DISAIN MESIN PENANAM JAGUNG TERINTEGRASI DENGAN PENGGERAK TRAKTOR DUA-RODA EDI SYAFRI

Transkripsi

1 DISAIN MESIN PENANAM JAGUNG TERINTEGRASI DENGAN PENGGERAK TRAKTOR DUA-RODA EDI SYAFRI SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2010

2 SURAT PERNYATAAN Saya menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa segala pernyataan dalam tesis saya yang berjudul: Disain Mesin Penanam Jagung Terintegrasi dengan Penggerak Traktor Dua-Roda merupakan gagasan atau hasil penelitian tesis saya sendiri dengan bimbingan Komisi Pembimbing, kecuali yang dengan jelas ditunjukkan sumbernya. Tesis ini belum pernah diajukan untuk memperoleh gelar pada program sejenis di perguruan tinggi lain. Semua data dan informasi yang digunakan telah dinyatakan secara jelas dan dapat diperiksa kebenarannya. Bogor, Januari 2010 Edi Syafri NRP. F

3 ABSTRACT EDI SYAFRI. Design of an Integrated Corn Seeder Driven by Two Wheel Tractor. Supervised by WAWAN HERMAWAN and DESRIAL Working capacity and cost efficiency of soil tillage, planting and fertilizing in corn cultivation can be increased by integrating three activities using a power tiller. The objectives of this research were a) to design an integrated machine for tillage, planting and fertilizing in a single action and b) to test the prototype of machine in corn planting. Designing of the machine was carried out in four stages: a) problem identification, b) design concept development, c) design analysis (functional and structural), and d) machine drawing. Using the design result, a prototype of integrated machine for corn planting was fabricated. The prototype was tested in several plots to measure its performance. In the test, the machine was pulled and driven by a hand tractor and could tilt the soil, form furrows, plant corn seeds, apply chemical fertilizers simultaneously. Tractor and the machine could be operated easily and stable. Field test result showed that, soil tillage performance was good and the planting furrow could be formed in the desired shape and size. The seed planting was effective and result 1-2 seeds per planting hole and about 23 cm seed spacing. Application of Urea, TSP and KCL could be carried out well, in proper dosage. The theoretical field capacity of the machine was 0.13 ha/hour, the effective field capacity was 0.11 ha/hour at working speed of 0.48 m/s. Keywords: furrows, seeder, fertilizing, integrated machine, corn

4 RINGKASAN EDI SYAFRI. Disain Mesin Penanam Jagung Terintegrasi dengan Penggerak Traktor Dua-Roda dibimbing oleh WAWAN HERMAWAN dan DESRIAL Peningkatan kapasitas kerja dan efisiensi biaya dapat ditingkatkan dengan cara menggabungkan (mengintegrasikan) tiga kegiatan yaitu pengolahan tanah, penanaman dan pemupukan sekaligus menggunakan sebuah mesin yang terintegrasi. Dengan pengintegrasian tiga aktivitas alat/mesin menjadi satu kali lintasan diharapkan dapat memangkas waktu kerja dan biaya hingga sepertiga kalinya. Dengan cara yang inovatif ini, selain kinerja yang meningkat juga lebih efisien dalam penggunaan sumberdaya (traktor, tenaga kerja dan bahan bakar minyak), yang pada gilirannya akan memberikan keuntungan yang jauh lebih besar bagi petani. Tujuan penelitian ini adalah: 1) mendisain prototipe mesin terintegrasi untuk pengolah tanah, penanam dan pemupuk untuk budidaya jagung, 2) melakukan uji kinerja prototipe mesin di lahan pertanian. Untuk mencapai tujuan penelitian tersebut perlu dilakukan pengujian pendahuluan untuk menganalisis daya yang tersedia pada hand traktor merk Yanmar TF 105 ML-di untuk menarik prototipe mesin pengolah tanah, penanam dan pemupuk jagung dan menganalisis penjatahan pada metering device pupuk tipe agitator feed dan metering device benih yang dirancang. Lingkup kegiatan penelitian meliputi aktivitas-aktivitas untuk menjawab dan menyelesaikan permasalahan yang telah diidentifikasi dan dirumuskan. Secara garis besar dibagi dalam tiga kelompok kegiatan yaitu: 1) rancang bangun mesin pengolah tanah, penanam dan pemupuk terintegrasi bertenaga traktor tangan untuk budidaya jagung, 2) pembuatan konstruksi mesin hasil rancangan, dan 3) pengujian serta aplikasi prototipe mesin di lahan pertanian. Rancang bangun mesin dilakukan melalui tahapan a) identifikasi masalah, b) pengembangan konsep disain, c) analisis rancangan (fungsional dan struktural) dan d) pembuatan gambar kerja. Tiga komponen utama yang dirancang adalah 1) unit pengolah tanah dan pembentuk guludan, 2) unit penanam benih, dan 3) unit pemupuk. Unit pengolah tanah menggunakan rotary tiller dan dilanjutkan dengan pembentukan guludan oleh sepasang furrower di belakangnya sehingga terbentuk sebuah guludan. Unit penanam dirancang mampu menanam benih 1-2 benih per lubang tanam pada jarak tanam 20 cm dalam barisan dan 75 cm antar baris. Penempatan benih pada kedalaman 3-5 cm. Unit pemupuk dirancang sehingga mampu memberikan dan menjatah pupuk butiran Urea, TSP dan KCl pada alur di sebelah alur tanam. Unit pemupuk dirancang dapat memberikan penjatahan pupuk Urea dengan takaran kg/ha urea, TSP dengan takaran kg/ha dan KCl dengan takaran kg/ha. Penempatan pupuk pada alur berjarak 7-10 cm sebelah alur benih pada kedalaman 5-10 cm. Dalam perancangan ini, unit penanam dan pemupuk memiliki metering device yang digerakan (diputar) oleh sebuah poros yang digerakan oleh putaran roda penggerak yang menggelinding pada puncak guludan tanam di belakang unit tersebut. Dari hasil pengujian tenaga tarik rotary tiller berkisar antara Watt (rata-rata Watt) pada kondisi slip di bawah 40 % pada kecepatan ratarata 0.34 m/s, sedangkan tenaga tarik minimal yang dibutuhkan untuk menarik

5 prototipe sebesar Watt, sehingga rotary tiller tersebut dapat dikembangkan untuk pembuat guludan, penanam dan pemupuk pada budidaya jagung. Hasil pengujian menunjukan pupuk yang dikeluarkan penjatah pupuk di lahan yaitu Urea = 7.69 g/m alur ( kg/ha), TSP = g/m alur ( kg/ha) dan KCl = 5.13 g/m alur (68.40 kg/ha). Secara umum dosis ini sesuai dengan range dosis yang diharapkan berturut-turut kg/ha Urea, kg/ha TSP dan kg/ha KCl. Kemacetan roda penggerak mengakibatkan penjatah pupuk tidak berputar dan pupuk tidak mengalir jatuh ke saluran pupuk secara kontinyu. Ketika roda macet jarak tempuh pada alur tersebut tetap bertambah dan dalam perhitungan dosis prototipe mesin di lapangan, massa pupuk dibagi dengan jarak dalam meter alur yang ditempuh, sehingga nilai dosis yang didapatkan menjadi kecil. Pada pengujian prototipe mesin di lapangan, jumlah benih pada tiap lubang berkisar antara 1 sampai 2 benih dengan kedalaman tanam benih adalah berkisar antara 6 cm sampai 8 cm. Jumlah benih yang ke luar dipengaruhi oleh ukuran benih, kecepatan maju alat, kemacetan roda penggerak dan gesekan pada metering device. Benih dengan ukuran besar akan masuk celah penjatah dalam jumlah sedikit, sebaliknya benih yang ukurannya kecil dengan jumlah yang lebih banyak. Jarak tanam yang dihasilkan alat pada penanaman di lahan adalah 19 cm sampai dengan 28.5 cm dengan jarak tanam rata-rata cm dan jarak tanam antar alur sesuai dengan jarak antar puncak guludan rata-rata 73.6 cm. Kapasitas lapangan teoritis prototipe mesin tanam dan pemupuk jagung adalah 0.13 ha/jam. Kapasitas lapangan efektif prototipe mesin adalah 0.11 ha/jam dan efisiensi % pada kecepatan maju rata-rata 0.48 m/det. Kapasitas lapangan dan efisiensi alat dapat ditingkatkan dengan meningkatkan kecepatan maju alat dan melakukan pembersihan lahan dari gulma atau sesuatu yang dapat menghalangi roda penggerak. Kata Kunci: guludan, mesin tanam, pemupukan, mesin terintegrasi, jagung

6 Hak Cipta milik IPB, tahun 2010 Hak Cipta dilindungi Undang-Undang 1. Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumber a. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik atau tinjauan suatu masalah b. Pengutipan tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB 2. Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis dalam bentuk apapun tanpa izin IPB

7 DISAIN MESIN PENANAM JAGUNG TERINTEGRASI DENGAN PENGGERAK TRAKTOR DUA-RODA EDI SYAFRI Tesis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada Mayor Teknik Mesin Pertanian dan Pangan SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2010

8 Judul Tesis : Disain Mesin Penanam Jagung Terintegrasi dengan Penggerak Traktor Dua-Roda Nama Mahasiswa : Edi Syafri Nomor Pokok : F Mayor : Teknik Mesin Pertanian dan Pangan Disetujui, Komisi Pembimbing Dr. Ir. Wawan Hermawan, M.S Ketua Dr. Ir. Desrial, M.Eng Anggota Diketahui, Koordinator Mayor Teknik Mesin Pertanian dan Pangan Dekan Sekolah Pascasarjana IPB Dr. Ir. Radite Praeko Agus S., M.Agr Prof. Dr. Ir. Khairil A. Notodiputro, M.S Tanggal Ujian: 14 Januari 2010 Tanggal Lulus:

9 PRAKATA Puji dan syukur kepada Allah SWT karena hanya dengan rahmat dan karunia-nya penulis dapat menyelesaikan penelitian dan tesis yang berjudul Disain Mesin Penanam Jagung Terintegrasi dengan Penggerak Traktor Dua- Roda. Shalawat dan salam kepada Rasulullah Muhammad SAW. Pada kesempatan ini, penulis mengucapkan terimakasih kepada Bapak Dr. Ir. Wawan Hermawan, M.S dan Bapak Dr. Ir. Desrial, M.Eng selaku pembimbing atas saran serta masukannya dalam pelaksanaan penelitian ini. Terimakasih juga penulis sampaikan kepada Bapak Prof. Dr. Ir. Asep Sapei, M.S sebagai dosen penguji luar komisi dan Bapak Dr. Ir. Radite P.A.S., M.Agr sebagai Koordinator Mayor Teknik Mesin Pertanian dan Pangan yang telah memberikan masukan untuk penyempurnaan penulisan tesis ini. Selanjutnya terimakasih penulis sampaikan kepada Pak Abas, Pak Wana, Pak Parma, Hadi dan rekan kerja penulis di Bengkel Teknik Mesin Budidaya Pertanian, rekan-rekan penulis angkatan 2007 mayor Teknik Mesin Pertanian dan Pangan, rekan-rekan penulis di Mes Unand, Pak Roni Afrizal, S.E. M.Si, Mas Nono, serta pihak-pihak yang telah membantu dalam pelaksanaan penelitian ini. Ucapan terimakasih penulis teristimewa untuk Ibunda Sumarni, Etek Sukarni dan keluarga, istri tercinta Drh. Trisna Yesy, serta anak-anak penulis Zhafran Khalid dan Muhammad Abdul Aziz yang telah memberikan do a dan pengorbanannya untuk penulis selama menyelesaikan pendidikan ini. Semoga karya ilmiah ini bermanfaat bagi semua pihak yang membutuhkannya. Bogor, Januari 2010 Edi Syafri

10 RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Pariaman pada tanggal 11 November 1979 dari Ayah Bapak Antau dan Ibu Sumarni. Penulis merupakan putra kedua dari tiga bersaudara. Tahun 1998 penulis lulus dari SMU Negeri 2 Pariaman, lalu diterima sebagai mahasiswa S1 pada Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universitas Andalas di Padang melalui jalur Penelusuran Minat dan Kemampuan (PMDK), dan tamat bulan Oktober Penulis melanjutkan studi S2 tahun 2007 pada Program Magister Sains di Mayor Teknik Mesin Pertanian dan Pangan Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor dengan Beasiswa Program Pascasarjana (BPPS) yang diperoleh dari Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi Republik Indonesia. Penulis bekerja sebagai staf pengajar di Politeknik Pertanian Universitas Andalas sejak tahun 2002 sampai dengan sekarang. Penulis menikah tahun 2004 dengan Trisna Yesy dan telah dikaruniai dua orang anak, Zhafran Khalid dan Muhammad Abdul Aziz.

11 Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis : Prof. Dr. Ir. Asep Sapei, M.S