas varians Hipotesis pengujian (H0) : H1 :

σ1=σ2=σ3=σ4=σ5 (Varians data densitas tanah homogen) σ1≠σ2≠σ3≠σ4≠σ5 (Varians data densitas tanah tidak Homogen)

Pengukuran Gaya Tarik (Draft) Spesifik Pembajakan Tanah: Alat dan instrumen seperti traktor penarik, traktor penggandeng implemen, load cell, handy strain meter, stopwatch, meteran gulung, patok-patok, bajak singkal kayu dan singkal kayu berlapis plastik dipersiapkan sebelum pengukuran draft spesifik pembajakan tanah. Load cell sebagai unit pengukur beban tarik ditampilkan dan direkam oleh handy strain meter. Pengkalibrasian load cell dan handy strain meter yaitu dengan menghubungkan keduanya kemudian digantung pada sebuah crane. Proses selanjutnya dilakukan pembebanan pada load cell secara bertahap dengan tiga kali ulangan. Pada masing-masing pembebanan yang diberikan, nilai yang terbaca pada handy strain meter dicatat sebagai ukuran besarnya regangan yang terjadi. Data hasil kalibrasi load cell merek Kyowa tipe LT-5TSA71C diperoleh (Imantara 2011) menggunakan Persamaan 11. 𝑦 = 1.962𝑥 + 0.747.............................................(11)

1.

2.

3.

4. 5.

6.

Dimana, y = beban yang terukur (kgf) x = regangan (με) Adapun proses pengukuran draft spesifik pembajakan sebagai berikut: Penggandeng implemen bajak singkal dipasang pada tiga titik gandeng traktor. Bajak singkal kayu atau kayu berlapis plastik dipasangkan pada batang penarik implemen dan dikunci menggunakan landside. Bajak singkal kayu menggunakan lanside yang telah dimodifikasi. Kabel data dari load cell dipasangkan ke handy strain meter sebagai alat ukur draft. Pemasangan alat dan instrumen pengukuran yang menghubungkan traktor penarik dan traktor beban terdapat pada Gambar 7. Load cell ditempatkan di antara traktor penarik (traktor depan) dan traktor beban (traktor yang menggandeng bajak singkal), dalam hal ini load cell bertindak sebagai penghubung dan penyambung kedua traktor tersebut. Traktor penarik dioperasikan pada empat tingkat kecepatan maju. Pada perlakukan percobaan: a. Ukur besar strain yang terbaca pada handy strain meter setiap tiga detik b. Ukur besar kecepatan maju traktor penarik pada setiap lintasan c. Ukur cutting width dan cutting depth setiap lintasan d. Ukur slip roda traktor penarik pada setiap lintasan Menghitung besar : a. Gaya penarikan, N b. Draft spesifik pembajakan, N/cm2

12

Handy strain meter Traktor penarik

Traktor beban

Kabel load cell Bajak singkal Gambar 7 Rangkaian alat dan instrumen pengukuran draft spesifik pembajakan tanah Uji Pemadatan Tanah: 1. Tanah contoh disiapkan 3 kg yang lolos ayakan ϕ 4.76 mm dan dimasukan ke dalam wadah. 2. Tanah dipadatkan dengan membuat tiga lapisan di dalam mold yang ditutup bagian bawah oleh base plate, masing-masing lapisan diberikan tekanan dengan trimmer sebanyak 25 kali ketukan. 3. Bagian tepi atas tanah dipotong dan diratakan 4. Berat mold + base plate (m1) dan berat mold + base plate + tanah padat (m2) ditimbang. 5. Tanah hasil uji Proctor diambil pada tiga kedalaman, masing-masing digunakan untuk contoh tanah yang diberikan beban normal. 6. Massa dan kadar air diukur pada masing-masing contoh tanah. 7. Kadar air tanah diubah dengan cara: a. Tanah dihancurkan kembali kemudian ditambah air b. Tanah dipadatkan kembali, diulang terus hingga densitasnya turun (± 5 kali ulangan) atau ketika massa tanah setelah perlakuan lebih kecil dari massa tanah sebelumnya (m2n<m2n-1). 8. Soil dry bulk density tanah diukur dengan cara dihitung: a. Kadar air contoh tanah (w) b. Densitas basah (ρt) c. Densitas kering (ρd) 9. Menurut Das (1993) sebagian besar dari tanah mineral memiliki spesific gravity (Gs) yang berkisar antara 2.6 sampai dengan 2.9 sehingga digunakan asumsi Gs ≈ 2.7 dan densitas air (ρw) ≈ 1 g/cc, densitas jenuh tanah (ρs) dihitung menggunakan Persamaan 14. ρs =

ρ𝑤 1 𝑤 + ) 𝐺 𝑠 100

(

...................................................(14)

Keterangan, ρw = densitas air Gs = spesific gravity w = kadar air contoh tanah (%)

13

HASIL DAN PEMBAHASAN Kondisi Awal Tanah Pengukuran kadar air dan densitas tanah lapangan dilakukan untuk mengetahui kondisi tanah yang sebenarnya dari contoh tanah yang akan diamati. Pengambilan contoh tanah di lahan dilakukan pada lima titik dengan masingmasing kedalaman yang berbeda, yakni kedalaman (0-5) cm, (5-10) cm, dan (1015) cm. Contoh tanah yang diambil untuk pengujian adalah tanah dar lahan yang telah diairi sebelumnya, agar tanah menjadi lembek dan pori-pori tanah membuka sehingga mudah untuk diolah. Kondisi awal tanah rata-rata sebelum dibajak dapat dilihat pada Tabel 1. Tabel 1 Kondisi awal tanah rata-rata sebelum dibajak pada lima titik contoh Kedalaman (cm)

Kadar air (%)

Densitas (g/cc)

Porositas (%)

0-5

31.805

1.222

53.892

5-10

32.777

1.230

53.569

10-15

36.808

1.256

52.616

Rata-rata

33.797

1.236

53.359

Dari tabel di atas terlihat bahwa kadar air dan densitas tanah semakin meningkat seiring bertambahnya kedalaman. Hal ini dikarenakan lapisan tanah bagian bawah semakin banyak menerima air yang meresap kedalam tanah, sehingga kandungan kadar airnya pun semakin banyak. Kadar air yang semakin banyak menyebabkan ruang pori tanah terisi oleh air sehingga semakin dalam niai porositas semakin kecil. Hal tesebut juga sesuai dengan apa yang dikemukakan oleh Marshall dan Holmes (1988) bahwa bulk density tanah cenderung meningkat menurut kedalaman tanah karena bertambahnya pembebanan dan berkurangnya gangguan terhadap tanah. Setelah dirata-ratakan diperoleh kadar air dan densitas contoh tanah lapangan (kedalaman 0 – 15 cm) masing-masing sebesar 33.797 % dan 1.236 g/cc. Persamaan yang digunakan untuk menentukan keseragaman kondisi awal tanah menggunakan uji homogenitas yaitu berdasarkan densitas tanah pada masing-masing contoh tanah yang diuji ke dalam persamaan Bartlett yang dapat dilihat pada Lampiran 1. Nilai varians (S2) yang diperoleh adalah 0.007 dan nilai Bartlett (B) yang didapatkan -21.838 sehingga didaptakan distribusi chi-kuadrat (χ2) adalah 0.15. Pada taraf 5% dari distribusi chi-kuadrat dengan nilai derajat kebebasan (dk) 4 didapat chi-kuadrat tabel sebesar 9.488, sedangkan chi-kuadrat hitung sebesar 0.15. Dengan hasil perhitungan diatas, dapat dilihat bahwa nilai chi-kuadrat hitung lebih kecil dari pada chi-kuadrat tabel maka hipotesis yang menyatakan varians densitas tanah homogen di lima titik contoh diterima dan tanah bersifat homogen pada taraf 5%.

14 Perubahan Densitas dan Draft Spesifik Pembajakan Tanah Pada proses pengolahan tanah terdapat sejumlah gaya yang timbul, salah satunya yang penting adalah gaya tarik (draft) yang searah dengan arah pembajakan tanah. Draft yang didapatkan menggunakan metode mengukur besar gaya penarikan traktor untuk menarik alat bajak yaitu dengan memasang instrumen ukur yang menghubungkan antara drawbar traktor dengan beban. Instrumen ukur yang digunakan adalah load cell yang dapat mengukur besaran berupa regangan (strain) dan terbaca pada instrumen handy strain meter. Beban yang digunakan pada operasional penarikan berupa traktor penggandeng implemen yang ditarik oleh traktor penarik yang diukur besar gaya penarikannya. Traktor penarik yang digunakan saat pengukuran adalah traktor merek New Holland dengan daya 55 hp sedangkan traktor penggandeng implemen yang digunakan adalah traktor Kubota dengan daya 31 hp. Besar beban tarik berupa gaya penarikan pada saat bajak singkal kayu dan bajak singkal kayu berlapis plastik memotong tanah dan memindahkan potongan tanah. Data hasil pengukuran perubahan densitas dan draft spesifik pembajakan tanah menggunakan bajak singkal kayu dan singkal kayu berlapis plastik dapat dilihat pada Tabel 2 dan 3. Tabel 2 Data hasil pengukuran perubahan densitas dan draft spesifik pembajakan tanah menggunakan bajak singkal kayu Perlakuan

Kecepatan maju (m/detik)

Densitas tanah (g/cc)

L-1 L-2 L-3 H-1

0.53 0.75 1.10 1.79

1.06 1.09 1.07 1.06

Draft (kgf)

Daya penarikan (kgf.m/detik)

Draft spesifik pembajakan (kgf/cm2)

228.77 275.33 223.67 279.09

120.53 207.80 247.15 499.58

0.75 0.99 0.84 1.18

Tabel 3 Data hasil pengukuran perubahan densitas dan draft spesifik pembajakan tanah menggunakan bajak singkal kayu berlapis plastik Perlakuan

Kecepatan maju (m/detik)

Densitas tanah (g/cc)

L-1 L-2 L-3 H-1

0.59 0.87 1.22 1.81

1.02 1.17 1.03 1.14

Draft (kgf)

Daya penarikan (kgf.m/detik)

Draft spesifik pembajakan (kgf/cm2)

211.33 260.67 255.00 270.00

124.31 226.67 310.98 489.13

0.56 0.92 0.73 0.83

Perubahan densitas yang diamati adalah densitas tanah rata-rata dari hasil pengolahan bajak singkal kayu dan singkal kayu berlapis plastik dari kedalaman (0-15) cm. Dari data tabel diatas, diperoleh bahwa perubahan densitas tanah untuk bajak singkal kayu mulai dari 1.06 g/cc hingga 1.09 g/cc pada perubahan kecepatan 0.53 m/detik hingga 1.79 m/detik, sedangkan untuk perubahan densitas tanah yang dihasilkan bajak singkal kayu berlapis plastik mulai dari 1.02 g/cc

15

Draft spesifik pembajakan (kgf/cm2)

hingga 1.14 g/cc seiring dengan bertambahnya kecepatan maju yaitu mulai dari 0.59 m/detik hingga 1.81 m/detik. Dari data tabel 2 dan 3 yang diperoleh, Seiring meningkatnya kecepatan pembajakan tanah, maka draft pembajakan yang dihasilkan juga meningkat. Hal tersebut sesuai dengan yang diungkapkan oleh pahlevi (2003), bahwa semakin meningkatnya kecepatan pembajakan maka nilai draft pembajakan tanah juga semakin meningkat pula, akan tetapi draft pembajakan tanah pada perlakuan L-2 baik menggunakan bajak singkal kayu maupun bajak singkal kayu berlapis plastik mengalami peningkatan, namun tidak terlalu signifikan. Daya yang dibutuhkan oleh traktor untuk menarik bajak singkal kayu sebesar 120.53 kgf.m/detik hingga 499.58 kgf.m/detik seiring dengan meningkatnya kecepatan maju pembajakan tanah, sedangkan daya yang dibutuhkan oleh traktor untuk menarik bajak singkal kayu berlapis plastik sebesar 124.31 kgf.m/detik hingga 489.13 kgf.m/detik. Menurut Anggraeni (1992), kelengketan tanah pada alat pengolah tanah dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti perlakuan kadar air, nilai sudut basah, dan nilai kekasaran permukaan. Setiap bahan memiliki nilai sudut pembasahan dan nilai kekasaran yang berbeda-beda. Selain itu, Anggraeni (1992) juga menyatakan bahwa nilai kekasaran permukaan turut mempengaruhi lengketnya tanah saat melakukan pengolahan tanah. Semakin lengket tanah pada permukaan bahan maka draft semakin besar. Grafik hubungan kecepatan maju traktor penarik terhadap draft spesifik pembajakan tanah menggunakan bajak singkal kayu dan bajak singkal kayu berlapis plastik dapat dilihat pada Gambar 8 dan 9. 1.40 1.20 1.00 0.80 0.60 0.40 0.20 0.00 0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

1.40

1.60

1.80

2.00

Kecepatan maju (m/detik) Gambar 8 Grafik hubungan kecepatan maju traktor penarik dengan draft spesifik pembajakan tanah menggunakan bajak singkal kayu

Draft spesifik pembajakan (kgf/cm2)

16 1.00 0.80 0.60 0.40 0.20 0.00 0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

1.40

1.60

1.80

2.00

Kecepatan maju (m/detik) Gambar 9 Grafik hubungan kecepatan maju traktor penarik dengan draft spesifik pembajakan tanah menggunakan bajak singkal kayu berlapis plastik Gambar 8 dan 9 adalah gambar grafik hubungan kecepatan maju traktor penarik dengan draft spesifik pembajakan dari kedua jenis implemen yang digunakan. Nilai draft spesifik pembajakan tanah menggunakan bajak singkal kayu meningkat yaitu 0.75 kgf/cm2 hingga 1.18 kgf/cm2 seiring bertambahnya perubahan tingkat kecepatan maju yaitu 0.53 m/detik hingga 1.79 m/detik, akan tetapi pada perlakuan L-3 terjadi penurunan nilai draft sebesar 0.80 kgf/cm2 namun penurunannya tidak terlalu signifikan. Draft spesifik pembajakan tanah menggunakan singkal kayu berlapis plastik juga mengalami perubahan peningkatan nilai draft spesifik yaitu 0.56 kgf/cm2 hingga 0.92 kgf/cm2, namun terjadi kenaikan nilai draft pada perlakuan L-2 yaitu sebesar 0.92 kgf/cm2, sedangkan untuk nilai perubahan kecepatan yaitu 0.59 m/detik hingga 1.81 m/detik. Data-data hasil pengukuran nilai draft spesifik pembajakan tanah dan parameter lainnya menggunakan kedua jenis bajak dapat dilihat pada Lampiran 2 dan 3.

Hubungan Kadar Air dan Densitas Tanah Pemadatan tanah dilakukan secara bertahap dengan cara memanipulasi kadar air pada contoh tanah. Hal ini bertujuan untuk mencari hubungan kadar air dan berat volume, serta untuk mengevaluasi tanah agar memenuhi persyaratan kepadatan. Densitas yang diperoleh pada awalnya akan turun lalu berikutnya akan naik hingga mencapai titik maksimum dan akan turun lagi karena bertambahnya kadar air. Kadar air optimum merupakan nilai kadar air yang terbaik untuk mencapai densitas maksimum. Nilai kadar air optimum dan densitas maksimun dari bajak singkal kayu dan kayu berlapis plastik dapat dilihat pada Gambar 10. Pengujian pemadatan tanah terhadap contoh tanah Lapangan Siswadhi Soepardjo dilakukan dengan metode Standard Proctor serta menggunakan beberapa asumsi seperti specific gravity of soil dengan nilai 2.7 dan densitas air (ρw) sebesar 1 g/cc.

17 Menurut Das (1993) penurunan densitas pada awal kurva disebabkan peristiwa kapiler pada tanah. Pada kadar air yang masih rendah, adanya tegangan tarik kapiler pada pori-pori tanah mencegah densitas tanah untuk menjadi lebih padat. Kurva karakteristik pemadatan contoh tanah di lahan penelitian terdapat pada Gambar 10. Data uji pemadatan tanah menggunakan standar uji Proctor dapat dilihat pada Lampiran 4. Densitas Tanah (g/cc)

1.35 1.30 1.25 1.20 1.15 1.10 1.05 1.00 20.00

25.00

30.00

35.00

40.00

45.00

Kadar Air Tanah (%)

Gambar 10 Kurva karakteristik pemadatan contoh tanah di Lapangan Siswadhi Soepardjo Kadar air pada densitas maksimum adalah kadar air optimum yang merupakan nilai kadar air yang terbaik untuk mencapai densitas terbesar atau kepadatan maksimum. Pengujian pemadatan tanah dilakukan untuk memperoleh hubungan antara kadar air dengan densitas kering tanah (dry bulk density) yang kemudian dapat ditentukan kadar air optimum dan densitas maksimum tanah. Data parameter-parameter pengukuran yang dibutuhkan pada penelitian ini dapat dilihat pada Tabel 4. Tabel 4 Parameter-parameter pengukuran Parameter

Satuan

Singkal kayu

Singkal kayu berlapis plastik

Kecepatan pembajakan

m/detik

0.53 - 1.79

0.58 - 1.83

Draft

kgf

228.77 - 279.09

211.33 - 270.00

Daya pembajakan

kgf.m/detik 120.53 - 499.58

124.31 - 489.13

Daya pembajakan

hp

1.61 – 6.66

1.66 – 6.52

Densitas tanah

g/cc

1.06 - 1.09

1.02 - 1.17

Lebar olah

cm

22.57 – 24.13

22.17 – 24.83

Kedalaman olah

cm

10.50 – 13.17

11.50 –15.17

Luas pemotongan

cm

236.95 - 306.78

283.67 – 376.64

Slip roda

%

4.58 – 9.18

2.62 – 8.18

Draft spesifik pembajakan

kgf/cm2

0.75 – 1.18

0.56 – 0.92

2

18

SIMPULAN DAN SARAN Simpulan Nilai densitas kering tanah pada umumnya berkisar antara 1.1 g/cc hingga 1.6 g/cc. Besar nilai densitas kering tanah yang dihasilkan menggunakan bajak singkal kayu berkisar antara 1.06 g/cc hingga 1.09 g/cc, sedangkan nilai densitas kering tanah yang dihasilkan menggunakan bajak singkal kayu berlapis plastik juga berkisar antara 1.02 g/cc hingga 1.14 g/cc. Besar nilai draft spesifik pembajakan tanah menggunakan bajak singkal kayu meningkat dari 0.75 kgf/cm2 hingga 1.18 kgf/cm2 pada tingkat kecepatan pembajakan dari 0.53 m/detik hingga 1.79 m/detik, sedangkan nilai draft spesifik pembajakan tanah menggunakan bajak singkal kayu berlapis plastik juga meningkat dari 0.56 kgf/cm2 hingga 0.83 kgf/cm2 pada tingkat kecepatan pembajakan dari 0.59 m/detik hingga 1.81 m/detik.

Saran 1. Karena masih menggunakan metode manual (campur tangan manusia), perlakuan perubahan peningkatan kecepatan pembajakan tanah mengakibatkan draft pembajakan menjadi beragam. Hal ini disebabkan oleh pembaca yang kurang terampil atau konsentrasi saat membaca nilai pada handy strain meter, Oleh sebab itu, perlu digunakan metode atau peralatan (instrumen) untuk pembacaan nilai draft yang lebih akurat seperti komputer. 2. Saat melakukan pembajakan, pada permukaan bajak singkal kayu berlapis plastik masih terdapat tanah yang lengket, sehingga disarankan agar rasio lebar plastik lebih besar dibandingkan rasio lebar kayu.

DAFTAR PUSTAKA Anggraeni MVD. 1992. Analisis kelengketan tanah pada pengolahan tanah dengan bajak singkal [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Baver LD. 1959. Soil Physics. Third Edition. New York (USA): John wiley and sons, Inc. Blake GR, Hartge KH. 1986. Bulk density. Di dalam: Klute A, editor. Methods of Soil Analysis Part 1: Phisycal and Mineralogical Methods. Edisi ke-2. Wisconsin: American Society of Agronomy, Inc., and Soil Science Society of America, Inc. hlm: 363-375 Budi GS. 2011. Pengujian Tanah di Laboratorium. Ed ke-1. Yogyakarta: Graha Ilmu. Das MD. 1993. Mekanika Tanah (Prinsip–prinsip Rekayasa Geoteknis). Ed ke1.Endah N, Mochtar IB, penerjemah. Jakarta (ID): Erlangga. Terjemahan dari: Principles of Geotechnical Engineering. Donahue RL, Follet RH, Tulloch RW. 1976. Our Soils and Their Management. Ed ke-4. Illinois: The Interstate Printers & Publisher, Inc.

19 Eritwan R. 2015. Perubahan densitas tanah dan draft spesifik pembajakan tanah menggunakan bajak singkal kayu dan logam pada berbagai kecepatan pembajakan [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. [ESCAP] Economic and Social Commission for Asia and Pasific. 1995. RNAM Test Codes and Procedures for Farm Machinery. 2th ed. UNIDO Hardjowigeno S. 1995. Ilmu Tanah. Ed ke-4. Jakarta: Akademika Pressindo. Imantara BA. 2011. Uji kinerja tarik traktor tangan dengan bahan bakar minyak nyamplung murni [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Kepner RA, Bainer R, Barger EL. 1977. Principles of Farm Machinery. Third Edition. Connecticut (USA): Avi Publishing Company. Pahlevi H. 2003. Perubahan tahanan tarik (draft) pembajakan pada perubahan kadar air tanah dan kecepatan olah menggunakan berbagai jenis bahan dan ukuran landside bajak singkal [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Plaster EJ. 1992. Soil Science and Management. Ed ke-2. New York: Delmar Publisher Inc. Wesley DD. 1973. Mekanika Tanah. Badan Penerbit Pekerjaan Umum. Jakarta.

20

LAMPIRAN Lampiran 1 Uji homogenitas metode Bartlett pada tanah yang diuji Sifat Fisik Tanah Pada Berbagai Kedalaman (cm) Kadar Air Densitas Tanah Porositas Tanah Titik 0-5 5-10 10-15 0-5 5-10 10-15 0-5 5-10 10-15 A 0.25 0.26 0.28 1.26 1.25 1.39 52.59 52.97 47.59 B 0.38 0.38 0.37 1.05 1.15 1.22 60.46 56.66 54.12 C 0.31 0.33 0.38 1.34 1.23 1.22 49.43 53.70 54.01 D 0.40 0.34 0.37 1.13 1.27 1.29 57.20 51.93 51.20 E 0.25 0.33 0.43 1.33 1.26 1.16 49.78 52.59 56.16 2 xi rata 0.32 0.33 0.37 1.22 1.23 1.26 53.89 53.57 52.62 ni 5 5 5 5 5 5 5 5 5 2 si 0.005 0.002 0.003 0.016 0.002 0.008 23.141 3.392 11.003 2 X rata 0.34 1.24 53.36 n 15.00 15.00 15.00 k 3.00 3.00 3.00 sp 2 0.003 0.009 12.512 q 1.16 3.28 3.28 A 0.04 0.04 0.04 V1 2.00 2.00 2.00 V2 2304.00 2304.00 2304.00 B 2402.00 2402.00 2402.00 F hitung 0.56 1.57 1.57 F(V1,V2,5%) 2.77 2.77 2.77 Kesimpulan Homogen Homogen Homogen

21 Lampiran 2 Data hasil pengukuran draft spesifik pembajakan tanah dan parameter lainnya menggunakan bajak singkal kayu Tabel data hasil pengukuran lebar dan kedalaman olah bajak singkal kayu Perlakuan

P

T

U

Rata²

P

T

U

Rata²

L-1 L-2

23.50 24.00

23.40 24.60

23.00 23.80

23.30 24.13

13.00 13.00

12.00 13.50

14.50 14.50

13.17 11.50

Luas Pemotongan (cm²) 306.78 277.53

L-3 H-1

23.20 22.40

22.00 22.80

24.00 22.50

23.07 22.57

11.50 10.00

9.50 12.00

13.50 9.50

11.50 10.50

265.27 236.95

Lebar olah (cm)

Keterangan:

Kedalaman olah (cm)

P = Pangkal T = Tengah U = Ujung

Tabel data hasil pengukuran draft traktor beban saat pembajakan tanah menggunakan bajak singkal kayu Perlakuan

Draft (kgf)

Luas Pemotongan (cm²)

L-1

334.29

306.78

0.53

176.13

1.09

Slip roda penggerak traktor penarik (%) 4.58

L-2

360.45

277.53

0.75

272.04

1.30

6.41

L-3

370.58

265.27

1.10

409.49

1.40

9.06

H-1

374.51

236.95

1.79

670.37

1.58

9.18

Kecepatan maju (m/detik)

Daya penarikan (kgf.m/detik)

Draft spesifik Pembajakan (kgf/cm2)

Tabel data hasil pengukuran draft traktor beban tanpa pembajakan tanah Perlakuan

Draft (kgf)

Jarak tempuh (meter)

Waktu tempuh (detik)

Kecepatan maju (m/detik)

Slip roda penggerak traktor penarik (%)

L-1 L-2 L-3 H-1

105.52 85.11 146.92 95.41

10 10 10 10

27.00 13.00 7.50 5.00

0.370 0.769 1.333 2.000

5.34 6.23 5.70 2.22

22 Tabel data hasil pengukuran draft spesifik pembajakan tanah menggunakan bajak singkal kayu Perlakuan

Draft (kgf)

Luas Pemotongan (cm²)

Kecepatan maju (m/detik)

Daya penarikan (kgf.m/detik)

L-1 L-2 L-3 H-1

228.77 275.33 223.67 279.09

306.78 277.53 265.27 236.95

0.53 0.75 1.10 1.79

120.53 207.80 247.15 499.58

Draft spesifik pembajakan (kgf/cm2) 0.75 0.99 0.84 1.18

Tabel data pengukuran setelah pengolahan tanah menggunakan bajak singkal kayu Perlakuan

Kecepatan maju (m/detik)

L-1

0.53

L-2

0.75

L-3

1.10

H-1

1.79

Kedalaman (cm) 0-5 5-10 10-15 Rata-rata 0-5 5-10 10-15 Rata-rata 0-5 5-10 10-15 Rata-rata 0-5 5-10 10-15 Rata-rata

Kadar air tanah basis kering (%) 30.09 29.63 35.80 31.84 33.67 33.93 35.58 34.40 28.22 29.54 37.69 31.82 31.01 35.80 38.44 35.08

Densitas tanah (g/cc)

Porositas tanah (%)

0.94 1.13 1.11 1.06 1.09 0.99 1.20 1.09 0.93 1.11 1.17 1.07 1.04 1.01 1.11 1.06

64.46 57.48 58.21 60.05 58.96 62.58 54.61 58.72 65.00 58.17 55.97 59.71 60.69 61.78 58.03 60.17

23 Lampiran 3 Data hasil pengukuran draft spesifik pembajakan tanah dan parameter lainnya menggunakan bajak singkal kayu berlapis plastik Tabel data hasil pengukuran lebar dan kedalaman olah bajak singkal singkal kayu berlapis plastik Lebar olah (cm) Perlakuan L-1 L-2 L-3 H-1

Kedalaman olah (cm)

P

T

U

Rata²

P

T

U

Rata²

24.00 25.00 24.00 24.00

25.00 23.00 24.00 21.50

25.50 26.00 23.50 21.00

24.83 24.67 23.83 22.17

15.00 17.00 16.00 14.00

14.50 14.00 14.00 16.00

16.00 14.00 14.00 14.00

15.17 11.50 14.67 14.67

Keterangan:

Luas Pemotongan (cm²) 376.64 283.67 349.56 325.11

P = Pangkal T = Tengah U = Ujung

Tabel data hasil pengukuran draft traktor beban saat pembajakan tanah menggunakan bajak singkal kayu berlapis plastik Perlakuan

Draft (kgf)

Luas Pemotongan (cm²)

L-1 L-2 L-3 H-1

333.33 354.00 358.67 370.50

376.64 283.67 349.56 325.11

Kecepatan maju (m/detik)

Daya penarikan (kgf.m/detik)

Draft spesifik pembajakan (kgf/cm2)

0.59 0.87 1.22 1.81

196.08 307.83 437.40 671.20

0.89 1.25 1.03 1.14

Slip roda penggerak traktor penarik (%) 2.62 5.32 3.63 8.18

Tabel data hasil pengukuran kebutuhan daya tanpa pembajakan tanah Perlakuan

Draft (kgf)

Jarak tempuh (m)

Waktu tempuh (detik)

Kecepatan maju (m/detik)

L-1 L-2 L-3 H-1

122.00 93.33 103.67 100.50

10 10 10 10

27 13 7.5 5

0.37 0.77 1.33 2.00

Slip roda penggerak traktor penarik (%) 5.34 3.48 3.55 3.93

Tabel data hasil pengukuran draft spesifik pembajakan tanah menggunakan bajak

24 singkal singkal kayu berlapis plastik

Perlakuan

Draft (kgf)

Luas Pemotongan (cm²)

Kecepatan maju (m/s)

Daya penarikan (kgf.m/detik)

Draft spesifik pembajakan (kgf/cm2)

L-1 L-2 L-3 H-1

211.33 260.67 255.00 270.00

376.64 283.67 349.56 325.11

0.59 0.87 1.22 1.81

124.31 226.67 310.98 489.13

0.56 0.92 0.73 0.83

Tabel data pengukuran setelah pengolahan tanah menggunakan bajak singkal kayu berlapis plastik Perlakuan

Kecepatan maju (m/detik)

L-1

0.55

L-2

0.80

L-3

1.24

H-1

1.79

Kedalaman (cm) 0-5 5-10 10-15 Rata-rata 0-5 5-10 10-15 Rata-rata 0-5 5-10 10-15 Rata-rata 0-5 5-10 10-15 Rata-rata

Kadar air tanah basis kering (%) 31.08 29.22 30.20 30.17 28.51 34.06 29.33 30.63 35.75 31.06 27.40 31.40 28.71 32.90 30.92 30.84

Densitas tanah (g/cc)

Porositas tanah (%)

0.94 1.09 1.05 1.03 1.11 1.21 1.18 1.17 0.86 1.06 1.17 1.03 1.09 1.10 1.25 1.14

64.55 58.93 60.42 61.30 58.29 54.24 55.57 56.03 67.57 60.24 55.81 61.21 58.96 58.50 52.97 56.81

25 Lampiran 4 Hasil uji pemadatan tanah menggunakan uji Proctor Tabel data hasil uji pemadatan tanah menggunakan uji Proctor Parameter Bobot (mold + base plate) Bobot (mold + base plate + tanah) Volume contoh tanah Kadar air tanah Densitas air Spesific Gravity Tanah Densitas basah contoh tanah Densitas kering contoh tanah Densitas jenuh tanah

Simbol

Satuan

m1

Hasil Pengukuran III IV

I

II

g

4604.8

4604.8

4604.8

m2

g

6017.2

6047.3

V

cc

1000

w ρw

% g/cc

GS

V

VI

4604.8

4604.8

4604.8

6232.8

6386.2

6395.7

6352.4

1000

1000

1000

1000

1000

21.97 1

26.78 1

32.77 1

34.69 1

38.59 1

42.16 1

2.7

2.7

2.7

2.7

2.7

2.7

ρt

g/cc

1.412

1.443

1.628

1.781

1.791

1.748

ρd

g/cc

1.158

1.138

1.226

1.323

1.292

1.229

ρs

g/cc

1.695

1.567

1.433

1.394

1.322

1.263

26

RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Dusun Sotul, Provinsi Sumatera Utara pada tanggal 10 Oktober 1993 dari ayah Rusten Sinaga dan ibu Aslinurida Rajagukguk. Penulis adalah anak kelima dari enam bersaudara. Penulis lulus dari SMA Swasta Katolik Cinta Kasih Tebing Tinggi pada tahun 2011 dan di tahun yang sama penulis lulus seleksi masuk Institut Pertanian Bogor (IPB) melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB dan diterima di Departemen Teknik Mesin dan Biosistem, Fakultas Teknologi Pertanian. Selama mengikuti perkuliahan, penulis aktif di beberapa organisasi kemahasiswaan seperti Himpunan Mahasiswa Teknik Pertanian (HIMATETA) Fakulas Teknologi Pertanian IPB sebagai staf Human Research And Development (2012/2013), Ikatan Mahasiswa Siantar dan Sekitarnya sebagai ketua (2012/2013), Keluarga Mahasiswa Katolik IPB (KEMAKI) sebagai staf Kesejahteraan Anggota (2011/2012) dan staf Olahraga dan Seni (2013/2014). Penulis juga pernah menjadi asisten pratikum mata kuliah Teknik Mesin dan Budidaya Pertanian pada tahun ajaran 2014/2015 dan asisten praktikum Hubungan Tanah dan Alsintan pada tahun ajaran 2014/2015. Bulan Juni-Agustus 2014 penulis melaksanakan Praktik Lapangan di perkebunan tebu dan pabrik gula PT. Laju Perdana Indah di OKU Timur, Sumatera Selatan dengan judul Mempelajari Aplikasi Mekanisasi Budidaya Tebu Lahan Kering pada Kegiatan Pengolahan Tanah.