| dc.description.abstract | Budi daya jenuh air (BJA) merupakan suatu sistem budi daya yang
dikembangkan di lahan pasang surut Indonesia yang terbukti meningkatkan
produktivitas kedelai (Glycine max L. (Merr.)) dibandingkan dengan budi daya
konvensional. Dengan BJA, air dipertahankan di dalam parit antar bedengan dari
awal tanam sampai dengan tanaman dewasa. Kondisi sekarang pembuatan parit
dilakukan dengan menggunakan cangkul dan sebagian ada yang menggunakan
bajak singkal yang dioperasikan bolak-balik untuk satu alur parit. Kondisi di
lapangan juga menunjukkan bahwa kualitas saluran (lebar dan kedalaman saluran,
jumlah, serta letak saluran) belum sesuai dengan anjuran. BJA kedelai
memerlukan suatu alat pembuat parit yang menghasilkan profil saluran yang
sesuai dan dapat bekerja dengan baik di lahan rawa pasang surut. Hipotesis dari
penelitian ini adalah bahwa terdapat kemungkinan untuk mendesain dan
membangun suatu alat pembuat parit (ditcher) untuk BJA kedelai. Tujuan dari
penelitian ini adalah mendesain dan menguji kinerja prototipe ditcher untuk budi
daya kedelai jenuh air. Hasil penelitian ini dapat memberikan solusi kepada
masyarakat khususnya petani yang berbudidaya kedelai jenuh air dalam upaya
peningkatan produktivitas dan mekanisasi budi daya kedelai. Penelitian ini juga
dapat memberikan masukan pada industri mesin pertanian berupa desain ditcher
untuk pembuatan parit pada BJA kedelai.
Tahapan penelitian yang dilakukan dimulai dengan identifikasi masalah.
Dari hasil identifikasi masalah akan dimunculkan kriteria desain yang
diterjemahkan ke dalam konsep desain. Selanjutnya dilakukan analisis desain
untuk pembangunan beberapa prototipe. Prototipe-prototipe tersebut kemudian
dievaluasi untuk mendapatkan prototipe terbaik dan diuji kinerjanya. Kriteria
desain yang harus dipenuhi yaitu: (1) parit yang terbentuk berukuran lebar 30 cm
dengan kedalaman 20 cm; (2) sumber tenaga penggerak berasal dari traktor 2-
roda; (3) pembuatan alur parit dilakukan dalam satu kali lintasan. Data tanah telah
diambil pada tanggal 20 Agustus 2016 di lahan budi daya kedelai jenuh air yang
berlokasi di Jabung Timur, Jambi, Indonesia. Padi dan kedelai merupakan
tanaman utama dengan pola tanaman rotasi padi-kedelai. Sampel tanah diambil
menggunakan soil sample ring untuk menentukan kadar air dan kerapatan isi
tanah. Tahanan penetrasi diukur menggunakan penetrometer, dan parameter tanah
kohesi dan adhesi diukur menggunakan aparatus direct shear test. Karakteristik
tanah pada lahan tersebut antara lain: kelas tekstur liat berdebu (liat, debu, pasir :
48%, 47%, 5%); batas plastis 35.1%; indeks plastisitas 32.1%; kadar air tanah
65.5 s.d. 68.1%.bk; bulk density tanah 12.7 s.d. 14.6 kN m-3; tahanan penetrasi
116 s.d. 137 kPa; kohesi 23.9 kPa; sudut gesakan dalam 37.2°; adhesi 7.3 kPa;
sudut gesakan tanah baja 12.9°.
Didapatkan tiga konsep desain yang direncanakan. Desain sayap pada
ditcher I mirip dengan sayap bajak singkal. Desain ditcher II menggunakan desain
seperti pada ditcher I dengan penambahan sayap bantu pada bagian sayap utama,
sedangkan ditcher III menggunakan desain seperti pada ditcher II dengan
penambahan ditcher kecil pada bagian depannya.
Gaya draft yang bekerja pada ditcher didekati dengan rumus model prediksi
gaya yang bekerja pada bajak singkal dari Godwin & O’Dogherty. Telah
dibangun kalkulator untuk menghitung prediksi draft dan kebutuhan daya dari
ditcher. Kondisi pengoperasian saat perhitungan antara lain: = 13.43 kN m-3, ϕ =
37.18°, δ = 12.90°, c = 23.91 kN m-2, dp = 0.03 m, ds = 0.17 m, wp = 0.0075 m, ws
= 0.1425 m, αp = αs = α =30°, β = 35°, θ = 30°, v = 0.5 m s-1, g = 9.81 m s-2. Gaya
draft dan kebutuhan daya dari ditcher masing-masing didapatkan 1.75 kN dan
0.87 kW. Sumber tenaga tarik ditetapkan traktor 2-roda beroda sirip dengan daya
8.5 HP. Dari perhitungan kebutuhan minimum daya bersih enjin didapatkan daya
sebesar 1.58 hp. Telah diperhitungkan kekuatan bahan pada komponen kritis
yaitu kaki, pin dan ulir penyetel. Hasil simulasi menggunakan SolidWorks
Simulation menunjukkan komponen-komponen tersebut aman.
Telah dibangun tiga prototipe ditcher dari konsep yang sudah dirancang.
Ketiga prototipe ditcher telah memenuhi kriteria mutlak bahwa prototipe dapat
digandengkan dan ditarik dengan traktor 2-roda. Hasil pengujian di lapangan,
prototipe I menunjukan bahwa parit dapat terbentuk tetapi tanah hasil pemtongan
jatuh kembali ke alur parit. Pada prototipe II, parit yang terbentuk cukup
memuaskan karena tanah hasil pemotongan tidak jatuh kembali ke alur parit. Pada
prototipe III, tanah hasil pemotongan tidak mengalir dengan lancar sehingga
operasional traktor menjadi berat. Kedalaman dan lebar parit yang terbentuk oleh
prototipe I, II dan III masing-masing adalah 17.6 cm, 32.3 cm; 18.1 cm, 32.5 cm; dan
16.1 cm, 34.4 cm. Kriteria relatif yang telah ditentukan yaitu: kedalaman parit, lebar
parit, bentuk parit, massa alat, lebar alat, kemudahan perakitan, dan biaya pembuatan.
Perhitungan faktor pembobotan kriteria relatif menggunakan metode logika digital.
Jumlah keputusan positif pada masing-masing atribut kriteria relatif tersebut secara
berurutan yaitu 5, 4, 6, 1, 1, 3 dan 1. Faktor pembobotnya secara berurutan menjadi
0.24, 0.19, 0.29, 0.05, 0.05, 0.14 dan 0.05. Evaluasi terhadap prototipe I, II dan III
menghasilkan nilai indeks kinerja berbobot masing-masing 87, 93 dan 76. Prototipe
II memperoleh nilai indeks kinerja tertinggi maka terpilih sebagai konsep desain
ditcher terbaik dengan parameter desain dticher: lebar potong alat 30 cm, tinggi dan
lebar operasi alat 35 cm dan 90 cm, sudut angkat pisau 30°, sudut perpotongan pisau
pada permukaan horizontal terhadap arah maju alat 35°, sudut tengah sayap terhadap
arah maju alat 30°, dan sudut sayap bantu terhadap tengah sayap utama 40°.
Hasil pengukuran rata-rata lebar dan kedalaman parit hampir mendekati
target yang diinginkan yaitu masing-masing 32.6 cm dan 18.3 cm. Uji kinerja
lapangan pada prototipe II menghasilkan slip 28.7% dengan kecepatan maju 0.51 m
s-1, kapasitas lapangan teoritis 0.74 ha jam-1, dan konsumsi bbm 1.07 l jam-1.
Parameter tanah terganggu yang terukur antara lain: jarak maksimum lemparan
tanah 135.0 cm; jarak antar puncak gundukan tanah 85.1 cm; jarak maksimum
lemparan tanah pada satu sisi 51.2 cm; tinggi gundukan 18.6 cm; kedalaman
setelah operasi 18.3 cm; dan lebar 32.6 cm. Terdapat tanah yang ikut terbongkar
pada pinggiran alur parit. Fenomena ini telah dijelaskan dengan faktor stabilitas
slope. | id |
