DAYA DUKUNG TANAH (SOIL BEARING CAPACITY) SAWAH DI PANTAI UTARA JAWA BARAT. Oleh: Asep Sapei

Transkripsi

1 DAYA DUKUNG TANAH (SOIL BEARING CAPACITY) SAWAH DI PANTAI UTARA JAWA BARAT Oleh: Asep Sapei Jurusan Teknik Pertanian FATETA-IPB Kampus IPB Darmaga, Po.Box 220, BOGOR Abstrak Lahan sawah yang maju dan berkelanjutan merupakan lahan sawah yang dapat mengantisipasi perkembangan teknologi, termasuk penggunaan mesin pertanian. Kemudahan operasi (workability) dari mesin pertanian tersebut sangat dipengaruhi oleh daya dukung tanah. Analisis daya dukung tanah sawah dilakukan berdasarkan profil indeks kerucut tanah yang diukur dengan menggunakan penetrometer kerucut (cone penetrometer) pada lahan-lahan sawah yang terletak di Kabupaten Karawang, Kabupaten Subang dan Kabupaten Indramayu. Hasil analisis menunjukkan bahwa daya dukung tanah sawah di lokasi tersebut relatif rendah dan tidak mempunyai lapisan plowsole yang keras (hardpan). Berdasarkan kriteria daya dukung tanah sawah yang ada (untuk tanah sawah di Jepang), operasi mesin pertanian di lahan-lahan tersebut akan menemui kesulitan. Key words : daya dukung tanah, kemudahan operasi mesin, lahan sawah Latar Belakang PENDAHULUAN Lahan sawah di Indonesia mempunyai peranan yang sangat penting di dalam penyediaan bahan makanan pokok penduduk yang berupa beras. Lebih dari 80 % produksi beras nasional dihasilkan dari lahan sawah. Karena itu, Pemerintah memberi perhatian yang tinggi terhadap lahan sawah agar produksi dapat terus meningkat. Di Provinsi Jawa Barat, sebagian besar lahan sawah terletak di daerah pantai utara. Lahan sawah di daerah pantai utara ini merupakan sawah yang mempunyai produktifitas tinggi. Umumnya lahan sawah di pantura sudah merupakan sawah beririgasi teknis yang dapat ditanami padi 2 kali dalam setahun. Dari tahun ke tahun, penggunaan mesin pertanian di lahan sawah, terutama traktor roda dua (hand tractor), juga menunjukkan kecenderungan yang meningkat. Data statistik menunjukkan bahwa jumlah traktor roda dua di P. Jawa sebanyak 29,468 unit pada tahun 1994 dan meningkat menjadi sebanyak 30,120 unit pada tahun 1995.

2 Efektifitas dan efisiensi penggunaan mesin pertanian tersebut, yang umumnya dinyatakan dengan tingkat kemudahan/kesukaran operasi (workability) atau trafikabilitas (traficability), sangat dipengaruhi oleh daya dukung tanah. Bila daya dukung tanah lebih rendah dari batas daya dukung tanah yang memberi tingkat kemudahan operasi atau trafikabilitas tertentu dari mesin pertanian, maka penggunaan mesin pertanian menjadi tidak efektif dan tidak efisien. Daya dukung tanah sawah dibedakan pada saat pengolahan tanah dan pada saat panen. Pada pengolahan tanah, mesin pertanian yang berupa traktor ditopang oleh lapisan tanah yang berada dibawah lapisan olah, sedangkan pada saat panen, mesin pertanian yang berupa mesin pemanen (harvester) ditopang oleh lapisan permukaan. Evaluasi trafikabilitas kendaraan di tanah lunak dikembangkan oleh Waterways Experimental Station (WES), U.S Army Corps of Engineer dan M.G. Bekker of land locomotion laboratory of the U.S Army. WES mengevaluasi trafikabilitas berdasarkan nilai indeks kerucut (cone index, CI), sedangkan Bekker menggunakan nilai ketenggelaman (sinkage) dari papan pembebanan (loading board). Metoda WES lebih praktis dibandingkan dengan metoda Bekker (Yamazaki, 1971) Untuk tanah sawah di Jepang, Yamazaki (1971) menetapkan kriteria daya dukung tanah berdasarkan nilai CI dari lapisan tanah dengan tebal lebih dari 15 cm yang berada pada kedalaman sampai 30 cm, tanpa.membedakan lapisan tanah penopang. Sedangkan Kementrian Pertanian, Kehutanan dan Perikanan Jepang (Nakayama, 1983) sudah membedakan lapisan tanah penopang didalam menetapkan kriteria daya dukung tanah sawah. Secara lebih sederhana, Tada (1992) menerangkan bahwa untuk pekerjaan pengolahan tanah sawah, diperlukan nilai rata-rata CI sebesar 2 kg/cm 2 (0.2 MPa) pada lapisan tanah setebal 15 cm persis di bawah lapisan olah, dan untuk pekerjaan pemanenan diperlukan nilai rata-rata CI sebesar 4 kg/cm 2 (0.4 MPa) pada kedalaman 0-15 cm. Untuk memenuhi kriteria tersebut, beberapa metoda perbaikan lahan dapat diterapkan, yaitu: soil dressing (untuk tanah sawah berupa gambut), pemadatan lapisan plowsole (untuk tanah sawah dengan perkolasi yang tinggi) dan drainase bawah permukaan (untuk tanah sawah dengan kondisi drainase buruk) (Kohno, 1992). Makalah ini mengevaluasi daya dukung tanah sawah yang berada di pantai utara Jawa Barat. METODOLOGY Evaluasi daya dukung tanah sawah dilakukan pada lahan sawah yang berada di Kabupaten Karawang (Kecamatan Rawamerta), Kabupaten Subang (Kecamatan Sukamandi) dan Kabupaten Indramayu (Kecamatan Sukra). Jenis tanah di ke tiga lokasi tersebut termasuk kedalam jenis tanah aluvial dengan beberapa sifat seperti pada Tabel 1. Evaluasi dilakukan dengan menganalisis profil indeks kerucut tanah (CI), yang diukur dengan menggunakan cone penetrometer TS 138 (Gambar 1), pada kedalaman sampai 60 cm dan interval kedalaman 5 cm. Indeks kerucut tanah dari lahan sawah di Rawamerta-Karawang 2

3 dan Sukra-Indramayu diukur oleh Team Creata-IPB (1998), sedangkan indeks kerucut tanah dari lahan sawah di Sukamandi-Subang diukur oleh Asep Sapei et. al. (1990). Pengukuran indeks kerucut tanah tersebut dilakukan pada kondisi lahan siap diolah (sudah jenuh). Tabel 1. Beberapa sifat tanah di lokasi pengamatan Sifat Rawamerta- Karawang Sukamandi- Subang Sukra- Indramayu - Densitas (g/cm 3 ) : - kedalaman 10 cm - kedalaman 25 cm - kedalaman 40 cm Fraksi : - Liat (%) - Debu (%) - Pasir (%) Kelas tekstur Liat berat Liat berat Liat berat Cone (kerucut) Luas dasar = 6.40 cm 2 θ= 30 0 Gambar 1. Cone penetrometer Profil indeks kerucut tanah dari ketiga lahan sawah kemudian dibandingkan dengan kriteria kemudahan/kesukaran operasi mesin pertanian yang dikemukakan oleh Yamazaki (1971) (Tabel 2), Kementrian Pertanian, Kehutanan dan Perikanan Jepang (Nakayama, 1983) (Tabel 3) dan Tada (1992). 3

4 Tabel 2. Tingkat kesukaran operasi mesin dan indeks kerucut (kgf/cm 2 ) (Yamazaki, 1971) Jenis Mesin Tingkat kesukaran operasi Mungkin, tetapi relatif sukar *) mudah *) Traktor dengan roda Traktor dengan caterpillar Traktor dengan half track Combine dengan roda Combine dengan half track *) CI pada lapisan setebal minimal 15 cm pada kedalaman sampai 30 cm > 6.0 > 3.0 > 2.5 > 3.6 > 3.0 Tabel 3. Kriteria nilai daya dukung tanah (modifikasi dari Kementrian Pertanian, Kehutanan dan Perikanan Jepang)*) Operasi mesin Pola topangan Nilai CI (kgf/cm 2 ) I. Tipe penopang lapisan permukaan - Pembajakan dengan traktor roda - Pembajakan dengan traktor semi crawler - Combine (semi crawler) Lapisan tanah dengan maksimum CI pada lapisan 0-10 cm dan rata-rata CI pada lapisan dibawahnya (15-30 cm) tidak lebih dari 2.5 kgf/cm 2 Rata-rata pada 5-25 cm > 0.2 > 0.15 > 0.15 II. Tipe penopang lapisan plowsole - Pembajakan dengan traktor roda - Pembajakan dengan traktor semi crawler - Combine (semi crawler) *) ringkasan dari Nakayama (1983) Lapisan plowsole dengan CI 3.0 kgf/cm 2 atau lebih dan tebal 10 cm atau lebih pada kedalaman cm rata-rata pada 0-10 cm > 0.2 > 0.15 > 0.1 HASIL DAN PEMBAHASAN A. Profil Indeks Kerucut Indeks kerucut dari tanah sawah di pantai utara Jawa Barat berkisar antara 0.4 kgf/cm 2 (0.04 MPa) sampai 3.1 kgf/cm 2 (0.31 MPa) dengan profil seperti pada Gambar 2. Gambar 2 memperlihatkan bahwa profil indeks kerucut dari tanah sawah di ketiga lokasi mempunyai pola dan nilai yang hampir sama. Menurut Yamazaki (1971) dan Nakayama (1983) pola tersebut merupakan pola profil indeks kerucut tanah sawah yang umum dijumpai 4

5 pada tanah aluvial yang berdrainase buruk dan tidak mempunyai lapisan keras (hardpan atau plowsole). Indeks kerucut tanah terlihat meningkat dengan bertambahnya kedalaman sampai pada kedalaman 30 cm. Pada kedalaman lebih dari 30 cm, nilai indeks kerucut tanah terlihat seragam. Lapisan 0-30 cm tanah sawah di Sukamandi-Subang mempunyai nilai CI sedikit lebih tinggi dari kedua tanah sawah lainnya., akan tetapi, tanah lapisan bawahnya mempunyai nilai CI sedikit lebih rendah. Kedalaman (cm) Indeks kerucut (kgf/cm 2 ) Rawamerta-Karawang Sukamandi-Subang Sukra-Indramayu Gambar 2. Profil indek kerucut (CI) tanah sawah B. Daya Dukung Tanah 1. Kriteria Yamazaki (1971) Perbandingan antara daya dukung tanah sawah di ketiga lokasi, yang dinyatakan dengan profil indeks kerucut, dengan kriteria yang disusun oleh Yamazaki (1971) dapat dilihat pada Gambar 3. Dari Gambar 3 tersebut terlihat bahwa untuk pengolahan tanah, traktor roda tidak dapat digunakan di ketiga lokasi. traktor dengan half track dapat digunakan di Sukamandi-Subang dan Sukra-Indramayu, sedangkan traktor dengan caterpillar hanya dapat digunakan di Sukamandi-Subang. Untuk pekerjaan pemanenan, combine dengan half track dapat digunakan di ketiga lokasi, sedangkan combine dengan roda hanya dapat digunakan di Sukamandi-Subang. 5

6 Kedalaman (cm) Indeks kerucut (kgf/cm 2 ) Rawam erta-karawang Sukamandi-Subang Sukra-Indramayu t rak. roda T rak. cat. T rak. half track Comb. roda Comb. half track Gambar 3. Profil indeks kerucut dan kriteria daya dukung tanah terendah (Yamazaki, 1971) 2. Kriteria Kementrian Pertanian, Kehutanan dan Perikanan Jepang (Nakayama, 1983) Dari profil indeks kerucut tanah, tanah sawah diketiga lokasi tidak dapat diklasifikasikan sebagai tanah sawah dengan tipe penopang lapisan permukaan, karena nilai CI maksimum tidak terdapat di kedalaman 0-10 cm. Tanah sawah ini juga tidak dapat diklasifikasikan sebagai tanah sawah dengan tipe penopang lapisan plowsole, karena lapisan plowsole (dengan nilai CI 3 kg/cm 2 atau lebih dan tebal 10 cm atau lebih pada kedalaman cm) tidak terdapat. Dengan pertimbangan tersebut, kriteria Kementrian Pertanian, Kehutanan dan Perikanan- Jepang (Nakayama, 1983) tidak dapat digunakan untuk mengevaluasi daya dukung tanah sawah di ketiga lokasi. 3. Kriteria Tada (1992) Perbandingan antara daya dukung tanah sawah di ketiga lokasi dengan kriteria yang disusun oleh Tada (1992) dapat dilihat pada Tabel 5. Tabel 5 Daya dukung tanah sawah dan kriteria Tada (1992) Operasi mesin Rata-rata CI (kg/cm 2 ) *) Rawamerta- Sukamandi- Sukra- Kriteria Karawang Subang Indramayu - Pengolahan tanah >2 - Pemanenan >4 *) - Pada kedalaman cm untuk pengolahan tanah dan 0-15 cm untuk pemanenan - Asumsi kedalaman lapisan olah 20 cm 6

7 Tabel 5 memperlihatkan bahwa daya dukung tanah sawah di ketiga lokasi memenuhi syarat untuk operasi mesin pengolah tanah, akan tetapi tidak memenuhi syarat untuk operasi mesin panen. Kriteria yang dikemukakan oleh Tada (1992) ini tidak menjelaskan jenis mesin yang digunakan untuk setiap jenis pekerjaan. KESIMPULAN 1. Lahan-lahan sawah di Rawamerta-Karawang, Sukamandi-Subang dan Sukra-Indramayu mempunyai daya dukung tanah yang relatif rendah dan tidak mempunyai lapisan plowsole yang keras (hardpan). 2. Menurut kriteria yang disusun oleh Yamazaki (1971), traktor roda tidak dapat dioperasikan pada lahan-lahan sawah tersebut. 3. Kriteria Kementrian Pertanian, Kehutanan dan Perikanan Jepang (Nakayama, 1983) tidak dapat digunakan untuk mengevaluasi daya dukung tanah sawah di ketiga lokasi tersebut. 4. Berdasarkan kriteria yang disusun oleh Tada (1992), daya dukung tanah sawah di ketiga lokasi memenuhi syarat untuk operasi mesin pengolah tanah, tetapi tidak untuk mesin pemanen. DAFTAR PUSTAKA Asep Sapei, M. Azron Dhalhar, T. Nakamura dan Erizal, 1990, Study on Soil strength of Several Wet Paddy and Upland Soils and Their Relation To the Agricultural Machinery Operation, Makalah pada The Third Joint Seminar JICA-IPB on Agricultural Engineering and Technology, 8-9 Oktober 1990, Bogor CREATA-IPB, 1998, Investigation on Rice Field Characteristics and Tractor Operating Conditions in Indonesia, CREATA-IPB, Bogor Kohno, E., 1992, Site Conditions of Paddy Fields and Characteristics of Paddy Soil, di dalam Soil and Water Engineering for Paddy Field Management, diedit oleh V.V.N. Murty dan K. Koga, AIT, Bangkok Nakayama, H., 1983, Methods of Measuring Soil Bearing Capacity, di dalam Advanced Rice Cultivations, Irrigation and Drainage Technology in Japan, diedit oleh Nakagawa, S. et.al., Technocrat, Japan Tada, A. dan Y. Toyomitsu, 1992, Bearing Capacity in Paddy Fields especially for Harvest, di dalam Soil and Water Engineering for Paddy Field Management, diedit oleh V.V.N. Murty dan K. Koga, AIT, Bangkok Yamazaki, F., 1971, Paddy Field Engineering, diterjemahkan oleh Mizutani, AIT, Bangkok 7