III. METODE PENELITIAN 3.1. WAKTU DAN LOKASI PENELITIAN Penelitian ini dilakukan pada bulan Juli hingga bulan Oktober 2010 yang berlokasi di areal persawahan Kecamatan Dramaga, Kabupaten Bogor, Jawa Barat. 3.2. SUBJEK PENELITIAN Subjek yang digunakan pada penelitian ini merupakan pekerja atau operator pada budidaya padi sawah. Pada pekerjaan budidaya yang berbeda, diperbolehkan menggunakan subjek yang berbeda pula. Akan tetapi pada metode budidaya yang diperbandingkan (organik dan konvensional), subjek yang dipilih haruslah subjek yang sama. Pemilihan subjek dilakukan berdasarkan kondisi aktual yang biasa ditemukan di lapangan. Pekerjaan penanaman dilakukan oleh subjek perempuan, sedangkan pekerjaan lainnya dilakukan oleh subjek laki-laki. Subjek Tabel 2. Subjek penelitian untuk tiap tahapan pekerjaan budidaya padi Jenis Kelamin Usia (tahun) Berat (kg) Tinggi (cm) Pekerjaan Budidaya S1 Laki-laki 23 69 168 Pembibitan S2 Laki-laki 22 59 161 S3 Laki-laki 22 54 170 S4 Laki-laki 47 55 154 Pengolahan Tanah S5 Laki-laki 51 69 158 S6 Laki-laki 37 58 159 S7 Perempuan 43 57 155 Penanaman S8 Perempuan 49 72 157 S9 Perempuan 46 68 155 S10 Laki-laki 20 54 169 Penyiangan S11 Laki-laki 50 49 156 S12 Laki-laki 18 55 168 S13 Laki-laki 20 54 169 Pemupukan S14 Laki-laki 50 49 156 S15 Laki-laki 18 55 168 S16 Laki-laki 20 54 169 Ngarit S17 Laki-laki 50 49 156 S18 Laki-laki 18 55 168 S19 Laki-laki 25 62 168 Gebot S20 Laki-laki 20 57 172 S21 Laki-laki 42 58 162 10
3.3. METODE Secara umum tahapan penelitian ini terdiri atas pengamatan pendahuluan, identifikasi subjek, pengukuran karakteristik fisik subjek, pengambilan data di lapang mencakup kalibrasi step test dan pengambilan data kerja budidaya padi, pengolahan data, analisis dan pembahasan serta penarikan kesimpulan. Skema penelitian mulai dari pengamatan pendahuluan hingga didapat hasil dan kesimpulan tersaji pada Gambar 1. Pengamatan pendahuluan Identifikasi dan penetapan subjek Pengukuran pendahuluan : karakteristik fisik subjek Kalibrasi Step Test (KST) Aktifitas kerja di lahan Analisis data denyut jantung Grafik korelasi denyut jantung dengan beban kerja kuantitatif untuk masing-masing subjek Pengukuran denyut jantung kerja Analisis data denyut jantung kerja Pengukuran waktu kerja Analisis data waktu kerja Analisis beban kerja dan konsumsi energi kerja untuk masing-masing aktifitas budidaya Beban kerja Kuantitatif Beban kerja Kualitatif Analisis dan pembahasan Analisis dan pembahasan Hasil dan kesimpulan Gambar 1. Skema penelitian 3.3.1. Pengamatan pendahuluan Pengamatan pendahuluan dilakukan sebelum penelitian dilakukan. Hal ini bertujuan untuk mengetahui kondisi aktual di lapang, persiapan untuk melakukan perancangan pengambilan data dan menentukan luasan petak percobaan yang sesuai. Budidaya padi sawah pada umumnya terdiri dari enam pekerjaan utama yakni pembibitan padi, pengolahan tanah, penanaman, penyiangan, pemupukan dan pemanenan. Baik budidaya padi secara organik maupun secara konvensional menggunakan pupuk 11
kimia, memiliki beberapa kesamaan dan perbedaan. Dilihat dari segi tata cara budidaya, budidaya padi sawah organik hampir sama dengan budidaya padi sawah konvensional. Pembibitan, pengolahan tanah, penanaman, dan pemanenan pada budidaya padi sawah organik dan konvensional dapat dikatakan sama dalam hal tata cara budidaya. Perbedaan tata cara budidaya padi sawah organik dibanding konvensional sangat jelas terlihat pada pemupukan, dimana baik jenis dan jumlah pupuk yang diberikan berbeda. Penyiangan gulma di sawah pada budidaya padi sawah organik dan konvensional sejatinya dapat dikatakan sama dalam hal tata cara. Akan tetapi pada penyiangan, disinyalir terdapat perbedaan jumlah gulma antara jumlah gulma di sawah pada budidaya padi organik dengan sawah pada budidaya padi konvensional pada parameter umur tanam dan kondisi lahan yang sama. Pada pengamatan pendahuluan pengamatan juga dilakukan terhadap karakteristik tanaman hasil budidaya padi baik pada sawah dengan metode budidaya organik maupun konvensional. Dari pengamatan tersebut, terlihat bahwa tidak ada perbedaan yang kasat mata antara tanaman hasil budidaya metode organik dan konvensional. Atas dasar hal tersebut, pengambilan data pada pekerjaan panen antara metode organik dan konvensional dilakukan pada petak sawah yang mewakili kedua metode budidaya tersebut. Pengambilan data pekerjaan budidaya padi yang mewakili metode organik dan konvensional juga berlaku untuk pekerjaan pembibitan, pengolahan tanah, penanaman dan panen. 3.3.2. Kalibrasi Step Test Pengukuran beban kerja fisik dan kebutuhan energi lebih praktis untuk dilakukan pada kondisi lapang dengan mempergunakan pengukuran denyut jantung. Tetapi walau bagaimanapun cara pengukuran ini memiliki kelemahan, karena hasil pengukuran tidak hanya dipengaruhi oleh usahausaha fisik, melainkan juga oleh kondisi dan tekanan mental. Kondisi lainnya adalah bervariasinya karakter denyut jantung pada setiap orang dan dapat pula terjadi penyimpangan. Salah satu metode yang dapat digunakan untuk kalibrasi pengukuran denyut jantung ini adalah dengan mempergunakan metode step test (metode langkah), selain dari sepeda ergometer. Dengan metode step test dapat diusahakan suatu selang yang pasti dari beban kerja dengan hanya mengubah tinggi bangku step test dan intensitas langkah. Metode ini juga lebih mudah, karena dapat dilakukan dimana-mana, terutama di lapang, dibandingkan dengan menggunakan ergometer. Step test mempunyai komponen pengukuran yang mudah, selalu sedia dimana saja dan kapan saja, sehingga dengan metode ini ketidakstabilan denyut jantung sesorang dapat dengan mudah dinalisa. Metode step test pada dasarnya dilakukan dengan mengukur denyut jantung saat melakukan pekerjaan naik turun sebuah bangku dengan ketinggian tertentu yaitu 40-50 cm (Suma mur, 1986 ) atau 30 cm Herodian (1994)dan kecepatan tertentu (15-45 kali naik turun dalam satu menit). Pada penelitian ini, tinggi bangku yang digunakan adalah 25 cm, mengacu pada penelitian Pramana, 2009. Metoda step-test dilakukan dengan cara sebagai berikut: 1. Atur metronome pada kecepatan yang diinginkan 2. Siapkan alat pengukur denyut jantung dan memasangkannya pada salah seorang subyek 3. Step test dilakukan seirama dengan bunyi metronome 4. Denyut jantung mulai diukur mulai dari saat istirahat selama tiga menit, melakukan step test selama tiga menit dilanjutkan dengan saat melakukan kerja, kemudian istirahat selama tiga menit dan diakhiri dengan step test selama tiga menit 5. Kegiatan dilakukan pada kecepatan metronome yang berbeda (frekuensi 15, 20, 25, 30 kali/menit) 12
6. Tenaga yang digunakan pada saat step test dapat dicari dengan persamaan: (7) Dimana: P = Daya (kal/detik) m = Massa (kg) g = Percepatan Gravitasi (m/dt 2 ) s = Jarak (meter) t = Waktu (detik) 7. Rata-rata denyut jantung saat melakukan step test diplotkan dengan besarnya tenaga yang digunakan saat step test tersebut pada grafik kartesius untuk kemudian didapatkan persamaan korelasinya. KST dilakukan untuk mengetahui korelasi antara denyut jantung dengan peningkatan beban kerja dimana karakteristiknya pada setiap orang berbeda-beda. Tinggi bangku yang digunakan pada saat KST adalah 25 cm. Terdapat empat nilai frekuensi yang digunakan yakni 15 siklus / menit, 20 siklus / menit, 25 siklus / menit, dan 30 siklus / menit. Tiap siklus terdiri dari empat langkah kaki ketika naik-turun bangku. Untuk mengatur langkah agar sesuai dengan nilai frekuensi yang diinginkan, digunakan alat metronom yang dapat mengeluarkan bunyi dengan ritme tertentu. Pada saat melakukan KST, secara otomatis denyut jantung akan terekam di dalam HRM. Setelah KST selesai dilakukan, data kemudian ditransfer ke media komputasi dengan menggunakan Inte rface HRM. Dari data yang didapat, kemudian diplot ke dalam bentuk grafik untuk mempermudah pencarian denyut jantung rata-rata. Adapun ketentuan untuk menentukan nilai denyut jantung rata-rata baik saat KST ataupun kerja adalah sebagai berikut : a. Denyut jantung pada saat istirahat adalah denyut jantung rata-rata dari data stabil terendah, minimal enam data stabil. Data yang diambil adalah denyut jantung yang tidak berada pada menit-menit awal dan akhir. Hal ini dikarenakan pada menit awal dan akhir denyut jantung dikhawatirkan denyut jantung masih terpengaruh faktor psikologis. b. Pada saat KST, data yang diambil adalah denyut jantung tertinggi pada menit-menit akhir. Data yang diambil diusahakan data stabil minimal enam data. 13
Tata cara pengambilan data denyut jantung saat kalibrasi step test dilakukan sebagaimana tersaji pada Gambar 2. Mulai Istirahat (Rest) 1 : 10 menit Step Test 1 : 5 menit, 15 siklus/menit Istirahat (Rest) 2 : 5 menit Step Test 2 : 5 menit, 20 siklus/menit Istirahat (Rest) 3 : 5 menit Step Test 3 : 5 menit, 25 siklus/menit Istirahat (Rest) 4 : 5 menit Step Test 4 : 5 menit, 30 siklus/menit Istirahat (Rest) 5 : 5 menit Selesai Gambar 2. Bagan alir pengambilan data denyut jantung kalibrasi step test Mengukur denyut jantung (heart rate = HR) selama melakukan suatuu aktifitas lebih mudah dibandingkan dengan mengukur konsumsi oksigen. Terutama karena subyek tidak perlu mengenakan masker pernapasan. Perlengkapan pengukuran denyut jantung lebih ringan dan mudah dikenakan, serta dilengkapi pula dengan transmitter untuk mengirim sinyal outputnya ke alat pencatat. Perlengkapan pengukurann denyut jantung tersebut antara lain adalah Heart Rate Monitor (HRM) sebagaimana disajikan pada Gambar 3. Gambar 3. Heart Rate Monitor dan perlengkapannya Pengukuran denyut jantung dapat dilakukan dengan menggunakan HRM. Data HR kerja kemudian dipindahkan ke komputer dengan menggunakan HR Monitor Interface untuk diolah dan 14
dibuat dalam bentuk grafik. Perhitungan nilai HR harus dinormalisasi agar diperoleh nilai HR yang objektif dan valid. Normalisasi nilai HR dilakukan dengan membandingkan nilai HR relatif saat bekerja terhadap nilai HR saat istirahat. Perbandingan tersebut dinamakan IRHR (Increase Ratio of Heart Rate). Perbandingan tersebut dirumuskan sebagai berikut : (2) Dimana : HR Work = Denyut jantung saat melakukan pekerjaan HR Rest = Denyut jantung saat istirahat Untuk mendapatkan nilai WEC, pertama-tama kita harus mendapatkan nilai WEC ST, yaitu nilai energi kerja yang digunakan saat melakukan Step Test. Irawan dalam Pramana, 2009 menjelaskan bahwa perhitungan WEC ST dapat dihitung menggunakan persamaan berikut : (3) Dimana : WEC ST = Work Energy Cost Step Test (kkal/menit) w = Berat Badan (kg) g = Percepatan Gravitasi (9.81 m/s 2 ) h = Tinggi Bangku Step Test (m) f = Frekuensi Step Test (siklus/menit) Untuk mengkonversi nilai IRHR menjadi WEC pada saat melakukan aktifitas dapat dilakukan dengan cara membuat fungsi korelasi antara WEC ST terhadap IRHR. Irawan dalam Pramana (2009), menjelaskan bahwa dengan membuat grafik hubungan WEC ST dengan IRHR maka diperoleh persamaan untuk seorang subjek dengan bentuk umum : Y = ax + b (4) Dimana : Y = IRHR X = WEC (kkal/menit) 3.3.3. Pengukuran beban kerja pada pekerjaan budidaya padi sawah Setelah melakukan pengukuran denyut jantung pada Kalibrasi Step Test (KST), selanjutnya dilakukan pengukuran denyut jantung kerja pada budidaya padi sawah. Pengukuran denyut jantung kerja pada budidaya padi sawah dilakukan menggunakan alat pengukur denyut jantung yang sama dengan alat yang digunakan pada KST. Pengambilan data denyut jantung (HR) saat melakukan aktifitas kerja di lapang dilaksanakan dengan tata cara seperti pada Gambar 4, sedangkan skema rancangan percobaan yang dilaksanakan untuk pengambilan data percobaan di lapangan disajikan pada Gambar 5. 15
Mulai Istirahat (Rest) 1 : 10 menit Step Test : 5 menit Istirahat (Rest) 2 : 10 menit Work Istirahat (Rest) 3 : 10 menit Selesai Gambar 4. Bagan alir pengambilan data denyut jantung kerja 16
S1 S1 Pembibitan S2 S3 Pengolahan Tanah S2 S3 S1 Penanaman S2 S3 S10 Konvensional S11 Penyiangan Manual (Hand Weeding) S12 S10 Organik S11 S12 S10 Konvensional S11 Penyiangan Semi Mekanis (Tool Weeding) S12 S10 Organik S11 S12 S13 Konvensional S14 S15 Pemupukan S13 Organik S14 S15 S16 Ngarit S17 S18 Panen Notasi : Si, i = 1,2,3,...,21 S = Subjek Gebot S19 S20 Uj, j = 1,2,3 U = Ulangan S21 Gambar 5. Bagan rancangan percobaan pengambilan data di lapang 17
Dari hasil KST, setiap subjek mempunyai persamaan korelasi antara denyut jantung dengan beban kerja saat step test yang berbeda-beda. Persamaan inilah yang digunakan untuk menduga nilai WEC pada saat bekerja. Hal ini dilakukan dengan cara memasukkan nilai IRHR kerja yang diperoleh pada saat pengukuran kedalam persamaan tersebut. Selanjutnya, energi total yang dibutuhkan untuk melakukan suatu pekerjaan (TEC) merupakan penjumlahan dari BME (Basal Metabolic Energy) dan WEC (Work Energy Cost). Sesuai terminologi kebutuhan energi kerja, Irawan (2009) menjelaskan bahwa TEC (Total Energy Cost) merupakan penjumlahan dari energi yang dibutuhkan untuk melakukan pekerjaan (Work Energy Cost) dan energi yang dibutuhkan untuk menghidupi fungsi minimal fisiologi (Basal Metabolic Energy). Dijelaskan dalam persamaan berikut : TEC = WEC + BME (5) Dimana : TEC = Total Energy Cost (kkal/menit) WEC = Work Energy Cost (kkal/menit) BME = Basal Metabolic Energy (kkal/menit) Dalam terminologi kebutuhan energi kerja, terdapat istilah Total Energy Cost per Weight (TEC ). TEC merupakan nilai dari TEC yang dinormalisasi untuk mengetahui nilai beban kerja objektif yang diterima oleh seseorang saat melakukan kerja. Nilai TEC perlu dihitung untuk mengetahui nilai TEC pada masing-masing subjek dengan menghilangkan faktor berat badan. Satuan nilai TEC yang digunakan adalah kkal/kg.menit. Irawan dalam Pramana (2009) menjelaskan bahwa nilai TEC dapat dihitung dengan persamaan : Dimana : TEC = Total Energy Cost Ternormalisasi ( kkal/kg.menit) TEC = Energy Cost (kkal/menit) w = Berat Badan (kg) (6) 3.3.4. Pengukuran karakteristik fisik dan perhitungan BME (Basal Metabolic Energy) Salah satu metode yang umum digunakan untuk mengetahui nilai BME adalah dengan menghitung dimensi tubuh, ditentukan oleh perhitungan kuasan tubuh, yang kemudian dapat dikonversi ke dalam volume oksigen (VO 2 ). Dalam persamaan oksidasi metabolik, diketahui bahwa setiap konsumsi satu liter oksigen (O 2 ) adalah setara dengan energi tubuh sebesar 5 kal energi (Sanders dalam Pramana, 2009). Luas permukaan tubuh dapat dihitung dengan menggunakan persaman Du Bois (Syuaib dalam Pramana, 2009) : A = H 0.725 x W 0.425 x 0.007246 (1) Dimana : A = Luas permukaan tubuh (m 2 ) H = Tinggi badan (cm) W = berat badan (kg) 18
Tabel 3. Konversi BME ekivalen VO2 Berdasarkan Luas Permukaan Tubuh 1/100 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 m 2 1.1 136 137 138 140 141 142 143 145 146 147 1.2 148 150 151 152 153 155 156 157 158 159 1.3 161 162 162 164 166 167 168 169 171 172 1.4 173 174 176 177 178 179 181 182 183 184 1.5 186 187 188 189 190 192 193 194 195 197 1.6 198 199 200 202 203 204 205 207 208 209 1.7 210 212 213 214 215 217 218 219 220 221 1.8 223 224 225 226 228 229 230 231 233 234 1.9 235 236 238 239 240 241 243 244 245 246 (Sumber : Syuaib dalam Pramana, 2009) 3.3.5. Pengukuran Jam Kerja Pengukuran jam kerja pada penelitian ini dilakukan dengan metode pengukuran langsung, menggunakan Stop Watch. Keunggulan dari metode ini terletak pada kemudahan dan keakuratan pada pengambilan data. Dengan mengukur secara langsung, maka penguraian keseluruhan aktifitas menjadi elemen-elemen diperlukan untuk kemudian didapatkan nilai jam kerja petani yang dibutuhkan dalam kegiatan budidaya padi sawah ini. Sebelum pengukuran dimulai, terlebih dahulu diperlukan pemahaman akan kondisi dan metode pekerjaan yang akan diukur. 3.4. ALAT DAN PERLENGKAPAN 1. Heart Rate Monitor (HRM) 2. Interface HRM 3. Meteran 4. Stop Watch 5. Metronome Digital 6. Bangku Step Test 7. Timbangan berat badan 8. Unit Komputer sebagai media pengolahan data. 19