PERUBAHAN TAHANAN TARIK (DRAFT) PEMBAJAKAN PADA PERUBAHAN KADAR AIR DAN KEDALAMAN OLAH DENGAN MENGGUNAKAN BERBAGAI JENIS BAHAN DAN UKURAN PANJANG LANDSIDE BAJAK SINGKAL
OIeh:
PASCALIA RITRA ANDHINI F01499028
2003 FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
INSTITUT PERTANIAN BOGOR FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
PERUBAHAN TAHANAN TARIK (DRAFT) PEMBAJAKAN PADA PERUBAHAN KADAR AIR DAN KEDALAMAN OLAH DENGAN MENGGUNAKAN BERBAGAI JENIS BAHAN DAN UKURAN PANJANG LANDSIDE BAJAK SINGKAL
SKRIPSI
Sebagai Persyaratan Untuk Memperoleh Gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
Pada Jurusan Teknik Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor
Oleh:
Pascalia Ritra Andhini F01499028
Dilahirkan p.d. tangg.1 4 April 1981 di Kebumen. Jawa Tengah Tangg.1 Lulus 18 November 2003 Bogor, /8 Desember 2003
/'
,
Ie. Hew:amsi. M.Agr Pembimbing II
PASCALIA RITRA ANDHINI. FOI499028. Perubahan Tahanan Tarik (Draft)
Pembajakan Pada Perubahan Kadar Air dan Kedalaman OIab Menggunakan Berbagai Jenis Bahan Dan Ukuran Panjang Landside bajak Singkal . Dibawab bimbingan E. Namaken Sembiring dan Hersyamsi RINGKASAN
Pengolaban tanab merupakan salab satu kegiatan yang selalu dilakukan dalam budidaya pertanian. Kesesuaian antara kondisi tanah dengan alat dan mesin pengolab tanab yang digunakan akan menentukan keberhasilan pengolaban tanah. Untuk meningkatkan kapasitas dan ef'isiensi kerja serta mutu dari tanah yang diolah maka digunakan traktor sebagai sumber tenaga tarik. Agar tenaga yang diberikan oleh traktor dapat dimanfaatkan secara optimal dalam penggunaan bajak pada kondisi tanah tertentu, maka perlu diketahui faktor yang berperan dalam menentukan besamya kebutuhan tenaga traktor saat pengolahan tanah. Salab satu alat pengolab tanab yang banyak digunakan ada1ab bajak singka!. Salab satu bagian yang penting dari bajak singka1 adalab landside/penaban samping. Landside ini ada1ab bagian bajak singkal yang meluncur sepanjang permukaan dinding paliran dan berfungsi untuk membantu mengurangi tekanan samping yang dilakukan oleh potongan alur terhadap bagian singkal, selain itu juga untuk membantu menstabilkan bajak pada waktu digunakan. Untuk memperkecil nilai draft pembajakan, roaka dipilih bahan yang mempunyai nilai adhesi yang rendah. Ukuran panjang landside diduga akan memberikan kemampuan yang berbeda dalam melakukan fungsinya, yang akhimya dapat mempengaruhi kebutuhan draft pembajakannya. Kondisi tanah pada saat pembajakan akan berpengaruh pada kebutuhan draft, antara lain adalab kadar air. Gill dan Vanden Berg (1968) menyatakan babwa gaya gesek tetjadi akibat gaya adhesi yang ditimbulkan oleh lapisan tipis air antara tanah dan alat. Kenaikan kadar air akan menyebabkan adhesi antara tanah dengan alat akan semakin tinggi, sehingga kelengketan tanah meningkat dan menyebabkan draft pengolahan tanabnya juga semakin besar. Pada bahan baja untuk kadar air 19.3 %, kelengketan tanahnya masih kurang dari 500 gram, kemudian meningkat menjadi kurang lebih 1500 gram pada kadar air 29.35 %, dan meningkat kembali menjadi kurang lebih 1 750 gram pada kadar air 39.3 %. Selain dipengaruhi oleh kadar air. kelengketan dipengaruhl juga oleh kekasaran permukaan baban dan besamya sudut pembasaban (Anggraeni .1992). Menurut Payne (1956) dalam MeKyes (1978), kebutuban draft pada tanab meningkat sesuai dengan meningkatnya kedalaman olah. Pada tanah liat dengan kedalaman 5 em. draft yang dibasilkan kurang lebih 2 kN, kemudian naik menjadi kurang lebih 4 dan 9 kN pada kedalaman 10 dan IS em. Kedalaman olab akan memberikan pengaruh pada kebutuhan draft dari besamya volume tanah yang dipotong dan dibalikkan oleh bajak singkal (Kepner et aI (1978) Pengujian draft pembajakan dilakukan sejak bulan Mei hingga Juli 2003 di Laboratorium Lapangan Jurusan" " Teknik Pertanian, IPB yang berada di Leuwikopo, Bogor. Bahan yang digunakan adalah 5 jenis bahan landside dan tanah latosol coklat kemerahan yang diambil dari tempat pengujian. Bahan .•
I
landside yang digunakan berupa baja, tembaga, aluminium, kayu, dan akrilik, dikombinasikan dengan perlakuan tiga macam ukuran panjang landside, tiga macam karlar air, dan tiga macam kedalaman olab. Peralatan yang dipakai dalam pengujian draft pembajakan terdiri dari bak uji pengolaban tanab rangka uji draft pengolahan tanah, traktor mini roda eropat 4 HP sebagai sumber tenaga penarik bajak. dan alat ukur yang berupa tranducer gaya tipe octagonal, strain amplifier, ,
voltmeter, satu unit komputer yang dilengkapi program Analog Digital Converter (ADC), dan stopwatch. Prosedur pengujian draft pembajakan diawali dengan persiapan bahan landside dan tanah sesuai perlakuan dan kalibrasi tranducer gaya tipe oktagonal. Pengukuran kondisi fisik tanah meliputi kadar air, densitas tanah
(bulk density), dan tabanan penetrasi (cone index).
Kalibrasi rangkaian ukur setiap kali akan melakukan pengujian draft pembajakan. dilakukan Hasil pengujian draft pembajakan pada perlakuan kadar air menunjukan hubungan dimana dengan meningkatnya kadar air maka draft pembajakannya juga meningkat. Berdasarkan hasil pengukuran, nilai kadar air-l sebesar 26.47 %, kadar air-2 sebesar 38.75 %, dan kadar air-3 sebesar 47.57 %. Seeara keseluruhan tanpa memperhatikan jenis bahan landside, kebutuhan draft pembajakannya meningkat sesuai dengan meningkatnya kadar air. Kebutuhan pembajakan tanah pada kadar air-l adalab sebesar 47.09 kg, pada kadar air-2 meningkat menjadi 62.71 kg, dan meningkat lagi menjadi 89.54 kg pada kadar air-3. Pads kadar air di bawah batas plastis (konsistensi lunak), tanah masih sulit lengket pada alat pengolah tanah, tapi dengan semakin meningkatnya kadar air, kelengketan akan teros meningkat dan kemudian akan menurun bila kadar air mendekati batas mengalir. Ke1engketan terbesar terjadi pada konsistensi plastis, yaitu pada perlakuan kadar air-3, dimana kadar aimya dapat menimbulkan lapisan tipis air pada permukaan alat pengolab tanab untuk teJjadinya adbesi. Kelengketan yang besar akan maningkatkan draft pembajakan. Hubungan antara draft pembajakan dan kedalaman olab menunjukan babwa dengan semakin meningkatnya kedalaman olab maka draft pembajakannya juga semakin meningkat. Tanpa memperhatikan jenis bahan landside kebutuhan draft pembajakan pada kedalaman 5 em sebesar 45.15 kg, pada kedalaman 10 em sebesar 59.78 kg, dan meneapai 95.22 kg pada kedalaman 15 em. Pads pengolahan tanah yang lebih dalam, massa dan volume tanah yang dipotong dan dibalikkan oleh bajak singkal semakin besar. Pemotongan dan pembalikan tanah tersebut membutuhkan gaya yang lebih besar sehingga tahanan tarik bajak singkal meningkat. Tanpa memperhatikan jenis baban, draft pengolaban tanab paling tinggi dibutuhkan pada ukuran panjang landside 70 em yaitu sebesar 74.56 kg, kemudian diikuti draft pengolahan tanah pada ukuran panjang landside 30 em yaitu sebesar 66.95 kg, dan paling rendab pada ukuran panjang landside 50 em yaitu sebesar 58.17 kg. Landside yang terlalu pendek menyebabkan bajak singkal tidak seimbang dan bergetar sehingga meningkatkan draft pembajakan, sedangkan landside yang terlalu panjang menyebabkan bertarnbabnya berat bajak dan luas konlak permukaannya dengan tanab Dilihat dari jenis bahan landside kebutohan draft pembajakan paling keeil yaitu pada akrilik sebesar 72.11 kg, diikuti oleh kayu sebesar 72.98 kg, pada aluminium sebesar 73.75 kg, pada tembaga sebesar 78.34 kg, dan kebutuhan draft pembajakan terbesar yaitu 87.65 kg pada penggunaan baban baja. Jika dikaitkan .
ii
dengan
basil pengukuran sudul pernbasahan tiap baban, seharnsnya draft
pembajakan yang terbesar yaitu pada baja , diikuti kayu, akrilik, tembaga, dan yang terkecil yaitu pada aluminium. Hal ini diduga karena pengaruh dari faktor faktor lain berupa kekasaran pennukaan, letak jatuhnya butiran air pada permukaan landside, tidak selalu samanya kondisi kadar air, kedalarnan olah, dan kecepatan olah pada saat pengujian. Masing-masing perlakuan berupa jenis bahan iandside, ukuran panjang landside, kadar air, dan kedalarnan olah memberikan pengaruh pada kebutuhan draft pembajakan dengan pola yang berbeda-beda. Berdasarkan jenis bahan landside maka penggunaan landside dengan baban akrilik adalah yang paling baik karena menghasilkan draft pembajakan yang paling rendah, kemudian diikuti kayu, aluminium, tembaga, dan kebutuhan draft pembajakan terhesar pada penggunaan baban baja.
iii
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadiral Tuhan Yang Maha Kuasa karena atas berkat dan karuniaNya penulis dapat menyelesaikan makalah skripsi ini sebagai salah satu syarat untuk memeperoleh gelar kesaIj anaan. Pengolahan tanah merupakan salah satu kegiatan yang selalu dilakukan dalam budidaya pertanian.
Pengolahao tanah yang baik dao benar akan
menciptakan kondisi tanah yang baik untuk ditanarni. Kesesuaian alat dan mesin pengolah tanah yang digunakan akao menentukan keberbasilao pengolahan tanah. Salah salu alaI pengolah tanah yang baoyak digunakan adalah bajak singka!. Sampai saat ini bajak singkal dikembangkan disainnya untuk dapat memenuhi kehutuhan yang ada dalam meningkatkan efisiensi, kapasitas, dan kualitas hasil pembajakao.
Salah salu bagian yaog penling pada bajak singkal adalah bagian
landside/penahan samping, yaitu bagian bajak singkal yang meluncur sepanjang permukaan dinding paliran dan berfungsi untuk membantu mengurangi tekanan samping yang dilakukan potongan aIur terhadap bagian singkal, selain itu juga untuk membaotu menstabilkan bajak pada waklu digunakao Pola perubahan kebutuban draft pembajakao
dengao menggunakan
berbagai jenis bahan dan ukuran lan
Namun, penulis menyadari
adanya kekurangan baik dalam isi maupun penulisan, karena itu penulis mengharapkan kritik dan
saran
yang bersifat membangun.
Penulis
iv
UCAPAN TERIMA KASIH
Puji dan syukur Penulis panjatkan kehadirat Bapa di Sorga atas herkat dan karuniaNya sehingga terselesaikannya skripsi ini. Pada kesempatan ini Penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada: 1. Ibunda
terkasih
Eni
Kunsetyati
untuk
kesabarannya
dan
keluarga
Gombong yang telah menjadi "my real family"
2. Dr. Ir. E. Namaken Sembiring, MS dan Ir. Hersyamsi, M.Agr yang dengan sabar telah membimbing Penulis dalam penyelesaian skripsi ini. 3.
Pandawa Lima yang selalu mendukungku dalam doa : Mas Padang, Mas Y0yo, Mas Thomas, Mas Hahan, dan Kris
4.
Ranto Poan Silitonga. "Thanks for your great support and lovin' care.
Keep doin ' your best". 5.
My secret angle, thanks for your gift and support.. Lef God paid it back to you.
6.
Heriyani Pahlevi dan Rolan Lubis sebagai ternan seperjuangan dalam susah dan senang. "Thanks for your paliens and jokes, keep goin . friends,
GBU". 7.
My sister Tyas Palupi dan pasukan SAS, untuk keceriaan
dan menjadi
ternan serumah selama ernpat tabun (Minar untuk doa dan bantuannya, Dian untuk komputernya) 8.
Matrix crew: Mas Lilik, Adi, Mas Novi, Mas Aryo... .thank's a lot guys.
9. Ternan-ternan UKM-PMK diaspora dan spesial A'36 peIjuangan untuk n doa, canda tawa, kebersamaanya.
10. Ternan-ternan TEPers
dan Leuwikopoers (Eka, Oscar, Dian, lion, bang
Nuel, Pak Abas, dll). Spesial Erwin Palala yang telab menjadi partner selama lebih dari empat tabun ini, "good luck man". 11. Semua pihak yang telah membantu namun tidak dapat
disebutkan
namanya satu-persatu. "A bugs paper won't be enough to write down my
greatest thanks to all of you. Let God paid it back to you".
v
DAFfAR ISI Halaman RINGKASAN ......................................................................................................i KATA PENGANTAR ........................................................................................iv UCAPAN TERIMA KASIH ...............................................................................v DAFTAR lSI ......................................................................................................vi DAFTAR TABEL ............................................................................................ vii DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... viii DAFTAR LAMPlRAN ..................................................................................... .ix I
PENDAHULUAN A. Latar Belakang .......................................................................................... I B. Tujuan
3
........................................................................................................
II. TINJAUAN PUSTAKA A. Sifat Fisik dan Mekanik Tanah .. . . .4 . . . . . 4 I. Strutur . 2. Kadar air tanah . . . . . . . . . . 5 . 3. Tekstur . . . . . . 5 4. Konsistensi . :....................................................................................... 6 .. 10 5. Adhesi dan Koefisien Gesek B. Pengolahan Tanah . . .. . . . .. . . 12 ......
.
.................
..........
...... ......
.....
..... ...................................
........................................
.....
.................
....
.............
....................
...............
.....
..
.....
............ ....................................... ..................
..
........
..
..
..
.......
.....
.
.
.........
.
.........
C. Bajak Singkal D. Tahanan Tarik (Draft)
.....
....................
....
..................................................
.....................................
. .
... .................
.
.
.
....... ..........
. ...
......... ............ ......................
..........
.
.
...
......
......................
............
. ............ ............
. . ..
.....
.
.....
..
. 16 . 18 19 19 ...
........................
...........
............................
....
...
.........
..........
.. ....
.
......
..
....
..
.
...
... ............
................
..
...................................
...........
.....
..
..
.
.....
........
..
III. METODE PENELITIAN A. Tempat dan Waktu Penelitian .
....
B. Bahan dan Alat
............
I. Bahan . . . 2. Alat . . . C. Pelaksanaan Penelitian .
..
.......
....
...
........
.
. .. ..
................
. .. .
............ ..................
................
.................
...
...
.
.
...... .........
...............................
.
..
... .....................
. . . ..
........
..
.........
.....
.......
. . ..
........
. . ..
..........
. .
..............................
. . . .. . .
. .
.
.......
.....
..
...
.
....
.....................
.
......
.......................... ...............
. . ...
15
.....
.
. . . .
............
13
.....
. .
... . . . .. . . I. Material . . ... . . .. . . . 2. Striktur Permukaan . . . . . .. . . 3. Sudui Pembasahan, Kekasaran Permukaan, dan Kelengketan . ..
.
.
.
.
.
I. Kecepatan Pembajakan 2. Kedalarnan dan Lebar Pembajakan . E. Bahan Konstruksi Alat Pengolah Tanah
.....
. . ..
...........
...............
20 20 24 24
24 24 26
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Pengbitungan Draft Pembajakan B. Draft Pembajakan .. V. KESIMPILAN DAN SARAN A. Kesimpulan . . ...................
.................
B. Saran .
.................
..
.
................
.
.......
............... ...................
.
..
.
. . . .
.......
.....................
...
..
.
.....
.
..................................
..........
......
.
......
. . ...
. .. ..
.......
.
..
.
.........
....
..
..
.
.......
.
..
.............
..........................
.............
.. .. 36 . . 38
..............
.
... .
.
.................... .....................
.. ...................
...
LAMPlRAN .
.............
. .
DAFTAR PUSTAKA . .
...............................
......
....
51 52
. .. . . .
.........................
.
.
...
...
.
...
......
53 55
vi
DAFfAR TABEL Halaman
Tabel 1.
Persamaan tahanan tarik untuk beberapa jenis tanah (Hendrick(CRC(1988) dalam Srivastava (1993)) ....................................... 17
2.
Besar sudul pembasahan dan kekasaran permukaan (Anggraeni(1992) dan Yulia (2001) ............................................................ 22
3.
Sudul pembasaban bahan yang dipakai ....................................................... 27
4.
Keadaan sifal fisik tanab uji ....................................................................... 28
5.
Rata-rata kadar air dan bulk density ............................................................ 29
6.
Tahanan penetrasi (Cone Indeks)pada berbagai kedalaman ....................... 30
7.
Perlakuan
8.
Tegangan puncak rata-rata basil uji baban akrilik
....................................................................................................
34
pada perlakuan kadar air-I, ukuran-I, kedalarnan, 3, ulangan-I ................ 37 9.
Hubungan draft pembajakan dan kadar air pada berbagai bahan ................ 38
10. Hubungan draft pembajakan dan kadar air..................................................40 II. Hubungan draft pembajakan dan kedalaman olab .................................... .42 12. Hubungan draft pembajakan dan kedalaman olab pada berbagai bahan ....................................................................................43 13. Hubungan draft pembajakan dan ukuran panjang landside pada berbagai baban ....................................................................................44 14. Hubungan draft pembajakan dan ukuran panjang landside
.
........
.
.........
....
.45
15. Hubungan draft pembajakan dan jenis baban landside ...............................48
VlI
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.
Halaman
Hubungan antara kadar air tanah dengan faktor-faktor dinamis tanah (Nichols (I939) dalam Baver (1959» ........................................................... 7
2.
Konsistensi tanah menurut Atterberg (1931) dalam baver (I959) ................ 8
3. Batas konsistensi menurut Atterberg (1931) dalam baver (1959) ................ 8 4.
Hubungan kadar air tanah dan koefisien gesekan pada tiga fase gesekan (Nichols (1939) dalarn Kepner et.al.(1978)) .......... II
5.
Bagian-bagian bajak singkal (Smith dan Wilkes,1976) .............................. 13
6.
Hubungan antara draft pembajakan dan kedalaman nlah pada kadar air di bawah batas plastis (Payne (1956) dalam McKyes (1978» ....... ...... 19
7.
Skema struktur permukaan sebuah metal (Kalpakjian, Serope, 1985) ....... 21
8.
Sudut pembasahan (Gill
9.
Butiran tanah pada kekasaran permukaan .................................................. 23
dan Vanden Berg, 1968) ...................................... 23
10. Alat uji draft pengolahan tanah ................................................................... 25 II. Ukuran landside
. . . . . . . . . . . . ..................... ......... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . ..........
12. Hubungan beban dan regangan pada kalibrasi sensor oktagonal
.......
.
...·.....
26 31
13. Skema kalibrasi tranducer gaya ripe oktagonal ........................................... 31 14. Hubungan regangan dan tegangan pada kalibrasi strain amplifier untuk bahan akrilik dengan perlakuan kadar air-I, ukuran-l, kedalaman-3, ulangan-l ............................................. ................ 32 15. Skema kalibrasi rangkaian ukur .................................................................. 33 16. Posisi pemasangan sensor pada bajak singk.al ............................................ 34 17. Skema keIja pengujian draft pengolahan tanah .......................................... 35 18. Skema pengambilan data ............................................................................ 35 19. Hubungan tegangan dan waktu pada bahan akrilik dengan perlakuan kadar air-I, ukuran-I, kedalaman-3, ulangan-I ......................... 36 20. Tegangan puncak ........................................................................................ 37 21. Hubungan draft pembajakan dan kadar air pada berbagai bahan ............... 39 22. Hubungan draft pembajakan dan kadar air ................................................. 40
Vlll
