UJI KINERJA APLIKATOR PUPUK CAIR TIPE TRAILING (APIC) UNTUK BUDIDAYA TEBU PADA LAHAN KERING. Oleh : INDRA FAUZI F

Transkripsi

1 UJI KINERJA APLIKATOR PUPUK CAIR TIPE TRAILING (APIC) UNTUK BUDIDAYA TEBU PADA LAHAN KERING Oleh : INDRA FAUZI F DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR

2 UJI KINERJA APLIKATOR PUPUK CAIR TIPE TRAILING (APIC) UNTUK BUDIDAYA TEBU PADA LAHAN KERING SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN pada Departemen Teknik Pertanian Fakultas Teknologi pertanian Institut Pertanian Bogor Oleh : INDRA FAUZI F DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR

3 INSTITUT PERTANIAN BOGOR FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN UJI KINERJA APLIKATOR PUPUK CAIR TIPE TRAILING (APIC) UNTUK BUDIDAYA TEBU PADA LAHAN KERING SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN pada Departemen Teknik Pertanian Fakultas Teknologi pertanian Institut Pertanian Bogor Oleh : INDRA FAUZI F Dilahirkan pada tanggal 14 Maret 1984 di Bogor, Jawa Barat Tanggal Lulus : Menyetujui, Bogor, September 2006 Dr. Ir. M. Faiz Syuaib, M.Agr NIP: Mengetahui, Dr. Ir. Wawan Hermawan, M.S. Ketua Departemen Teknik Pertanian

4 RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan tanggal 14 Maret 1984 di Bogor, Jawa Barat. Penulis merupakan anak kedua dari tiga bersaudara dari pasangan Dedi Sukandi (Alm) dan Ida Rosita (Alm). Memasuki usia lima tahun, Penulis menempuh pendidikan dasar di SD Negeri Teluk Pinang II, dari tahun Setelah itu Penulis melanjutkan pendidikan di SLTP Negeri 3 Bogor dan menyelesaikan pendidikan pada tahun Pada tahun yang sama, Penulis melanjutkan pendidikan ke SMU Negeri 1 Bogor. Pada tahun 2002, penulis diterima sebagai mahasiswa Institut Pertanian melalui jalur USMI dan program studi yang dipilih adalah Departemen Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian. Pada tahun 2004, penulis memilih subprogram studi Teknik Mesin Pertanian, Lab. Ergonomika dan Elektronika. Selama perkuliahan Penulis aktif dalam berbagai kegiatan organisasi dan kepanitiaan. Pada tahun Penulis menjabat sebagai anggota Departemen Informasi dan Komunikasi, HIMATETA. Pada tahun penulis menjabat sebagai anggota Departemen Informasi dan Komunikasi, Bidang Informasi dan Komunikasi, BEM Fateta IPB. Penulis melakukan praktek lapangan di PG. Rajawali II Unit Subang, Jawa Barat. Topik yang dipelajari adalah Penggunaan Alat Dan Mesin Pertanian Di PG. Rajawali II.Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian, Penulis melakukan penelitian dengan judul Uji Kinerja Aplikator Pupuk Cair Tipe Trailing (APIC) Untuk Budidaya Tebu Pada Lahan Kering di bawah bimbingan Dr. Ir. M. Faiz Syuaib, M.Agr.

5 Indra Fauzi. F Uji Kinerja Aplikator Pupuk Cair Tipe Trailing (APIC) untuk Budidaya Tebu pada Lahan Kering di bawah Bimbingan: Dr. Ir. M. Faiz Syuaib, M.Agr RINGKASAN Industri tebu adalah industri yang menghasilkan gula dan beberapa produk lainnya seperti alkohol, pakan ternak, particle board, bumbu masak, kosmetik, pupuk dll. Banyak kegiatan pertanian yang terdapat dalam industri tebu, salah satunya adalah budidaya yang didalamnya terdapat proses pemupukan. Proses pemupukan ini selain pupuk granular, juga digunakan pupuk cair, Di PG. Jatitujuh terdapat implemen yang dapat menyebarkan pupuk cair dalam pengolahan tanah namun kinerjanya kurang efektif. Pupuk hanya disiramkan dipermukaan tanah saja. Selain itu pengeluaran pupuk tersebut hanya menggunakan gaya gravitasi dan tekanan cairan dalam tangki saja sehingga pemberian dosis pupuk tiap nozelnya tidak seragam tergantung dari penuh tidaknya jumlah pupuk tersebut dalam tangki. Untuk mengatasi hal tersebut telah dilakukan kerjasama penelitian antara PT. RNI (Rajawali Nusantara Indonesia) dengan Departemen Teknik Pertanian IPB dalam rekayasa aplikator pupuk cair. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kapasitas unjuk kerja prototipe aplikator pupuk cair tipe trailing (APIC) untuk budidaya tebu pada lahan kering, menentukan bagian struktural dari aplikator pupuk cair tersebut dan pengaruh aspek-aspek ergonomis (kapasitas dan beban kerja) terhadap operator saat mengoperasikan alat tersebut. Kegiatan penelitian ini dilaksanakan mulai bulan Februari 2006 sampai dengan Agustus Rancang bangun dan perbaikan dilakukan di Laboratorium Teknik Mesin Budidaya Pertanian. Uji fungsional dan struktural dilakukan di Laboratorium Lapangan Departemen Teknik Pertanian, Leuwikopo, Darmaga, Bogor dan pengujian lapang dilakukan di PT. PG. Jatitujuh, Majalengka. Pelaksanaan penelitian ini terbagi dalam enam tahapan, yaitu persiapan instrumen uji dan inspeksi kondisi alat sebelum pengujian, pengujian fungsional dan struktural, perbaikan alat yang dianggap perlu, pengujian lapang, uji kinerja sistem pompa dan ergonomika di PG. Jatitujuh, pengolahan data dan pembuatan laporan. Pengujian keseluruhan Aplikator Pupuk Cair Tipe Trailing (APIC) berjalan cukup lancar. Beberapa kendala dalam pengujian yaitu keterbatasan operator dan traktor saat pengujian dilakukan di PG. Jatitujuh. Selain itu modifikasi yang tidak maksimal menyebabkan alat ini kurang bekerja secara optimal. Kedalaman olah yang mampu dicapai saat pengujian di lab. Leuwikopo yaitu 14.5 cm untuk pengaturan kedalaman chisel 15 cm, 15.4 untuk pengaturan 20 cm dan 16.4 untuk pengaturan 25 cm. Debit pompa rata-rata dengan menggunakan rpm PTO 1000 didapatkan sebesar 5.03 l/s. Untuk kedalaman 15 cm diperoleh slip rata-rata 3.27 %, kedalaman 20 cm sebesar 3.40 % dan untuk kedalaman 25 cm sebesar 5.99 %.

6 Kedalaman rata-rata pengujian alat di PG. Jatitujuh sebelum modifikasi didapatkan sebesar 5 cm dengan kecepatan rata-rata 2.44 m/s. Untuk pengukuran kapasitas didapatkan K LT sebesar 2.37 ha/jam dan K LE sebesar 1.08 ha/jam sehingga nilai efisiensinya yaitu 45.57%. Kedalaman rata-rata pengolahan lahan setelah dimodifikasi dengan penambahan sepatu chisel setinggi 10 cm bertambah sebesar 0.2 cm, yaitu 5.2 cm dan kecepatan rata-rata traktor berkurang sebesar 0.61 m/s. Kapasitas pada pengujian ini didapatkan K LT sebesar 1.78 ha/jam dan K LE sebesar 0.85 ha/jam sehingga nilai efisiensinya yaitu 47.57%. nilai slip traktor rata-rata didapatkan sebesar 8.76%. Debit pompa didapatkan sebesar 2.25 l/s. Nilai debit ini berkurang karena rpm PTO yang digunakan sebesar 540. Volume aplikasi aplikator pupuk cair saat pengujian di PG. Jatitujuh sebesar l/ha. Kategori beban kerja operator termasuk ringan dengan nilai IRHR sebesar 1.24 dengan denyut jantung tertinggi sebesar 121 bps dan terendah sebesar 71 bps. Denyut rata-rata operator yaitu bps.

7 KATA PENGANTAR Syukur Alhamdulillah penulis panjatkan atas segala limpahan rahmat dan karunia Allah SWT sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan judul Uji Kinerja Aplikator Pupuk Cair Tipe Trailing (APIC) untuk Budidaya Tebu pada Lahan Kering. Pada kesempatan ini, penulis mengucapkan rasa terima kasih kepada: 1. Dr. Ir. M. Faiz Syuaib, M. Agr. selaku pembimbing akademik yang selalu memberikan bimbingan dan pengarahan selama penelitian ini. 2. Dr. Ir. Desrial, M.Eng. dan Ir. Imam Hidayat, M.Eng. selaku dosen penguji yang telah meluangkan waktunya untuk memberikan koreksi dan saran terhadap skripsi penulis. 3. Tatang Somantri dan Wildan Muhammad sebagai teman satu tim APIC. 4. Pak Abas, Pak Parma, Pak Bandi, Mas Andri yang telah banyak membantu dalam perancangan, pembuatan hingga pengujian APIC di Leuwikopo. 5. Bang Syamsul, Alam, Azmi, Ado, Ketsia, Herlin dan Wahyu, sesama teman seperjuangan dalam proyek ini. 6. Seluruh staf dan karyawan PT. RNI dan PG. Jatitujuh yang telah banyak membantu selama proses modifikasi hingga pengujian APIC. 7. Keluarga Besar Harja Saputra, kakakku Idham Faizal dan adikku Diana Septiani yang telah memberikan motivasi selama ini. 8. CBC, Mas Yud, Mas Aghi, Mas Prima, Mas Didi, Gempar, Cumi, Linyot, Leo dan Si Poloy yang telah banyak memberikan ide, saran dan masukan. 9. Stow, Mamet, Tejo, Yandra, Rendra, Gawa, Dodo, Dini, Itun, Sahat, temanteman sependeritaan, senasib dan sepenanggungan. Its nice to meet you guys Ganjar, Sesar, Maria, Titin, Hanbul, Bagdo, Dadot, Daniel, Arif, Kake, Bulus, Miaz, Christo yang telah banyak memberikan bantuan dan kerjasamanya. 11. Teman-teman TEP 39, terima kasih untuk empat tahun yang berharga. 12. Luki Rahayu Teja Mukti, what a lucky I found you in the last Seluruh pihak yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini, terima kasih. i

8 Penulis menyadari keterbatasan kemampuan dalam menyusun skripsi ini, oleh karena itu Penulis menyampaikan permohonan maaf dan mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun demi kesempurnaan skripsi ini. Semoga skripsi ini bermanfaat sebagaimana mestinya. Bogor, September 2006 Penulis ii

9 DAFTAR ISI KATA PENGANTAR... DAFTAR ISI... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR TABEL... DAFTAR LAMPIRAN... i ii iv vi vii I. PENDAHULUAN... 1 A. LATAR BELAKANG... 1 B. TUJUAN PENELITIAN... 4 II. TINJAUAN PUSTAKA... 5 A. PEMUPUKAN TANAMAN TEBU... 5 B. ALAT PEMUPUK MEKANIS... 6 C. ASPEK ERGONOMI... 8 III. METODE PENELITIAN A. WAKTU DAN TEMPAT B. ALAT DAN BAHAN C. PROSEDUR PENELITIAN IV. RANCANGAN STRUKTURAL A. SPESIFIKASI ALAT B. PRINSIP KERJA ALAT V. HASIL DAN PEMBAHASAN A. PENGUJIAN PENDAHULUAN B. PENGUJIAN DI LAPANGAN C. UJI PERFORMANSI SISTEM POMPA D. UJI ERGONOMIKA V. KESIMPULAN DAN SARAN A. KESIMPULAN B. SARAN DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN iii

10 DAFTAR GAMBAR Gambar 1. Aplikator pupuk cair. (Smith dan Wilkes, 1990)... 7 Gambar 2. Bagian-bagian aplikator pupuk cair (Richey, 1961)... 7 Gambar 3. Penyalur amonia anhydrid yang dipasang pada traktor. (Kepner 1978)... 8 Gambar 4. Denyut jantung dari dua kondisi kerja yang berbeda. (Grandjean 1978, dalam Sanders, M 1987) Gambar 5. Rangka utama Aplikator Pupuk Cair Tipe Trailing (APIC) Gambar 6. Tangki pupuk Aplikator Pupuk Cair Tipe Trailing (APIC) Gambar 7. Pipa penyalur Aplikator Pupuk Cair Tipe Trailing (APIC) Gambar 8. (a) Selang penyalur berdiameter 2 dan (b) selang penyalur berdiameter Gambar 9. Pompa dan gearbox Aplikator Pupuk Cair Tipe Trailing (APIC) 22 Gambar 10. Gearbox Aplikator Pupuk Cair Tipe Trailing (APIC) Gambar 11. Silinder hidrolik single action Gambar 12. Rangka penyokong chisel Gambar 13. Batang chisel Gambar 14. Komponen tiga titik gandeng Gambar 15. Penetrometer Gambar 16. Grafik rata-rata tahanan penetrasi tanah di Leuwikopo Gambar 17. Pengujian pendahuluan kinerja APIC di Leuwikopo Gambar 18. Grafik hubungan kecepatan traktor rata-rata dengan kedalaman tanah rata-rata Gambar 19. Grafik hubungan slip traktor rata-rata dengan kedalaman olah rata-rata Gambar 20. Pengukuran kondisi lapang di PG. Jatitujuh Gambar 21. Grafik rata-rata tahanan penetrasi tanah di PG. Jatitujuh Gambar 22. Metode pengambilan data kedalaman olah iv

11 Gambar 23. Aplikator Pupuk Cair Tipe Trailing (APIC) saat pengujian lapang di PG. Jatitujuh Gambar 24. (a) sepatu chisel sebelum dimodifikasi dan (b) sepatu chisel setelah dimodifikasi Gambar 25. Grafik denyut jantung operator pada pengujian setelah modifikasi sepatu chisel v

12 DAFTAR TABEL Tabel 1. Perkembangan produksi dan konsumsi gula Indonesia dengan proyeksi tahun 2007 dan 2020 (Pilars No. 16/ Th. VII/ April 2004)... 2 Tabel 2. Kategori pekerjaan berdasarkan IRHR (Syuaib, 2003) Tabel 3. Data tahanan penetrasi tanah pada berbagai tingkat kedalaman di Leuwikopo Tabel 4. Data pengukuran kondisi lahan di Leuwikopo Tabel 5. Data hasil pengukuran kecepatan aktual tanah di Leuwikopo Tabel 6. Data hasil pengukuran kedalaman aktual tanah di Leuwikopo Tabel 7. Data hasil pengukuran slip roda traktor di Leuwikopo Tabel 8. Data hasil pengujian Aplikator Pupuk Cair di Leuwikopo Tabel 9. Data tahanan penetrasi tanah di PG. Jatitujuh pada berbagai tingkat kedalaman Tabel 10. Data pengukuran kondisi lahan di PG. Jatitujuh Tabel 11. Data hasil pengukuran kedalaman aktual dan kecepatan maju APIC di PG. Jatitujuh Tabel 12. Data hasil pengukuran uji kinerja Aplikator Pupuk Cair Tipe Trailing (APIC) di PG. Jatitujuh Tabel 13. Data pengukuran debit pompa Aplikator Pupuk Cair Tipe Trailing (APIC) di Leuwikopo Tabel 14. Data hasil pengukuran debit pompa dengan air pada pengujian lapangan di PG. Jatitujuh Tabel 15. Data hasil pengukuran kapasitas pompa di PG. Jatitujuh Tabel 16. Data perhitungan debit aplikasi di PG. Jatitujuh Tabel 17. Data perhitungan IRHR operator traktor di PG. Jatitujuh vi

13 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1. Spesifikasi Aplikator Pupuk Cair Tipe Trailing (APIC) Lampiran 2. Spesifikasi traktor yang digunakan dalam pengujian Lampiran 3. Konstruksi Aplikator Pupuk Cair Tipe Trailing (APIC) Lampiran 4. Data hasil uji fungsional di Leuwikopo pada pengaturan kedalaman kerja 15 cm Lampiran 5. Data hasil uji fungsional di Leuwikopo pada pengaturan kedalaman kerja 20 cm Lampiran 6. Data hasil uji fungsional di Leuwikopo pada pengaturan kedalaman kerja 25 cm Lampiran 7. Data hasil uji debit pompa di Leuwikopo Lampiran 8. Data hasil uji debit pompa di PG. Jatitujuh Lampiran 9 Data hasil uji fungsional Aplikator Pupuk Cair Tipe Trailing (APIC) di PG. Jatitujuh sebelum modifikasi sepatu chisel Lampiran 10. Data hasil uji fungsional Aplikator Pupuk Cair Tipe Trailing (APIC) di PG. Jatitujuh setelah modifikasi sepatu chisel Lampiran 11. Data hasil pengukuran 1 debit pompa Aplikator Pupuk Cair Tipe Trailing (APIC) di Leuwikopo Lampiran 12. Data hasil pengukuran 2 debit pompa Aplikator Pupuk Cair Tipe Trailing (APIC) di Leuwikopo Lampiran 13. Data hasil pengukuran debit pompa Aplikator Pupuk Cair Tipe Trailing (APIC) di PG. Jatitujuh Lampiran 14. Data hasil pengukuran waktu kerja pengolahan lahan Lampiran 15. Pola lahan untuk pengujian lapangan dengan pola continuous pattern Lampiran 16. Tabel hasil pengukuran denyut jantung operator sebelum melakukan pengolahan lahan Lampiran 17. Tabel hasil pengukuran denyut jantung operator ketika melakukan pengolahan lahan vii

14 Lampiran 18. Tabel hasil pengukuran denyut jantung operator setelah melakukan pengolahan lahan viii

15 I. PENDAHULUAN A. LATAR BELAKANG Indonesia pernah mengalami era kejayaan industri gula pada tahun 1930-an. Saat itu pabrik gula yang beroperasi adalah 179 pabrik gula (PG), dengan produktivitas sekitar 14.8 % dan rendemen mencapai %. Ekspor gula pernah mencapai sekitar 2.4 juta ton dengan produksi puncak mencapai sekitar 3 juta ton Pada periode , industri gula Indonesia mulai menghadapi berbagai masalah yang signifikan. Salah satu indikator masalah industri gula Indonesia adalah kecenderungan volume impor yang terus meningkat dengan laju 16,6 % per tahun pada periode tersebut. Hal ini terjadi karena ketika konsumsi terus meningkat dengan laju 2,96 % per tahun, produksi gula dalam negeri menurun dengan laju 3,03 % per tahun. Pada lima tahun , produksi gula bahkan mengalami penurunan dengan laju 6,14 % per tahun Industri tebu adalah industri yang menghasilkan gula dan beberapa produk lainnya seperti alkohol, bahan kosmetik, bumbu masak, pakan ternak, particle board, pupuk, dll. Gula merupakan salah satu komoditas strategis dalam perekonomian Indonesia. Dengan luas areal sekitar 350 ribu ha pada periode , industri gula berbasis tebu merupakan salah satu sumber pendapatan bagi sekitar 900 ribu petani dengan jumlah tenaga kerja yang terlibat mencapai sekitar 1.3 juta orang. Gula juga merupakan salah satu kebutuhan pokok masyarakat dan sumber kalori yang relatif murah. Karena merupakan kebutuhan pokok, maka dinamika harga gula akan mempunyai pengaruh langsung terhadap laju inflasi. Kebutuhan masyarakat akan gula sendiri semakin meningkat dari tahun ke tahun (Tabel 1.), sedangkan produksi gula dalam negeri sampai saat ini belum dapat mencukupi kebutuhan gula masyarakat Indonesia. Karena itu setiap pabrik gula didorong untuk dapat meningkatkan produksinya. 1

16 Tabel 1. Perkembangan produksi dan konsumsi gula Indonesia dengan proyeksi tahun 2007 dan 2020 (Pilars No. 16/ Th. VII/ April 2004) Tahun Produksi (ton) Konsumsi (ton) Konsumsi (kg/kapita/th) Produksi pabrik gula ternyata belum dapat memenuhi kebutuhan gula masyarakat Indonesia sejalan dengan pertumbuhan penduduk yang semakin cepat. Berbagai pabrik gula sendiri kesulitan untuk dapat meningkatkan produksinya dikarenakan banyak hal, seperti keterbatasan alat yang digunakan, kondisi lahan yang tidak sesuai dengan kinerja alat, keterbatasan biaya untuk mendatangkan barang baru, dsb. Budidaya tebu di Indonesia perlu mendapat perhatian khusus jika ingin mendapatkan jumlah produksi yang optimal. Rendemen gula yang rendah mengindikasikan bahwa budidaya tebu di Indonesia masih memerlukan perbaikan dan pembenahan dalam berbagai aspek. Salah satu proses yang penting dalam budidaya tebu adalah pemupukan. Kegiatan pemupukan di PG. Jatitujuh sebagian besar telah menggunakan proses mekanisasi. Pemupukan tersebut dilakukan menggunakan implemen fertilizer applicator yang ditarik menggunakan traktor. Selain dengan menggunakan pupuk granular, di PG. Jatitujuh juga menggunakan pupuk cair. Salah satu jenis pupuk cair yang digunakan di PG. Jatitujuh adalah vinase. Vinase sendiri merupakan hasil akhir dari olahan tebu yang sudah tidak lagi mengandung kadar gula. Sebagai limbah, vinase sering dibuang begitu saja tetapi setelah diketahui bahwa vinase tersebut dapat 2

17 menyuburkan tanah maka digunakanlah limbah ini sebagai salah satu pupuk cair yang disiramkan ke lahan perkebunan tebu. Aplikasi pupuk cair (vinase) yang saat ini dilakukan yaitu dengan cara menyiramkan vinase ini ke areal perkebunan tebu dengan menggunakan aplikator yang ditarik menggunakan traktor. Dari hasil pengamatan dan evaluasi kinerja di lapangan, pihak manajemen merasa bahwa aplikator yang ada kurang efektif. Pupuk hanya disiramkan dipermukaan tanah saja. Selain itu pengeluaran pupuk tersebut hanya menggunakan gaya gravitasi dan tekanan cairan dalam tangki saja sehingga pemberian dosis pupuk tiap nozelnya tidak seragam tergantung dari penuh tidaknya jumlah pupuk tersebut dalam tangki. Untuk mengatasi hal tersebut telah dilakukan kerjasama penelitian antara PT. RNI (Rajawali Nusantara Indonesia) dengan Departemen Teknik Pertanian IPB dalam rekayasa aplikator pupuk cair. Dengan adanya kerjasama ini diharapkan akan dihasilkan aplikator pupuk cair yang sesuai dengan kebutuhan PG. Jatitujuh. Penelitian Aplikator Pupuk Cair Tipe Trailing (APIC) ini dilakukan oleh tim Departemen Teknik Pertanian yang melibatkan 3 mahasiswa, yaitu penulis, Tatang Somantri, dan Wildan Muhammad sebagai tugas akhir. Untuk kepentingan penyelesaian skripsi, Wildan memfokuskan penelitiannya pada Rancang Bangun Pembuka Alur Aplikator Pupuk Cair dengan Mekanisme Tiga Titik Gandeng, Tatang pada Rancang Bangun Sistem Penyalur Pupuk pada Aplikator Pupuk Cair dan penulis sendiri yang mengambil topik Uji Kinerja Aplikator Pupuk Cair Tipe Trailing. Penentuan disain aplikator pupuk cair secara tepat sesuai dengan aspekaspek ergonomika merupakan salah satu usaha untuk meningkatkan produktifitas tebu. Selain dilihat dari performansi alat tersebut, perlu juga diperhatikan kesesuaian tata letak komponen-komponen alat agar manusia sebagai operator mudah dalam mengoperasikan alat tersebut. Penelitian tentang aspek ergonomika ditujukan kepada faktor psikologi pekerja dan kinerja manusia yang didisain untuk mengoptimalkan kinerja dari operator tersebut. 3

18 B. TUJUAN Dalam penelitian ini akan dilakukan uji kinerja dan uji pengoperasian aplikator pupuk cair dengan tujuan : 1. Menentukan kinerja dan performansi prototipe aplikator pupuk cair tipe trailing (APIC) untuk budidaya tebu pada lahan kering yang merupakan hasil rancangan tim Teknik Pertanian IPB bekerjasama dengan pihak RNI (Rajawali Nusantara Indonesia). 2. Menentukan bagian struktural dari aplikator pupuk cair tersebut. 3. Menentukan pengaruh aspek-aspek ergonomis (kapasitas dan beban kerja) terhadap operator saat mengoperasikan alat tersebut. 4

19 II. TINJAUAN PUSTAKA A. TANAMAN TEBU Tanaman tebu (Saccharum officinarum) adalah bahan dasar pembuat gula yang tumbuh di daerah tropis dan subtropis. Tebu tumbuh baik pada berbagai jenis tanah di sekitar katulistiwa sampai kira-kira 35 o lintang selatan maupun lintang utara (Notojoewono, 1970). Tanaman tebu yang berasal dari bibit disebut plant cane sedangkan yang berasal dari keprasan disebut ratoon cane. Jarak tanam yang sering digunakan untuk tanaman tebu adalah 130 cm untuk lahan datar dan 110 cm untuk lahan yang miring. Panjang kairan minimal 50 m melihat kondisi topografi yang ada (Deptan, 1980). Kegiatan pemupukan adalah kegiatan yang penting pada setiap tanaman karena sektor pertumbuhan merupakan ujung tombak produksi (Soepardiman, 1983). Pemupukan dilakukan untuk menambah kandungan Nitrogen, Phospor dan Kalium (Kepner et al, 1978). Bagi tanaman, pupuk sama seperti tanaman pada manusia. Oleh tanaman, pupuk digunakan untuk hidup, tumbuh dan berkembang (Marsono dan Sigit, 2001). Pemupukan pada tanaman tebu ini bermaksud untuk menjaga produktifitas tebu agar tidak menurun. Dalam pemberian pupuk terhadap tanaman tidak dapat dilakukan dengan dosis sembarangan tanpa adanya penyelidikan atau pemeriksaan terhadap tanah dan tanamannya. Menurut hasil penelitian pihak Balai Penelitian Pertanian, faktor-faktor yang mempengaruhi dalam menentukan banyaknya unsur hara yang telah terangkut dan banyaknya pupuk yang diperlukan untuk koreksi adalah : 1. Kesuburan tanah 2. Kemasaman tanah 3. Kelembaban tanah 4. Tinggi rendahnya kadar bahan organik dalam tanah 5. Kemampuan penyerapan terhadap pupuk (zat-zat mineral) dari tanaman. 6. Faktor iklim 7. Nilai ekonomi tanaman yang tengah dibudidayakan. 5

20 Kebanyakan pupuk yang digunakan untuk tanaman tebu adalah pupuk anorganik yaitu pupuk buatan seperti Urea (CO(NH 2 ) 2, Kalium Chlorida (KCL), dan Tripple Phospate (TSP), karena banyak menguntungkan bagi pabrik, diantaranya adalah : 1. Pemakaian yang lebih mudah daripada pupuk organik 2. Bentuk yang lebih memungkinkan untuk diangkut dalam pengangkutan jarak jauh terutama apabila areal yang dimiliki cukup luas 3. Kandungan haranya sudah tentu, sehingga memudahkan dalam menetukan atau memperhitungkan dosis yang diinginkan sesuai dengan kebutuhan tanaman. Misalnya TSP kandungan utamanya adalah P 2 O 5 dengan kadar anatara 25-28%, mudah larut dalam asam keras B. ALAT PEMUPUK MEKANIS Berdasarkan pupuk yang digunakan, alat pemupuk sendiri dibedakan menjadi 3 jenis, yaitu penebar pupuk kandang, penebar pupuk butiran (granular) dan penebar pupuk cair. Komponen utama dari alat pemupuk itu sendiri, yaitu pembuka alur, tempat penyimpanan pupuk, penjatah pupuk, agitator atau pengaduk pupuk dan penutup alur. Smith, et al. (1977) menyatakan bahwa alat pemupuk harus mempunyai bagian-bagian penting seperti kotak pupuk, pengatur pengeluaran, tabung pengeluaran, serta penutup alur. Aplikator pupuk cair sendiri mempunyai bagian-bagian penting seperti pisau pembuka alur, tangki penampungan pupuk, mekanisme penyalur pupuk dan saluran penyalur pupuk. 6

21 Gambar 1. Aplikator pupuk cair. (Smith dan Wilkes, 1990) Gambar 2. Bagian-bagian aplikator pupuk cair (Richey, 1961) Menurut Kepner, et al. (1983), kriteria yang harus dimiliki oleh alat pemupuk, yaitu : 1. Alat mudah mengalirkan pupuk 2. Laju keluaran pupuk tidak tergantung ketinggian pupuk dalam kotak pupuk 3. Pengaturan pupuk menghasilkan keluaran yang tepat 4. Adanya perlengkapan untuk menentukan laju pengeluaran pupuk 7

22 5. Kotak pupuk dapat dipisahkan dari pengatur pengeluaran pupuk, sehingga mudah dibersihkan 6. Bagian-bagian penting seperti kotak pupuk harus dibuat dari bahan anti karat Gambar 3. Penyalur amonia anhydrid yang dipasang pada traktor. (Kepner 1978) Metode yang digunakan untuk memupuk tanaman diantaranya adalah : 1. Disebar sebelum pembajakan atau diletakkan pada kedalaman pembajakan pada tiap-tiap alur 2. Peletakkan dengan chisel 3. Disebar dan dicampur dengan tanah setelah pembajakan sebelum tanam 4. Pemupukan bersama dengan tanaman 5. Diletakkan di sisi tanaman (biasa dilakukan bersamaan dengan kegiatan penyiangan) 6. Diletakkan di bawah permukaan tanah dengan alat khusus C. ASPEK ERGONOMI Istilah ergonomi berasal dari bahasa latin, yaitu ERGON (KERJA) dan NOMOS (HUKUM ALAM) dan dapat didefinisikan sebagai studi tentang aspek-aspek manusia dalam lingkungan kerjanya yang ditinjau secara anatomi, fisiologi, psikologi, engineering, manajemen dan disain/perancangan. Ergonomi berkenaan pula dengan optimasi, efisiensi, keselamatan dan kenyamanan manusia di tempat kerja, di rumah dan tempat rekreasi. Didalam ergonomi dibutuhkan studi tentang sistem dimana manusia, fasilitas kerja dan 8

23 lingkungannya saling berinteraksi dengan tujuan utama yaitu menyesuaikan manusia dengan lingkungan kerjanya. Penerapan ergonomi pada umumnya merupakan aktivitas rancang bangun (desain) maupun rancang ulang (re-desain). Hal ini dapat meliputi perangkat keras seperti misalnya perkakas kerja (tools), bangku kerja (benches), platform, kursi, pegangan alat kerja (workholders), sistem kendali (controls), alat peraga (displays) dan lain-lain. Menurut Dieter dalam Nurmianto (1996), aspek ergonomika terhadap ketepatan gerak manusia sangat penting dalam disain. Faktor manusia dalam disain mempunyai peranan yang penting dalam mengurangi kesalahan operator. Hal ini jelas diperlihatkan ketika terdapat rangsangan fisik dan psikologi ketika melakukan pekerjaan dalam keadaan normal. Dalam batas tertentu, manusia dituntut mampu beradaptasi dengan fasilitas dan lingkungan kerjanya, tetapi yang terpenting adalah menyesuaikan lingkungan kerja dan fasilitas kerja sehingga tidak melampui batas kemampuan manusia ( Sastrowinoto, 1985, dalam Nurmianto, E., 1996). Ergonomi juga memberikan peranan penting dalam meningkatkan keselamatan dan kesehatan kerja. Penerapan faktor ergonomi lainnya yang tidak kalah penting adalah desain dan evaluasi produk. Produk-produk ini haruslah dapat dengan mudah diterapkan (dimengerti dan digunakan) pada sejumlah populasi masyarakat tanpa mengakibatkan resiko dalam penggunaannya. Beban Kerja Mekanisasi pekerjaan pada akhir dekade ini telah semakin bertambah maju, dan jenis pekerjaan dengan menggunakan kekuatan otot telah berangsur diganti dengan kekuatan mesin yang dapat mengganti pekerjaan berat, seperti misalnya: pemindahan material pada pembangunan gedung dengan alat-alat berat, alat penggali pada eksplorasi minyak, operasi mesin berat pada wilayah areal pertambangan, dan lain-lain. Perlunya menganalisa konsumsi energi atau yang dipakai pada beberapa pekerjaan tertentu masih menduduki prioritas utama yang bertujuan untuk: 9

24 a. Pemilihan frekwensi dan periode istirahat pada manajemen waktu kerja b. Perbandingan metode, alternatif pemilihan peralatan untuk mengerjakan suatu jenis pekerjaan. Gambar 4. Denyut jantung dari dua kondisi kerja yang berbeda. (Grandjean 1978, dalam Sanders, M 1987) Hal yang tidak kalah penting adalah hubungannya antara pengukuran fitness dengan penerapan perancangan untuk aktifitas kerja maupun pekerjaan lainnya (Nurmianto, E. 1996). Dengan bertambah kompleksnya aktivitas otot, maka beberapa hal yang patut dijadikan pokok bahasan dan analisis terhadap manifestasi konsumsi energi adalah : a. Denyut jantung (Heart rate) b. Tekanan darah (Blood pressure) c. Cardiac Output (Keluaran paru-paru dengan satuan liter per menit) d. Komposisi kimia darah (Kandungan asam laktat) e. Temperatur tubuh (Body temperature) f. Kecepatan keringat (Sweating rate) g. Pulmonary ventilation (Kecepatan membuka dan menutup ventilasi udara dengan satuan liter per menit) h. Konsumsi oksigen 10

25 Diantara sekian banyak kriteria tersebut, maka denyut jantung adalah variabel yang paling mudah diukur. Metode denyut jantung mempunyai kelemahan, yaitu sering diperolehnya hubungan yang tidak mantap antara hasil pengukuran dengan pengeluaran energi. Pada dasarnya ada dua hal yang mempengaruhi kemampuan kerja fisik manusia dalam setiap aktivitasnya, yaitu faktor personal dan faktor lingkungan (Bridger, 1995, dalam Nurmianto, E., 1996). Faktor personal antara lain : umur, berat badan, jenis kelamin, konsumsi temabkau atau rokok, gaya hidup, olahraga, latihan, status nutrisi dan motivasi. Faktor lingkungan antara lain : polusi udara, kualitas udara ringan, ventilasi, ketinggian tempat, kebisingan, dan temperatur udara yang ekstrim. Untuk menghindari subyektifitas nilai denyut jantung (HR) yang umumnya sangat dipengaruhi faktor-faktor personal, psikologis dan lingkungan, maka perhitungan nilai HR harus dinormalisasi agar diperoleh nilai HR yang lebih objektif (Syuaib, 2003) Normalisasi nilai denyut jantung dilakukan dengan cara perbandingan HR relatif saat kerja terhadap HR saat istirahat. Nilai perbandingan HR tersebut dinamakan IRHR ( Increase Ratio of Heart Rate). Tabel 2. Kategori pekerjaan berdasarkan IRHR (Syuaib, 2003) Kategori Nilai IRHR Ringan 1.00 < IRHR <1.25 Sedang 1.25 < IRHR <1.50 Berat 1.50 < IRHR <1.75 Sangat berat 1.75 < IRHR <2.00 Pengukuran denyut jantung merupakan salah satu alat untuk mengetahui beban kerja, hal ini dapat dilakukan dengan berbagai cara, diantaranya adalah : a. Merasakan denyut jantung pada arteri radial di pergelangan tangan b. Mendengarkan denyut dengan stethoscope c. Menggunakan ECG (Electrocardiogram) 11

26 Muller,1962, dalam Nurmianto, E., 1996 memberikan beberapa definisi sebagai berikut: a. Denyut jantung pada saat istirahat (resting pulse) adalah rata-rata denyut jantung sebelum suatu pekerjaan dimulai b. Denyut jantung selama bekerja (working pulse) adalah rata-rata denyut jantung pada saat seseorang bekerja c. Denyut jantung untuk kerja (work pulse) adalah selisih antara denyut jantung saat bekerja dan saat istirahat d. Denyut jantung selama istirahat total (total recovery) adalah jumlah aljabar denyut jantung pada saat pekerjaan selesai sampai pada saat denyut berada pada kondisi istirahat e. Denyut jantung total (total work pulse) adalah jumlah denyut jantung dari mulainya suatu pekerjaan selesai sampai pada saat denyut berada pada kondisi istirahat (resting level) 12

27 III. METODE PENELITIAN A. WAKTU DAN TEMPAT Kegiatan penelitian ini dilaksanakan mulai bulan Februari 2006 sampai dengan Agustus Rancang bangun dan perbaikan dilakukan di Laboratorium Teknik Mesin Budidaya Pertanian. Uji fungsional dan struktural dilakukan di Laboratorium Lapangan Departemen Teknik Pertanian, Leuwikopo, Darmaga, Bogor dan pengujian lapang dilakukan di PT. PG. Jatitujuh, Majalengka. Pelaksanaan penelitian ini terbagi dalam enam tahapan, yaitu : 1. Persiapan instrumen uji dan inspeksi kondisi alat sebelum pengujian 2. Pengujian fungsional dan struktural 3. Perbaikan alat yang dianggap perlu 4. Pengujian lapang dan ergonomika di PG. Jatitujuh 5. Pengolahan data 6. Pembuatan laporan B. ALAT DAN BAHAN Peralatan yang akan digunakan dalam penelitian ini adalah: 1. Satu unit traktor roda empat merk Deutz di Lab Leuwikopo dan satu unit traktor roda empat merk John Deere di PG. Jatitujuh. 2. Implemen berupa aplikator pupuk cair 3. Meteran, pita ukur, mistar 4. Stopwatch 5. Patok 6. Heart Rate Monitor dan interface 7. Digital Metronome 8. Penetrometer 9. Ring sample 10. Galon 11. Seperangkat PC (Personal Computer) 13

28 C. PROSEDUR PENELITIAN 1. Pengujian Kondisi Lahan Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui kondisi lapangan saat pengujian dilakukan, yang meliputi kerapatan isi (bulk density), kadar air tanah, dan tahanan penetrasi tanah. Sifat fisik tanah ini berpengaruh terhadap pengoperasian alat. Kerapatan isi merupakan perbandingan antara berat tanah kering dengan volume tanah termasuk volume pori pori tanah (Hardjowigeno, 1987). Menurut Islami dan Utomo kerapatan isi untuk tanah pertanian berkisar antara 1 g/cm 3 sampai 1.6 g/cm 3. Kerapatan isi tanah (bulk density) dapat dihitung dengan rumus (Islami, T. dan W.H. Utomo. 1995) : m tk ρ d =... (1) Vtk dimana : ρ d = Kerapatan isi tanah (g/cm 3 ) m tk = Masa tanah kering (g) V tk = Volume tanah dalam ring sample (cm 3 ) Kadar air tanah didefinisikan sebagai perbandingan antara berat cair dan berat butiran padat dari volume tanah yang diteliti (Das, 1993). Kadar air tanah berpengaruh terhadap pengoperasian alat. Kadar air tanah dapat dihitung dengan rumus (Hardjowigeno, S. 1987) : K A mtb mtk = x100%... (2) m tk dimana : K A = kadar air basis kering (%) m tb = masa tanah basah (g) m tk = masa tanah kering (g) 14

29 Adapun prosedur pengukuran kadar air dan kerapatan tanah adalah sebagai berikut (Hardjowigeno, S. 1987): 1. Mengambil contoh tanah pada tiap tingkat kedalaman yang ingin diukur dengan menggunakan ring sample 2. Timbang berat masing-masing ring sample yang digunakan 3. Timbang berat tanah berikut ring sample-nya (m tb ) 4. Keringkan contoh tanah pada suhu 110 o C dengan oven pemanas sampai beratnya tetap. Untuk pengeringan dengan suhu 110 o C dilakukan selama minimal 24 jam. Untuk tanah-tanah yang mengandung bahan organik, gypsum, liat pengeringan dilakukan pada suhu 60 o C dengan lama pengeringan lebih dari 24 jam 5. Masukkan contoh tanah ke dalam discicator sampai suhunya sama dengan suhu ruangan 6. Timbang contoh tanah berikut ring sample-nya (m tk ) 7. Hitung kadar air tanah dan kerapatan isi tanah dengan persamaan di atas Menurut Davis et al., (1993) tahanan penetrasi tanah dipengaruhi oleh kadar air tanah dan biasanya digunakan sebagai pembanding antara tempat-tempat yang berbeda pada areal lahan yang sama pada hari yang sama. Tahanan penetrasi menggambarkan besarnya kemampuan tanah yang diperlukan oleh peralatan pertanian untuk bekerja menembus tanah. Tahanan penetrasi tanah dihitung dengan rumus (Islami dan Utomo, 1995): T p 98 x( Fp + m p ) =... (3) A k Dimana : T p = tahanan penetrasi (kpa) F p = beban penetrasi terukur pada penetrometer (kg) m p = masa penetrometer ( 2.26 kg) A k = luas penampang kerucut ( 2 cm 2 ) 15

30 2. Uji Performansi Pengujian ini dilakukan untuk mendapatkan data keseluruhan tentang kinerja alat. Pengukuran yang dilakukan meliputi : a. Kapasitas Kerja dan Slip Roda Kapasitas lapang dibagi menjadi 2 macam (Daywin, et.al. 1999) : - Kapasitas lapang teoritis Kapasitas lapang teoritis adalah kemampuan kerja suatu alat di dalam suatu bidang tanah, jika mesin berjalan maju sepenuh waktunya (100%) dan alat tersebut bekerja dalam lebar maksimum (100%). Waktu teoritis untuk setiap luasan adalah waktu yang digunakan untuk kapasitas lapang teoritis. - Kapasitas lapang efektif/aktual Kapasitas lapang efektif/aktual adalah rata-rata dari kemampuan kerja alat di lapang untuk menyelesaikan suatu bidang tanah. Efisiensi lapang adalah perbandingan dari kapasitas lapang aktual/efektif terhadap kapasitas teoritis yang dinyatakan dalam persen (%). Pada pengukuran kapasitas kerja lapang dilakukan dua perhitungan sebagai berikut yaitu kapasitas lapangan teoritis dan kapasitas lapangan efektif. Kapasitas lapangan teoritis dihitung dengan persamaan berikut: K LT = 0. 36( v lp)... (4) di mana: K LT = kapasitas lapangan teoritis (ha/jam) v = kecepatan teoritis (m/detik) lp = lebar olah teoritis (m) Untuk menghitung kapasitas lapangan efektif digunakan persamaan berikut: L K LE =... (5) W K 16

31 di mana: K LE = kapasitas lapangan efektif (ha/jam) L adalah: = luas lahan hasil pengolahan (ha) W K = waktu kerja (jam) Persamaan yang dipakai untuk menghitung efisiensi lapangan (E ff ) K LE E ff = (6) K LT Parameter yang digunakan dalam pengukuran kualitas kerja alat adalah kedalaman olah alat tersebut, diukur dengan menggunakan mistar. Untuk menghitung slip roda penggerak dipergunakan persamaan berikut: S = 1 b S l (7) S0 di mana: S l = slip roda penggerak (%) S b = jarak tempuh traktor 5 putaran roda belakang saat pengolahan tanah (m) S 0 = jarak tempuh traktor teoritis 5 putaran roda belakang (m) b. Debit Aplikasi Menurut Kalsim (2003), debit merupakan volume (m 3 ) air yang keluar persatuan waktu (detik). Pengukuran debit dapat dilakukan dengan berbagai cara di lapangan. Bull dalam Kalsim (2003) mengklasifikasikan pengukuran debit menjadi 3 cara, yaitu : - Flow meter mengukur dengan cara jumlah putaran baling-baling persatuan waktu dikonversikan ke penunjuk berskala dalam satuan debit - Dengan cara langsung menggunakan wadah yang diketahui volumenya dan pengukur waktu yang diperlukan untuk mengisi penuh wadah tersebut V Q =... (8) t 17

32 dimana: Q = debit air (m 3 /detik) V = volume air (m 3 ) t = waktu yang dibutuhkan (detik) - Di saluran terbuka dapat menggunakan sekat ukur Debit aplikasi perhektar dapat dihitung dengan persamaan (Daywin,et.al, 1999) berikut ini: V Q = (9) L v dimana: Q = volume per satuan luas aplikasi (l/ha) V = volume yang keluar dari pompa (l/menit) L = lebar olah kerja (m) v = kecepatan maju (m/menit) 3. Uji Ergonomika Uji ergonomika ini dilakukan pada operator traktor dari aplikator pupuk cair. Pengujian ini meliputi pengukuran beban kerja kualitatif dilakukan melalui pengukuran denyut jantung operator dengan menggunakan Heart Rate Monitor. Perhitungan beban kerja dilakukan dengan cara perbandingan IRHR (Increase Ratio of Heart Rate), yaitu peningkatan HR relatif pada saat kerja terhadap HR saat istirahat. Perbandingan tersebut dirumuskan sebagai berikut (Syuaib 2003) : IRHR = dimana: HRwork... (10) HRrest HRwork = denyut jantung saat melakukan pekerjaan (bps) HRrest = denyut jantung saat istirahat (bps) 18

33 IV. RANCANGAN STRUKTURAL A. SPESIFIKASI ALAT Aplikator pupuk cair ini terdiri atas beberapa bagian utama, yaitu : 1. Rangka utama Rangka utama ini berfungsi sebagai dudukan semua mekanisme pengangkat pada aplikator pupuk cair. Rangka ini berbentuk segitiga yang tersambung dengan trailer pada bagian belakang dan drawbar hitch traktor pada bagian depan. Untuk memperkuat rangka dari gaya samping, pada bagian ketiga sudutnya dibuat batang penguat sehingga membentuk struktur segitiga. Dengan struktur ini diharapkan rangka lebih stabil saat menerima beban samping saat pengoperasian di lapangan misalnya saat belok. Bagian rangka ini terdapat di PG. Jatitujuh, sehingga pada saat pengujian pendahuluan di Lab. Leuwikopo dibuatkan rangka utama yang memiliki ukuran sesuai dengan di PG. Jatitujuh. Gambar 5. Rangka utama Aplikator Pupuk Cair Tipe Trailing (APIC) 2. Tangki pupuk Tangki pupuk berfungsi untuk menampung sementara pupuk cair sebelum pupuk tersebut didistribusikan. Tangki ini berbentuk silinder dan memiliki kapasitas volume penampungan sebesar 2474,36 l. Gambar tangki pupuk dapat dilihat pada Gambar 6. 19

34 Gambar 6. Tangki pupuk Aplikator Pupuk Cair Tipe Trailing (APIC) 3. Pipa Penyalur Pipa ini berfungsi sebagai saluran pendistribusi pupuk dari selang pompa menuju ke selang penjatah. Pipa berdiameter 2 ini ditempelkan pada rangka penyokong chisel dan ditempelkan dengan menggunakan palt besi yang dilengkungkan sesuai dengan ukuran diameter pipa, kemudian di klem. Pipa ini memiliki 4 buah pipa berdiameter 1 dengan panjang 15 cm yang langsung dihubungkan dengan selang penjatah. Ukuran antar pipa ini 65 cm dan penyambungan dengan pipa utama dilakukan dengan cara di las. Selang penyalur akan menyalurkan pupuk cair dari tangki menuju pompa dengan diameter sebesar 2 kemudian disalurkan kembali menuju masing-masing nozel melalui pipa penyalur yang akan menyalurkan pupuk tersebut menuju tanah. Selang penyalur pada masing-masing nozel berdiameter 1. Gambar 7. Pipa penyalur Aplikator Pupuk Cair Tipe Trailing (APIC) 20

35 4. Selang Penyalur Selang penyalur yang digunakan terdiri dari ada 2 jenis, kedua jenis ini ini sama fungsinya yaitu menyalurkan cairan dari pompa. Tetapi, yang membedakan adalah ukuran dan letaknya. Selang utama berukuran 2 yang langsung terhubung antara pompa dengan tangki cairan pupuk. Pemasangan pada pompa menggunakan sok drat dalam 2 atau lebih dikenal dengan sebutan nepel selang. Panjang keseluruhan selang yang dibutukan adalah 4 m. Sedangkan selang kedua berukuran lebih kecil dari selang utama yaitu 1 dan berfungsi untuk menyalurkan pupuk cair ke dalam tanah melalui pipa penyalur berukuran 1.Selang kedua ini langsung terhubung dengan nozel. Untik pemilihan selang harus menggunakan selang elastis dikarenakan banyaknya mekanisme pergerakan pada aplikator pupuk cair ini. (a) (b) Gambar 8. (a) Selang penyalur berdiameter 2 dan (b) selang penyalur berdiameter 1 4. Pompa Pompa digunakan sebagai pengatur pendistribusian pupuk cair agar didapatkan debit pupuk yang seragam pada tiap-tiap nozelnya. Pompa ini menggunakan gearbox untuk menaikkan putaran tenaga PTO dari traktor. Pompa ini termasuk jenis pompa sentrifugal. Pompa ini terdiri dari impeler, difuser dan gulungan (rumah volut). Pompa ini bermerk Koshin, Hidels Pump Koshin Ltd. Dengan debit sebesar 600 lt/menit (10 lt/detik) dengan total head 30 m (±98 ft), daya total pompa 2.6 Kw dan putaran optimal 3600 rpm. Gambar pompa yang digunakan dapat dilihat pada Gambar 9. 21

36 Gambar 9. Pompa dan gearbox Aplikator Pupuk Cair Tipe Trailing (APIC) 5. Gearbox Gearbox digunakan untuk meningkatkan putaran PTO traktor agar putarannya sesuai dengan kebutuhan pompa. Selain itu juga, gearbox digunakan untuk menyamakan arah putaran antara arah putaran PTO dengan arah putaran pompa. Dalam aplikasinya, rumah gearbox disambungkan dengan rumah pompa yang kemudian diletakkan pada dudukan yang telah dibuat pada traktor. Jumlah gigi roda gigi penggerak sebanyak 18 buah dan roda gigi yang digerakan sebanyak 42 buah. Gearbox ini mempunyai nilai perbandingan sebesar 3:7. Jika yang digunakan putaran PTO 1000 rpm maka pompa akan menghasilkan putaran rpm. Gambar 10. Gearbox Aplikator Pupuk Cair Tipe Trailing (APIC) 22

37 6. Sistem Hidrolik Hidrolik berfungsi sebagai tenaga pengangkat mekanisme tiga titik gandeng, sedangkan untuk menurunkannya menggunakan gaya berat dari keseluruhan rangka chisel beserta chiselnya. Sistem hidrolik ini terdiri dari silinder hidrolik, selang hidrolik dan konektor. Pada sistem ini digunakan silinder hidrolik single action (double clevis) yang hanya terdiri dari satu ruang kerja dihubungkan dengan selang penyaluran fluida (hose). Silinder yang digunakan dengan diameter batang torak (rod) 38 mm dan diameter bore 50 mm. Langkah (stroke) silinder hidrolik sebesar 20 cm. Silinder hidrolik ini berposisi miring 7 o dari bidang vertikal. Sebagai dudukan hidrolik ini, dibuatkan dua buah plat dengan lubang poros 20 mm yang kemudian dilaskan pada rangka komponen tiga titik gandeng. Gambar 11. Silinder hidrolik single action 7. Rangka Penyokong Chisel Rangka ini berfungsi sebagai dudukan chisel. Rangka ini dibuat menggunakan material besi kanal dengan ketebalan 10 mm, yang kemudian dilaskan sehingga berbentuk persegi dengan panjang 2200 mm. Pada rangka ini dibuat dudukan chisel dengan jarak 65 cm. Bahan dudukan dibuat dari empat buah plat besi yang disambungkan dengan las membentuk kotak berongga. Ukuran rongganya disesuaikan dengan 23

38 ukuran batang chisel yaitu 100 x 25 mm dengan clearance ± 1 mm. Pada bagian samping dudukan dibuat 2 buah lubang untuk baud pengunci. Gambar 12. Rangka penyokong chisel 8. Chisel Chisel pembuka alur berfungsi untuk memotong tanah sehingga pupuk dapat masuk kedalam tanah. Chisel ini memiliki ketebalan 25 mm dan panjang 100 mm. Untuk memperlebar alur, pada bagian ujung depan chisel dilengkapi sepatu chisel dengan lebar 6 cm dan sudut kemiringan 45 o. Sepatu chisel ini disambungkan dengan batang chisel menggunakan 2 buah baud M 10. Hal ini dilakukan untuk memperlambat kerusakan pada batang chisel sehingga apabila sepatu chisel tesebut telah rusak maka yang perlu diganti hanya sepatunya saja. Pada bagian belakang chisel ini terdapat sayap pelebar alur untuk mencegah tersumbatnya nozel pengeluaran pupuk oleh tanah. Sayap pelebar alur dibuat dari plat besi ketebalan 2 mm. 24

39 Gambar 13. Batang chisel 9. Komponen tiga titik gandeng Komponen tiga titik gandeng terdiri dari 2 buah lowerlink, 2 upperlink, 4 batang perantara, 1 toplink, dan poros pengangkat beserta dudukan untuk batang torak hidrolik. Bahan yang digunakan adalah plat besi dengan ketebalan 20 mm. Komponen ini merupakan menyalurkan sekaligus menggandakan gaya yang dikeluarkan oleh silinder hidrolik sehingga chisel dapat terangkat. Pada bagian lowerlink ditambahkan rantai pengencang yang menghubungkan kedua buah lowerlink dengan dudukan rantai, sehingga dapat mencegah pergerakan ke samping dari lowerlink tersebut. Gambar 14. Komponen tiga titik gandeng 25

40 B. PRINSIP KERJA ALAT Penyaluran pupuk pada aplikator pupuk cair ini menggunakan sistem pompa. Daya gravitasi dan tekanan tangki sebenarnya sudah cukup untuk mendistribusikan pupuk, tetapi penyebarannya tidak merata pada setiap lubang nozel. Hal ini dapat tergantung dari ketinggian air dalam tangki dan tinggi rendahnya permukaan tanah di atas masing-masing lubang nozel. Pada saat traktor beroperasi di lapangan, tekanan pada hidrolik akan dilepaskan sehingga chisel akan turun dengan sendirinya karena berat dari rangka chisel dan chisel tersebut. Saat PTO dari traktor dihidupkan, pompa akan berputar dengan tenaga hasil reduksi gearbox yang didapat dari PTO traktor. Pupuk cair dari dalam tangki akan terhisap masuk ke dalam pompa melalui selang penyalur. Tekanan dan gravitasi dari dalam tangki juga akan mendorong cairan dalam tangki untuk keluar. Tetapi itu hanya terjadi pada saat tangki dalam keadaan penuh. Setelah itu pupuk cair akan disalurkan menuju masing-masing nozel dengan keseragaman yang merata. Saat traktor tidak beroperasi di lapangan atau pada saat belok, chisel akan diangkat menggunakan hidrolik, saat itu PTO traktor dimatikan, pompa otomatis tidak bekerja sehingga cairan dari dalam tangki tidak mengalir. 26

41 V. HASIL DAN PEMBAHASAN A. PENGUJIAN PENDAHULUAN Pengujian pendahuluan adalah pengujian awal sebelum dilakukan pengujian sebenarnya di PG. Jatitujuh. Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui kinerja dari alat tersebut dan jika terjadi kerusakan atau ketidaksesuaian dapat dilakukan beberapa modifikasi segera. 1. Uji Kondisi Lahan Sebelum dilakukan uji performansi dilakukan dahulu uji kondisi lahan yang meliputi kondisi lahan, kerapatan tanah dan pupuk yang digunakan. Lahan yang akan digunakan harus dalam keadaan datar, sehingga pengukuran kedalaman olah mudah untuk dilakukan. Penyiapan lahan dilakukan pertama menggunakan bajak untuk memecah tanah yang keras, kemudian menggunakan garu piring agar pecahan tanah tersebut menjadi halus. Setelah itu tanah diratakan dengan menggunakan grader. Pengukuran tahanan penetrasi dilakukan untuk mengetahui tingkat kekerasan tanah pada lahan. Alat yang digunakan yaitu Penetrometer dengan luas penampang 2 cm 2 dan berat Penetrometer 2.26 kg. Data hasil pengujian disajikan dalam Tabel 5. Gambar 15. Penetrometer 27

42 Tabel 3. Data tahanan penetrasi tanah pada berbagai tingkat kedalaman di Leuwikopo Kedalaman Gaya penetrasi (kgf) Ulangan Ratarata Tahanan penetrasi (cm) (kgf) (kpa) Over Tahanan penetrasi (kpa) Kedalaman (cm) Gambar 16. Grafik rata-rata tahanan penetrasi tanah di Leuwikopo Data tahanan penetrasi tanah di Leuwikopo cenderung naik hingga kedalaman ± 5 cm, kemudian bernilai tetap hingga kedalaman ± 10 cm. Setelah itu tahanan penetrasi tanah naik kembali hingga mencapai kedalaman ± 20 cm setelah itu kembali menurun. Pada kedalaman 20 cm ini merupakan kekerasan tanah maksimum yaitu sebesar kpa. 28

43 Tabel 4. Data pengukuran kondisi lahan di Leuwikopo Titik sampel Kedalaman (cm) Masa tanah basah + ring sampel (g) Masa tanah kering + ring sampel (g) Masa ring sampel (g) Volume ring sampel (cm 3 ) Kadar Air (%) Bulk density (g/cm 3 ) Pada Tabel 4. diatas dapat dilihat bahwa kadar air tanah di leuwikopo berkisar antara 22% - 31% dengan nilai kerapatan isi tanah (Bulk density) yang tidak begitu signifikan yaitu sebesar 1.0 g/cm g/cm 3. Kerapatan isi tanah di Leuwikopo masih sesuai dengan kerapatan tanah untuk lahan pertanian yang bernilai 1 g/cm g/cm 3 (Islami dan Utomo, 1995). 2. Uji Performansi Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui bagaimana kinerja dan kapasitas dari Aplikator Pupuk Cair Tipe Trailing (APIC) yang telah dirancang tersebut. Debit kapasitas APIC yang diharapkan sebesar 9000 l/ha. Traktor yang digunakan sebagai tenaga penarik yaitu traktor merk Deutz 7260 berdaya 80 HP. Untuk pengukuran kedalaman dilakukan dengan menggunakan 3 tingkat kedalaman chisel, yaitu 15 cm, 20 cm dan 25 cm. Tiap-tiap kedalaman digunakan 7 tingkat transmisi yaitu dari L1 M3 dengan rpm engine sebesar

44 Gambar 17. Pengujian pendahuluan kinerja APIC di Leuwikopo Tabel 5. Data hasil pengukuran kecepatan aktual tanah di Leuwikopo Tingkat transmisi Pengaturan chisel 15 cm Waktu Kecepatan 20 m aktual (s) (m/s) Pengaturan chisel 20 cm Waktu Kecepatan 20 m aktual (s) (m/s) Pengaturan chisel 25 cm Waktu Kecepatan 20 m aktual (s) (m/s) L L L L M M M Rata-rata Tabel 6. Data hasil pengukuran kedalaman aktual tanah di Leuwikopo Tingkat Pengaturan kedalaman chisel (cm) transmisi L L L L M M M Rata-rata

45 Pada tabel diatas dapat dilihat bahwa pada pengaturan chisel 15 cm didapatkan kedalaman rata-rata sebesar cm. Untuk pengaturan chisel 20 cm didapatkan kedalaman rata-rata sebesar cm dan pada pengaturan chisel 25 cm sebesar cm. Hasil ini menunjukkan bahwa chisel tidak cukup masuk kedalam tanah. Hal dapat disebabkan oleh beberapa faktor, diantaranya yaitu kurang beratnya rangka penyokong chisel. Faktor lain yang berpengaruh yaitu kurang tajamnya kemiringan sudut mata chisel. Tabel 7. Data hasil pengukuran slip roda traktor di Leuwikopo Slip (%) pada pengaturan Tingkat chisel transmisi 15 cm 20 cm 25 cm L L L L M M M Pada Tabel 7. dapat dilihat bahwa secara keseluruhan bahwa slip roda traktor semakin besarsemakin dalamnya pengaturan kedalaman olah aplikator pupuk cair ini. Hal ini membuktikan bahwa semakin dalam chisel tersebut masuk ke dalam tanah, maka nilai slip traktor semakin besar. Tabel 8. Data hasil pengujian Aplikator Pupuk Cair di Leuwikopo Pengaturan chisel Kedalaman ratarata (cm) Kecepatan ratarata (m/detik) Slip ratarata (%) 15 cm cm cm

46 Slip traktor rata-rata (%) y = x x R 2 = Kedalaman olah rata-rata (cm) Gambar 18. Grafik hubungan kecepatan traktor rata-rata dengan kedalaman tanah rata-rata Kecepatan traktor rata-rata (m/s) y = x x R 2 = 1 Kedalaman olah rata-rata (cm) 20 Gambar 19. Grafik hubungan slip traktor rata-rata dengan kedalaman olah rata-rata Pada grafik Gambar 18. kedalaman olah aplikator semakin dalam seiring dengan turunnya kecepatan traktor. Sedangkan pada grafik Gambar 19. kedalaman olah makin dalam mengakibatkan slip traktor semakin besar. Kesimpulan dari kedua grafik diatas yaitu hubungan antara slip traktor dan kecepatan traktor berbanding terbalik. Kedalaman olah semakin dalam mengakibatkan slip traktor bertambah sehingga kecepatan traktor semakin menurun disebabkan karena semakin besarnya tahanan dari tanah. 32

47 B. PENGUJIAN DI LAPANGAN Pengujian lapangan dilakukan di PG. Jatitujuh, Majalengka. Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui bagaimana performansi dan efektifitas dari Aplikator Pupuk Cair Tipe Trailing (APIC) yang telah dibuat jika diuji di lahan tebu yang sebenarnya. Traktor yang digunakan yaitu traktor merk John Deere 4815 dengan daya 110 hp. Pengujian dilakukan di rayon Jatitujuh dengan nama petak lahan Sidang Kencana pada tanggal 26 juli Gambar 20. Pengukuran kondisi lapang di PG. Jatitujuh 1. Uji Kondisi Lahan Pengamatan kondisi lahan yang dilakukan meliputi pengukuran tahanan penetrasi tanah, kadar air dan kerapatan tanah. Tabel 9. Data tahanan penetrasi tanah di PG. Jatitujuh pada berbagai tingkat kedalaman Kedalaman Tahanan penetrasi tanah (kpa) (cm) Pengujian 1 Pengujian 2 Rata-rata

48 Tahanan penetrasi rata-rata (kpa) Kedalaman (cm) Gambar 21. Grafik rata-rata tahanan penetrasi tanah di PG. Jatitujuh Pengukuran tahanan dilakukan pada bagian gunung guludan hingga kedalaman 60 cm. Grafik pada Gambar 20. menunjukkan terjadi peningkatan tahanan penetrasi yang begitu signifikan pada lahan pengujian hingga kedalaman ± 10 cm dari permukaan tanah. Sedangkan pada kedalaman 55 cm dari permukaan tanah mulai terjadi penurunan tahanan penetrasi. Tanah pada kedalaman + 30 cm adalah lapisan yang memiliki kekerasan maksimum, hal ini disebabkan adanya pemadatan akibat lintasan traktor dan aktivitas alat-alat pengolahan tanah lainnya. Tabel 10. Data pengukuran kondisi lahan di PG. Jatitujuh Titik sampel Masa tanah basah + ring sampel (gr) Masa tanah kering + ring sampel (gr) Masa ring sampel (gr) mtb (gr) mtk (gr) Volume ring sampel (cm 3 ) Kadar Air (%) Bulk density (gr/cm 3 ) Rata-rata

49 Nilai kadar air yang kecil menunjukkan bahwa tahan di PG. Jatitujuh merupakan tanah kering dengan kadar air rata-rata sekitar % dengan kerapatan isi (Bulk density) rata-rata sekitar 1.01 g/cm 3. Dengan nilai 1.01 g/ cm 3 disimpulkan bahwa kerapatan isi tanah di PG. Jatitujuh masih tergolong kerapatan isi untuk lahan pertanian yang berkisar 1.00 g/ cm 3 hingga 1.60 g/ cm Uji Performansi Pengujian performansi yang dilakukan meliputi pengujian kedalaman olah Aplikator Pupuk Cair Tipe Trailing (APIC), pengukuran kecepatan traktor, pengukuran slip traktor dan kapasitas Aplikator Pupuk Cair Tipe Trailing (APIC). Pada pengukuran pertama, kedalaman olah yang diinginkan tidak tercapai, sehingga dilakukan modifikasi pada alat yaitu dengan menambah panjang sepatu chisel. Pengukuran dilakukan dua tahap, yaitu pengukuran sebelum sepatu chisel dimodifikasi dan setelah dimodifikasi. a. Pengujian sebelum sepatu dimodifikasi Pada pengujian ini digunakan metode pengambilan data kedalaman tanah seperti pada Gambar 14. Nilai kedalaman aktual yaitu selisih antara nilai b dan a. Kedalaman aktual rata-rata Aplikator Pupuk Cair Tipe Trailing (APIC) sekitar 5 cm. Nilai ini kurang memenuhi kedalaman yang diharapkan yaitu sebesar 25 cm. Gambar 22. Metode pengambilan data kedalaman olah 35

50 Luas lahan yang digunakan sebesar 0.27 ha dengan panjang lahan sebesar 200 m dan lebar 13.5 m. waktu kerja untuk pengujian ini yaitu 15 menit dengan kecepatan aktual traktor rata-rata sekitar 2.44 m/detik. Tabel 11. Data hasil pengukuran kedalaman aktual dan kecepatan maju APIC di PG. Jatitujuh Jarak (m) Waktu Kecepatan Kedalaman olah (detik) (m/detik) rata-rata (cm) Rata-rata Kedalaman olah rata-rata dari Tabel 13. diatas didapatkan sebesar 5 cm. Nilai ini sangat jauh dari nilai kedalaman olah yang diinginkan yaitu sebesar cm. Perhitungan kapasitas lapang dan efisiensi dapat dilakukan dengan menggunakan Persamaan 4., Persamaan 5. dan Persamaan 6. sehingga didapatkan nilai kapasitas lapang dan efisiensi sebagai berikut: Panjang areal = 200 m Lebar kerja = 13.5 m Luas areal = 200 x 13.5 = 2700 m 2 = 0.27 ha Lebar olah = 270 cm = 2.7 m Waktu kerja = 15 menit = 0.25 jam Kec. rata-rata = 2.44 m/detik K LT K LE = 0.36 x (Kec. Rata-rata x lebar olah) = 0.36 x 2.44 x 2.7 = 2.37 ha/jam = Luas areal/waktu kerja = 0.27/0.25 = 1.08 ha/jam 36

51 Efisiensi = (K LE /K LT ) x 100% = (1.08/2.37) x 100% = % Perhitungan nilai kapasitas lapang dan efisiensi diatas didapatkan nilai K LT sebesar 2.37 ha/jam sedangkan nilai K LE sebesar 1.08 ha/jam sehingga didapatkan nilai efisiensinya sebesar %. Nilai kecepatan yang digunakan dalam perhitungan diatas diasumsikan mendekati kecepatan teoritis. Gambar 23. Aplikator Pupuk Cair Tipe Trailing (APIC) saat pengujian lapang di PG. Jatitujuh b. Pengujian setelah sepatu dimodifikasi Modifikasi dilakukan dengan pertimbangan bahwa kedalaman yang diinginkan belum tercapai, karena itu diharapkan dengan penambahan panjang sepatu chisel sehingga diperoleh penambahan panjang chisel sebesar 10 cm. Selain itu ujung sepatu dibentuk lebih runcing dengan harapan chisel akan mudah masuk ke dalam tanah. Beberapa alternatif dalam proses modifikasi ini diantaranya yaitu penambahan berat rangka penyokong chisel, memperkecil sudut potong chisel dan menambah tenaga penekan chisel, yaitu dengan menggunakan hidrolik. Tiga alternatif diatas kurang sesuai untuk diterapkan dikarenakan keterbatasan bahan dan material yang terdapat di PG. Jatitujuh. Hasil pengujian disajikan pada Tabel

52 Tabel 12. Data hasil pengukuran uji kinerja Aplikator Pupuk Cair Tipe Trailing (APIC) di PG. Jatitujuh Jarak (m) Waktu (s) Kecepatan (m/s) Kedalaman olah rata-rata (cm) Slip (%) Rata-rata (a) (b) Gambar 24. (a) sepatu chisel sebelum dimodifikasi dan (b) sepatu chisel setelah dimodifikasi Hasil pengujian Aplikator Pupuk Cair Tipe Trailing (APIC) setelah dimodifikasi jika dibandingkan dengan hasil sebelum dimodifikasi didapatkan kedalaman olah rata-rata bertambah sebesar 0.2 cm, sedangkan kecepatan maju rata-rata berkurang sebesar 0.61 m/detik. Slip pada pengujian kali ini sebesar 8.76 % Nilai kedalaman olah menunjukkan peningkatan seiring dengan bertambahnya kecepatan. Hal ini ditunjukkan pada grafik diatas. Hubungan antara kecepatan maju traktor dengan kedalaman olah sebelum dan setelah sepatu chisel dimodifikasi disajikan pada Gambar

53 Luas lahan yang digunakan dalam pengujian kali ini sebesar ha dengan panjang lahan sebesar 50 m dan lebar 13.5 m. waktu kerja untuk pengujian ini yaitu 0.08 jam dengan kecepatan aktual traktor rata-rata sekitar 1.83 m/detik. Untuk perhitungan nilai kapasitas lapang dan efisiensi di lapangan pengujian setelah modifikasi tercantum di bawah ini: Panjang areal = 50 m Lebar areal = 13.5 m Luas areal = 50 x 13.5 = 675 m 2 = ha Lebar olah = 270 cm = 2.7 m Waktu kerja = detik = 0.08 jam Kec. rata-rata = 1.83 m/detik K LT K LE = 0.36 x (Kec. Rata-rata x lebar olah) = 0.36 x 1.83 x 2.7 = 1.78 ha/jam = Luas areal/waktu kerja = /0.08 = 0.85 ha/jam Efisiensi = (K LE /K LT ) x 100% = (0.85/1.78) x 100% = % Perhitungan nilai kapasitas lapang dan efisiensi diatas didapatkan nilai K LT sebesar 1.78 ha/jam sedangkan nilai K LE sebesar 0.85 ha/jam sehingga didapatkan nilai efisiensinya sebesar %. C. UJI PERFORMANSI SISTEM POMPA Pengujian performansi sistem pompa ini dilakukan di pengujian pendahuluan dan pengujian lapangan. Pengujian ini dilakukan untuk mendapatkan nilai debit pompa dan debit aplikasi keseluruhan. Dalam pengujian ini digunakan air dengan masa jenis 1 kg/m 3 sebagai pengganti vinase. Parameter-parameter yang diukur dalam pengujian yaitu waktu yang diperlukan hingga wadah penampung pupuk cair penuh dan volume dari wadah tersebut. Dari data ini dapat dihitung nilai debit pompa per lubang dan 39

54 debit keseluruhan pompa. Debit pompa yang diinginkan yaitu 9000 l/ha. Hasil pengujian uji performansi sistem pompa pada pengujian pendahuluan disajikan pada Tabel 13. berikut ini Tabel 13. Data pengukuran debit pompa Aplikator Pupuk Cair Tipe Trailing (APIC) di Leuwikopo Ulangan Volume ember (l) Waktu ratarata(detik) Debit keseluruhan (l/detik) Rata-rata 5.03 Debit rata-rata pengujian debit pompa di Leuwikopo sebesar 5.03 l/detik. Pada pengujian ini dilakukan 6 kali pengulangan dengan 2 perlakuan yang berbeda. Perlakuan pertama menggunakan ember dengan volume 5 l dan kedua 12 l. Tenaga yang digunakan untuk memutar pompa berasal dari PTO traktor Deutz hp dengan rpm engine yang digunakan sebesar 1500 dan rpm PTO sebesar Dari hasil perhitungan didapatkan debit keseluruhan sebesar 5.03 l/detik. Data perhitungan lengkap debit pompa dapat dilihat pada Lampiran 8. Pada pengujian lapangan di PG. Jatitujuh, digunakan traktor merk John Deere hp. Pengujian dilakukan dengan menggunakan galon 20 l untuk menampung air yang keluar dari tiap nozel pada saat. Data hasil pengujian disajikan pada Tabel 14. Debit total rata-rata pengukuran di PG. Jatitujuh sebesar 2.25 l/detik. Nilai ini sangat jauh dari nilai pengukuran debit pompa di Leuwikopo yang bernilai sebesar 5.03 l/detik. Perbedaan ini disebabkan karena perbedaan putaran PTO yang digunakan sebagai tenaga pemutar pompa. Di Leuwikopo digunakan PTO dengan rpm 1000, sedangkan di PG. Jatitujuh digunakan PTO dengan rpm 540. Rendahnya nilai rpm ini menyebabkan nilai debit pompa berkurang hingga setengahnya. 40

55 Tabel 14. Data hasil pengukuran debit pompa dengan air pada pengujian lapangan di PG. Jatitujuh Ulangan Volume Waktu rata-rata Debit total ember (l) (detik) (l/detik) Rata-rata 2.25 Debit aplikasi teoritis aplikator pupuk cair ini dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan 9., sehingga didapatkan nilai debit aplikasinya adalah 10000x2.25x60 Q = = l/ha 2.7x1.83x60 Dari perhitungan ini, didapatkan nilai debit aplikasi sebesar l/ha. Perhitungan ini dilakukan dengan mengasumsikan kecepatan traktor yang digunakan sebesar 1.83 m/detik atau dengan menggunakan kecepatan rata-rata traktor setelah aplikator tersebut dimodifikasi. Tabel 15. Data hasil pengukuran kapasitas pompa di lapangan Volume tangki penuh (l) Waktu pengukuran (detik) Debit (l/detik) Tabel 15. diatas merupakan perhitungan debit rata-rata keseluruhan pompa. Debit yang didapatkan sebesar 1.42 l/detik. Perhitungan ini didapatkan dengan membandingkan volume tangki dalam keadaan penuh dengan waktu yang digunakan hingga air tidak lagi tersalurkan melalui selang penjatah. Volume dalam tangki tidak sepenuhnya habis mengingat adanya jarak antara dasar tangki dengan klep pengeluaran menuju pompa. 41

56 Tabel 16. Data hasil pengukuran waktu kerja di PG. Jatitujuh Kecepatan rata-rata (m/detik) Volume cairan yang terpakai dalam pengolahan (l) Waktu kerja Luas areal (ha) Debit Aplikasi (l/ha) Data pengukuran diatas didapatkan melalui perbandingan antara waktu kerja pompa saat pengolahan lahan dengan waktu kerja pompa keseluruhan. Waktu kerja saat pengolahan didapatkan sebesar detik. Melaui perbandingan waktu ini diperoleh volume air dalam tangki yang digunakan sebesar Dari Tabel 16. diatas maka didapatkan nilai debit aplikasi pompa aplikator pupuk cair sebesar : Volume Q = = Luas = l/ha Debit aplikasi pompa pada saat pengolahan lahan didapatkan sebesar l/ha. Nilai ini berbeda jauh dengan nilai debit aplikasi pompa yang diukur pada saat traktor tidak beroperasi yang bernilai l/ha. Perbedaan debit aplikasi ini dapat dikarenakan perhitungan waktu yang kurang akurat, berkurangnya volume air dalam tangki saat perjalanan menuju lahan dan pengurangan volume tangki pada saat belok. Untuk mendapatkan nilai debit aplikasi sebesar 9000 l/ha dapat dilakukan dengan cara mengurangi kecepatan traktor pada saat pengolahan, sehingga debit cairan yang masuk ke dalam tanah akan lebih banyak. D. UJI ERGONOMIKA Pengujian ergonomika operator dilakukan untuk mengetahui performansi operator. Pengujian ini dilakukan terhadap operator yang telah berpengalaman dalam mengemudikan traktor. Untuk pengukuran denyut jantung dilakukan setiap 15 detik dengan menggunakan Heart Rate Monitor. 42

57 140 Denyut jantung (bps) Waktu (s) Gambar 25. Grafik denyut jantung operator pada pengujian setelah modifikasi sepatu chisel Dari grafik pada Gambar 24. didapatkan nilai rata-rata denyut jantung operator sebesar bps, denyut jantung tertinggi sebesar 121 bps dan terendah sebesar 71 bps dengan menghabiskan 3765 detik waktu pengujian. Tabel 17. Data perhitungan IRHR operator traktor di PG. Jatitujuh HRrest HRwork IRHR Dari Tabel 18. diatas didapatkan IRHR ( Increase Ratio of Heart Rate) operator sebesar Sehingga berdasarkan Tabel 4. dapat dikategorikan beban kerja operator termasuk kategori ringan. Hal ini dikarenakan operator telah terbiasa melakukan pekerjaan ini dan telah berpengalaman selama 20 tahun. 43

58 VI. KESIMPULAN DAN SARAN A. KESIMPULAN 1. Pengujian keseluruhan Aplikator Pupuk Cair Tipe Trailing (APIC) berjalan cukup lancar. Beberapa kendala dalam pengujian yaitu keterbatasan operator dan traktor saat pengujian dilakukan di PG. Jatitujuh. 2. Kedalaman olah saat pengujian di lab. Leuwikopo yaitu 14.5 cm untuk pengaturan kedalaman chisel 15 cm, 15.4 untuk pengaturan 20 cm dan 16.4 untuk pengaturan 25 cm. Debit pompa rata-rata dengan menggunakan rpm PTO 1000 didapatkan sebesar 5.03 l/detik. Untuk kedalaman 15 cm diperoleh slip rata-rata 3.27 %, kedalaman 20 cm sebesar 3.40 % dan untuk kedalaman 25 cm sebesar 5.99 %. 3. Kedalaman rata-rata pengolahan lahan sebelum modifikasi didapatkan sebesar 5 cm dengan kecepatan rata-rata 2.44 m/detik. Untuk pengukuran kapasitas didapatkan K LT sebesar 2.37 ha/jam dan K LE sebesar 1.08 ha/jam sehingga nilai efisiensinya yaitu 45.57%. 4. Kedalaman rata-rata pengolahan lahan setelah dimodifikasi dengan penambahan sepatu chisel setinggi 10 cm bertambah sebesar 0.2 cm, yaitu 5.2 cm dan kecepatan rata-rata traktor berkurang sebesar 0.61 m/detik. Kapasitas pada pengujian ini didapatkan nilai K LT sebesar 1.78 ha/jam dan K LE sebesar 0.85 ha/jam, efisiensinya yaitu 47.57%. Slip roda traktor ratarata sebesar 8.76%. Debit pompa sebesar 2.25 l/s. Nilai debit ini berkurang karena rpm PTO yang digunakan sebesar Debit aplikasi aplikator pupuk cair saat pengujian di PG. Jatitujuh sebesar l/ha. 6. Kategori beban kerja operator termasuk ringan dengan nilai IRHR sebesar 1.24 dengan denyut jantung tertinggi sebesar 121 bps dan terendah sebesar 71 bps. Denyut rata-rata operator yaitu bps. 44

59 B. SARAN 1. Perlu adanya kajian lebih lanjut terhadap Aplikator Pupuk Cair Tipe Trailing (APIC) hasil rancangan Departemen TEP dengan pihak RNI agar didapatkan hasil yang lebih baik. 2. Perlu adanya modifikasi yang sesuai agar alat tersebut bekerja maksimal. Beberapa modifikasi diantaranya penambahan berat rangka chisel, penambahan hidrolik double action untuk penekan chisel agar chisel dapat lebih masuk kedalam tanah dan pemotongan kemiringan sudut potong pisau chisel dengan sudut kemiringan yang lebih kecil. 3. Komponen-komponen pendukung alat perlu dibuat dengan konstruksi yang lebih kuat dan material yang lebih baik untuk mengantisipasi jika alat tesebut digunakan pada kondisi ekstrim. 45

60 DAFTAR PUSTAKA Anonim, Lima Tahun Pengembangan Pertanian: Sumbangan Penelitian dalam Pembangunan Pertanian/Badan Litbang Pertanian. Deptan. Jakarta. Das, Braja M Mekanika Tanah (Prinsip-prinsip Rekayasa Geoteknis). Erlangga. Jakarta. Davies, B., D. Eagle, and B. Finney Soil Management. Fifth Edition. Farming Press. Ipswich, UK. Daywin, F.J., I. Hidayat, RG. Sitompul Mesin-Mesin Budidaya Pertanian di Lahan Kering. IPB Press. Bogor Hardjowigeno, S Ilmu Tanah. Akademika Pressindo. Jakarta. Islami, T. dan W.H. Utomo Hubungan Tanah, Air, dan tanaman. IKIP Semarang Press. Semarang. Kepner, R. A., Beiner R. And Berger, E. L Principles of Farm Machinery. Avi Publishing Company, Inc. Connectticut. Lingga, Pinus Petunjuk Penggunaan Pupuk, Cetakan ke-15. Penebar Swadaya, Jakarta, Indonesia. Nurmianto, Eko Ergonomi, Konsep dasar dan Aplikasinya. Edisi Pertama. Prima Printing, Surabaya, Indonesia. Notojoewono, A, Wasit Berkebun Tebu Lengkap. Jember. Marsono dan Paulus Sigit Pupuk Akar dan Aplikasinya, Cetakan ke-1. Penebar Swadaya, Jakarta, Indonesia. Purwadi, Tri dan Gembong Tjitrosoepomo Mesin dan Peralatan Usaha Tani, Cetakan ke-6, Terjemahan (Harris P. Smith dan Lambert H. Wilkes). Farm Machinery and Equipment Sixth Edition. Gadjah Mada University Press, Yogyakarta, Indonesia. Richey, C. B., Paul J. And Carl W. Hall Agricultural Engineers Handbook. McGraw-Hillbook Company, Inc. USA. Sanders, M. S., Ernest J. Mc.Cormick Human Factors in Engineering and Design. McGraw-Hillbook Company, Inc. USA. Smith, H.P dan LH. Wilkes Farm Machinery and Equipment.. McGraw- Hill Publishing Company, Ltd. New Delhi. Soepardiman Bercocok Tanam Tebu.Lembaga Pendidikan Perkebunan, Yogyakarta 46

61 Sutedjo, Mul Mulyani Pupuk dan Cara Pemupukan, Cetakan ke-4. PT Rineke Cipta, Jakarta, Indonesia. Syuaib, M. F Ergonomic Study on the Process of Mastering Tractor Operation. Desertasi. Tokyo University of Agriculture and Technology. Tokyo. Japan. 47

62 Lampiran 1. Spesifikasi Aplikator Pupuk Cair Tipe Trailing (APIC) 1. Tipe implemen: Trailer 2. Tahun pembuatan: Jarak tanam (mm): Lebar olah (mm): Jumlah nozel pemupuk : 4 buah 6. Dimensi (mm) Panjang: 4730 Lebar: 2200 Tinggi: Mekanisme penyebaran pupuk Sumber penggerak: PTO Kecepatan PTO (RPM): Mekanisme penyebaran : pompa 9. Tangki penampung Kapasitas (liter): 2475,6 Material: besi 10. Pembuka alur Tipe: chisel Material: baja 11. Sistem penggandengan : Mounted linked 12. Bentuk dan konstruksi : Mounted unit dengan three point linkage sebagai mekanisme pengangkat. 49

63 Lampiran 2. Spesifikasi traktor yang digunakan dalam pengujian Spesifikasi traktor yang digunakan dalam uji pendahuluan Merk : Deutz 7260 Negara Pembuat : Jerman Tenaga : 70 hp Berat : 2430 kg Berat Roda Depan : 930 kg Berat Roda Belakang :1480kg Dimensi Traktor Panjang Lebar Tinggi : 3960 mm : 1940 mm : 1800 mm Dimensi Roda Belakang Lebar Tinggi Diameter Lebar Jejak : 438 mm : 378 mm :1490 mm : 500 mm Spesifikasi traktor yang digunakan dalam uji lapang Merk : John Deere 4815 Negara Pembuat : Amerika Tenaga : 125 hp Diameter roda depan : 1180 mm Diameter roda belakang : 1525 mm Panjang traktor : 4430 mm 50

64 Lampiran 3. Konstruksi Aplikator Pupuk Cair Tipe Trailing (APIC) No. Bagian 4 1 Selang penyalur 2 Batang chisel 5 3 Sepatu chisel 4 Tangki pupuk 6 5 Pipa penjatah 6 Rangka penyokong chisel 7 7 Selang utama 8 Pompa Rangka utama Skala : Nama : Indra Fauzi Peringatan : Satuan : mm Satuan : mm TEP-IPB Tanggal : Pemeriksa : M. Faiz Syuaib Hal : 1 A4 46

65 Lampiran 4. Data hasil uji fungsional di Leuwikopo pada pengaturan kedalaman kerja 15 cm. Tingkat transmisi rpm Engine t 20 m (detik) Lebar olah (cm) v aktual (m/detik) Rata -rata Kedalaman aktual (cm) Sb So Slip (%) kedalaman aktual (m) kanan kiri kanan kiri kanan kiri rata-rata L L L L M M M Rata-rata

66 Lampiran 5. Data hasil uji fungsional di Leuwikopo pada pengaturan kedalaman kerja 20 cm. Tingkat transmisi rpm Engine t 20 m (detik) Lebar olah (cm) v aktual (m/detik) Rata -rata Kedalaman aktual (cm) Sb So Slip (%) kedalaman aktual (m) kanan kiri kanan kiri kanan kiri rata-rata L L L L M M M Rata-rata

67 Lampiran 6. Data hasil uji fungsional di Leuwikopo pada pengaturan kedalaman kerja 25 cm. Tingkat transmisi rpm Engine t 20 m (detik) Lebar olah (cm) v aktual (m/detik) Rata -rata Kedalaman aktual (cm) Sb So Slip (%) kedalaman aktual (m) kanan kiri kanan kiri kanan kiri rata-rata L L L L M M M Rata-rata

68 Lampiran 7. Data hasil uji debit pompa di Leuwikopo. RPM Volume ember (l) Waktu (detik) Debit pada selang (l/detik) Debit keseluruhan (l/detik) Rata-rata

69 Lampiran 8. Data hasil uji debit pompa di PG. Jatitujuh. Volume galon (l) Waktu (detik) Debit pada selang ke-(l/detik) Debit RPM keseluruhan (l/detik) Rata-rata

70 Lampiran 9. Data hasil uji fungsional Aplikator Pupuk Cair Tipe Trailing (APIC) di PG. Jatitujuh sebelum modifikasi sepatu chisel Ulangan t 200 Kedalaman (cm) Kedalaman (cm) Kedalaman (cm) Kedalaman Kecepatan m rata-rata (m/detik) (detik) a b a b a b a b (cm) Rata-rata

71 Lampiran 10. Data hasil uji fungsional Aplikator Pupuk Cair Tipe Trailing (APIC) di PG. Jatitujuh setelah modifikasi sepatu chisel Ulangan t 200 Kedalaman (cm) Kedalaman (cm) Kedalaman (cm) Kedalaman Kecepatan m rata-rata (m/detik) (detik) a b a b a b a b (cm) Rata-rata

72 Lampiran 11. Data hasil pengukuran 1 debit pompa Aplikator Pupuk Cair Tipe Trailing (APIC) di Leuwikopo Ulangan 1 Volume (l) Waktu (detik) Debit(l/ detik) Ember Ember Ember Ember Rata-rata 1.03 Ulangan 2 Volume (l) Waktu (detik) Debit(l/ detik) Ember Ember Ember Ember Rata-rata 1.31 Ulangan 3 Volume (l) Waktu (detik) Debit(l/ detik) Ember Ember Ember Ember Rata-rata

73 Lampiran 12. Data hasil pengukuran 2 debit pompa Aplikator Pupuk Cair Tipe Trailing (APIC) di Leuwikopo Ulangan 1 Volume (l) Waktu (detik) Debit(l/ detik) Ember Ember Ember Ember Rata-rata 1.42 Ulangan 2 Volume (l) Waktu (detik) Debit(l/ detik) Ember Ember Ember Ember Rata-rata 1.28 Ulangan 3 Volume (l) Waktu (detik) Debit(l/ detik) Ember Ember Ember Ember Rata-rata

74 Lampiran 13. Data hasil pengukuran debit pompa Aplikator Pupuk Cair Tipe Trailing (APIC) di PG. Jatitujuh Ulangan 1 Volume (l) Waktu (detik) Debit(l/ detik) Ember Ember Ember Ember Rata-rata 0.47 Ulangan 2 Volume (l) Waktu (detik) Debit(l/ detik) Ember Ember Ember Ember Rata-rata 0.48 Ulangan 3 Volume (l) Waktu (detik) Debit(l/ detik) Ember Ember Ember Ember Rata-rata 0.54 Ulangan 4 Volume (l) Waktu (detik) Debit(l/ detik) Ember Ember Ember Ember Rata-rata 0.53 Ulangan 5 Volume (l) Waktu (detik) Debit(l/ detik) Ember Ember Ember Ember Rata-rata

75 Lampiran 14. Data hasil pengukuran waktu kerja pengolahan lahan Kondisi Waktu (detik) Waktu Mulai 0 W1 2.3 W WL W WB W W WL W WB W W WL W WB W W WL W WB W W WL Waktu selesai Waktu total Ket : WL = waktu lurus; WB = waktu belok 62

76 Lampiran 15. Data hasil pengukuran debit pompa Aplikator Pupuk Cair Tipe Trailing (APIC) di PG. Jatitujuh 27 m 5 m 50 m Titik 1 63