III METODOLOGI PENELITIAN 3.1. Tempat dan Waktu Penelitian Penelitian dilaksanakan di Desa Marga Agung, Kecamatan Jati Agung Kabupaten Lampung Selatan dan Laboratorium Rekayasa Sumber Daya Air dan Lahan pada bulan Mei sampai dengan bulan Juni 2015. 3.2. Alat Dan Bahan Penelitian Alat yang digunakan adalah selang regulator kompor gas, regulator kompor gas, stick kompor gas, leher karburator, satu unit irigasi sprinkler portable (Tusi, 2013), soil moisture meter, Ombrometer, double ring infiltrometer, ring sample, oven, penggaris, gelas ukur, kamera, dan alat tulis. Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah gas LPG 3 kg, pipa PVC, lem pipa, sambungan pipa, pupuk NPK Mutiara, Pestisida (Prevathon 50 SC), pupuk daun (Gromess) dan benih tanaman Pakcoy.
25 3.3. Metode Penelitian 3.3.1. Modifikasi Tenaga Penggerak Pompa Tahapan-tahapan modifikasi pompa mengacu pada diagram alir pada Gambar 1 berikut ini. Mulai Melepas bagian sistem bahan bakar (karburator) Pasang Leher Karburator Universal dan Penutup Pasang Stick kompor gas, Selang Regulator dan Regulator high pressure Tidak Mesin dapat Beroperasi? Ya Selesai Gambar 1. Diagram Alir Modifikasi Tenaga Penggerak Pompa Tenaga penggerak yang digunakan pada pompa irigasi Sprinkler Portable adalah mesin dengan jenis singgle silinder dengan bahan bakar bensin dan mempunyai power output 5,5 HP. Tenaga penggerak pada pompa dimodifikasi
26 pada bagian sistem bahan bakar, modifikasi tenaga penggerak ini menggunakan metode coba-ralat. Alat dan bahan yang dibutuhkan untuk memodifikasi tenaga penggerak ini adalah stick kompor gas, selang regulator, regulator kompor gas (high pressure), lem kaca (sealer), karet tali, leher karbulator motor universal, pelat besi 2 mm dan baut ukuran 10 mm. Modifikasi dilakukan dengan melepas bagian karbulator dan digantikan dengan leher karbulator motor universal. Pada bagian depan leher karburator diberi penutup berupa besi plat dengan tebal 2 mm. Penutup tersebut diberi lubang 10 mm atau dipasangkan kran kompresor. Kemudian leher karburator dihubungkan dengan selang regulator ke stik kompor gas. Stick kompor gas tersebut sebelumnya dilepas pada bagian nozzlenya dan dihubungkan ke regulator high pressure dan tabung LPG 3kg. Desain modifikasi pada tenaga penggerak pompa dapat dilihat pada Gambar 2 berikut. Keterangan gambar : 1. Tabung LPG 3 Kg 2. Regulator high pressure 3. Stick kompor gas 4. Selang regulator gas 5. Mesin satu silinder 4 langkah Gambar 2. Desain modifikasi tenaga penggerak. Setelah pemasangan leher karburator tahap berikutnya adalah pemasangan selang yang dihubungkan ke stick kompor gas. Selang yang digunakan berdiameter lubang dalam 10 mm dan diameter luar selang 12 mm. Pemasangan
27 selang ini dihubungkan dari leher karburator ke stick kompor gas. Stick kompor gas tersebut berfungsi sebagai kran pengatur bahan bakar yang masuk ke ruang bakar pada tenaga penggerak. Kemudian stick kompor gas tersebut dihubungkan dengan regulator high pressure melalui selang regulator. Regulator high pressure ini berfungsi sebagai penyuplai gas ke stick kompor sebelum ke ruang bakar mesin. Tekanan output gas dapat disesuaikan dengan memutar kran bagian atas regulator dan memutar kran pada stick kompor. Setelah semua komponen modifikasi terpasang, tahap selanjutnya adalah menguji tenaga penggerak dengan cara menyalakanya. Apabila tenaga penggerak pompa dapat berfungsi (mesin dapat dihidupkan) maka tahapan modifikasi telah selesai. Dan apabila tenaga penggerak tidak dapat beroperasi (mesin tidak dapat hidup) maka perlu dilakukan pengecekan ulang pada bagian sambungan selang. 3.3.2. Analisis Sifat Fisik Tanah. Analisis sifat fisik tanah menggunakan pengambilan contoh tanah. Pengambilan contoh tanah menggunakan metode tanah tidak terganggu. Pengambilan dilakukan sebanyak satu kali dengan menggunakan ring sampel. Adapun cara pengambilanya sebagai berikut: 1. Membersihkan permukaan bagian tanah yang akan diambil dari tumbuhan, serasah dan kemudian digali sedalam 30 cm untuk mendapatkan contoh tanah tidak terganggu. 2. Meletakkan ting sampel pada tengah galian dan kemudian menekannya secara perlahan sampai ring sampel terbenam penuh didalam tanah.
28 3. Menggali tanah disekeliling ring sampel sehingga ring sampel dapat diambil secara utuh. 4. Meratakan tanah lebihan dari ring sampel dengan menggunakan pisau tajam atau gergaji kecil, kemudian menutup ring sampel dengan menggunakan penutupnya. 3.3.3. Pengukuran Laju Infiltrasi Prosedur pengukuran laju infiltrasi adalah sebagai berikut: 1. Mempersiapkan alat dan bahan. 2. Membersihkan dan meratakan lahan yang akan digunakan sebagai tempat peletakan double ring infiltrometer. 3. Memasang alat ring dengan hati-hati untuk mengurangi kerusakan struktur tanah. Ring infiltrometer dipasang vertikal pada permukaan tanah pada tempat yang kemiringanya 0-8%. 4. Memasang double ring infiltrometer. Ring yang berdiameter kecil diletakkan pada bagian dalam terlebih dahulu, kemudian ring yang berdiameter besar dipasang pada bagian luar. Pemasangan ring ini masing-masing ring dibenamkan sedalam 15 cm. 5. Memasukkan air kedalam kedua ring dengan ketinggian air sebanyak 10cm. Ketinggian air yang berada pada ring bagian dalam harus sama dengan ketinggian air pada ring bagian luar. 6. Menjalankan stopwatch untuk memulai pengukuran penurunan muka air. 7. Melakukan pengukuran penurunan muka air selama proses infiltrasi menggunakan penggaris berskala yang diletakkan pada ring bagian dalam.
29 Ring bagian luar hanya berfungsi sebagai pengkondisian tanah agar tidak terjadi rembesan air saat pengukuran. 8. Mencatat penurunan muka air pada rentang waktu 4, 8, 12, 16, 20, 24 dan 28 menit. Perhitungan nilai laju infiltrasi dilakukan menggunakan persamaan Model Horton yang dinyatakan dengan Persamaan 20 berikut: Dimana; f = laju infiltrasi nyata (cm/h) fc = laju infiltrasi tetap (cm/h) f0 = laju infiltrasi awal (cm/h) k = konstanta geofisik...(20) 3.3.4. Desain Tata Letak Perpipaan Irigasi Sprinkler Portable Tata letak (lay out) jaringan irigasi sprinkler portable ini memilki jarak antar nozzle head sprinkler sebesar 10 meter dan jarak sprinkler dari tepi lahan sepanjang 7,5 m dengan jumlah nozzle head sprinkler sebanyak 4 buah untuk sekali operasi. Suplai air irigasi diambil dari embung, kemudian ditampung kedalam kolam penampung dengan dimensi panjang 3,6 m, lebar 1,5 m dan tinggi 0,75 m. Pada Gambar 3 berikut adalah lay out yang digunakan untuk aplikasi irigasi sprinkler.
30 Sumber air pompa Selang cacing 7,5 m 10 m pressure gauge X X X X 9 m 45 m Gambar 3. Tata letak (lay out) jaringan irigasi sprinkler portable 3.3.5. Penyiapan Lahan a). Pengolahan Lahan Lahan yang digunakan pada penelitian ini adalah lahan persawahan yang berukuran 45 m x 9 m. Lahan tersebut diolah dengan bajak singkal dengan kedalaman 20 cm 30 cm kemudian dibentuk guludan-guludan dengan ukuran lebar guludan 1,75m dan panjang guludan 45 m, dengan jarak antar guludan 0,5m. Skema lahan yang akan digunakan untuk aplikasi irigasi sprinkler dapat dilihat pada Gambar 4 berikut. 45 m 1,75 m 9 m 0,5 m Gambar 4. Skema lahan penanaman tanaman Pakcoy
20 cm 31 b). Penyemaian Penyemaian benih pakcoi dilakukan didalam bak semai dengan waktu penyemaian selama 10-15 hari. Sebelum disemai benih pakcoi direndam dahulu di air hangat selama 1-2 jam untuk memecah dormansi. Selanjutnya benih disebar merata pada permukaan bak semai, lalu ditutup dengan media semai dan disiram air. Media persemaian terdiri dari campuran tanah dan pupuk kandang dengan perbandingan 1:1. Selama penyemaian bibit tanaman pakcoy diberi naungan agar tidak terkena cahaya matahari secara langsung. Setelah bibit memiliki daun sebanyak 4-5 helai( sekitar 15 hari sejak semai) bibit dapat dipindahkan ke lahan. c). Pindah Tanam Bibit tanaman pakcoi yang sudah siap tanam kemudian diletakkan di dalam luang yang sebelumnya sudah dibuat dilahan kedalaman lubang antara 3cm 5cm. Dengan jumlah bibit 1-2 bibit perlubang tanam. Jarak tanam antar barisan 20 cm x 20 cm dan jarak dengan tepi guludan 10 cm, seperti pada Gambar 5 berikut. 10 cm X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X 20 cm Gambar 5. Tata letak penanaman bibit pakcoy
32 3.3.6. Aplikasi Pemberian Air Aplikasi pemberian air didasarkan dari perhitungan kondisi tanah pada lahan menggunakan persamaan 1-4. Perhitungan tersebut digunakan sebagai acuan batas kapasitas lapang, titik kadar air tanah kritis dan titik layu permanen. Adapun untuk penyiraman tanaman dilakukan sesuai dengan perhitungan menggunakan persamaan 7-12 setelah diketahui kadar air tanah yang terukur dengan menggunakan soil moisture meter. Fraksi penipisan yang digunakan untuk perhitungan penentuan penyiraman tanaman pakcoy diasumsikan sama dengan fraksi penipisan selada yakni 0,3 karena tanaman pakcoy memiliki struktur yang menyerupai dengan selada. 3.3.7. Variabel Pengamatan Beberapa variabel yang diamati untuk mendapatkan data primer pada penelitian ini adalah : 1. Koefisien keseragaman curahan Sprinkler (CU) Uji keseragaman irigasi sprinkler dilakukan dengan menggunakan persamaan Christiansen (Persamaan 5). Pengujian koefisien keseragaman curahan dilakukan dengan menggunakan data volume tampungan. Pengujian koefisien keseragaman curahan sprinkler ini dilakukan sebelum penanaman bibit pakcoy. Menurut Tusi (2013), prosedur pengambilan data keseragaman curahan irigasi sprinkler dapat dilakukan sebagai berikut :
33 Wadah penampung (cup) diletakkan pada area irigasi dengan jarak antara 1 atau 2 meter. Mesin pompa dihidupkan, kemudian gas dinaikkan secara perlahanlahan dan dalam hitungan detik (±20 detik) sampai pressure gauge menunjukan nilai tekanan 1,5 bar. Air curahan dibiarkan mengalir 15 menit. Selama proses irigasi berlangsung, dilakukan pengukuran jarak lempar tejauh untuk masingmasing sprinkler. Setelah selesai dilakukan pengukuran volume air tertampung dalam wadah dengan menggunakan gelas ukur. 2. Analisis keseragaman distribusi (Distribution Uniformity) Perhitungan nilai keseragaman distribusi lebih rendah dari koefisien keseragaman. Hal ini karena nilai koefisien keseragaman merupakan nilai rata-rata keseluruhan sedangkan nilai distribusi keseragaman merupakan nilai dari 25% atau seperempat data terendah dan data nilai distribusi keseragaman pada sprinkler berada pada daerah yang dekat dengan letak sprinkler itu sendiri. Perhitungan nilai keseragaman distribusi dilakukan dengan menggunakan Persamaan 6. 3. Pengamatan budidaya tanaman Pakcoy Pengamatan budidaya tanaman pakcoy meliputi pertambahan tinggi tanaman dan jumlah daun. Pengamatan ini dilakukan dengan menetapkan beberapa plot tanaman dari lahan penelitian. Pemilihan plot dilakukan
34 secara acak berdasarkan curahan dari air dari sprinkler. Plot tersebut berukuran 1m x 1m yang ditandai dengan tali plastik. Pemilihan letak plot dapat dilihat pada Gambar 6 berikut. X 1 X 2 X 3 X 4 Gambar 6. Plot sampel tanaman pakcoy 4. Pengukuran kadar air tanah, dan data curah hujan Pengamatan kadar air tanah dan data curah hujan dilakukan setiap hari pada pagi hari. Pengukuran kadar air tanah menggunakan Soil moisture meter dan sedangkan penggukuran data curah hujan menggunakan ombrometer sederhana. Pengamatan kadar air tanah dilakukan untuk menentukan jumlah kebutuhan air irigasi dan lama penyiraman tanaman pakcoy perhari 5. Analisis biaya Analisis biaya budidaya pakcoy dengan menggunakan irigasi sprinkler dihitung menggunakan Persamaan 14-19. Analisis biaya tersebut digunakan untuk menentukan kelayakan budidaya Pakcoy dengan aplikasi irigasi sprinkler portable menggunakan pompa berbahan bakar gas. Selain itu untuk menghitung jumlah Rupiah yang harus dibayar untuk pemompaan setiap 1 m 3 air yang diperlukan untuk memenuhi kebutuhan irigasi tanaman pakcoy.
35 Mulai Persiapan lahan Persiapan alat dan bahan Analisis Sifat Fisik Tanah (Tektur Tanah, Uji Infiltrasi) Modifikasi Tenaga penggerak Pompa Uji Kelayakan Tenaga Penggerak pompa Instalasi Sistem Irigasi Sprinkler Uji Keseragaman Curahan Keseragaman Distribusi Debit Sprinkler Budidaya Pakcoi Pengamatan Vegetatif Pengamatan Kadar Air tanah Konsumsi Energi Evapotranspirasi Panen Analisis Biaya Selesai Gambar 7. Diagram alir pelaksanaan penelitian.