Desain Dan Pengujian Mesin Penanam Dan Pemupuk Jagung Dengan Tenaga Traktor Tangan

Abstract

Beberapa peneliti telah mendesain dan mengembangkan alat penanam jagung yang diharapkan dapat meningkatan kapasitas kerja dibandingkan penanaman manual. Peningkatan kapasitas kerja dan efisiensi biaya untuk mesin tersebut dapat ditingkatkan dengan menggunakan sebuah mesin penanam-pemupuk-pengolahan tanah yang terintegrasi. Mesin tersebut digerakkan oleh traktor tangan dan mampu melakukan proses pengolahan tanah, pembentukan guludan tanam, penanaman benih jagung dan pemupukan secara simultan. Namun demikian, konstruksi mesin perlu dimodifikasi agar dapat ditingkatkan kinerjanya: 1) kapasistas penanamannya dari satu alur tanam menjadi dua alur tanam sekali lintasan mesin, 2) kinerja penanaman dan pemupukannya yang meliputi ketepatan penjatahan benih jagung, ketepatan jarak tanam, ketepatan penjatahan pupuk, dan kapasitas hoper pupuknya. Unit penanam harus mampu menanam benih dengan jumlah benih per lubang tanam yang sesuai kebutuhan (1-2 benih) serta dalam jarak tanam 20 cm dalam barisan dan 50 cm antarbaris (tanam legowo 50-100), dengan satu tanaman per rumpun. Penempatan benih pada kedalaman 3-5 cm. Mekanisme penjatah benih dapat diset sesuai kebutuhan budidayanya. Untuk penjatahan pupuk, maka pada saat tanam diberi takaran pupuk 250 kg/ha NPK, dan atau 100-150 kg/ha urea. Pencampuran pupuk dengan tanah, melalui pengolahan tanah menggunakan rotary tiller, sebelum penempatan benih. Penjatahan pupuk dapat diatur sesuai kebutuhan. Tujuan dari penelitian ini adalah meningkatkan kinerja mesin penanam dan pemupuk jagung terintegrasi dengan tenaga gerak traktor berroda-2 melalui modifikasi unit penanam, unit pemupuk dan mekanisme penggerak metering device-nya. Penelitian ini dilakukan berdasarkan kaidah perancangan (modifikasi), dengan tahapan penelitian: 1) identifikasi kondisi lahan dan budidaya jagung di lokasi aplikasi, 2) evaluasi kinerja pengolahan tanah strip menggunakan rotary tiller, 3) desain dan evaluasi kinerja roda penggerak metering device benih, 4) perancangan sistem penggerak metering device benih dan pupuk menggunakan putaran poros roda traktor, 5) desain unit penanam benih jagung dan desain unit pemupuk, 6) pembuatan gambar kerja mesin penanam dan pemupuk, 7) pembuatan (fabrikasi) prototipe mesin penanam dan pemupuk, dan 8) uji kinerja proptotipe mesin penanam dan pemupuk. Pengolahan tanah minimum tipe strip dilakukan menggunakan unit rotary tiller yang dimodifikasi sedemikian rupa sehingga pengolahan tanah dilakukan pada alur tanam jagung (jarak antar alur 50 cm), lebar alur yang diolah 20 cm. Susunan pisau rotary ditata ulang sehingga hanya terpasang lima pisau untuk pengolahan tanah di alur kiri dan lima pisau di sisi kanan. Hasil pengujian menunjukkan bahwa rotary tiller dapat mengolah tanah dengan baik pada kondisi tanah yang gembur, yaitu tanah yang sudah dibajak dengan bajak piringan atau digaru rotary. Pada tanah yang sudah dibajak, pengolahan tanah dapat dilakukan dengan baik sampai kedalaman 8-10 cm. Pengujian kinerja roda penggerak sistem penjatah dilakukan mengunakan lima jenis roda yaitu: 1) roda karet bersirip karet, 2) roda baja bersirip karet, 3) roda baja bersirip baja, 4) roda baja tanpa sirip dan 5) roda karet tanpa sirip. Hasil pengujian menunjukkan bahwa roda karet sirip karet mempunyai luncuran paling kecil yaitu 21.3% pada tanah kering dan 22.3% pada tanah basah. Namun demikian, hasil evaluasi terhadap roda penggerak (roda bantu) menyimpulkan bahwa satu buah roda tidak akan mampu menggerakkan sistem penjatah dari dua unit penanam dan dua unit pemupuk. Sebagai penggantinya digunakan tenaga putar dari poros roda traktor yang ditransmisinya melalui iii kombinasi pasangan sproket dan rantai sesuai kebutuhan rasio putarnya ke poros pemutar rotor penjatah pupuk dan ke poros pemutar piringan penjatah benih. Berdasarkan kriteria desain yang ditetapkan, sebuah mesin penanam dan pemupuk telah berhasil dirancang dan dibuat. Bagian rangka sebagai landasan dari semua komponen mesin dipasangkan di atas punggung rotary tiller. Ada dua unit pemupuk yang dipasangkan pada rangka di sebelah kiri dan di kanan. Hoper pupuk berkapasitas masing-masing 12 kg pupuk. Mekanisme penjatahannya menggunakan rotor bercelah tipe edge cell. Ada dua unit penanam benih yang ditempatkan di sisi kiri dan kanan. Plat piringan penjatah benih dipasang miring 45o. Plat diputar dengan mekanisme bevel gir dari poros pemutarnya. Poros diputar oleh poros roda traktor melalui mekanisme sproket-rantai. Hasil pengujian menunjukkan bahwa mesin mampu menanam jagung pada jarak tanam 20 cm, jarak alur tanam 50 cm, menjatahkan pupuk sesuai dosis, dan mengolah tanah sekali gus mencampurkan pupuk dalam tanah.