ANALISIS HUBUNGAN SIFAT FISIK DAN MEKANIK TANAH PADA KEGIATAN PENGOLAHAN TANAH DI PT LAJU PERDANA INDAH, SUMATERA SELATAN SKRIPSI

Transkripsi

1 ANALISIS HUBUNGAN SIFAT FISIK DAN MEKANIK TANAH PADA KEGIATAN PENGOLAHAN TANAH DI PT LAJU PERDANA INDAH, SUMATERA SELATAN SKRIPSI TRYA ADHESHI HOLQI F FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2011

2 ANALYSIS RELATIONSHIP PHYSICAL AND MECHANICAL PROPERTIES ACTIVITY IN SOIL TILLAGE AT PT LAJU PERDANA INDAH SITE KOMERING EAST OKU, SOUTH SUMATRA Trya Adheshi Holqi and Gatot Pramuhadi Department of Mechanical and Biosystem Engineering, Faculty of Agricultural Engineering and Technology, Bogor Agricultural University, IPB Darmaga Campus, Po Box 220, Bogor, West Java, Indonesia. Phone , ABSTRACT Plants can grow and get maximum production on the optimal soil conditions. Plant growth and application of agricultural machinery is affected by soil physical and mechanical properties. Processing of land to achieve the ideal conditions for plants to grow. The purpose of this study is to analyze the relationship between physical and mechanical properties of soil cultivation and processing methods to determine the most effective ground. Processing methods applied are common plowing methods and methods Trash In Corporation. The results showed that methods Trash In Corporation created a density of soil at a depth of cm after ridgering. While the usual method of plowing is not very effective to achieve weight mean. From the land preparation results can be analyzed that the soil moisture content increases with increasing soil depth, this is caused because of evaporation due to heat of the sun. From the sample data before tilling the soil shear strength of the relationship visible soil depth, the deeper the soil sample then sliding the power factor will be reduced due to declining soil density at depth intervals deeper and deeper. Data on average cohesion and friction angle obtained in the shear strength test was obtained from the percentage factor of clay and sand fraction, increasingly clay fraction then the value will be greater cohesion as well as sand fraction greater the friction angles obtained in.. Keywords: soil physical and mechanical, land preparation,

3 Trya Adheshi Holqi. F Analisis Hubungan Sifat Fisik dan Sifat Mekanik Pada Kegiatan Pengolahan Tanah di PT Laju Perdana Indah, Sumatera Selatan. Dibimbing Gatot Pramuhadi RINGKASAN Kegiatan pengolahan tanah merupakan kegiatan budidaya yang paling banyak memakan tenaga sehingga dalam kegiatan ini memerlukan alat bantu berupa alat dan mesin pertanian untuk mempercepat kegiatan tersebut. Dalam pengaplikasian mekanisasi pertanian akan menghasilkan hubungan timbal balik antara tanah (dalam hal ini sifat fisik dan mekanik tanah) dengan alat dan mesin pertanian. Sifat-sifat tanah yang menonjol diantaranya adalah densitas, rata-rata berat tanah, pemampatan (konsolidasi), dan kekuatan geser. Kekuatan geser merupakan kemampuan tanah untuk menahan beban tanpa mengalami kerusakan. Kekuatan geser ini akan berpengaruh terhadap proses pengolahan tanah terutama oleh mesin (traktor). Dalam pengaplikasian mekanisasi pertanian diperlukan kepadatan tanah yang cukup besar untuk menghasilkan traksi antara tanah dengan roda. Namun demikian tanaman membutuhkan kondisi yang gembur untuk distribusi nutrisi dan pertumbuhan akar. Pada umumnya tanah berpasir memiliki densitas yang tinggi. Dengan tingginya densitas tanah maka mekanisasi pertanian akan dapat diaplikasikan, sebagai contohnya aplikasi mekanisasi pada budidaya tebu lahan kering. Kandungan pasir, debu dan liat berpengaruh secara nyata dalam pengaplikasian mekanisasi pertanian. Penelitian ini dimaksudkan untuk menganalisis perubahan sifat fisik dan mekanik tanah pada dua metode pengolahan tanah yang berbeda Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menganalisis hubungan sifat fisik dan mekanik tanah hasil pengolahan tanah dan menentukan metode pengolahan tanah yang efekif di PT Laju Perdana Indah, Sumatera Selatan. Penelitian ini dilakukan terhadap sampel tanah DIVII PT LPI yang memiliki tekstur lempung liat berpasir. Metode pengolahan tanah yang terapkan pada penelitian ini ada dua, yaitu metode pengolahan tanah biasa yang diterapkan pada lahan 57C72 blok C6/8 dan metode Trash in Corporation yang diterapkan pada lahan 35C72 blok C5/7 dan 48C82 blok C5/9. Dari data hasil pengolahan tanah terdapat hubungan antara densitas tanah dengan berat rata-rata, dimana hubungannya adalah semakin rendah densitas tanah maka semakin rendah juga berat ratarata. Densitas tanah dan bobot rata-rata hasil pengolahan tanah berkurang akibat meningkatnya intensitas pengolahan tanah. Densitas tanah yang terukur berada dibawah densitas maksimum pada uji pemadatan tanah (uji Proctor). Namun densitas maksimum pada uji Proctor tidak berhubungan terhadap densitas yang terjadi pada hasil pengolahan tanah,hal ini karena densitas pada hasil pengolahan tanah terjadi bukan karena hasil pemadatan, tetapi merupakan hasil dari pengolahan tanah. Dari data hasil pengolahan tanah dapat dianalisis bahwa kadar air akan meningkat seiring dengan bertambahnya kedalaman tanah, hal ini disebabkan karena faktor penguapan akibat cuaca panas matahari. Dari data sample tanah sebelum pengolahan tanah terlihat hubungan kekuatan geser terhadap kedalaman tanah, semakin dalam sample tanah maka kekuatan gesernya akan berkurang dikarenakan faktor densitas tanah yang semakin menurun pada selang kedalaman yang semakin dalam. Data rata-rata kohesi dan sudut gesek dalam yang diperoleh pada uji kuat geser ini diperoleh dari faktor persentase fraksi liat dan pasir, semakin tinggi fraksi liat maka nilai kohesinya akan semakin besar begitu juga dengan semakin besarnya fraksi pasir makan semakin besar sudut gesek dalam yang diperoleh. ii

4 ANALISIS HUBUNGAN SIFAT FISIK DAN MEKANIK TANAH PADA KEGIATAN PENGOLAHAN TANAH DI PT LAJU PERDANA INDAH, SUMATERA SELATAN SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Departemen Teknik Mesin dan Biosistem, Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor Oleh TRYA ADHESHI HOLQI F FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2011 i

5 Judul Skripsi : Analisis Hubungan Sifat Fisik dan Sifat Mekanik Pada Kegiatan Pengolahan Tanah di PT Laju Perdana Indah, Sumatera Selatan Nama : Trya Adheshi Holqi NIM : F Menyetujui, Pembimbing, (Dr. Ir. Gatot Pramuhadi, M.Si.) NIP Mengetahui : Ketua Departemen, (Dr. Ir. Desrial, M. Eng.) NIP Tanggal Lulus : ii

6 PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI Saya menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa skripsi dengan judul Analisis Hubungan Sifat Fisik dan Sifat Mekanik Pada Kegiatan Pengolahan Tanah di PT Laju Perdana Indah, Sumatera Selatan adalah hasil karya saya sendiri dengan arahan Dosen Pembimbing Akademik, dan belum diajukan dalam bentuk apapun pada perguruan tinggi manapun. 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. Bogor, Desember 2011 Yang membuat pernyataan Trya Adheshi Holqi F

7 Hak cipta milik Trya Adheshi Holqi, tahun 2011 Hak cipta dilindungi Dilarang mengutip dan memperbanyak tanpa izin tertulis dari Institut Pertanian Bogor, sebagian atau seluruhnya dalam bentuk apapun, baik cetak, fotokopi, microfilm dan sebagainya

8 BIODATA PENULIS Trya Adheshi Holqi. Lahir pada 28 September 1990 di Lubuklinggau, Sumatera Selatan dari pasangan Adnan Sajani dan Jumhana yang merupakan anak ketiga dari tiga bersaudara. Penulis mengawali pendidikan formal pada SD Negeri 20 Lubuklinggau ( ). Penulis menyelesaikan tingkat pendidikan lanjutan pada SMP Negeri 1 Lubuklinggau ( ) dan SMA Negeri 1, Lubuklinggau ( ). Sejak tahun 2007, Penulis memasuki program Strata-1, dengan program studi Teknik Pertanian Departemen Teknik Mesin dan Biosistem pada Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor melalui jalur Undangan Seleksi Masuk Institut Pertanian Bogor (USMI). Selama masa kuliah, Penulis aktif di sejumlah organisasi dan kepanitiaan, Organisasi Mahasiswa Daerah Sumatera Selatan, Purna Paskibraka Indonesia dan Unit Kegiatan Mahasiswa Sepak Bola sebagai tempat Penulis berbakti dan mengembangkan diri. Pada tahun Penulis menjadi asisten mata kuliah Motor dan Tenaga Pertanian, Teknik Mesin dan Budidaya Pertanian, dan Praktikum Terpadu Mekanika Bahan Teknik untuk program Sarjana (S1) Teknik Pertanian dan pada tahun yang sama Penulis menjadi asisten mata kuliah Alat dan Mesin Pekebunan untuk program Diploma (D3) Perkebunan Kelapa Sawit Sinarmas. Penulis pernah memperoleh beasiswa, seperti beasiswa KORINDO pada tahun Pada Juli-Agustus 2010 Penulis melakukan Praktik Lapangan dengan topik Mempelajari Penerapan Mekanisasi Pertanian Dalam Proses Budidaya Tebu di PT Laju Perdana Indah Site Komering, Sumatera Selatan.

9 KATA PENGANTAR Syukur Alhamdulillah Penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT, atas rahmat dan karunia-nya hingga skripsi dengan Analisis Hubungan Sifat Fisik dan Sifat Mekanik Pada Kegiatan Pengolahan Tanah di PT Laju Perdana Indah, Sumatera Selatan dapat diselesaikan dengan sebaik-baiknya. Shalawat serta salam Penulis panjatkan kepada Nabi Besar Muhammad SAW yang selalu memberi teladan kepada umat manusia. Penulis menyadari bahwa kelancaran pelaksanaan dan penulisan skripsi ini tak luput dari bantuan berbagai pihak. Dengan penuh ketakziman Penulis mengucapkan terimakasih sebesarbesarnya kepada: 1. Dr. Ir. Gatot Pramuhadi, M.Si, selaku dosen pembimbing yang telah membimbing Penulis selama masa perkuliahan, praktik lapangan, penelitian dan penulisan skripsi dengan penuh pengertian, 2. Prof. Dr. Ir. Tineke Mandang L., MS dan Ir. Mad Yamin, MT selaku dosen penguji yang telah memberikan saran dan masukan dalam penyempurnaan penulisan skripsi, 3. Direksi PT Laju Perdana Indah, Ir. H. Ishar Madi, M.Si., selaku VGM operational, Ir. Kuswara Irianto selaku plantation manager, Ir. Dwi Wahyu Setyanto selaku manager DIV II, dan Ir. Farid Srijanto selaku manager R&D yang telah memberikan izin kepada penulis untuk melaksanakan penelitian, 4. Kedua orang tua Penulis, Adnan Sajani dan Jumhana yang selalu menyayangi Penulis, selalu memberi semangat, do a dan dukungan sepenuh hati serta menguatkan Penulis dikala dalam keadaan sulit, 5. Kakak dan adik penulis, Adhe Shafitri, Dwi Frenzi Razmi dan Shonia Patria Widea yang telah memberikan dukungan doa dan semangat selama penulis menyelesaikan masa studi di Teknik Pertanian, penelitian dan penulisan skripsi ini, 6. Bapak Iwan Setiawan supervisior teladan yang memberikan banyak ilmu dan pengalaman yang sangat berharga selama penulis melakukan penelitian, 7. Seluruh staf dan karyawan Depertemen Teknik Pertanian, terutama Pak Trisnadi, yang telah membantu Penulis selama penelitian dan penulisan skripsi ini, 8. Saudara senasib seperjuangan, Andri Asmoro dan Tri Yulni yang selalu setia bersama-sama penulis menjalani kehidupan perkuliahan dari mulai masuk IPB sampai menjadi Sarjana Teknologi Pertanian. 9. Teman-teman Teknik Pertanian angkatan 44 kenangan indah selama proses belajar, penelitian dan penulisan skripsi ini. 10. Dwi Sari Agustina yang selalu setia mendampingi serta memberikan perhatian, bantuan, dan dorongan semangat dalam penulisan skripsi ini. 11. Semua pihak yang telah membantu dan mendoakan Penulis dalam penelitian dan penulisan skripsi ini. Akhirnya penulis berharap semoga tulisan ini bermanfaat dan memberikan kotribusi yang nyata terhadap perkembangan ilmu pengetahuan di bidang fisika dan mekanika tanah. Bogor, Desember 2011 Penulis ix

10 DAFTAR ISI KATA PENGANTAR... ix DAFTAR ISI... x DAFTAR GAMBAR... xi DAFTAR TABEL... xii DAFTAR LAMPIRAN... xiii PENDAHULUAN... 1 A. Latar Belakang... 1 B. Tujuan... 2 C. Manfaat... 2 TINJAUAN PUSTAKA... 3 A. Sifat Fisik Tanah... 3 B. Sifat Mekanik Tanah... 7 C. Pengolahan Tanah... 9 METODELOGI PENELITIAN A. Waktu dan Tempat B. Alat dan Bahan C. Metode Pengolahan Tanah E. Prosedur Pengukuran HASIL DAN PEMBAHASAN A. Kondisi Umum Wilayah Penelitian B. Hubungan Sifat Fisik dan Mekanik Tanah KESIMPULAN A. Kesimpulan B. Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN x

11 DAFTAR GAMBAR Gambar 1. Diagram segitiga tekstur tanah dan sebaran besaran butiran... 4 Gambar 2. Skema keruntuhan tanah pada proses pemotongan tanah(mckyes 1985)... 8 Gambar 3. Alat uji pemadatan tanah (Uji Proctor) Gambar 4. Alat uji geser langsung (Direct Shear Apparatus) Gambar 5. Diagram alir metode Trash In Corporation Gambar 6. Diagram alir metode Pengolahan tanah lama PT LPI Gambar 7. Kegiatan Plowing Gambar 8. Kegiatan Harrowing I Gambar 9. Kegiatan Ridging Gambar 10. Kegiatan pembajakan dengan implement Giant harrow Gambar 11. Diagram alir rancangan penelitian Gambar 12. Petak lahan penelitian dan titik pengambilan sampel Gambar 13. Bagan alir prosedur penelitian untuk menentukan efektivitas pengolahan tanah Gambar 14. Data Curah Hujan Wilayah II HGU PT LPI site OKU tahun Gambar 15. Grafik Perubahan Nilai Densitas Lahan A (35C72 blok C5/7) Gambar 16. Grafik Perubahan Nilai Densitas Lahan B (48C82 blok C5/9) Gambar 17. Grafik Perubahan Nilai Densitas Lahan C (57C72 blok C6/8) Gambar 18. Perubahan selisih Densitas pada setiap pengolahan tanah pada lahan A Gambar 19. Perubahan selisih Densitas pada setiap pengolahan tanah pada lahan B Gambar 20. Perubahan selisih Densitas pada setiap pengolahan tanah pada lahan C Gambar 21. Grafik nilai MWD pada berbagai selang kedalaman pada kebun HGU, PT LPI site OKU Gambar 22. Grafik hubungan BD dengan MWD Gambar 23. Grafik hubungan PT dengan MWD Gambar 24. Densitas tanah A (35C72 blok C5/7) Gambar 25. Densitas tanah B (48C82 blok C5/9) Gambar 26. Densitas tanah C (57C72 blok C6/8) Gambar 27. Kekuatan geser sample tanah A (35C72 blok C5/7) Gambar 28. Kekuatan geser sample tanah B (48C82 blok C5/9) Gambar 29. Kekuatan geser sample tanah C (57C72 blok C6/8) Gambar 30. Hubungan kekuatan geser tanah lahan A terhadap densitas tanah Gambar 31.Hubungan kekuatan geser tanah lahan B terhadap densitas tanah Gambar 32. Hubungan kekuatan geser tanah lahan C terhadap densitas tanah Gambar 36. Hubungan antara kadar air rata-rata terhadap kedalaman tanah Gambar 37. Hubungan antara densitas rata- rata terhadap kedalaman tanah Gambar 38. Hubungan antara porositas rata-rata terhadap kedalaman tanah Gambar 44. Hubungan antara kuat geser terhadap tekanan normal xi

12 DAFTAR TABEL Tabel 1. Spesifikasi Traktor yang Digunakan Dalam Pengolahan Tanah Tabel 2. Spesifikasi Implement yang Digunakan Dalam Pengolahan Tanah Tabel 3. Persentase fraksi pasir, debu, dan liat Tabel 4. Nilai densitas rata-rata (g/cm 3 ), Porositas () dan MWD Tabel 5. Perubahan Densitas, Porositas dan MWD hasil pengolahan tanah Tabel 6. Kadar air optimum dan densitas maksimum contoh tanah Tabel 7. Kekuatan geser. kohesi dan sudut geser dalam xii

13 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1. Denah kebun HGU DIV II PT LPI Lampiran 2. Data analisa terkstur tanah HGU DIV II PT LPI Lampiran 3. Data analisa sifat fisik HGU DIV II PT LPI Lampiran 4. Gambar Ring Sampel (a), Ayakan Tanah (b), dan Oven (c) Lampiran 5. Variabel-variabel penelitian dan beberapa sifat fisik-mekanik tanah Lampiran 6. Uji Homogenitas Tanah Sebelum Pengolahan Tanah (Kondisi Awal) Lampiran 7. Rangkuman hasil perhitungan Kadar air. densitas. porositas tanah dan MWD Lampiran 8. Hasil perhitungan berat rata-rata tanah (MWD) rayon A Lampiran 9. Hasil perhitungan berat rata-rata tanah (MWD) rayon B Lampiran 10. Hasil perhitungan berat rata-rata tanah (MWD) rayon C Lampiran 11. Data Hasil Uji Pemadatan Tanah xiii

14 PENDAHULUAN A. Latar Belakang Tebu merupakan salah satu komoditi perkebunan yang sangat penting posisinya untuk perekonomian suatu negara sebagai bahan baku industri gula pasir. Tebu dapat dibudidayakan pada lahan sawah (sistem reynoso) atau pada lahan kering (tebu lahan kering). Budidaya tebu lahan kering di Indonesia umumnya dilakukan pada kebun-kebun hak guna usaha (HGU) yang dimiliki oleh pabrik-pabrik gula (Pramuhadi 2005). Kegiatan budidaya tebu lahan kering dibedakan atas lima kegiatan utama yaitu penyiapan lahan (pengolahan tanah pertama, pengolahan tanah kedua, dan pembuatan alur tanam (kairan)), penyiapan bibit, pananaman, pemeliharaan tanaman (irigasi, pemupukan, penyulaman, pembumbunan, dan pengendalian gulma), serta pemanenan. Kegiatan-kegiatan budidaya tebu lahan kering tersebut sangat dituntut untuk dilaksanakan secara efektif dan efisien agar dapat mencapai keuntungan yang maksimum. Luas area lahan perkebunan tebu pada umumnya sangat besar, sehingga sebagian besar pengolahan tanahnya dilakukan secara mekanis menggunakan alat dan mesin pertanian (traktor dan alat pengolahan tanah). Kegiatan pengolahan tanah memegang peranan penting bagi tanaman tebu terutama untuk diperolehnya keadaan tanah yang baik sehingga tanaman dapat tumbuh dengan memiliki perakaran yang baik sehingga memungkinkan unsur-unsur hara dan air diserap secara optimal dan pertumbuhan tanaman tebu yang kokoh dan tahan rebah. Iqbal et al. (2006) diacu dalam Isron (2009) menyatakan bahwa dengan adanya intensitas lintasan traktor, dapat mengakibatkan peningkatan nilai densitas tanah (bulk density). Peningkatan nilai densitas tanah ini mengindikasikan adanya peningkatan kepadatan tanah yang disebabkan pemampatan partikel-partikel tanah dimana ruang pori tanah semakin kecil. Secara aktual, hasil pengolahan tanah dengan ukuran tanah yang lebih kecil sangat diharapkan sehingga dihasilkan tanah dengan porositas yang lebih tinggi dan densitas tanah rendah yang cocok untuk pertumbuhan tanaman maksimum. Plaster (1992) menjelaskan bahwa porositas tanah meningkat pada tekstur tanah yang lebih halus. Pada dasarnya, pengolahan tanah berfungsi untuk menyediakan lingkungan tumbuh yang sesuai untuk tempat bibit, perkecambahan akar, dan peningkatan hasil panen. Dengan tanpa melihat metode pengolahan tanahnya, pengolahan tanah mempunyai tiga tujuan dasar: (a) pengontrolan gulma, (b) perubahan sifat fisik tanah, dan (c) manajemen sisa-sisa hasil panen (Plaster, 1992). Dengan demikian, tindakan pengolahan tanah yang efektif pada budidaya tebu lahan kering diperlukan agar diperoleh kondisi sifat fisik tanah optimum sehingga akan dihasilkan pertumbuhan dan produksi tebu maksimum. Sifat fisik tanah yang berpengaruh nyata terhadap pertumbuhan dan produksi tebu diantaranya ditentukan oleh densitas tanah (bulk density) dan berat rata-rata tanah (mean weight ) hasil pengolahan tanah. Hardjowigeno (2003) menyebutkan bahwa salah satu fungsi dari penentuan dari densitas tanah adalah untuk evaluasi terhadap kemungkinan akar menembus tanah, karena pada tanahtanah dengan densitas tinggi, akar tanaman tidak dapat menembus lapisan tanah tersebut. Gill dan Berg (1967) diacu dalam Isron (2009) menjelaskan bahwa penentuan bobot ratarata tanah dapat dilakukan dengan cara pengayakan. Metode ini menunjukkan jumlah relatif tanah pada masing-masing kelas ukuran ayakan (mesh). Pada penelitian ini akan diukur beberapa parameter sifat fisik dan mekanik tanah seperti densitas tanah, berat rata-rata tanah, kekuatan geser tanah, kadar air

15 maksimum dan densitas optimum. Diharapkan hasil penelitian ini dapat digunakan sebagi acuan dalam penerapan metode pengolahan tanah yang paling efektif dan dapat menghasilkan produktifitas tebu maksimum (tertinggi). B. Tujuan Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis hubungan sifat fisik dan mekanik tanah hasil pengolahan tanah dan menentukan metode pengolahan tanah yang efektif di PT Laju Perdana Indah, Sumatera Selatan. C. Manfaat Manfaat dari penelitian ini adalah sebagai acuan dalam penerapan metode pengolahan tanah yang paling efektif yang dapat menghasilkan produktifitas tebu maksimum (tertinggi). D. Hipotesis Semakin tinggi intensitas pengolahan tanah maka ada diperoleh densitas tanah dan bobot rata-rata hasil pengolahan tanah yang semakin rendah. 2

16 TINJAUAN PUSTAKA A. Sifat Fisik Tanah 1. Tekstur Tanah Menurut Haridjadja (1980) tekstur tanah adalah distribusi besar butir-butir tanah atau perbandingan secara relatif dari besar butir-butir tanah. Butir-butir tersebut adalah pasir, debu dan liat. Gabungan dari ketiga fraksi tersebut dinyatakan dalam persen dan disebut sebagai kelas tekstur. Pada umumnya tanah asli merupaka campuran dari butiran-butiran yang mempunyai ukuran yang berbeda-beda (Braja 1993). Tekstur tanah menunjukkan kasar halusnya tanah. Kelas tekstur tanah dikelompokkan berdasarkan perbandingan banyaknya butir-butir pasir, debu dan liat. Tanah-tanah yang bertekstur pasir mempunyai luas permukaan yang kecil sehingga sulit menyerap (menahan) air dan unsur hara. Tanah-tanah bertekstur liat mempunyai luas permukaan yang besar sehingga kemampuan menahan air dan menyediakan unsur hara tinggi (Hardjowigeno 1995). Dalam sistem klasifikasi tanah berdasarkan tekstur, tanah diberi nama atas dasar komponen utama yang dikandungnya, misalnya lempung berpasir (sandy clay), lempung berlanau (silty clay), dan seterusnya (Braja 1993). Sifat fisik dan kesuburan tanah sanggat dipengaruhi oleh tekstur tanah. Dari segi fisis tanah, tekstur berperan pada struktur, rumah tangga, air dan udara serta suhu tanah. Dalam segi kesuburan, tekstur memegang peranan penting dalam pertukaran ion, sifat penyangga, kejenuhan basa dan sebagainya. Fraksi liat merupakan fraksi yang paling aktif sedangkan kedua fraksi yang lain disebut kurang aktif (Haridjadja 1980). Braja (1993) menyatakan bahwa kelas tekstur dapat ditetapkan dengan menggunakan diagram segi tiga tekstur menurut USDA dalam Gambar 1. Sistem ini didasarkan pada ukuran batas dari butiran tanah yang meliputi: a. Pasir : butiran dengan 2.0 s.d mm b. Debu : butiran dengan 0.05 s.d mm c. Liat : butiran dengan lebih kecil dari mm

17 Gambar 1. Diagram segitiga tekstur tanah dan sebaran besaran butiran Fraksi pasir terdiri dari pecahan-pecahan batu dengan berbagai ukuran dan bentuk. Butiran-butiran pasir hampir selalu terdiri dari satu macam zat mineral, terutama kwartz (Wesley 1973). Partikel-partikel pasir memiliki ukuran yang jauh lebih besar dan memiliki luas permukaan yang kecil (dengan berat yang sama) dibandingkan dengan partikel-partikel debu dan liat. Oleh karena luas permukaan pasir adalah kecil, maka peranannya dalam ikut mengatur sifat-sifat kimia tanah adalah kecil sekali. Disamping itu, disebabkan fraksi pasir itu memiliki luas permukaan yang kecil, tetapi memiliki ukuran yang besar, maka fungsi utamanya adalah sebagai penyokong tanah dalam disekelilingnya terdapat partikel debu dan liat yang lebih aktif. Kecuali terdapat dalam jumlah yang lebih kecil, maka jika semakin tinggi persentase pasir dalam tanah, makin banyak ruang pori-pori diantara partikel tanah semakin dapat memperlancar gerakan udara dan air (Hakim 1986) diacu dalam Irfan (2011). Menurut Wesley (1973), debu merupakan bahan peralihan antara liat dan pasir halus. Fraksi ini kurang plastis dan lebih mudah ditembus air daripada liat dan memperlihatkan sifat dilatasi yang tidak terdapat pada liat. Luas pernukaan debu lebih besar dari luas permukaan pasir per gram, tingkat pelapukan debu dan pembebasan unsur-unsur hara untuk diserap akar lebih besar dari pasir. Partikel-partikel debu terasa licin sebagai tepung dan kurang melekat. Tanah yang mengandung fraksi debu yang tinggi dapat memegang air tersedia untuk tanaman Fraksi liat pada kebanyakan tanah terdiri dari mineral-mineral yang berbeda-beda komposisi kimianya dan sifat-sifat lainnya dibandingkan dengan debu dan pasir. Fraksi liat memiliki luas permukaan yang besar. Di dalam tanah molekul-molekul air mengelilingi partikel-partikel liat berbentuk selaput tipis, sehingga jumlah liat akan menentukan kapasitas memegang air dalam tanah. Permukaan liat dapat mengadsorbsi sejumlah unsur-unsur hara dalam tanah. Liat terdiri dari butiran-butiran yang sanggat kecil dan menunjukkan sifat plastisitas dan kohesi. Kohesi menunjukkan kenyataan bahwa bagian-bagian bahan itu melekat satu sama lainnya, sedangkan plastisitas adalah sifat yang memungkinkan bentuk bahan itu dirubah-rubah tanpa perubahan isi atau tanpa kembali ke bentuk asalnya, dan tanpa terjadi retakan atau terpecah-pecah (Wesley 1973). 4

18 2. Densitas Tanah Densitas tanah basah atau wet-bulk density didefinisikan sebagai padatan tanah (massa total) dibagi dengan volume total tanah (Kalsim dan Sapei 2003). Massa total akan bervariasi dengan jumlah air yang ada dalam tanah, sehingga densitas tanah kering atau dry-bulk density (Db) umumnya digunakan dan didefinisikan sebagai massa kering tanah oven (Mk) pada suhu 105 o C selama 24 jam dibagi dengan volume total (Vt) tanah (Kalsim dan Sapei 2003). Untuk selanjutnya, istilah densitas tanah yang digunakan berarti merujuk pada dry-bulk density. Berdasarkan hasil penelitian Iqbal et al. (2006) diacu dalam Isron (2009) yang menyatakan bahwa perlakuan intensitas lintasan traktor memberikan pengaruh nyata terhadap nilai densitas tanah pada taraf α = 0.05, di mana semakin meningkat intensitas lintasan roda traktor maka nilai densitas tanah cenderung meningkat. Kecenderungan kenaikan densitas tanah disebabkan oleh tekanan yang berasal dari roda traktor mendesak air dan udara, sehingga daerah yang dipengaruhi tekanan menjadi lebih padat dan secara langsung dapat meningkatkan densitas tanah. Pada umumnya densitas tanah berkisar antara g/cm 3. Akan tetapi ada juga beberapa jenis tanah yang mempunyai densitas tanah kurang dari 0.85 g/cm 3. Menurut Pramuhadi (2005), pertumbuhan dan produksi tebu maksimum serta pertumbuhan gulma minimum terjadi pada kisaran densitas tanah g/cm 3. Mengukur densitas tanah (Db). Menurut Kalsim dan Sapei (2003) densitas tanah dapat dihitung dengan persamaan: Db = Mk/Vt = (Mt-Mw)/Vt (1) Di mana: Db = Densitas tanah (g/cm 3 ) Mk = Massa kering tanah (g) Vt = Volume tanah (cm 3 ) Mw = Massa wadah (g) Mt = Massa wadah + massa tanah kering (g) Pada suatu usaha pemadatan tanah yang tetap, densitas tanah merupakan fungsi kadar air tanah. Densitas tanah meningkat mulai dari meningkatnya kadar air tanah dan mencapai puncak yang disebut sebagi kadar air optimum, selanjutnya menurun seiring dengan meningkatnya kadar air tanah (Hillel 1980). Menurut McKyes (1985), kekuatan tanah dan sifat mekanik tanah lainnya akan berubah dengan adanya proses pemadatan. Kohesi tanah akan meningkat dengan pola logaritmik dan sudut geser dalam tanah akan meningkat dengan pola linier seiring kenaikan densitas tanah. Peningkatan kekuatan tanah akibat meningkatnya densitas ini tidak hanya menyebabkan kekuatan dan energi yang diperlukan untuk pemotongan (pengolahan) tanah menjadi meningkat, akan tetapi juga akan menghambat pertumbuhan akar tanaman. 5

19 3. Porositas Porositas adalah proporsi ruang pori (ruang kosong) yang terdapat dalam satuan volume tanah yang dapat ditempati oleh air dan udara (Plaster 1992). Porositas dapat ditentukan dengan menempatkan tanah kering oven pada sebuah panci air hingga seluruh ruang kosong terisi air. Perbedaan berat antara tanah kering oven dan tanah basah jenuh disebut total ruang pori. Secara umum porositas dapat dihitung dengan persamaan: Pt Mb Mk x100 Vt (2) Dimana: Pt = Porositas tanah () Mb = Massa basah jenuh tanah sebelum dikering-ovenkan (g) Mk = Massa kering tanah setelah dikering-ovenkan (g) Vt = Volume tanah (cm3) Porositas juga dapat ditentukan dari densitas tanah (Db) dan densitas partikel (Dp). Jika tidak ada ruang pori, maka Db akan sama dengan Dp. Rasio Db dan Dp akan sama dengan 1. Semakin banyak ruang pori, semakin kecil densitas tanah dan rasio Db/Dp. Pada kenyataannya, perbandingan Db/Dp adalah hanya prosentase fraksi padatan tanah. Jika salah satu prosentase berkurang dari 100, perbedaannya adalah pada prosentase ruang pori. Untuk menghitungnya, biasanya dapat diasumsikan bahwa Dp adalah 2.65 gram/cm 3. Persamaan berikut juga dapat digunakan untuk menghitung nilai porositas (Plaster 1992): Db Pt 100 x100 Dp Db Pt 100 x100 2,65 (3) 4. Diameter Berat Rata-rata Bongkah Tanah Jumlah pecahan tanah akibat implemen pengolahan dapat ditentukan dengan ayakan tanah. Pengayakan memberikan metode sederhana untuk mengukur rata-rata ukuran tanah dan jumlah tanah relatif pada setiap kelas ukuran. Representasi yang sering digunakan adalah berat tanah rata-rata atau mean weight, MWD Lal dan Shukla (2004) diacu dalam Isron (2009) menjelaskan bahwa ukuran partikel adalah sifat fisik tanah yang penting, karena mempengaruhi total porositas, ukuran pori, dan luas permukaan. Distribusi ukuran partikel menunjukkan ukuran kuantitatif dari ukuran partikel tanah yang merupakan fraksi solid. Analisa ukuran tanah merupakan percobaan untuk menentukan proporsi relatif ukuran butir tanah yang berbeda yang membentuk massa tanah. Sesungguhnya, agar mempunyai arti, contoh tanah harus terwakili secara statistik. Sebenarnya tidak mungkin dalam penentuan ukuran partikel dilakukan dengan pengujian 6

20 tunggal, pengujian hanya bisa dengan penggolongan ukuran tanah melalui pendekatan selang ukuran antara dua ayakan (Bowles 1970). Penggolongan ukuran dilakukan dengan menumpuk satu rangkaian ayakan pada ukuran lobang ayakan dari yang paling besar di puncak ke lobang paling kecil, dan pengayakan dilakukan pada sejumlah tanah yang diketahui kuantitasnya melalui tumpukan. Hal ini dilakukan dengan cara menempatkan materi di bagian atas ayakan dan digoncangkan untuk memisahkan partikel-partikel menjadi ukuran yang lebih kecil dari ayakan teratas ke alas/panci (Bowles 1970). B. Sifat Mekanik Tanah 1. Kadar Air Tanah Kadar air tanah adalah jumlah air tanah yang tekandung dalam pori-pori tanah dalam suatu massa tanah tertentu. Kadar air tanah dapat berubah-ubah pada tiap kedalaman karena merupakan bagian tanah yang tidak stabil. Perubahan kadar air tanah tersebut dapat menyebabkan perubahan nilai tahanan penetrasi dan densitas (bulk density) tanah. Menurut Hardjowigeno (1995), air di dalam tanah dibagi menjadi air gravitasi, kapiler dan higroskopis. Menurut Hakim et al (1986) cara yang biasa digunakan untuk menyatakan kadar air dalam tanah adalah dalam persen terhadap bobot tanah kering. Bobot tanah lembab tidak dipakai karena bergelonjak dengan kadar airnya. Kadar air juga dapat dinyatakan dalam persen volume, yaitu persentase volume air terhadap volume tanah. Cara penetapan kadar air tanah dapat digolongkan kedalam cara gravimetrik, tegangan dan hisapan, hambatan listrik (blok tahanan), serta pembauran neutron (neutron scattering). Cara gravimetrik merupakan cara yang paling umum dipakai. Pada cara penentuan kadar air ini, sejumlah tanah basah dikeringkan dalam oven pada suhu antara 100 o C sampai 110 o C untuk waktu tertentu. Air yang hilang karena pengeringan merupakan sejumlah air yang terkandung dalam tanah basah (Hakim et al 1986). Secara umum kadar air tanah dapat dihitung dengan persamaan: dimana : KA = Kadar air () m b = massa tanah awal (g) m a = massa tanah akhir (g) KA = m b -m a m a x 100 (4) 2. Kekuatan Tanah Kekuatan tanah adalah kemampuan tanah untuk menahan beban tanpa mengalami kerusakan, baik berupa perpecahan, perpisahan ataupun aliran. Secara kuantitatif kekuatan tanah dapat didefinisikan sebagai tegangan maksimal yang dapat diberikan kepada tanah tertentu tanpa menyebabkan kerusakan pada tanah tersebut (Hillel 1980). Kekuatan geser tanah menurut Hardiyatmo (1992) merupakan gaya perlawanan yang dilakukan oleh butirbutir tanah terhadap desakan atau tarikan. 7

21 Kekuatan tanah tergantung pada gaya-gaya yang bekerja diantara butir-butirnya. Kekuatan geser tanah adalah salah satu parameter kekuatan tanah yang merupakan fungsi dari kohesi dan gesekan ƒ c, tan ө)), sedangkan kohesi sendiri merupakan fungsi dari interaksi gaya tarik-menarik antara partikel liat itu sendiri. Kekuatan geser tanah dapat dianggap terdiri atas bagian yang bersifat kohesi yang tergantung pada jenis tanah, kepadatan butirnya, dan bagian yang mempunyai sifat gesekan (frictional) yang sebanding dengan tegangan efektif yang bekerja pada bidang geser (Wesley 1973). Menurut McKyes (1985), perancangan alat dan mesin pengolahan tanah yang efektif dan efisien dimulai dengan analisis dasar mengenai kekuatan geser tanah. Hal ini bertujuan untuk memprediksikan kekuatan dan energi yang dibutuhkan alat dan mesin tersebut untuk memotong tanah dengan efektif dan efisien. Proses pemotongan tanah mengakibatkan keruntuhan material tanah. Keruntuhan mekanik ini biasanya tejadi pada bagian permukaan perpecahan dalam (internal rupture surface) tanah dan bagian tanah yang bersentuhan dengan alat pemotong tanah. Gambar 2. Skema keruntuhan tanah pada proses pemotongan tanah(mckyes 1985) Gaya-gaya yang menghasilkan keruntuhan tanah adalah gesekan dan kohesi yang sesuai dengan hukum Coulomb: τ = c + σ tan ө (5) dimana : τ = Kekuatan tanah terhadap geseran kgf/cm 2 ) c = Kohesi tanah (kgf/cm 2 ) σ = Tekanan normal terhadap bidang geser (kgf/cm 2 ) ө = Sudut gesekan dalam o ) Kekuatan geser tanah dari benda uji yang diperiksa di laboratorium, biasanya dilakukan dengan besar beban yang ditentukan terlebih dahulu dan dikerjakan dengan menggunakan tipe peralatan khusus. Beberapa faktor yang mempengaruhi besarnya kekuatan geser tanah yang diuji di laboratorium adalah : a. Kandungan mineral dan butiran tanah b. Bentuk partikel c. Angka pori dan kadar air d. Cara pengujian e. Kecepatan pembebanan f. Tekanan air pori yang ditimbulkan g. Kriteria yang diambil untuk penentuan kuat gesernya h. Tegangan yang dibebankan sebelum pengujian 8

22 Menurut Hardiyatmo (1992) ada beberapa cara untuk menentukan kekuatan geser tanah, yaitu pengujian kekuatan geser langsung (direct shear test), pengujian triaksial (triaxial test), pengujian tekan bebas (unconfined compression test), dan pengujian balingbaling (vane shear test). Pada pengukuran kekuatan geser tanah menggunakan metode uji geser langsung, contoh tanah yang akan diuji diberikan tekanan normal yang konstan serta tegangan pori yang selalu tetap nol (Wesley 1973). Menurut Hardiyatmo (1992) terdapat beberapa batasan ataupun kekurangan dalam pengujian kekuatan geser langsung, yaitu: a. Tanah benda uji dipaksa untuk mengalami keruntuhan (failure) pada bidang yang telah ditentukan sebelumnya. b. Distribusi tegangan pada bidang keruntuhan tidak seragam. c. Tekanan air pori tidak dapat diukur. d. Deformasi yang diterapkan pada benda uji hanya terbatas pada gerakan maksimum sebesar alat geser langsung dapat digerakkan. e. Pola tegangan pada kenyataannya adalah sangat kompleks dan arah dari bidang-bidang tegangan utama berotasi ketika regangan geser ditambah. f. Drainase tidak dapat dikontrol. g. Luas bidang kontak antara tanah di kedua setengah bagian kotak geser berkurang ketika pengujian berlangsung, akan tetapi pengaruhnya sangat kecil pada hasil pengujian, sehingga dapat diabaikan. C. Pengolahan Tanah Pengelolahan tanah merupakan bagian proses terberat dari keseluruhan proses budidaya, di mana proses ini mengkonsumsi energi sekitar 1/3 dari keseluruhan energi yang dibutuhkan dalam proses budidaya pertanian. Cara pengolahan tanah akan berpengaruh terhadap hasil pengolahan dan konsumsi energinya. Pengolahan tanah meliputi primary tillage (pengolahan tanah primer) dan secondary (pengolahan tanah sekunder). Plowing (pembajakan) merupakan pengolahan tanah primer tillage dan kegiatan pengolahan tanah selanjutnya merupakan pengolahan tanah sekunder yang biasanya berupa harrowing (penggaruan). Metode pengolahan tanah untuk tebu lahan kering meliputi kegiatan-kegiatan : (1) pengelolahan tanah dalam (subsoiling), (2) pembajakan tanah (plowing), (3) penggaruan tanah (harrowing) dengan kedalaman cm, dan (4) pembuatan alur tanam (furrowing). Baver et al. (1972) menyebutkan bahwa lapisan padat di bawah zona pembajakan tanah telah ditemukan pada beberapa jenis tanah. Lapisan tersebut sering dinamakan lapisan tapal bajak (pole sole). Lapisan tersebut berasal dari kombinasi pengelolahan tanah dan operasi mesinmesin pertanian lainnya. Pengolahan tanah di lakukan dengan tujuan memperbaiki sifat-sifat fisik tanah yang buruk yang terjasi selama pertumbuhan sebelumnya, seperti pemadatan tanah atau kehilangan strukrur tanah terutama akibat hujan dan lintasan mesin-mesin. Oleh sebab itu pengolahan tanah ditujukan untuk mengatasi kekurangan-kekurangan, seperti penembusan akar yang kurang dalam, aerasi dan porositas tanah yang buruk, dan adanya lapisan tapak bajak 9

23 METODELOGI PENELITIAN A. Waktu dan Tempat Penelitian ini dilakukan di lahan hak guna usaha (HGU) DIV II PT PG Laju Perdana Indah site OKU dan Laboratorium Fisika dan Mekanika Tanah, FATETA IPB. Penelitian dilaksanakan mulai bulan Juli 2011 hingga September B. Alat dan Bahan 1. Alat Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut : a. Pengambilan Contoh Tanah: 1) Cangkul 2) Ring Sampler 3) Plastik wadah contoh tanah 4) Sekop kecil (kored) b. Pengukur kadar air: 1) Wadah (cawan) contoh tanah 2) Neraca elektronik 3) Mesin pengering (Oven) c. Pengukur MWD 1) Sekop kecil (kored) 2) Saringan ukuran 0.7 cm, 1.2 cm, 2 cm, 4 cm. d. Uji Pemadatan Tanah (Uji Proctor): 1) Mold dengan 10 cm, volume 1 liter 2) Base Plate 3) Collar 4) Reamer 2.5 kg 5) Neraca elektronik 6) Peralatan pengukur kadar air 7) Ayakan tanah ϕ 4.76 mm 8) Wadah (baki plastik) 9) Extruder

24 Gambar 3. Alat uji pemadatan tanah (Uji Proctor) e. Uji Geser Langsung: 1) Peralatan uji geser langsung (Direct Shear Apparatus) 2) Peralatan pembuat contoh tanah (Trimmer) 3) Peralatan pengukur kadar air 2. Bahan Gambar 4. Alat uji geser langsung (Direct Shear Apparatus) Bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah contoh tanah lahan HGU DIV II PT PG Laju Perdana Indah site OKU, yaitu: petak 35C72 blok C4/8 dengan luas 2.43 ha, petak 48C82 blok C5/9 dengan luas 2.00 ha, dan petak 57C72 blok C6/8 dengan luas 1.46 ha. 11

25 C. Metode Pengolahan Tanah Ada dua metode pengolahan tanah yang diterapkan pada 3 lahan percobaan ini, yaitu metode pengolahan yang baru diterapkan di PT LPI yang diberi nama metode Trash In Corporation yang diterapkan pada lahan A ( 35C72 blok C4/8) dan lahan B (48C82 blok C5/9), bagan alir pengolahannya dapat dilihat pada gambar 5. Sedangkan lahan C (57C72 blok C6/8) diterapkan metode pengolahan tanah yang biasa diterapkan sebelumnya di PT LPI, bagan alir pengolahannya dapat dilihat pada Gambar 6 Brushing Giant Harrowing I Giant Harrowing II Harrowing I Harrowing II Furrowing Gambar 5. Diagram alir metode Trash In Corporation Bakar seresah Plowing I Plowing II Harrowing I Harrowing II Furrowing Gambar 6. Diagram alir metode Pengolahan tanah lama PT LPI 12

26 1. Pengolahan Tanah dengan Metode Biasa Metode biasa terdiri atas plowing 1, harrowing 1, plowing 2, dan harrowing 2. Plowing (pembajakan) merupakan pengolahan tanah primer, sedangkan harrowing (penggaruan) merupakan pengolahan tanah sekunder. Setelah pengolahan tanah sekunder, kegiatan selanjutnya adalah penanaman (planting) baik secara manual (manual planting) maupun mekanis (mechanical planting). Jika penanaman dilakukan secara manual, maka kegiatan land preparation berakhir pada kegiatan ridging dan pemupukan basalt secara mekanis. Namun jika penanaman dilakukan secara mekanis, maka tidak perlu dilakukan ridging dan pemupukan basalt secara mekanis Plowing 1 Plowing 1 (pembajakan pertama) dilakukan setelah kegiatan land clearing. Tujuan dari pembajakan pertama adalah untuk memotong, mengangkat, dan membalik tanah dan bertujuan untuk mengurangi kekuatan tanah, membalikkan perakaran tebu (pada lahan RPC), menutup vegetasi dan dan mengatur agregat tanah. Alat yang digunakan di PT LPI untuk pembajakan pertama dan kedua adalah disc plow (bajak piring), yakni implemen traktor yang mempunyai 4 disc dengan masingmasing 28 inci dan jarak antar disc sebesar 40 cm. Pada bagian ujung bajak terdapat disc datar dengan 24 inci yang berfungsi sebagai roda pembantu untuk mengatur kedalaman pengolahan dan menstabilkan pengoperasian pembajakan sehingga operasi dapat begerak lurus. Disc angle bajak sebesar 15 o dan tilth angle sebesar 35 o. Besarnya sudut ini dapat menentukan kedalaman dan tenaga yang dibutuhkan dalam pembajakan selain dari pengaruh penetrasi dari implemen. Spesifikasi traktor yang digunakan pada pembajakan pertama adalah traktor dengan daya 90 hp. Transmisi yang digunakan adalah dengan kecepatan putar 1900 rpm dan kecepatan maju sekitar 3-4 km/jam. Setelah pembajakan pertama selesai, lahan diklantang, yaitu dibiarkan selama satu sampai dua minggu sebelum digaru (harrow). Tujuannya adalah agar perakaran (tunggul) tebu dan gulma yang berada di permukaan tanah mengering. Selain itu klantang bertujuan agar an tanah hasil plowing cukup kering sehingga mudah dihancurkan pada saat harrowing. Kegiatan plowing 1 dapat dilihat di Gambar 7. Gambar 7. Kegiatan Plowing 1 13

27 1.2. Harrowing 1 Kegiatan Harrowing 1 (penggaruan pertama) dilakukan setelah Plowing 1. Tujuan Harrowing 1 adalah agar agregat tanah menjadi lebih kecil. Harrowing 1 termasuk pengolahan tanah sekunder (secondary tillage). Kegiatan ini dilakukan untuk menghancurkan an tanah hasil Plowing 1 sehingga diperoleh tekstur tanah yang sesuai untuk pertumbuhan tebu. Selain itu, harrowing juga bertujuan untuk meratakan tanah serta memotong rumput dan perakaran yang berada di permukaan tanah. Harrowing 1 di PT LPI menggunakan traktor dengan daya 150 Hp dengan transmisi 3B dan kecepatan pitar 1900 rpm. Implemen yang digunakan adalah heavyduty disc harrow Heavy-duty disc harrow memiliki 20 scalloped disc yang disusun dua gang secara offset. Diameter scalloped disc yang digunakan yaitu 28 inci dengan jarak antar disc 30 cm. Harrow ini melakukan aksi ganda pada pengoperasiannya dengan kedalaman pengolahan sebesar 25 cm dan lebar olah rata-rata 310 cm. Setelah Harrowing 1 selesai, dilakukan peng- klantangan -an selama tiga hari, selanjutnya dilakukan plowing 2. Kegiatan harrowing I dapat dilihat di Gambar 8. Gambar 8. Kegiatan Harrowing I 1.3. Plowing 2 dan Harrowing 2 Plowing 2 (pembajakan kedua) adalah kegiatan pengolahan tanah primer untuk kedua kalinya pada lahan budi daya. Kegiatan ini dilakukan setelah harrowing 1. Pada harrowing 1, tidak semua tanah hasil plowing 1 tergaru. Tanah yang tergaru kedalamannya hanya sekitar 25 cm. Tujuan dari plowing 2 adalah untuk membalik tanah yang sudah tergaru pada harrowing 1 ke bagian bawah dan mengangkat tanah yang belum tergaru pada harrowing 1 yang kemudian akan digaru kembali. Plowing 1 dilakukan setelah harrowing 1. Selain itu, kegiatan ini juga bertujuan untuk memperhalus tekstur tanah serta menimbun rumput, sampah, dan perakaran yang telah kering tertimbun oleh tanah. Arah pengolahan plowing 2 sebaiknya tidak sejajar dengan arah plowing 1, melainkan tegak lurus. Hal ini dimaksudkan agar tidak terbentuk laju aliran air sehingga air yang ada pada tanah dapat tersimpan dengan baik dan dapat menahan erosi. Penyilangan ini juga dilakukan untuk memotong tanah yang belum terpotong pada plowing 1. Setelah plowing 2 dilakukan, lahan dibiarkan 4-6 hari. Spesifikasi traktor dan implemen yang digunakan pada plowing 2 sama seperti pada plowing 1. Dari hasil 14

28 pengamatan didapat besarnya lebar pengolahan adalah 190 cm dengan kedalaman sebesar 28 cm. Kegiatan harrowing 2 dilakukan setelah plowing 2. Harrowing 2 bertujuan untuk menggemburkan kembali tanah yang telah dibajak pada plowig 2 serta untuk menghancurkan akar dan sampah yang belum hancur pada saat Harrowing 1. Spesifikasi traktor yang digunakan sama dengan harrowing 1, sedangkan implement yang digunakan yaitu jenis heavy-duty disc harrow. Setelah harrowing 1, kegiatan selanjutnya dalah planting (penanaman). Namun jika penanaman dilakukan secara manual (manual planting), maka pengolahan tanah masih berlanjut dengan kegiatan ridging (pembuatan alur tanam) dan basalt dressing (pemupukan basalt) Ridging Ridging adalah kegiatan pembuatan baris (row) tanam atau biasa disebut juring, dengan cara membentuk bedengan (ridge) pada petak lahan yang sudah dilakukan harrowing 2. Kegiatan ini sangat penting dalam budi daya tebu lahan kering dan hanya dilakukan pada petak lahan yang akan ditanam secara manual. Di PT LPI, alat yang digunakan untuk ridging disebut ridger. Ridger adalah implemen yang terdiri dari dua wing (sayap), pengoperasiannya ditarik oleh traktor untuk tanaman single row maupun double row. Untuk tanaman single row, jarak antar wing adalah 1.5 m, dimana sebelumnya adalah 1.3 m. Perubahan standar ini dikarenakan jarak tanam (jarak antar row) 1.3 m sudah tidak sesuai dengan spesifikasi traktor atau pun alsintan lain yang digunakan oleh perusahaan. Pengoperasian ridger ini dilakukan secara overlap, karena operator membutuhkan satu juring sebagai patokan ban traktor untuk membuat juring lainnya. Implemen ini ditarik oleh traktor berdaya 150 hp. Sebelum ridging dilakukan, operator harus memperhatikan kondisi lahan dan konturnya. Pembuatan baris tanam harus mengikuti garis kontur untuk menghindari terjadinya erosi ataupun run off saat hujan. Untuk elevasi lahan yang tidak terlalu curam, bedengan dibuat dengan sudut sekitar 25 o sedangkan untuk elevasi lahan yang curam, bedengan dibuat dengan sudut sekitar 45 o. Untuk lahan yang mempunyai elevasi yang berbeda dalam satu petak maka dilakukan pemotongan atau pembagian lahan mejadi beberapa bagian. Misalnya satu petak lahan mempunyai dua elevasi yang berbeda, maka diambil titik tengah dari kedua elevasi tersebut kemudian di buat jalan kecil sebagai pemisah. Dari pembagian tersebut dibuat baris tanam sesuai dengan kontur pada setiap bagian dalam satu petakan. Tetapi jika ingin memperkecil biaya operasi, maka dibuatlah arah ridging yang berkelok (bahkan membentuk huruf S atau V) sesuai dengan kontur yang ada. Namun operator yang menjalankannya harus memiliki keahlian dan keterampilan yang tinggi. Kegiatan ridging dapat dilihat di Gambar 9 15

29 Gambar 9. Kegiatan Ridging. 1. Pengolahan Tanah dengan Metode Trash Incorporation Secara garis besar kegiatan, pengolahan tanah dengan metode trash in corporation sama dengan metode pengolahan tanah biasa. Namun ada sedikit perbedaan perlakuan pada pengolahan tanah primer. Pada metode trash in corporation, pengolahan tanah primer tidak menggunakan disc plow, melainkan giant harrow atau sering disebut rome harrow. Rome harrow adalah implemen yang terdiri dari 10 scalloped disc harrow berukuran 32 atau 36 inci, dengan 5 disc di gang depan dan 5 disc di gang belakang disusun secara offset. Standar operasional rome harrow adalah 0.5 ha/jam/unit. Rome harrow dibuat dengan tujuan untuk memotong dan menghancurkan trash (sampah, seresah sisa tebangan) pada lahan RPC, sekaligus membalik dan memotong tanah seperti halnya disc plow. Dengan adanya program green cane, sisa sampah dari pemanenan tidak boleh dibakar dan dibuang, namun diolah dan dicampur dengan tanah pada lahan RPC. Hal ini bertujuan untuk memperkaya unsur hara dan mikroorganisme di dalam tanah. Oleh karena itu, pengolahan tanah primer dengan metode ini tidak menggunakan disc plow. Pada dasarnya rome harrow merupakan subtitusi dari plow dan harrow. Sehingga implemen ini juga dapat digunakan untuk lahan PC. Namun implemen ini memiliki beberapa kekurangan, antara lain kedalaman bajak tidak dalam. Bahkan pada lahan yang kondisi sampahnya tinggi dan padat, implemen ini tidak dapat memotong dan membalikkan tanah karena hanya dapat memotong sampah bahkan terpental karena sampah. Keistimewaan dari metode ini adalah seresah- seresah tebu sisa pemanenan tidak dibakar sehingga dapat mengurangi efek pemansan global akibat dari asap hasil pembakaran seresah sampah tersebut Kegiatan pembajakan dengan implement giant harrow dapat dilihat pada Gambar

30 Gambar 10. Kegiatan pembajakan dengan implement Giant harrow D. Pelaksanaan Penelitian Penelitian ini melakukan pengukuran sifat fisik dan mekanik tanah, khususnya densitas, berat rata-rata tanah (MWD), kekuatan geser tanah, kadar air optimum dan densitas maksimum. Pengukuran dilakukan pada saat sebelum dan sesudah pengolahan tanah. Bagan alir rancangan penelitian dapat dilihat pada Gambar Sebelum Pengolahan Tanah Sebelum pengolahan tanah, ditentukan petak lahan RPC yang akan menjadi tempat pengambilan sampel tanah. Lahan yang dijadikan petak penelitian terbagi ke dalam tiga petak. Setiap petak lahan ditentukan 5 titik pengambilan sampel yang membentuk pola diagonal (Gambar 8). Selang kedalaman pengambilan sampel tanah adalah pada (0-10 cm), (10-20 cm), dan (20-30 cm). Kemudian diukur nilai sifat fisik tanah (densitas dan berat rata-rata tanah), dan nilai mekanik tanah (kekuatan geser, kadar air maksimum dan densitas optimum. 17

31 Lokasi yang berbeda Kondisi sifat fisik tanah (densitas kekuatan geser awal berbeda dan mungkin tekstur tanah yang berbeda) Diaplikasikan 2 metode pengolahan tanah yang berbeda Sifat fisik tanah (densitas,kekuatan geser dan ukuran tanah) hasil pengolahan tanah berbeda Jika ditanami tebu Memberikan hasil produktivitas tebu (TCH) bervariasi Dapat digunakan untuk merencanakan metode pengolahan tanah paling efektif dan efisien (perencanaan kebutuhan daya traktor, intensitas pengolahan tanah, waktu, dan biaya pengolahan tanah) 2. Setelah Pengolahan Tanah Gambar 11. Diagram alir rancangan penelitian Kombinasi pengolahan tanah I, pengolahan tanah II, dan pembuatan alur tanam yang akan diterapkan adalah pengolahan tanah I-pengolahan tanah I-prengolahan tanah IIpengolahan tanah II-kair. Metode ini sesuai dengan metode standar yang dipakai pada budidaya tebu lahan kering oleh PT PG Laju Perdana Indah site OKU. Bajak I menggunakan implemen bajak piring dengan disc 28 inch dan rome harrow dan bajak II menggunakan implement heavy duty disc harrow, sedangkan pengkairan menggunakan furrower (kair). 18

32 Titik sampel Pengambilan Gambar 12. Petak lahan penelitian dan titik pengambilan sampel Pengukuran dan pengambilan contoh tanah setiap petak lahan dilakukan pada 5 titik yang telah ditentukan pada tanah hasil pengolahan tanah (bajak I, bajak II, dan kair). Pengukuran densitas tanah dilakukan pada tiga selang kedalaman, tergantung kedalaman standar pada masing-masing kegiatan pengolahan tanah yang diharapkan oleh pihak PG. Kedalaman standar hasil pengolahan tanah bajak I yang diharapkan oleh pihak PG sebesar 30 cm, sehingga selang kedalaman pengambilan sampel adalah pada selang (0-10 cm), (10-20 cm), dan (20-30 cm). Pengambilan sampel tanah hasil pengolahan tanah bajak II dan kair dilakukan pada selang kedalaman (0-10cm), (10-20 cm), dan (20-30 cm) karena kedalaman standar pengolahan tanahnya sebesar 30 cm. Pengambilan sampel tanah untuk mengukur berat rata-rata tanah pada kedalaman tertentu (misalnya 15 cm) dari permukaan tanah. Khusus untuk pengkairan, pengambilan sampel tanah diambil dari guludan, di mana dianggap permukaan tanah 0 cm adalah pada permukaan guludan. E. Prosedur Pengukuran 1. Pengukuran Densitas Tanah (Bulk Density) a) Contoh tanah diambil dari setiap titik dengan menggunakan ring sampel, kemudian dimasukkan ke dalam kantong plastik. b) Mengukur massa wadah (Mw) c) Mengukur volume tanah, Vt (sama dengan volume wadahnya, Vw). d) Contoh tanah dikeringkan dalam oven pada suhu 105 o C selama 24 jam. e) Contoh tanah dimasukkan ke dalam desikator hingga suhunya mencapai suhu ruang agar tidak mempengaruhi massanya. f) Menimbang massa kering tanah (Mk) + massa wadah (Mw), dan dianggap sebagai Mt g) Mengukur densitas tanah (Db). Menurut Kalsim dan Sapei (2003) densitas tanah dapat dihitung dengan persamaan: Db = Mk/Vt = (Mt-Mw)/Vt Di mana: Db = Densitas tanah (g/cm 3 ) Mk = Massa kering tanah (g) Vt = Volume tanah (cm 3 ) Mw = Massa wadah (g) (6) 19

33 Mt = Massa wadah + massa tanah kering (g) 2. Pengukuran Diameter Berat Rata-Rata Bongkah Tanah a) Bongkah- tanah hasil pengolahan tanah diambil menggunakan sekop pada kedalaman tertentu (misal pada kedalaman 15 cm). b) Bongkah tanah dijaga agar tidak rusak strukturnya. c) Bongkah tanah disaring menggunakan saringan kawat bersusun dengan cara digoyang sebanyak 25 kali dengan sudut 20o terhadap permukaan tanah. d) Tanah yang pada masing-masing saringan ditimbang massanya. e) Diameter berat rata-rata tanah dihitung dengan persamaan (Isron 2009) MWD = Wi di / W (7) Di mana: MWD = Diameter berat rata-rata tanah Wi = Bobot tanah pada saringan ke-i (g) di = Diameter saringan ke-i W = Bobot tanah total tanah seluruh saringan (g) 3. Uji Pemadatan Tanah Prosedur uji pemadatan tanah menggunakan metode Standard Proctor adalah: a. 3 kg contoh tanah lolos ayakan ϕ 4.76 mm dimasukkan ke dalam wadah b. Tanah dipadatkan dengan membuat 3 lapisan, masing-masing lapisan diberikan tekanan dengan reamer sebanyak 25 kali ketukan c. Bagian tepi atas tanah dipotong d. Ukur Bulk Density tanah dengan cara: 1) Timbang berat mold + base plate (m1) 2) Timbang berat mold + base plate + tanah padat (m2) 3) Hitung kadar air contoh tanah (w) 4) Hitung densitas basah ρt 5) Hitung densitas kering ρd 6) Hitung densitas jenuh tanah ρs dengan menggunakan persamaan: ρw ρs = 1 (8) w S 100 dimana : ρw = densitas air ( 1 g/cm3) GS = specific gravity ( 2.7 ) w = kadar air contoh tanah () e. Kadar air tanah diubah dengan cara: 1) Tanah dikeluarkan dengan alat extruder 2) Tanah dihancurkan kembali 3) Ditambahkan air f. Tanah dipadatkan kembali, diulang terus hingga densitasnya turun (± 5 kali ulangan) 20

34 4. Uji Kekuatan Geser Langsung Tanah Prosedur uji kekuatan geser tanah menggunakan metode Uji Kekuatan Geser Langsung (Direct Shear Test) adalah: a) Buat contoh tanah dengan menggunakan Trimmer b) Ukur berat, dimensi dan kadar air contoh tanah c) Letakkan / masukkan contoh tanah ke dalam kotak geser d) Pasang kotak geser ke peralatan geser e) Set pengukur beban R dengan deformasi δ = 0 f) Beri beban normal σ g) Pemberian beban normal minimal ada tiga macam, yaitu 0.5 kgf/cm 2, 1.0 kgf/cm 2, dan 1.5 kgf/cm 2, supaya dapat dibuat kurva garis lurus dalam kurva τ terhadap σ. h) Beri beban geser dengan laju pembebanan 1 / menit i) Catat beban R pada setiap deformasi δ sebesar 20 skala, dengan nilai k = kgf/skalar j) Hitung kekuatan geser τ dengan rumus : τ = R.k = R.k 1/4 D 2 (9) k) Dari ketiga kurva hubungan τ terhadap σ diperoleh τ max pada tiap kurva. Buat kurva hubungan τ max terhadap σ, sehingga diperoleh suatu garis lurus, dan didapatkan nilai kohesi c dan sudut gesek dalam Φ 21

35 Areal tebu lahan kering (3 petak lahan replanting cane ) Implement pengolahan tanah Traktor roda empat Uji homogenitas sifat fisik tanah (kadar air & densitas) Pengambilan contoh tanah Pengujian kinerja traktor dan implemen (Bajak, Garu, Kair) Uji Geser Langsung Uji Proctor Densitas maksimum, Kadar air optimum pemadatan Bobot kering Tanah (Mk) Densitas tanah Db = Mk/Vt Volume Tanah (Vt) Bobot tanah total (bobot tanah seluruh saringan (W)) Bobot tanah disetiap saringan(wi) Ukuran tanah rata-rata di setiap saringan (di) Kekuatan geser tanah Densitas partikel tanah (DPT) Porositas P=[1-(Db/DPT)]x100 Diameter bobot tanah rata-rata MWD= Wi di /W Efektivitas pengolahan tanah Gambar 13. Bagan alir prosedur penelitian untuk menentukan efektivitas pengolahan tanah 22

36 HASIL DAN PEMBAHASAN A. Kondisi Umum Wilayah Penelitian PT Laju Perdana Indah Site Komering terletak di kecamatan Cempaka Kabupaten Ogan Komering Ulu Timur Propinsi Sumatera Selatan. Luas lahan perkebunan PT Laju Perdana Indah adalah hektar yang terdiri dari lahan bersertifikat Hak Guna Usaha (HGU) sekitar hektar dan sisanya masih berupa ijin lokasi. Dari keseluruhan lahan tersebut, baru sekitar 8000 hektare saja yang telah ditanami tebu yang terbagi dalam tiga wilayah (region), yaitu region 1 yang berpusat di Sungai Balak, region 2 yang berpusat di Gohong, dan region 3 yang berpusat di Abaka. Dari jalan Lintas Timur Sumatera yaitu R-9 berjarak ± 25 km untuk menuju kantor Sungai Balak dengan waktu tempuh ± 30 menit. Jenis traktor dan implement yang digunakan pada pengolahan tanah di PT LPI dapat dilihat pada tabel 1 Tabel 1. Spesifikasi Traktor yang Digunakan Dalam Pengolahan Tanah Nama Traktor Tipe A Traktor Tipe B Traktor Tipe C Daya (hp) Panjang (mm) Lebar (mm) Tinggi (mm) Diameter roda belakang Belakang kanan (mm) Belakang kiri(mm) Tabel 2. Spesifikasi Implement yang Digunakan Dalam Pengolahan Tanah Nama Bajak Piring Garu Garu Kair Tipe Standar Giant harrow Heavy Duty Harrow Ridgid Swing Jumlah Bottom Diameter piringan (mm) Panjang (mm) Lebar (mm) Tinggi (mm)

37 Data Curah Hujan Wilayah II HGU Tahun 2011 Curah hujan (mm/hari) Tanggal juli Agustus Gambar 14. Data Curah Hujan Wilayah II HGU PT LPI site OKU tahun 2011 Tabel 3. Persentase fraksi pasir, debu, dan liat Petak Persentase fraksi () Kelas Tekstur Pasir Debu Liat Lahan A (35C72 blok C5/7) Lempung liat berpasir Lahan B (48C82 blok C5/9) Lempung liat berpasir Lahan C (57C72 blok C6/8) Lempung liat berpasir Hasil analisis tekstur terhadap contoh tanah DIV II PT LPI yang dilakukan di Laboratorium Kimia Tanah, Divisi Riset and Development PT LPI, menunjukkan bahwa ketiga sample tanah tersebut diklasifikasikan bertekstur lempung liat berpasir. Tanah jenis ini mempunyai luas permukaan yang besar sehingga kemampuan menahan air dan menyerap unsur haranya tinggi. Dari hasil Uji Homogenitas Tanah pada lampiran 5 Sebelum Pengolahan Tanah (Kondisi Awal) diketahui bahwa contoh tanah DIV II PT LPI seragam ditiap titik sample pengambilan datanya. Kondisi lahan A, B,dan C sebelum pengolahan tanah adalah lahan tebu RPC ( replanting cane) atau lahan yang akan ditanam kembali dengan bibit tebu yang baru setelah tanaman ratoon III. B. Hubungan Sifat Fisik dan Mekanik Tanah Pengolahan Tanah dapat memperbaiki pertumbuhan tanaman melalui perubahan sifat fisik dan mekaniknya namun juga dapat menimbulkan masalah kerusakan tanah. Dari hubungan sifat fisik dan mekanik tanah hasil pengolahan tanah dapat dianalisis apakah perlakuan beberapa kegiatan pengolahan tanah dapat disimpulkan efektif dalam memperbaiki tanah untuk pertumbuhan tanaman atau justru dapat menimbulkan kerusakan tanah dengan menciptakan kepadatan. Data perubahan sifat fisik tanah akibat pengolahan tanah dapat dilihat pada tabel 4 berikut. 24

38 Tabel 4. Nilai densitas rata-rata (g/cm 3 ), Porositas () dan MWD Lokasi Petak Lahan A (35C72 blok C5/7) Lahan B (48C82 blok C5/9 Lahan C (57C72 blok C6/8) Metode Pengolahan Tanah BD rata-rata (g/cc) Porositas () 0-10 cm cm cm 0-10 cm cm cm MWD Sebelum Pengolahan Giant Harrow I ,5064 Giant Harrow II ,8795 Harrow I ,8239 Harrow II ,8053 Kair ,6476 Sebelum Pengolahan Giant Harrow I ,4991 Giant Harrow II ,9660 Harrow I ,8552 Harrow II ,8516 Sebelum Pengolahan Bajak I ,5704 Bajak II ,2759 Harrow I ,1489 Harrow II ,9982 Kair ,9838 Tabel 5. Perubahan Densitas, Porositas dan MWD hasil pengolahan tanah Lokasi Petak Metode Pengolahan Tanah Kedalaman Olah 0-10 cm Selisih BD (g/cc) Selisih PT () cm cm 0-10 cm cm cm Lahan A (35C72 blok C5/7) Lahan B (48C82 blok C5/9 Lahan C (57C72 blok C6/8) Giant Harrow I Giant Harrow II Harrow I Harrow II Kair Giant Harrow I Giant Harrow II Harrow I Harrow II Bajak I Bajak II Harrow I Harrow II Kair

39 Lahan A (35C72 blok C5/7) Densitas (g/cc) 1,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 Sebelum Pengolahan Giant Harrow I Giant Harrow II Harrow I Harrow II 0, cm cm cm Kair Gambar 15. Grafik Perubahan Nilai Densitas Lahan A (35C72 blok C5/7) Densitas (g/cc) 1,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 Lahan B (48C82 blok C5/9) 0-10 cm cm cm Sebelum Pengolahan Giant Harrow I Giant Harrow II Harrow I Harrow II Gambar 16. Grafik Perubahan Nilai Densitas Lahan B (48C82 blok C5/9) Densitas (g/cc) 1,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 Lahan C (57C72 blok C6/8) 0-10 cm cm cm Sebelum Pengolahan Bajak I Bajak II Harrow I Harrow II Kair Gambar 17. Grafik Perubahan Nilai Densitas Lahan C (57C72 blok C6/8) 26

40 Peningkatan Densitas (g/cc) 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0-0,1-0,2-0,3 Giant Harrow I Giant Harrow II -0,4 Penurunan Densitas (g/cc) Harrow I Harrow II Kair 0-10 cm cm cm Gambar 18. Perubahan selisih Densitas pada setiap pengolahan tanah pada lahan A Peningkatan Densitas (g/cc) 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0-0,1-0,2-0,3-0,4 Giant HarrowGiant Harrow I II Penurunan Densitas (g/cc) Harrow I Harrow II 0-10 cm cm cm Gambar 19. Perubahan selisih Densitas pada setiap pengolahan tanah pada lahan B Peningkatan Densitas (g/cc) 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0-0,1-0,2-0,3-0,4 Bajak I Bajak II Harrow I Harrow II Kair Penurunan Densitas (g/cc) 0-10 cm cm cm Gambar 20. Perubahan selisih Densitas pada setiap pengolahan tanah pada lahan C Dari Tabel 2 dapat dilihat bahwa pada kebun A terjadi penurunan nilai densitas tanah akibat perlakuan pengolahan tanah. Penurunan nilai densitas nyata terjadi setelah pembajakan primer dan skunder hingga pengkairan pada selang kedalaman 0-10 cm, namun pada selang kedalaman cm dan cm densitas tanah sempat naik pada saat bajak II dan harrow I. 27

41 Hal ini disebabkan karena implement yang bajak 1 yang digunakan berupa giant harrow atau rome harrow yang memiliki beban yang lebih berat dari bajak piring biasa, sehingga secara tidak langsung juga memberikan effek pemadatan ke tanah. Dari data densitas sebelum pengolahan tanah terlihat pada selang kedalaman cm lebih kecil nilainya dari pada selang kedalaman 0-10 dan cm dikarenakan persentase ruang pori-pori tanah atau porositas yang kecil sehingga ruang pori-pori tanah tersebut lebih sedikit atau lebih padat akibat adanya desakan dari beban yang terjadi diatas lahan tersebeut. Tetapi dari gambar 18 dianalisis bahwa metodetrash in Corporation yang diterapkan ternyata lebih efektif dari pada metode pembajakan yang diterapkan di lahan C, hal ni dilihat dari selisih peningkatan dan penurunan densitas yang terjadi hingga perlakuan pengolahan tanah terakhir yang dierapkan ke lahan tersebut. Nilai densitas tanah pada kebun B cenderung sama dengan lahan A, yaitu densitas tanah yang diharapkan turun secara nyata ternyata sempat mengalami kenaikan pada selang cm dan cm saat kegiatan bajak II dan harrow I. Hal ini disebabkan karena implement yang bajak 1 yang digunakan berupa giant harrow atau rome harrow yang memiliki beban yang lebih berat dari bajak piring biasa, sehingga secara tidak langsung juga memberikan effek pemadatan ke tanah. Pada dasarnya, dengan kegiatan pengolahan tanah ini diharapkan akan menurunkan densitas tanah dan meningkakan ruang pori-pori tanah, sehingga memudahkan akar-akar tebu menembus tanah melalui ruang pori tersebut, terutama untuk bibit yang perakarannya masih muda (lemah). Kecenderungan kenaikan densitas tanah setelah pengkairan pada kebun A disebabkan oleh tekanan yang berasal dari roda traktor mendesak air dan udara, sehingga daerah yang dipengaruhi tekanan roda menjadi lebih padat dan secara langsung dapat meningkatkan densitas tanah. Data kebun C menunjukkan bahwa intensitas pengolahan tanah dari bajak I, bajak II, harrow 1, harrow II, dan kair menurunkan nilai densitas tanah pada setiap kedalaman olah. Hal ini disebabkan karena metode yang diterapkan pada lahan ini adalah metode pembajakan lama PT LPI, yaitu pembajakan tanahnya menggunakan bajak piring yang memiliki bobot lebih ringan dari pada pembajakan pada lahan A dan B dengan metode Trash in Corporation yang menggunakan implemen rome harrow. MWD 1,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 Lahan A Lahan B Lahan C Lahan Bajak I Bajak II Harrow I Harrow II Kair Gambar 21. Grafik nilai MWD pada berbagai selang kedalaman pada kebun HGU, PT LPI site OKU 28

42 Diameter berat rata-rata tanah (MWD) dapat diartikan sebagai rata-rata berat tanah hasil perlakuan pengolahan tanah, atau massa tingkat konsentrasi tanah hasil pengolahan tanah. Pengujiannya dilakukan dengan menggunakan ayakan bertingkat dengan mesh 4 cm, 2 cm, 1.2 cm, 0.7 cm, dan panci. Selang kedalaman yang diambil samplenya hanya pada selang kedalaman 0-15 cm, dikarenakan kedalaman pembajakan efektif di lahan LPI hanya sampai kedalaman 15 cm Dari gambar 15 terlihat penurunan MWD yang drastis pada lahan A dan B, sedangkan pada lahan C penurunan MWDnya tidak terlalu drastis. Hal ini disebabkan karena metode pengolahan tanah yang diterapkan pada lahan A dan B adalah metode trash in corporation dimana implemen bajak yang digunakan berupa rome harrow yang memiliki 10 disc 32 inch yang disusun scaloped sehingga memiliki daya penetrasi yang lebih besar ke tanah, sehingga dapat memecah an tanah lebih kecil. Berbeda dengan lahan C yang menggunakan metode pengolahan tanah biasa yang pembajakannya menggunakan bajak piring 28 inch yang daya penetrasinya tidak sebesar rome harrow sehingga penurunan MWDnya tidak terlalu drastis MWD 1,6 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 Hubungan BD dengan MWD y = 1,9666x - 1,6319 R² = 0, Bulk Density (g/cc) Gambar 22. Grafik hubungan BD dengan MWD MWD 1,6 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 Hubungan PT dengan MWD y = -0,0529x + 3,6195 R² = 0, Porositas () Gambar 23. Grafik hubungan PT dengan MWD Dari gambar 22 di hasilkan grafik hubungan antara densitas tanah dengan berat rata-rata, dimana hubungannya adalah semakin rendah densitas tanah maka semakin 29

43 rendah juga berat rata-rata. Berbanding terbalik dengan yang di tunjukan pada gambar 23 yang menunjukan semakin besarnya persentase porositas tanah maka semakin besar ukuran berat rata-rata Pengujian pemadatan tanah dilakukan untuk mencari hubungan kadar air dan berat volume, serta untuk mengevaluasi tanah agar memenuhi persyaratan kepadatan.. Selain itu, pengujian ini juga dapat digunakan untuk mengetahui nilai kadar air optimum contoh tanah yang dapat menghasilkan berat volume kering atau densitas (bulk density) maksimum contoh tanah. Pengujian pemadatan tanah terhadap contoh tanah (A,B, C) dilakukan dengan metode Standard Proctor, sehingga diperoleh hasil pengamatan seperti yang tersaji dalam Lampiran 11. Pada pengujian ini digunakan beberapa asumsi seperti densitas air ρ w ) sebesar 1 g/cc. Pemadatan tanah diperoleh dengan uji Proctor terhadap ketiga sampel tanah yang digunakan dalam penelitian. Pengujian ini dilakukan untuk memperoleh hubungan antara kadar air dengan berat volume kering tanah (dry bulk density) yang nantinya akan digunakan untuk mementukan kadar air optimum dan berat volume kering maksimum. Pemadatan tanah dilakukan bertahap dengan melakukan manipulasi kadar air pada sampel tanah. Berat volume kering tanah (dry bulk density) dalam hal ini densitas yang diperoleh pada mulanya akan turun dan berikutnya akan naik hingga mencapai maksimum. Setelah mencapai titik maksimum ia akan turun, hal ini berjalan dengan bertambahnya kadar air. Kadar air pada densitas maksimum ini adalah kadar air optimum yang merupakan nilai kadar air yang terbaik untuk mencapai densitas terbesar atau kepadatan maksimum. Hasil uji Proctor sample tanah PT LPI dapat dilihat pada lampiran 11.Berikut adalah gambar dry bulk density masing-masing contoh tanah. Densitas Tanah (g/cc) 2,6 2,4 2,2 2,0 1,8 1,6 1,4 1,2 1,0 BD maksimum y = -7E-05x x x R² = KA optimum Kadar Air () Densitas jenuh Densitas Kering Gambar 24. Densitas tanah A (35C72 blok C5/7) 30

44 Densitas Tanah (g/cc) 2,6 2,4 2,2 2,0 1,8 1,6 1,4 1,2 1,0 BD maksimum y = -7E-05x x x R² = KA optimum Kadar Air () Densitas jenuh Densitas Kering Gambar 25. Densitas tanah B (48C82 blok C5/9) Densitas Tanah (g/cc) 2,6 2,4 2,2 2,0 1,8 1,6 1,4 1,2 1,0 BD maksimum y = -7E-05x x x R² = Kadar Air () KA optimum Densitas jenuh Densitas Kering Gambar 26. Densitas tanah C (57C72 blok C6/8) Kurva-kurva tersebut menampilkan hubungan penambahan kadar air tanah dengan densitas tanah (densitas kering tanah dan densitas jenuh tanah). Kurva-kurva tersebut mengikuti pola fungsi polynomial pangkat tiga. Pada kurva densitas kering tanah, fungsi tersebut dapat digunakan untuk mencari kadar air optimum pada densitas kering tanah maksimum dengan cara mencari nilai (x) untuk kadar air optimum dan nilai (y) untuk densitas kering maksimum pada turunan pertama persamaan tersebut yang bernilai nol y =0). Dalam hal pengaruh penambahan air terhadap perubahan densitas, pada tanah yang memiliki fraksi pasir yang tinggi densitas tanah tidak akan berubah terlalu jauh jika dibandingkan dengan tanah yang fraksi pasirnya rendah, hal ini diakibatkan karena fraksi debu dan fraksi liat akan lebih sulit dipadatkan dalam kondisi basah. Dengan demikian tanah yang memiliki fraksi debu dan liat akan lebih sulit untuk dilalui mesin pertanian jika dalam keadaan basah 31

45 Tabel 6. Kadar air optimum dan densitas maksimum contoh tanah Contoh Tanah Kadar Air Optimum () Densitas Maksimum (g/cc) Lahan A (35C72 blok C5/7) Lahan B (48C82 blok C5/9) Lahan C (57C72 blok C6/8) Tabel 6 menunjukkan nilai densitas maksimum dan kadar air optimum untuk masing-masing contoh tanah. Densitas maksimum contoh tanah yang diperoleh berkisar antara s.d g/cc. Densitas maksimum paling besar terjadi pada contoh tanah 35C72 blok C5/7 dan paling kecil terjadi pada contoh tanah 57C72 blok C6/8. Dari hasil uji Proctor diperoleh nilai kadar air optimum rata-rata sebesar dan densitas maksimum rata-rata sebesar 1.59 g/cc, sehingga di lapangan perlu dihindari kondisi kadar air dan densitas tanah tersebut karena akan berpotensi menciptakan pemadatan tanah maksimum. Dari data yang diperoleh dari densitas yang terukur dilapangan terlihat bahwa densitasnya berada dibawah densitas maksimum pada uji pemadatan tanah (uji Proctor). Namun densitas maksimum pada uji Proctor tidak berhubungan terhadap densitas yang terjadi pada hasil pengolahan tanah,hal ini karena densitas pada hasil pengolahan tanah terjadi bukan karena hasil pemadatan, tetapi merupakan hasil dari pengolahan tanah. Kemampuan tanah untuk menahan tekanan tanpa terjadi keruntuhan ditentukan melalui kekuatan geser. Parameter yang ada pada kekuatan geser ini meliputi gesekan dalam dan kohesi. Kekuatan geser yang diamati pada pengujian ini adalah kekuatan geser pada ketiga sample lahan DIV II PT LPI. Berdasarkan kohesi yang dimilikinya tanah digolongkan dalam dua jenis yaitu tanah berkohesi dan tanah tidak berkohesi. Kohesi ini sangat dipengaruhi oleh fraksi liat pada tanah. Dari percobaan yang diperoleh, tanah dari PT LPI memiliki kohesi yang besar dimana fraksi liat tanah ini tinggi yaitu Kohesi ini tergantung pada macam tanah dan kepadatan butirannya dimana semakin tinggi kepadatan tanah pada tanah yang sama maka kohesinya akan semakin tinggi.sudut gesek dalam pada sampel yang memiliki fraksi liat yang sedikit memiliki nilai yang lebih kecil, namun demikian kombinasi dari ketiga fraksi tanah akan menghasilkan beragam nilai sudut geser dalam. Hal tersebut dapat di lihat dari tabel 7 berikut. 32

46 Pengujian Tabel 7. Kekuatan geser. kohesi dan sudut geser dalam Kadar Air () BD Rata-rata (g/cc) Kuat Geser (kgf/cm 2 ) pada σ 0.5 σ 1 σ 1.5 Kohesi (kg/cm 2 ) Sudut Gesek Dalam ( o ) Lahan A 0-10 cm Lahan A cm Lahan A cm Lahan B 0-10 cm Lahan B cm Lahan B cm Lahan C 0-10 cm Lahan C cm Lahan C cm Kekuatan Geser (kgf/cm 2 ) 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0, ,5 1 1,5 2 Tekanan Normal (kg/cm 2 ) y = 0,475x + 0,161 R² = 0,997 y = 0,257x + 0,396 R² = 0,999 y = 0,309x + 0,498 R² = 0,836 Lahan A 0-10 cm Lahan A cm Lahan A cm Gambar 27. Kekuatan geser sample tanah A (35C72 blok C5/7) Kekuatan Geser (kgf/cm 2 ) 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0, ,5 1 1,5 2 Tekanan Normal (kg/cm 2 ) y = 0,434x + 0,265 R² = 0,992 y = 0,411x + 0,234 R² = 0,995 y = 0,579x + 0,163 R² = 0,991 Lahan B 0-10 cm Lahan B cm Lahan B cm Gambar 28. Kekuatan geser sample tanah B (48C82 blok C5/9) 33

47 Kekuatan Geser (kgf/cm 2 ) 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0, ,5 1 1,5 2 Tekanan Normal (kg/cm 2 ) y = 0,515x + 0,567 R² = 0,800 y = 0,667x + 0,121 R² = 0,997 y = 0,391x + 0,337 R² = 0,986 Lahan C 0-10 cm Lahan C cm Lahan C cm Gambar 29. Kekuatan geser sample tanah C (57C72 blok C6/8) Data yang diperoleh pada percobaan kekuatan geser ini terdapat dua data yang menyimpang, yaitu data lahan lahan A pada kedalaman cm dan lahan C kedalaman 0-10 cm. Data kekuatan geser yang diperoleh pada kedalaman tersebut seharusnya terus naik disetiap penambahan beban, namun yang terjadi tidak demikian. Data kekuatan geser lahan A cm sempat naik pada beban 1kg/cm 2 namun turun ketika diberi beban 1.5kg/cm 2 begitu juga yang terjadi pada lahan C 0-10 cm terjadi penurunan kekuatan geser ketika sample diberikan beban 1kg/cm 2 lalu naik kembali ketika diberi beban 1.5 kg/cm 2. Hal ini di sebabkan karena ring sample tanah yang digunakan untuk mengambil tanah utuh di PT LPI mengalami kerusakan pada bagian penutupnya karena terbentur ketika di bawa dari lokasi penelitian ke Bogor, sehingga tanah yang ada di dalam ring sample tidak begitu padat lagi. Kekuatan Geser (kgf/cm 2 ) 2,4 2,0 1,6 1,2 0,8 0,4 0,0 0,5 1 1,5 1,33 1,5 1,53 Densitas (g/cc) Gambar 30. Hubungan kekuatan geser tanah lahan A terhadap densitas tanah 34

48 Kekuatan Geser (kgf/cm 2 ) 2,4 2,0 1,6 1,2 0,8 0,4 0,0 0,5 1 1,5 1,33 1,42 1,63 Densitas (g/cc) Gambar 31.Hubungan kekuatan geser tanah lahan B terhadap densitas tanah Kekuatan Geser (kgf/cm 2 ) 2,4 2,0 1,6 1,2 0,8 0,4 0,0 0,5 1 1,5 1,16 1,27 1,56 Densitas (g/cc) Gambar 32. Hubungan kekuatan geser tanah lahan C terhadap densitas tanah Menurut Holmes J.W dan Marshall T.J (1988) menyatakan bahwa kekuatan geser tanah cenderung meningkat dengan meningkatnya densitas tanah. Dari gambar 30 terlihat hubungan yang terjadi antara kekuatan geser lahan A terhadap densitas berbanding terbalik terhadap pernyataan tersebut, dari gambar tersebut terlihat bahwa pada densitas 1.33 g/cc kekuatan gesernya lebih besar dari pada tanah dengan densitas 1.5 dan 1.53 g/cc yang cenderung meningkat kekuatan gesernya. Hal ini dikarenakan karena tanah pada sample dengan densitas 1.33 g/cc tersebut telah terguncang dan tidak utuh lagi. Namun pada lahan B dan C terbukti bahwa kekuatan geser akan meningkat seiring dengan meningkatnya densitas tanah. Dari hukum Coulomb di jelaskan bahwa kekuatan geser atau τ akan meningkat seiring dengan meningkatnya σ atau Tekanan normal, pernyataan tersebut terbukti dengan grafik kekuatan geser tersebut yang meningkat ketika tekanan normal yang diberikan bertambah. Namun pada kondisi yang sebenarnya di lahan untuk meningkatkan tegangan geser untuk mencapai kondisi mekanisasi yang optimal maka tekanan normal pada hukum Coulomb tersebut diubah menjadi ground pressure. 35

49 Pengujian Tabel 7. Rata-rata nilai sifat fisik dan mekanik tanah Kadar Air () Porositas () BD Ratarata (g/cc) Kuat Geser (kgf/cm 2 ) pada σ 0,5 σ 1 σ 1,5 Kohesi (kg/cm 2 ) Sudut Gesek Dalam ( o ) Kedalaman 0-10 cm Kedalaman cm Kedalaman cm ,00 Kadar Air Rata-rata () 10,00 8,00 6,00 4,00 2,00 0, cm cm cm Kedalaman Gambar 33. Hubungan antara kadar air rata-rata terhadap kedalaman tanah 1,50 Densitas Rata-rata (g/cc) 1,45 1,40 1,35 1,30 1,25 1, cm cm cm Kedalaman Gambar 34. Hubungan antara densitas rata- rata terhadap kedalaman tanah 36

50 Porositas Rata-rata () 52,00 51,00 50,00 49,00 48,00 47,00 46,00 45,00 44,00 43, cm cm cm Gambar 35. Hubungan antara porositas rata-rata terhadap kedalaman tanah Kekuatan Geser (kgf/cm 2 ) 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 Kedalaman 0 0,5 1 1,5 2 Tekanan Normal (kgf/cm 2 ) y = 0,4752x + 0,3311 R² = 0,981 y = 0,4452x + 0,2511 R² = 0,9999 y = 0,426x + 0,334 R² = 0,9669 Kedalaman 0-10 cm Kedalaman cm Kedalaman cm Gambar 36. Hubungan antara kuat geser terhadap tekanan normal Dari tabel 7dapat dianalisis bahwa kadar air akan meningkat seiring dengan bertambahnya kedalaman tanah, hal ini disebabkan karena faktor penguapan akibat cuaca panas matahari. Densitas rata-rata tanah sebelum pengolahan tanah pada selang kedalaman yang semakin dalam akan berkurang dikarenakan terjadi kepadatan pada selang kedalaman 0-20 cm. Dari gambar 44 dapat dianalisis bahwa semakin besar tekanan normal maka semakin besar kekuatan geser tanah tersebut pada tiap selang kedalaman, selain itu meningkatnya kekuatan geser sample tanah tersebut juga dipengaruhi oleh faktor densitas tanah dan kadar air tanah tersebut. Data rata-rata kohesi dan sudut gesek dalam yang diperoleh pada uji kuat geser ini diperoleh dari faktor persentase fraksi liat dan pasir, semakin tinggi fraksi liat maka nilai kohesinya akan semakin besar begitu juga dengan semakin besarnya fraksi pasir makan semakin besar sudut gesek dalam yang diperoleh. 37

51 KESIMPULAN A. Kesimpulan Dari hasil penelitian di kebun DIV II PT LPI Site OKU Timur, Sumatera Selatan ini dapat disimpulkan bahwa:. 1. Densitas tanah dan bobot rata-rata hasil pengolahan tanah berkurang akibat meningkatnya intensitas pengolahan tanah 2. Kekuatan geser tanah akan meningkat seiring dengan meningkatnya densitas tanah 3. Metode Giant Harrow 1- Giant Harrow II- Garu I- Garu II- Kair lebih efektif dibanding metode Bajak I- Bajak II- Garu I- Garu II- Kair dilihat dari nilai densitas dan MWDnya 4. Hasil uji Proctor diperoleh nilai kadar air optimum rata-rata sebesar dan densitas maksimum rata-rata sebesar 1.59 g/cc, sehingga di lapangan perlu dihindari karena akan berpotensi menciptakan pemadatan maksimum B. Saran 1. PT LPI Sumatera Selatan bisa menerapkan metode Trash in Corporation dibeberapa petak lahan karena dengan mengaplikasikan metode ini dapat diperoleh nilai bobot ratarata (MWD) hasil pengolahan tanah yang lebih kecil dibanding metode Bajak I - Bajak II - Garu I - Garu II - Kair 2. Dalam rangka untuk mencari dan menentukan metode pengolahan tanah optimum (efektif dan efisien) maka seyogyanya PT LPI Sumatera Selatan melakukan percobaan dengan menggunakan metode pengolahan tanah yang lain, terutama metode pengolahan tanah minimum untuk tebu lahan kering.

52 DAFTAR PUSTAKA Braja MD, Endah N, Mochtar IB Mekanika Tanah (Prinsip-prinsip Rekayasa Geoteknis) Jilid I. Jakarta : Penerbit Airlangga. Bowles JE Engineering Properties of Soil and Their Measurement. Edisi ke -4. New York : McGraw-Hill, Inc Gonggo D Kekuatan Geser Tanah Pada Berbagai Dosis Penambahan Pupuk Organik Granul. [Skripsi]. Bogor: Fateta IPB. Hakim N, Nyakpa MY, Lubis AM, Nugroho SG, Diha MA, Hong GM, Bailey HH Dasardasar Ilmu Tanah. Lampung: Universitas Lampung. Hardiyatmo HC Mekanika Tanah I. Jakarta : Gramedia Pustaka Utama. Hardjowigeno S Ilmu Tanah. Bogor: Jurusan Ilmu Tanah, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Haridjadja, O Pengantar Fisika Tanah. Bogor: Staf Dept Ilmu Tanah IPB. Hillel D Soil and Water, Physical, Principles and Process. New York, USA: Academic Press. Irfan A Analisis Kekuatan Geser Tanah pada Berbagai Tekstur Tanah [Skripsi]. Bogor: Fateta IPB. Isron Perubahan Sifat Fisik Tanah Hasil Pengolahan Tanah Pada Budidaya Tebu lahan Kering di PG Pesantren Baru, Kediri.[Sripsi]. Bogor: Fateta IPB. Kalsim DK., Sapei A Fisika Lengas Tanah. Bogor : Jurusan Teknik Pertanian, Fateta IPB. McKyes E Soil Cutting and Tillage. Amsterdam, Netherlands: Elsevier Science Publisher. Marshall TJ dan Holmes JW Soil Physics. Cambridge, England: Cambridge University Press. Plaster JW Soil Science & Management. 2 nd ed. New York, USA: Delmar Publisher Inc. Pramuhadi G Pengolahan Tanah Optimum Pada Budidaya Tebu Lahan Kering [Disertasi]. Bogor: Program Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor. Wesley, L. D Mekanika Tanah. Jakarta : Badan Penerbit Pustaka Umum. 39

53 LAMPIRAN 40

54 Lampiran 1. Denah kebun HGU DIV II PT LPI Keterangan : Luas Lahan Lahan A (35C72blok C5/7) 2.43 Ha Lahan B (48C82 blok C5/9) 4.64 Ha Lahan C (57C72 blok C6/8) 1,46 Ha 41

55 Lampiran 2. Data analisa terkstur tanah HGU DIV II PT LPI 42

56 Lampiran 3. Data analisa sifat fisik HGU DIV II PT LPI 43

57 Lampiran 4. Gambar Ring Sampel (a), Ayakan Tanah (b), dan Oven (c) (a) (b) (c) 44