III. METODOLOGI PENELITIAN

Transkripsi

1 III. METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Pembuatan Alat Waktu dan Tempat Pembuatan alat dilaksanakan dari bulan Maret 2009 Mei 2009, bertempat di bengkel Laboratorium Alat dan Mesin Budidaya Pertanian, Leuwikopo, Departemen Teknik Pertanian, Institut Pertanian Bogor Alat dan Bahan Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah: 1. Las listrik 2. Bor tangan 3. Gerinda tangan 4. Gerinda potong 5. Mesin bubut 6. Gergaji besi 7. Jangka sorong 8. Meteran 9. Peralatan perbengkelan lainnya Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah : 1. Besi pelat 2. Besi siku 3. Besi silinder 4. Besi persegi 5. Baut dan mur Tahapan Pembuatan Kegiatan pembuatan alat ini, meliputi kegiatan pengumpulan data dan informasi hasil dari penelitian pendahuluan, identifikasi masalah, survei bahan dan informasi desain, merancang konstruksi alat, pengukuran bahan, pembuatan komponen furrower, pemasangan komponen dan pengecatan. 17

2 Tabel 4. Bagian-bagian furrower dan bahan yang digunakan No. Bagian Bahan 1. Pisau Besi pelat 3 mm 2. Sayap furrower Besi pelat 2 mm 3. Tangkai furrower Besi pelat 10 mm 4. Landside Besi siku 3 x 3 cm 5. Batang tarik Besi persegi 2 x 3 cm 6. Siku penguat Besi siku 3 x 3 cm 7. Besi penjepit Besi pelat 10 mm 8. Baut pengencang Baut M Batang penghubung Besi persegi 2 x 3 cm 10. Pelat samping Besi pelat 10 mm 11. Batang pengunci Besi pelat 10 mm 12. Batang penahan Besi pelat 10 mm 13. Pin penahan Besi silinder pejal d 15 cm 14. Baut pengencang Baut M Besi penggandeng Besi pelat 5 mm 16. Titik gandeng Besi silinder d 18 mm 17. Baut pengunci Baut M Pengujian Alat Waktu dan Tempat Pengujian alat dilaksanakan pada bulan Juni 2009, bertempat di lahan percobaan Laboratorium Alat dan Mesin Budidaya Pertanian, Leuwikopo, Departemen Teknik Pertanian, Institut Pertanian Bogor Alat dan Bahan Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah: 1. Traktor Yanmar Bromo DX Traktor Yanmar Bromo DX yang digunakan mempunyai spesifikasi seperti yang terlihat pada Tabel 5. Traktor ini digunakan untuk pengolahan tanah pertama menggunakan bajak singkal. Bentuk traktor Yanmar Bromo DX dapat dilihat pada Gambar 8. 18

3 Tabel 5. Spesifikasi Bromo DX Merk Yanmar Model Bromo DX Dimensi dengan roda karet Panjang : 2716 mm Lebar : 840 mm Tinggi : 1065 mm Berat dengan motor penggerak 251 kg Motor penggerak Model : TF 85 MLY-di Volume Silinder : 493 cc Tenaga maksimum : 8.5 hp/2200 rpm Jenis : Motor diesel 4 langkah Sistem pendinginan : Air dengan radiator Berat kosong : 89 kg Transmisi Roda gigi penuh (full gear) Maju 4, mundur 2 Kapasitas tangki Bahan bakar : 10.5 liter Minyak pelumas : 2.2 liter Perlengkapan standar Roda besi, bajak tunggal, glebek, garu Perlengkapan pilihan Bajak piring Disc Plow, dudukan singkal samping Side Hitch dan gerobak Trailer. Gambar 8. Traktor Yanmar Bromo DX 19

4 2. Traktor Yanmar YZC-L Traktor Yanmar YZC-L yang digunakan mempunyai spesifikasi seperti yang terlihat pada Tabel 6. Traktor ini digunakan untuk pengolahan tanah kedua menggunakan rotari. Bentuk traktor Yanmar YZC-L dapat dilihat pada Gambar 9. Tabel 6. Spesifikasi Yanmar YZC-L Merk Yanmar Model YZC-L Dimensi dengan roda karet Panjang : 2414 mm Lebar : 800 mm Tinggi : 1160 mm Berat dengan motor penggerak 352 kg Motor penggerak Model : TF 105 ML-di Volume Silinder : 583 cc Tenaga maksimum : 10.5 hp/2400 rpm Jenis : Motor diesel 4 langkah Sistem pendinginan : Air dengan radiator Berat kosong : kg Transmisi Roda gigi dan rantai Maju 3, mundur 1 Kapasitas tangki Bahan bakar : 11 liter Minyak pelumas : 2.8 liter Bagian pengolah tanah rotari Sistem : penggerak tengah Lebar kerja : 660 mm Jumlah garpu bajak : 18 buah Kedalaman kerja : 180 mm Kapasitas kerja : m 2 /jam Perlengkapan standar Tangki peluncur, tonggak tumpuan Perlengkapan pilihan Roda besi, bajak tunggal, gelebek, garu. 20

5 Gambar 9. Traktor Yanmar YZC-L 3. Traktor Yanmar Cultivator Te 550 n Traktor Yanmar Cultivator Te 550 n yang digunakan mempunyai spesifikasi seperti yang terlihat pada Tabel 7. Traktor ini digunakan untuk membuat guludan menggunakan furrower. Bentuk traktor Yanmar Cultivator Te 550 n dapat dilihat pada Gambar 10. Tabel 7. Spesifikasi Traktor Cultivator Te 550 n Merk Yanmar Model Te 550 n Dimensi dengan roda karet Panjang : 1472 mm Lebar : 495 mm Tinggi : 1003 mm Berat kosong (berat rangka 61 kg dengan roda karet) Motor penggerak Model : Robin EY 208 Volume Silinder : 183 cc Tenaga maksimum : 5 hp/2000 rpm Tenaga rata-rata : 3.5 hp/1800 rpm Sistem pendinginan : Udara Berat kosong : 16 kg Penerusan daya Kopeling utama : Puli penegang tali sabuk 21

6 Ukuran tali sabuk : COGGED V-BELT REC H- P IISB35 Kecepatan jalan (Roda Karet) Maju : ke 1 = 2.37 km/jam ke 2 = 3.89 km/jam ke 3 = 5.69 km/jam ke 4 = 9.32 km/jam Mundur : ke 1 = 2.5 km/jam Ke 2 = 4.1 km/jam Stang kemudi Penyetelan 3 posisi Roda karet 4-8 Perlengkapan kerja Axie rotary, Hexagon rotor, Rear rotary, dan Ridger Gambar 10. Traktor Yanmar Te 550 n Alat ukur yang digunakan dalam penelitian ini adalah: 1. Alat ukur untuk pengukuran kondisi tanah dan hasil pengolahan tanah : a) Penetrometer tipe SR-2 b) Ring sample dan perlengkapan pengambilan contoh tanah c) Pisau pemotong tanah d) Timbangan 22

7 e) Oven pengering tanah f) Satu set reliefmeter g) Satu set ayakan tanah h) Patok patok kayu 2. Alat ukur yang digunakan untuk pengukuran kapasitas lapangan meliputi : a) Meteran (50 cm dan 50 m) b) Stopwatch c) Tachometer Metode Pengujian Metode pengujian furrower untuk guludan yang digunakan adalah metode B-G-F (Bajak singkal Garu rotari Furrower) karena dari hasil penelitian pendahuluan metode ini merupakan metode yang terbaik (Susanto,2003). Pengujian dilakukan pada tiga petak lahan yang mempunyai ukuran yang sama yaitu 8 m 12 m. Pada metode B-G-F diawali dengan pengolahan tanah menggunakan traktor Yanamar Bromo DX dengan implemen bajak singkal untuk pengolahan tanah primer. Pengolahan tanah primer dilakukan dengan pembajakan dalam satu petak lahan percobaan secara menyeluruh dengan pola pembajakan throw out tilling. Pengolahan dengan bajak singkal dilakukan untuk memotong tanah, membalikkan dan memecah tanah. Setelah tanah dibajak dilakukan penggaruan menggunakan traktor Yanmar YZC-L dengan implemen garu rotari. Penggaruan berfungsi untuk memecahkan dan meratakan tanah. Penggaruan dilakukan pada lahan percobaan secara menyeluruh dengan pola throw out tilling. Kemudian setelah tanah selesai di rotari dibuat guludan dengan furrower. Pembuatan guludan dengan furrower dilakukan menggunakan traktor Yanmar Cultivator Te 550n dan pola yang digunakan untuk membuat guludan adalah continuous tilling. Skema pola pembuatan guludan dengan metode B-G-F dapat dilihat pada Gambar

8 Gambar 11. Skema pola pembuatan guludan dengan metode B-G-F 3.3 Pengukuran Parameter-parameter yang diukur pada penelitian ini adalah bentuk dan ukuran guludan, kondisi tanah sebelum dan setelah pengolahan tanah, dan kapasitas lapangan pengolahan tanah. Pengukuran kondisi tanah sebelum pengolahan tanah ah dilakukan untuk mengetahui kondisi awal percobaan. Pengukuran kondisi tanah setelah pengolahan tanah bertujuan untuk mengetahui apakah tanah hasil pengolahan tanah sudah sesuai dengan yang diharapkan untuk budidaya sayuran Kondisi tanah sebelum pengujian Parameter-parameter yang diukur sebelum pengolahan tanah adalah kadar air, kerapatan isi (bulk density), dan tahanan penetrasi tanah. Pengukuran kadar ar air dan kerapatan isi tanah dilakukan dengan mengambil contoh tanah menggunakan ring sample pada dua tingkat kedalaman, yaitu kedalaman 0-10 cm dan cm. Pengukuran penetrasi tanah dilakukan 24

9 dengan menggunakan penetrometer tipe SR-2 pada enam tipe kedalaman, yaitu 0-5 cm, 5-10 cm, cm, cm, cm, dan cm. Pengukuran kadar air dan kerapatan isi dilakukan pada lima titik secara acak. Pengukuran tahanan penetrasi tanah dilakukan pada sembilan titik secara acak. Pengukurann kadar air, kerapatan isi, dan tahanan penetrasi dapat dilihat pada Gambar 12. Gambar 12. Titik-titik pengukuran kadar air dan kerapatan isi (gambar kiri) dan pengukuran tahanan penetrasi (gambar kanan) Kadar air tanah dapat dihitung dengan rumus (Sapei et al., 1990) :...(2) keterangan : K A = kadar air basis kering ( % ) mtb = massa tanah basah dalam ring sample ( g ) mtk = massa tanah kering ( g ) Kerapatan isi tanah ( bulk density ) dapat dihitung dengan rumus (Sapei et al., 1990) :.....(3) keterangan : ρ d = kerapatan isi tanah ( g/cm 3 ) Vt = volume tanah dalam ring sample ( cm 3 ) 25

10 Tahanan penetrasi tanah dihitung dengan rumus ( Islami dan Utomo, 1995) :...(4) keterangan : Tp = tahanan penetrasi (kpa) Fp = beban penetrasi terukur pada penetrometer (kgf) mp = massa penetrometer (kg) Ak = luas penampang kerucut ( 2 cm 2 ) Kondisi tanah setelah pengujian Parameter-parameter yang diukur setelah pengolahan tanah adalah kadar air, kerapatan isii (bulk density), tahanan penetrasi tanah, spasi pemotongan tanah oleh pisau rotari, distribusi agregat, dan kedalaman lapisan gembur. Pengukuran kadar air, kerapatan isi, dan tahanan penetrasi dilakukan dengan mengambil data pada sembilan titik pengukuran yang terletak pada guludan. Pengukuran kadar air dan kerapatan isi dilakukan dengan mengambil contoh tanah menggunakan ring sample pada dua tingkat kedalaman, yaitu kedalaman cm dan cm. Pengukuran tahanan penetrasi tanah setelah pengujiann dilakukan pada enam tingkat kedalaman, yaitu 0-5 cm, cm, cm, cm, dan cm. Pengukuran kadar air, kerapatan isi, dan tahanan penetrasi setelah pengujian dilakukan seperti terlihat pada Gambar 13. Gambar 13. Titik- titik pengukuran kadar air, kerapatan isi, dan tahanan penetrasi tanah setelah pengujian 26

11 Spasi pemotongan tanah oleh pisau rotari dipengaruhi oleh kecepatan putar rotari. Pengukuran kecepatan putar rotari dilakukan dengan menghitung rasio antara kecepatan putar poros rotari dengan kecepatan putar puli yang dihubungkan ke gear box pada traktor roda dua. Pengukuran kecepatan puli tersebut dan kecepatan putar engine traktor dilakukan dengan menggunakan tachometer. Spasi pemotongan tanah oleh pisau rotari dapat dihitung dengan rumus (Sakai et al., 1998) :...(5) keterangan : p v ω jp = spasi pengolahan (cm) = kecepatan maju alat (m/detik) = kecepatan putaran poros rotari (rpm) = jumlah pisau dalam satu bidang rotasi Pengukuran distribusi agregat tanah dilakukan dengan cara mengambil contoh tanah pada guludan dengan alat pengambil contoh tanah sampai kedalaman 20 cm. Tanah di dalam kotak pengambil contoh tanah diambil pada tiap-tiap lapisan 0-4 cm, 4-8 cm, 8-12 cm, cm, dan cm dengan menggunakan sekop. Setelah tanah pada tiap lapisan dikering udarakan, tanah-tanabawah adalah bukaan 38,1 mm, 19,1 mm, 9,25 mm, 4,76 mm, 2 mm dan tersebut diayak dengan susunan ayakan dari atas ke tempat tanah hasil ayakan. Tanah yang berada di tiap-tiap ayakan ditimbang dan dihitung persentase beratnya. Selanjutnya dihitung diameter rata-rata (mwd, mean weighed diameter) untuk tiap lapisan kedalaman dengan rumus sebagai berikut (Kuipers dan Kowenhopn. 1983):...(6) keterangan : a = persentase berat tanah pada ayakan 38,1 mm b = persentase berat tanah pada ayakan 19,1 mm 27

12 c = persentase berat tanah pada ayakan 9,25 mm d = persentase berat tanah pada ayakan 4,76 mm e = persentase berat tanah pada ayakan 2,0 mm f = persentase berat tanah pada tempat tanah hasil ayakan Pengukurann lapisan gembur dilakukan dengan menggunakan reliefmeter yang dipasang pada tanah yang akan diukur dengan arah tegak lurus arah pengolahan tanah sampai bagian bawah papan reliefmeter hampir menyentuh permukaan tanah. Kedalaman lapisan gembur ditentukan dengan menghitung selisih antara rata-rata ketinggian pin yang muncul di atas reliefmeter pada tanah bagian atas dengan tanah bagian bawah. Pengukuran ketinggian pin yang muncul di atas reliefmeter pada tanah bagian bawah dilakukan setelah lapisan tanah gembur diangkat/ dibuang dengan cara dikeruk menggunakan jari-jari tangan. Pengukuran lapisan gembur dilakukan pada dua titik pada masing-masing guludan seperti terlihat pada Gambar 14. Skema pengukuran kedalaman lapisan gembur dapat dilihat pada Gambar 15. Gambar 14. Titik-titik pengukuran kedalaman lapisan gembur setelah pengujian 28

13 Gambar 15. Skema pengukuran kedalaman lapisan gembur Pengukuran bentuk guludan yang dihasilkan dilakukan dengan mengukur lebar bawah guludan (Lg), lebar atas guludan (La), tinggi guludan (Tg), dan lebar antar guludan (Ls). Pengukuran lebar bawah guludan (Lg) yaitu dengan mengukur lebar bawah guludan yang terbentuk terbentuk dari mata pisau bagian dalam. Pengukuran lebar antar guludan (Ls) yaitu dengan mengukur lebar antara guludan yang terbentuk dari pemotongan pisau furrower. Bentuk dari pemotongan pisau furrower dapat dilihat pada Gambar 16. Pengukuran bentuk guludan dapat dilihat pada Gambar 17. Gambar 16. Skema pemotongan pisau furrower 29

14 Gambar 17. Skema pengukuran bentuk guludan Keterangan : Tg = tinggi guludan (cm) La = lebar atas guludan (cm) Lg = lebar bawah guludan (cm) Ls = lebar antar guludan (cm) Selain ukuran guludan dan kondisi tanah hasil pengolahan tanah, perlu juga dilakukan pengukuran kapasitas lapangan pengolahan tanah pada penggunaan masing-masing implemen. Parameter-parameter yang akan diukur adalah kapasitas lapang efektif, kapasitas lapang teoritis, efisiensi lapangan, dan slip roda traksi. 30