Studi Sifat Fisik - Mekanik Tanah dan Bajak Singkal untuk Pengolahan Tanah, Studi Kasus di Padang...

8/14/2019 Studi Sifat Fisik - Mekanik Tanah dan Bajak Singkal untuk Pengolahan Tanah, Studi Kasus di Padang Sumatera Barat

1/32

STUDI SIFAT FISIK MEKANIK TANAH DAN BAJAK SINGKAL UNTUK

PENGOLAHAN TANAH, STUDI KASUS DI PADANG

SUMATERA BARAT

SANTOSA1, ANDASURYANI1, DAN AZRIFIRWAN1

ABSTRAK

Telah dilakukan penelitian tentang identifikasi sifat fisik mekanik tanah di Kota

Padang. Penelitian dilaksanakan di Bungus Teluk Kabung, Kuranji, dan Limau Manis, dari

Bulan Mei sampai dengan Agustus 2007. Tujuan penelitian ini adalah untuk : (a)mendapatkan nilai parameter fisik dan mekanik tanah, (b) mendapatkan nilai parameter

fisik dan mekanik bajak serta (b) mendapatkan hubungan matematis antara parameter fisik

bajak dan parameter fisik - mekanik tanah. Metode yang digunakan dalam penelitian ini

yaitu metode deskriptif, dengan mengambil sampel pada tiga lokasi, yaitu Bungus Teluk

Kabung, Kuranji, dan Limau Manis. Analisis tanah dilakukan di Laboratorium MekanikaTanah Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Andalas, yaitu untuk analisis

kekuatan geser langsung, kadar air tanah, berat volume tanah, berat jenis tanah, danbilangan Atterberg; sedangkan analisis tekstur tanah dilaksanakan di Laboratorium Tanah

Fakultas Pertanian Universitas Andalas. Cone index tanah diukur dengan menggunakan

penetrometer. Dari penelitian tersebut diperoleh hasil : (1) berat volume tanah terbesar diKuranji, (2)berat jenis tanah terbesar di Bungus Teluk Kabung, (3)porositas tanah terbesar

di Limau Manis, (4)Bilangan Atterberg berupa batas cair dan batas plastis terbesar terjadi

di Limau Manis, (5)tekstur tanah pada Bungus Teluk Kabung dan Kuranji adalah lempungliat berdebu (silty clay loam), dan di Limau Manis adalah liat berdebu (silty clay), (6)hasil

pengukuran kekuatan geser tanah : (a) kohesi pada tanah di Bungus Teluk Kabung, Limau

Manis, dan Kuranji berturut turut 0,076, 0,102, dan 0,160 kg/cm2, (b) sudut gesek internalpada tanah di Limau Manis, Bungus Teluk Kabung, dan Kuranji berturut turut 16,539 o ,23,573 o, dan 38,869 o, (7)cone index tanah di Bungus Teluk Kabung adalah 1,858 kg/cm2

(pada kadar air 77,292 %), Kuranji adalah 3,451 kg/cm2 (pada kadar air 54,339 %), dan

Limau Manis adalah 4,167 kg/cm2 (pada kadar air 112,12 %), (8)semakin meningkatnyakandungan liat (clay) pada tanah maka berat volume tanah akan menurun, (9) kenaikan

kandungan pasir pada tanah akan diikuti dengan penurunan nilai draft spesifik tanah, (10)

dengan adanya peningkatan kandungan pasir pada tanah maka berat jenis tanah akansemakin menurun, dan (11) hubungan antara lebar kerja bajak ternak tarik dengan

kandungan liat tanah, ternyata mengikuti persamaan garis lurus Y = - 8,66 X + 116,9,

dengan X adalah lebar kerja bajak (cm), dan Y adalah prosentase liat (%),dengan koefisien

determinasi r2 = 1.

Kata Kunci : Tanah, Bajak Singkal, Sifat Fisik Mekanik, Pengolahan Tanah

1 Fakultas Pertanian , Universitas Andalas, Padang, Kampus Limau Manis, Kotak Pos No. 87, Padang

25163, Telp. 0751-72701,72702, Fax. 0751 72702.

1


2/32

ABSTRACT

This research have been conducted in Padang, West Sumatra in May November2007. This research is executed as a mean to : (a) get physical and mecanical properties of

soils, (b) get mathematical relation between physical properties and mechanical properties,

(c) get mathematical model which show relation between moisture content and soil pF, (d)get parameter value of moldboard plow, and (e) get mathematical relation between

parameter of moldboard plow and physical mecanical of soil. The materials that used at

this research that is soil sample in three location, that is Bungus Teluk Kabung, Kuranji,Limau Manis Pauh. Appliance weared shall be as follows : for the analysis of cone index

used penetrometer; analyse soil texture use HCL, sodium hexametaphosphate and NaOH;

weight - volume ratio by using sample ring; moisture content of soil by using analytical

balance and oven; specific gravity of soil use piknometer; strength of soil by using DirectShear Apparatus Type 50-520 CV 2-1; number of Atterberg by using casagrande; crudity of

surface of moldboard plow with Dial Indicator Krisbow with correctness 0,01 mm. Method

which used in this research that is descriptive method, by taking sampel at three location.

Analysis of weight volume ratio, moisture content, specific gravity, number of Attenberg,and strength of soil conducted in Soil Mechanics Laboratory, Faculty of Engineering,

Andalas University. Analysis of soil texture and soil pF conducted in Soil Laboratory,Faculty of Agriculture, Andalas University. From research obtained by result : (1) Weight

volume ratio of soil in Limau Manis, Bungus Teluk Kabung, and Kuranji is 1.396, 1.682,

and 1.744 g / cm3, (2) Specific gravity in Kuranji, Limau Manis, and Bungus Teluk Kabung

is 2.591, 2.654, and 2.689 g / cm3, (3) Soil Porosity in Kuranji, Bungus Teluk Kabung, andLimau Manis successively 32.69 %, 37.45 %, and 47.40 %, (4) Number of Attenberg the

yielded is : (a) Liquid Boundary at Bungus Teluk Kabung, Kuranji, and Limau Manis

successively 39.161 %, 44.879 %, and 96.607 %; and ( b) Boundary of Plastis at Kuranji,Bungus Teluk Kabung, and Limau Manis successively 34.305 %, 34.615 %, and 60.459 %,

(5) Soil texture at Bungus Teluk Kabung, Kuranji, and Limau Manis successively is loam

clay silty, loam clay silty, and clay silty, ( 6) Result of measurement of soil strength: (a)Cohesion at Bungus Teluk Kabung, Limau Manis, and Kuranji is 0.076, 0.102, and 0.160

kg / cm2, ( b) Internal Angle of friction at Limau Manis, Bungus Teluk Kabung, and

Kuranji is 16.539 o , 23.573 o, and 38.869 o, ( 7) Cone index in Bungus Teluk Kabung is1.858 kg / cm2 with moisture content is 77.292 %, Kuranji is 3.451 kg / cm2 with moisture

content is 54.339 %, and Limau Manis is 4.167 kg / cm 2 with moisture content is 112.12 %,

( 8) Value of draft specific at Kuranji, Limau Manis, and Bungus Teluk Kabung

successively 0,519, 0,582, and 0,983 kg / cm2.

Key Word : Soil, Moldboard Plow, Physical - Mechanical Properties, Soil Tillage

2


3/32

PENDAHULUAN

Bajak singkal (moldboard plow) merupakan alat pengolah tanah yang sudah dipakai

berabad abad dari jaman nenek moyang. Hingga kini bajak singkal masih dipakai, dan di

Sumatera Barat secara mayoritas masih menggunakan hewan tarik sebagai sumber dayapengolahan tanah dengan menarik bajak singkal.

Agar pengoperasian bajak singkal bisa mencapai optimum, dari sisi kemampuan

pengolahan tanah berdasarkan daya (power) yang diperlukan untuk menarik bajak singkal

tersebut, serta kaitannya dengan parameter tanah, baik secara fisik serta mekanik, serta

parameter bajak (bentuk, ukuran, sudut potong, kelengkungan singkal, kekasaran

permukaan bajak), dan parameter kecepatan operasional bajak tersebut.

Oleh karena itu, perlu dilakukan penelitian tentang identifikasi parameter fisik mekanik tanah, hubunungan matematis antar parameter tanah tersebut, serta hubungan

antara parameter bajak dengan parameter tanah.

Penelitian ini bertujuan untuk: (a) mendapatkan nilai parameter fisik dan mekanik

tanah, (b) mendapatkan hubungan matematis antara parameter fisik dan parameter fisik -

mekanik tanah, dan (c) mendapatkan hubungan antara parameter bajak singkal dengan

parameter tanah.

METODE PENELITIAN

Penelitian ini telah dilaksanakan pada bulan Mei Agustus 2007 di Bungus Teluk

Kabung, Kuranji, dan Limau Manis, Kota Padang, Sumatera Barat. Bahan yang digunakan

pada penelitian ini yaitu sampel tanah di tiga lokasi, yaitu Bungus Teluk Kabung, Kuranji,

dan Limau Manis. Alat yang dipakai adalah sebagai berikut : untuk analisis cone index

tanah digunakan penetrometer; analisis tekstur tanah menggunakan zat kimia peroksida,

HCl, sodium hexametaphosphate, dan NaOH; berat volume tanah dengan menggunakan

ring sampel; kadar air tanah dengan menggunakan oven dan neraca analitis; berat jenis

tanah menggunakan piknometer; kekuatan geser tanah dengan menggunakan Direct Shear

Apparatus Tipe 50-520 CV 2-1; bilangan Atterberg dengan menggunakan casagrande untuk

menentukan batas cair, sedangkan pelat kaca dan palu karet dipakai untuk menntukan batas

plastis. Pengukuran parameter bajak meliputi : lebar kerja, kedalaman maksimum

3


4/32

menggunakan meteran, sudut potong vertikal dan sudut potong horizontal dengan busur

derajat, kekasaran permukaan bajak diukur dengan Dial Indicator Krisbow dengan

ketelitian 0,01 mm.

Metode yang digunakan dalam penelitian ini yaitu metode deskriptif, denganmengambil sampel pada tiga lokasi, yaitu Bungus Teluk Kabung, Kuranji, dan Limau

Manis. Analisis tanah dilakukan di Laboratorium Mekanika Tanah Jurusan Teknik Sipil

Fakultas Teknik Universitas Andalas, yaitu untuk analisis kekuatan geser langsung, kadar

air tanah, berat volume tanah, berat jenis tanah, dan bilangan Atterberg; sedangkan analisis

tekstur tanah dilaksanakan di Laboratorium Tanah Fakultas Pertanian Universitas Andalas.

Cone index tanah diukur dengan menggunakan penetrometer.

Pelaksanaan Penelitian

(a) Pengukuran kadar air tanah

Kadar air tanah diukur dengan metode gravimetri, yaitu :

Ka = (b-c) / (c a) x 100 % (1)

dengan Ka = kadar air tanah (%), a = berat cawan kosong (g), b = berat cawan + sampel

tanah (g), dan c = berat cawan + sampel tanah setelah dioven pada suhu 105 oC dalam

waktu 24 jam (g).

(b) Pengukuran berat volume tanah

Nilai berat volume tanah kering diukur dengan menggunakan ring sampel tanah.

BV = Bk / ( . r2 . t ) . (2)

dengan BV = berat volume kering tanah (g/cm3), Bk = berat tanah pada ring sampel yang

sudah dioven selama 24 jam pada suhu 105 oC (g), r = jari-jari ring sampel (cm), dan t =

tinggi ring sampel (cm).

Pengukuran BV tanah dilakukan pada tiga jenis tanah dengan lima kali ulangan.

(c) Pengukuran berat jenis tanah

Nilai berat jenis tanah diukur dengan menggunakan piknometer, sesuai dengan

standar ASTM D 854-58. Pengukuran dilakukan pada tiga jenis tanah sebanyak lima kali

ulangan.

4


5/32

(d) Perhitungan porositas tanah

Dari data berat jenis tanah dan berat volume tanah, maka dapat ditentukan besarnya

porositas tanah (n), dengan menggunakan rumus :

..(3)

dengan, n adalah porositas tanah (%), BV adalah berat volume tanah (g/cm3), dan BJ

adalah berat jenis tanah (g/cm3).

(e) Pengukuran bilangan Atterberg

Pengukuran bilangan Atterberg atau batas konsistensi tanah dilaksanakan sesuai

dengan standar ASTM D 423 66 untuk mendapatkan nilai batas cair ( liquid limit), dan

batas plastis (plastic limit) diukur dengan standar ASTM D 424 59.

(f) Pengukuran tekstur tanah

Nilai tekstur tanah ditentukan dengan analisis granuler cara pipet. Klas tekstur

tanah ditetapkan dengan menggunakan segitiga tekstur yang dikeluarkan oleh USDA.

(g) Pengukuran kekuatan geser tanah

Nilai parameter mekanika tanah untuk mengetahui kekuatan geser tanah adalah

berupa kohesi, dan sudut gesek dakhil (internal friction angle). Alat ukur yang digunakan

adalahDirect Shear Apparatus Tipe 50-520 CV 2-1, berdasarkan standar ASTM D 3080

82.

(h) Pengukuran cone index tanah

Cone index diukur dengan menggunakan penetrometer. Pengukuran dilakukan pada

kedalaman 5 cm, 10 cm, 15 cm, dan 20 cm. Pengukuran tersebut dilakukan pada tiga jenis

tanah dengan lima kali ulangan. Rumus yang digunakan :

24/14,3 D

FCi= ...... (4)

dengan Ci = cone index (kg/cm2), F = gaya tekan pada tanah (kg), dan D = diameter alas

kerucut penetrometer (cm).

5


6/32

(i) Perhitungan draft spesifik tanah

Dengan menggunakan Fomula Kisu (1972) dalam Santosa (1994a), Santosa

(1994b) dan Santosa (2005a), maka nilai draft spesifik tanah secara berturut turut dapat

diketahui dengan menggunakan persamaan 5, 6, dan 7.

..(5)

dengan IP adalah index plastisitas tanah (%), dan c adalah kandungan liat (clay) (dalam

%).

.(6)

dengan Dst adalah draft spesifik tanah yang dimodifikasi dengan indeks plastisitas tanah

(kg/cm2), dan ci adalah cone index (kg/cm2).

....(7)

dengan : Ds adalah draft spesifik tanah (kg/cm2).

6


7/32

HASIL DAN PEMBAHASAN

Kadar Air

Hasil pengukuran kadar air tanah disajikan dalam Tabel 1.

Tabel 1. Kadar Air Tanah

No LokasiRata-Rata Kadar Air

(%)

1 A (Bungus Teluk Kabung ) 77,292

2 B (Kuranji ) 54,339

3 C (Limau Manis ) 112,12

Dari Tabel 1 tampak bahwa kondisi lapangan pada saat pengambilan sampel tanah, yang

kadar airnya tertinggi adalah pada daerah Limau Manis.

Berat Volume Tanah

Hasil pengukuran berat volume tanah disajikan pada Tabel 2.

Tabel 2. Berat Volume Tanah

No LokasiRata-Rata Berat Volume

(g/cm3)

1 A (Bungus Teluk Kabung) 1,682

2 B (Kuranji) 1,744

3 C (Limau Manis) 1,396

Tampak bahwa berat volume tanah terbesar terjadi di daerah Kuranji. Istilah berat volume

tanah ini disebut juga kerapatan menyeluruh tanah atau bulk density (Madyayanti, 1982).

Hardjowigeno (1987) menyebutnya dengan istilah kerapatan limbak.

Berat Jenis Tanah

Hasil pengukuran berat jenis tanah disajikan pada Tabel 3.

Tabel 3. Berat Jenis Tanah

No LokasiRata-Rata Berat Jenis

(g/cm3

)1 A (Bungus Teluk Kabung) 2,689

2 B (Kuranji) 2,591


Dari tabel tersebut dapat diketahui bahwa berat jenis tanah terbesar terjadi di Bungus Teluk

Kabung.

7


8/32

Porositas Tanah

Nilai porositas tanah disajikan pada Tabel 4.

Tabel 4. Porositas Tanah

No Lokasi Porositas Tanah (%)


2 B (Kuranji) 32,69


Nilai porositas tanah di Kuranji adalah paling rendah, sesuai dengan data fraksi

pasir di daerah tersebut yang terendah pula. Sebagaimana yang diutarakan oleh Hakim et

al. (1986) bahwa ruang pori pori total pada tanah berpasir semakin rendah.

Batas Konsistensi Tanah (Atterberg Limit)

Hasil pengukuran batas konsistensi tanah disajikan pada Tabel 5.

Tabel 5. Batas Konsistensi Tanah

No Lokasi Batas Cair (%)Batas Plastis

(%)

1 A (Bungus Teluk Kabung) 39,161 34,615

2 B (Kuranji) 44,879 34,305

3 C (Limau Manis) 96,607 60,459Tampak bahwa nilai batas cair tertinggi dan batas plastis tertinggi terjadi pada daerah

Limau Manis. Adapun grafik batas cair untuk tanah di Limau Manis disajikan pada

Gambar 1.

8


9/32

Gambar 1. Grafik Batas Cair Contoh Tanah di Limau Manis

Tekstur Tanah

Hasil pengukuran tekstur tanah disajikan pada Tabel 6.

Tabel 6. Tekstur Tanah

No Lokasi Pasir (%) Debu (%) Liat (%)

1 B (Kuranji) 8,93 52,04 39,012 A (Bungus Teluk Kabung) 19,93 45,39 34,68

3 C (Limau Manis) 11,09 40,77 48,15

Berdasarkan kelas tekstur tanah dengan menggunakan Segitiga USDA, maka tanah

pada Bungus Teluk Kabung, Kuranji, dan Limau Manis berturut-turut termasuk dalam kelas

tekstur lempung liat berdebu (silty clay loam), lempung liat berdebu (silty clay loam), dan

liat berdebu (silty clay).

Tekstur tanah menurut Sarief (1986) adalah perbandingan kandungan partikel partikel tanah primer berupa fraksi liat, debu, dan pasir dalam suatu massa tanah.

9


10/32

Kekuatan Geser Langsung (Direct Shear)

Hasil pengukuran kekuatan geser langsung disajikan pada Tabel 7.

Tabel 7. Kekuatan Geser Langsung pada Tanah

No LokasiKohesi

(kg/cm2)

Sudut Geser

(o)

1 A (Bungus Teluk Kabung) 0,076 23,573

2 B (Kuranji) 0,160 38,869

3 C (Limau Manis) 0,102 16,539

Dari tabel tersebut dapat diketahui bahwa daerah yang mempunyai kohesi terbesar adalah

Kuranji, dan di daerah tersebut juga mempunyai nilai sudut geser atau sudut gesek dakhil

(internal) tertinggi. Grafik hubungan antara tegangan geser dan tegangan normal padacontoh tanah di Kuranji disajikan pada Gambar 2.

Gambar 2. Grafik Tegangan Geserversus Tegangan Normal Sampel Tanah Kuranji

Cone IndexTanah

Hasilperhitungan cone index disajikan pada Tabel 8.

Tabel 8. Cone Index Tanah

No LokasiCone index

(kg/cm2)


2 B (Kuranji) 3,451


10


11/32

Dari tabel tampak bahwa daerah Limau Manis mempunyai nilai cone index tanah yang

terbesar.

Draft Spesifik Tanah

Pada daerah Bungus Teluk Kabung,

Pada daerah Kuranji,

Pada daerah Limau Manis Pauh,


Pada daerah Bungus Kuranji,

Pada daerah Bungus Limau Manis - Pauh


Pada daerah Kuranji,

Pada daerah Limau Manis,

Dari perhitungan tersebut tampak bahwa daerah Bungus Teluk Kabung mempunyai nilai

draft spesifik tanah yang terbesar. Draft spesifik tanah merupakan besarnya gaya potong

11


12/32

tanah arah horisontal setiap satu satuan luasan penampang potongan tanah (Santosa,

2005b).

Suprodjo (1980) telah melakukan pengukuran nilai draft spesifik tanah di Sumatera

Barat. Pada tanah lembab, kisaran nilai draft spesifik tanah adalah 0,263 1,087 kg/cm2.

5.1 Sifat Fisik Bajak Singkal yang Ditarik Traktor

Ada sembilan contoh bajak singkal yang ditarik traktor, yang disajikan pada

Gambar 1 sampai dengan 9, yaitu :

(1) Kec. Bungus Teluk Kabung [BT-1] ( Bajak No. 1)

(a) Tampak Samping (b) Tampak Atas (c) Tampak Depan

Gambar 1. Bajak Singkal (BT-1) yang Ditarik Traktor di Kec. Bungus TelukKabung

(2) Kel. Ambacang Kec. Kuranji [BT-2] ( Bajak No. 3)

(a) Tampak Samping (b) Tampak Atas

Gambar 2. Bajak Singkal (BT-2) yang Ditarik Traktor di Kel. Ambacang,

Kec. Kuranji

(3) Kel. Belimbing Kec. Kuranji [BT-3] ( Bajak No. 5)

12


13/32

(a) Tampak Samping (b) Tampak Atas (c) Tampak Depan

Gambar 3. Bajak Singkal (BT-3) yang Ditarik Traktor di Kel. Belimbing,

Kec. Kuranji

(4) Kel.. Kuranji Kec. Kuranji [BT-4] ( Bajak No. 6)

(a) Tampak Samping (b) Tampak Depan

Gambar 4. Bajak Singkal (BT-4) yang Ditarik Traktor di Kel. Kuranji, Kec.

Kuranji

(5) Kel. Koto Panjang Kec. Koto Tangah [BT-5] ( Bajak No. 8)

13


14/32

(a) Tampak Samping (b) Tampak Depan

Gambar 5. Bajak Singkal (BT-5) yang Ditarik Traktor di Kel. Koto

Panjang, Kec. Koto Tangah

(6) Kel. Limau Manis Kec. Pauh [BT-6] ( Bajak No. 10)

(a)Tampak Samping (b)Tampak Atas

Gambar 6. Bajak Singkal (BT-6) yang Ditarik Traktor di Kel. Limau Manis,

Kec. Pauh

(7) Kel. Bungus Timur Kec. Bungus Teluk Kabung [BT-7] ( Bajak No. 12)

14


15/32

(a)Tampak Samping (a)Tampak Depan

Gambar 7. Bajak Singkal (BT-7) yang Ditarik Traktor di Kel. Bungus Timur,

Kec. Bungus Teluk Kabung


(a)Tampak Samping (b)Tampak Depan




15


16/32




Nilai rataan kekasaran dan persamaan kelengkungan singkal (moldboard) pada

bajak singkal yang ditarik traktor, disajikan pada Tabel 1.

Tabel 1. Kekasaran dan Kelengkungan Bajak Singkal yang Ditarik Traktor

Kode BajakRerata

Kekasaran

( x 0,01 mm)

Persamaan Kelengkungan

Y = a1 X + a2 X2 + a3 X

3

KonstantaKelengkungan

(a3)

BT 1 15,5 y = 0,778x 0,135x2 + 0,047x3 0,047

BT 2 35 y = 0,129x + 0,600x2 +0,009x3 0,009

BT 3 9,6 y = 0,749x 0,322x2 0,055x3 - 0,055

BT 4 20,2 y = 0,259x 0,096x2

+ 0,004x3

0,004BT 5 10,1 y = 0,568x 0,190x2 0,051x3 - 0,051

BT 6 4,1 y = 0,593x 0,324x2 0,207x3 - 0,207

BT 7 13,1 y = 0,092x 0,016x2 + 0,054x3 0,054

BT 8 5,1 y = 0,209x 0,031x2 0,026x3 - 0,026

BT 9 14,8 y = 0,527x 0,124x2 0,034x3 - 0,034

5.2 Sifat Fisik Bajak Singkal yang Ditarik Sapi

Ada lima contoh bajak singkal yang ditarik sapi (ternak tarik), yang disajikan pada

Gambar 10 14, yaitu :

(1) Kel. Pasar Ambacang Kec. Kuranji [BS-1] ( Bajak No. 2)

16


17/32


Gambar 10. Bajak Singkal (BS-1) yang Ditarik Sapi di Kel. PasarAmbacang, Kec. Kuranji

(2) Kel. Gunung Sarik Kec. Kuranji [BS-2] ( Bajak No. 4)


Gambar 11. Bajak Singkal (BS-2) yang Ditarik Sapi di Kel. Gunung Sarik,

Kec. Kuranji

(3) Kel. Pasar Ambacang Kec. Kuranji [BS-3] ( Bajak No. 7)

17


18/32


Gambar 12. Bajak Singkal (BS-3) yang Ditarik Sapi di Kel. Pasar

Ambacang, Kec. Kuranji

(4) Kec. Kuranji [BS-4] ( Bajak No. 9)

Gambar 13. Bajak Singkal (BS-4) yang Ditarik Sapi di Kec. Kuranji

(5) Kec. Lubuk Begalung [BS-5] ( Bajak No. 11)

(a)Tampak Samping (a)Tampak Atas

Gambar 14. Bajak Singkal (BS-5) yang Ditarik Sapi di Kec. Lubuk Begalung

18


19/32

Nilai rataan kekasaran dan persamaan kelengkungan singkal (moldboard) pada

bajak yang ditarik ternak tarik, disajikan pada Tabel 2.

Tabel 2. Kekasaran dan Kelengkungan Bajak Singkal yang Ditarik Ternak Tarik

Kode Bajak RerataKekasaran

( x 0,01 mm)

Persamaan KelengkunganY = a1 X + a2 X

2 + a3 X3

KonstantaKelengkungan

(a3)

BS - 1 9 y = 1,424x 0,567x2 0,183x3 - 0,183

BS 2 4,5 y = 0,509x 0,023x2 + 0,012x3 0,012

BS 3 15,6 y = 0,496x 0,002x2 + 0,004x3 0,004

BS 4 4,3 y = 1,787x 0,213x2 + 0,027x3 0,027

BS 5 9,7 y = 0,335x + 0,006x2 + 0,026x3 0,026

Analisis Data

Hubungan antara Tekstur Tanah dengan Berat Volume Tanah

(1). Hubungan antara Kandungan Liat dengan Berat Volume

Hubungan antara kandungan liat dengan berat volume tanah disajikan pada Gambar

3.

Gambar 3. Hubungan antara Kandungan Liat dengan Berat Volume Tanah

19


20/32

Dari Gambar 3 tampak bahwa dengan semakin meningkatnya kandungan liat pada

tanah maka berat volume tanah akan menurun, mengikuti persamaan garis lurus Y = - 0,026

X + 2,69, dengan X adalah kandungan liat (%) dan Y adalah berat volume tanah (g/cm3),

dengan koefisien determinasi r2 = 0,976.

(2). Hubungan antara Kandungan Debu dengan Berat Volume

Hubungan antara kandungan debu dengan berat volume tanah disajikan pada

Gambar 4.

Gambar 4. Hubungan antara Kandungan Debu dengan Berat Volume Tanah

Dari Gambar 4 tampak bahwa hubungan antara kandungan debu pada tanah dengan

berat volume tanah mengikuti persamaan kuadratik Y = - 0,007 X2 + 0,722 X 15,57,

dengan X adalah kandungan debu (%) dan Y adalah berat volume tanah (g/cm3), dengan

koefisien determinasi r2 = 1.

Hubungan antara Kandungan Pasir dengan Draft Spesifik Tanah

Hubungan antara kandungan pasir dengan draft spesifik tanah disajikan pada

Gambar 5.

20


21/32

Gambar 5. Hubungan antara Kandungan Pasir dengan Draft Spesifik Tanah

Dari Gambar 5 tampak bahwa hubungan antara kandungan pasir pada tanah dengandraft spesifik tanah mengikuti persamaan kuadratik Y = 0,016 X2 - 0,51 X + 4,247, dengan

X adalah kandungan pasir (%) dan Y adalah draft spesifik (kg/cm2), dengan koefisien

determinasi r2 = 1. Dari grafik dapat pula dikatakan bahwa kenaikan kandungan pasir pada

tanah akan diikuti dengan penurunan nilai draft spesifik tanah.

Hubungan antara Kandungan Pasir dengan Berat Jenis Tanah

Hubungan antara kandungan pasir dengan berat jenis tanah disajikan pada Gambar

6.

21


22/32

Gambar 6. Hubungan antara Kandungan Pasir dengan Berat Jenis Tanah

Dari Gambar 6 tampak bahwa hubungan antara kandungan pasir pada tanah dengan

berat jenis tanah mengikuti persamaan garis lurus Y = - 0,008 X + 2,756, dengan X adalah

kandungan pasir (%) dan Y adalah berat jenis tanah (g/cm3), dengan koefisien determinasi

r2 = 0,97. Jadi, dengan adanya peningkatan kandungan pasir pada tanah maka berat jenis

tanah akan semakin menurun.

Hubungan Parameter Tanah dengan Parameter Bajak

(1) Hubungan antara Cone IndexTanah dengan Lebar Kerja Bajak

(1). Bajak Traktor

Hubungan antara cone index tanah dengan lebar kerja maksimum bajak traktor

disajikan dalam Gambar 7.

Gambar 7. Hubungan Cone Index Tanah versus Lebar Kerja Bajak dengan

Tenaga Penggerak Traktor

Dari Gambar 7 tampak bahwa hubungan antara cone index tanah dengan lebar kerja

bajak dengan sumber penggerak traktor mengikuti persamaan garis lurus Y = - 2,598 X +

35,82, dengan X adalah cone index (kg/cm2), dan Y adalah lebar kerja bajak (cm), dengan


22


23/32

(2). Bajak Ternak

Hubungan antara cone index tanah dengan lebar kerja maksimum bajak ternak

disajikan dalam Gambar 8.

Gambar 8. Hubungan Cone Index Tanah dengan Lebar Kerja Maksimum Bajak yang

Ditarik Ternak

Dari Gambar 8 tampak bahwa hubungan antara cone index tanah dengan lebar kerja

bajak yang ditarik ternak mengikuti persamaan garis lurus Y = 0,313 X + 8,417, dengan X

adalah cone index (kg/cm2), dan Y adalah lebar kerja bajak (cm), dengan koefisien

determinasi r2 = 1.

(2). Hubungan antara Cone IndexTanah dengan Kelengkungan Bajak(1). Bajak Traktor

Hubungan antara cone index tanah dengan kelengkungan bajak traktor disajikan

pada Gambar 9.

23


24/32

Gambar 9. Hubungan antara Cone Indexversus Kelengkungan Bajak dengan

Sumber Tenaga Traktor

Dari Gambar 9 tampak bahwa hubungan antara cone index tanah dengan koefisien

kelengkungan bajak yang ditarik traktor mengikuti persamaan garis lurus Y = - 0,094 X +

0,185, dengan X adalah cone index (kg/cm2), dan Y adalah koefisien kelengkungan bajak,

dengan koefisien determinasi r2 = 1.

(2). Bajak Ternak

Hubungan antara cone index tanah dengan kelengkungan bajak ternak disajikan

pada Gambar 10.

Gambar 10. Hubungan antara Cone Index Tanah dengan Kelengkungan Bajak

24


25/32

yang Ditarik oleh Ternak Tarik

Dari Gambar 10 tampak bahwa hubungan antara cone index tanah dengan

kelengkungan bajak yang ditarik oleh ternak tarik, ternyata mengikuti persamaan garis

lurus Y = - 0,038 X + 0,097, dengan X adalah cone index (kg/cm2

), dan Y adalahkelengkungan bajak, dengan koefisien determinasi r2 = 1.

(3) Hubungan antara Kandungan Liat dan Pasir Tanah dengan Lebar Kerja

Bajak

(1). Bajak Traktor

Hubungan antara kandungan liat dan pasir tanah dengan lebar kerja bajak traktor

disajikan pada Gambar 11.

Gambar 11. Hubungan antara Kandungan Liat pada Tanah dan Pasir pada Tanah denganKelengkungan Bajak Traktor

Dari Gambar 11 tampak bahwa hubungan antara lebar kerja bajak traktor dengan

kandungan liat tanah, ternyata mengikuti persamaan garis lurus Y = - 1,523 X + 86,23,

dengan X adalah lebar kerja bajak (cm), dan Y adalah prosentase liat (%),dengan koefisien

determinasi r2 = 1. Kemudian diperoleh hubungan antara lebar kerja bajak traktor dengan

kandungan pasir pada tanah, ternyata mengikuti persamaan garis lurus Y = - 0,36 X +

20,09, dengan X adalah lebar kerja bajak (cm), dan Y adalah prosentase pasir (%), dengan


(2). Bajak Ternak

Hubungan antara kandungan liat dan pasir tanah dengan kelengkungan bajak ternak

tarik disajikan pada Gambar 12.

25


26/32

Gambar 12. Hubungan antara Kandungan Liat pada Tanah dan Pasir pada Tanah denganLebar Kerja Bajak Ternak Tarik

Dari Gambar 12 tampak bahwa hubungan antara lebar kerja bajak ternak tarik

dengan kandungan liat tanah, ternyata mengikuti persamaan garis lurus Y = - 8,66 X +

116,9, dengan X adalah lebar kerja bajak (cm), dan Y adalah prosentase liat (%),dengan

koefisien determinasi r2 = 1. Kemudian diperoleh hubungan antara lebar kerja bajak

dengan kandungan pasir pada tanah, ternyata mengikuti persamaan garis lurus Y = 22 X -

189, dengan X adalah lebar kerja bajak (cm), dan Y adalah prosentase pasir (%), dengan


(4). Hubungan antara Kandungan Liat dan Pasir Tanah dengan Kelengkungan

Bajak

(1). Bajak Traktor

Hubungan antara kandungan liat dan pasir tanah dengan kelengkungan bajak traktor


26


27/32

Gambar 13. Hubungan antara Kandungan Liat dan Pasir Tanah dengan Kelengkungan

Bajak Traktor

Dari Gambar 13 tampak bahwa hubungan antara koefisien kelengkungan bajak

traktor dengan kandungan liat pada tanah, ternyata mengikuti persamaan garis lurus Y = -

42,07 X + 39,44, dengan X adalah koefisien kelengkungan bajak, dan Y adalah prosentase

liat (%), dengan koefisien determinasi r2 = 1; dan hubungan antara koefisien kelengkungan

bajak traktor dengan kandungan pasir pada tanah juga mengikuti persamaan garis

lurus, yaitu Y = - 9,942 X + 9,031, dengan X adalah koefisien kelengkungan bajak,

dan Y adalah prosentase pasir (%), dengan koefisien determinasi r2 = 1.

(2). Bajak Ternak

Hubungan antara kandungan liat dan pasir tanah dengan kelengkungan bajak ternak


27


28/32

Gambar 14. Hubungan antara Kandungan Liat dan Pasir Tanah dengan KelengkunganBajak Ternak

Dari Gambar 14 tampak bahwa hubungan antara koefisien kelengkungan bajak

ternak tarik dengan kandungan liat tanah, ternyata mengikuti persamaan garis lurus Y =

70,98 X + 37,16, dengan X adalah koefisien kelengkungan bajak, dan Y adalah prosentase

liat (%), dengan koefisien determinasi r2 = 1. Kemudian diperoleh hubungan antara

koefisien kelengkungan bajak dengan kandungan pasir pada tanah, ternyata mengikuti

persamaan garis lurus Y = - 180,3 X + 13,61, dengan X koefisien kelengkungan bajak, dan

Y adalah prosentase pasir (%), dengan koefisien determinasi r2 = 1.

KESIMPULAN

1. Berat volume tanah di Limau Manis, Bungus Teluk Kabung, dan Kuranji berturut

turut 1,396, 1,682, dan 1,744 g/cm3.

2. Berat jenis tanah di Kuranji, Limau Manis, dan Bungus Teluk Kabung berturut turut

2,591, 2,654, dan 2,689 g/cm3.

3. Porositas tanah di daerah Kuranji, Bungus Teluk Kabung, dan Limau Manis berturut-

turut 32,69 %, 37,45 %, dan 47,40 %.

4. Bilangan Attenberg yang dihasilkan adalah : (a) Batas Cair pada tanah Bungus Teluk

Kabung, Kuranji, dan Limau Manis berturut-turut 39,161 %, 44,879 %, dan 96,607 %;

28


29/32

dan (b) Batas Plastis pada tanah di Kuranji, Bungus Teluk Kabung, dan Limau Manis

berturut-turut 34,305 %, 34,615 %, dan 60,459 %.

5. Tekstur tanah pada Bungus Teluk Kabung, Kuranji, dan Limau Manis berturut-turut

termasuk dalam kelas tekstur lempung liat berdebu (silty clay loam), lempung liat

berdebu (silty clay loam), dan liat berdebu (silty clay).

6. Hasil pengukuran kekuatan geser tanah : (a) Kohesi pada tanah di Bungus Teluk

Kabung, Limau Manis, dan Kuranji berturut turut 0,076, 0,102, dan 0,160 kg/cm2, (b)

Sudut gesek internal pada tanah di Limau Manis, Bungus Teluk Kabung, dan Kuranji

berturut turut 16,539 o , 23,573 o, dan 38,869 o.

7. Cone index tanah di Bungus Teluk Kabung adalah 1,858 kg/cm2 (pada kadar air 77,292

%), Kuranji adalah 3,451 kg/cm2 (pada kadar air 54,339 %), dan Limau Manis adalah

4,167 kg/cm2 (pada kadar air 112,12 %).

8. Nilai draft spesifik tanah pada daerah Kuranji, Limau Manis, dan Bungus Teluk Kabung

berturut-turut 0,519, 0,582, dan 0,983 kg/cm2.

9. Semakin meningkatnya kandungan liat pada tanah maka berat volume tanah akan

menurun.

10. Kenaikan kandungan pasir pada tanah akan diikuti dengan penurunan nilai draft

spesifik tanah.

11. Dengan adanya peningkatan kandungan pasir pada tanah maka berat jenis tanah akan

semakin menurun.

12. Parameter bajak singkal di kota Padang adalah : (a) kekasaran bajak singkal yang

ditarik traktor adalah 4,1 35,0 x 10-2 mm, (b) kekasaran bajak singkal yang ditarik

ternak tarik adalah 4,3 15,6 x 10-2 mm, (c) konstanta kelengkungan bajak singkal

yang ditarik traktor adalah -0,207 0,054, (d) konstanta kelengkungan bajak singkal

yang ditarik ternak tarik adalah -0,183 0,027, (e) lebar kerja bajak yang ditarik

traktor 25 38 cm, (f) lebar kerja bajak yang ditarik ternak tarik 8 10 cm, (g)

kedalaman maksimum bajak yang ditarik traktor 12 30 cm, (h) kedalaman maksimum

bajak yang ditarik ternak tarik 12 15 cm, (i) sudut potong horisontal bajak yang

ditarik traktor 50 110 o, (j) sudut potong horisontal bajak yang ditarik ternak tarik 65

90 o, (k) sudut potong vertikal bajak yang ditarik traktor 20 - 40 o, (l) sudut potong

vertikal bajak yang ditarik ternak tarik 20 - 40 o.

29


30/32

13. Hubungan antara cone index tanah dengan lebar kerja bajak dengan sumber penggerak

traktor mengikuti persamaan garis lurus Y = - 2,598 X + 35,82, dengan X adalah cone

index (kg/cm2), dan Y adalah lebar kerja bajak (cm), dengan koefisien determinasi r2 =

1.

14. Hubungan antara cone index tanah dengan lebar kerja bajak yang ditarik ternak

mengikuti persamaan garis lurus Y = 0,313 X + 8,417, dengan X adalah cone index

(kg/cm2), dan Y adalah lebar kerja bajak (cm), dengan koefisien determinasi r2 = 1.

15. Hubungan antara cone index tanah dengan koefisien kelengkungan bajak yang ditarik

traktor mengikuti persamaan garis lurus Y = - 0,094 X + 0,185, dengan X adalah cone

index (kg/cm2), dan Y adalah koefisien kelengkungan bajak, dengan koefisien

determinasi r2 = 1.

16. Hubungan antara cone index tanah dengan kelengkungan bajak yang ditarik oleh ternak

tarik, ternyata mengikuti persamaan garis lurus Y = - 0,038 X + 0,097, dengan X

adalah cone index (kg/cm2), dan Y adalah kelengkungan bajak, dengan koefisien

determinasi r2 = 1.

17. Hubungan antara lebar kerja bajak traktor dengan kandungan liat tanah, ternyata

mengikuti persamaan garis lurus Y = - 1,523 X + 86,23, dengan X adalah lebar kerja

bajak (cm), dan Y adalah prosentase liat (%),dengan koefisien determinasi r2 = 1.

Kemudian diperoleh hubungan antara lebar kerja bajak traktor dengan kandungan pasir

pada tanah, ternyata mengikuti persamaan garis lurus Y = - 0,36 X + 20,09, dengan X

adalah lebar kerja bajak (cm), dan Y adalah prosentase pasir (%), dengan koefisien

determinasi r2 = 1.

18. Hubungan antara lebar kerja bajak ternak tarik dengan kandungan liat tanah, ternyata

mengikuti persamaan garis lurus Y = - 8,66 X + 116,9, dengan X adalah lebar kerja

bajak (cm), dan Y adalah prosentase liat (%),dengan koefisien determinasi r2 = 1.

Kemudian diperoleh hubungan antara lebar kerja bajak dengan kandungan pasir pada

tanah, ternyata mengikuti persamaan garis lurus Y = 22 X - 189, dengan X adalah

lebar kerja bajak (cm), dan Y adalah prosentase pasir (%), dengan koefisien

determinasi r2 = 1.

19. Hubungan antara koefisien kelengkungan bajak traktor dengan kandungan liat pada

tanah, ternyata mengikuti persamaan garis lurus Y = - 42,07 X + 39,44, dengan X

30


31/32

adalah koefisien kelengkungan bajak, dan Y adalah prosentase liat (%), dengan

koefisien determinasi r2 = 1; dan hubungan antara koefisien kelengkungan bajak traktor

dengan kandungan pasir pada tanah juga mengikuti persamaan garis lurus,

yaitu Y = - 9,942 X + 9,031, dengan X adalah koefisien kelengkungan bajak, dan Y

adalah prosentase pasir (%), dengan koefisien determinasi r2 = 1

20. Hubungan antara koefisien kelengkungan bajak ternak tarik dengan kandungan liat

tanah, ternyata mengikuti persamaan garis lurus Y = 70,98 X + 37,16, dengan X adalah

koefisien kelengkungan bajak, dan Y adalah prosentase liat (%), dengan koefisien

determinasi r2 = 1. Kemudian diperoleh hubungan antara koefisien kelengkungan bajak

dengan kandungan pasir pada tanah, ternyata mengikuti persamaan garis lurus Y = -

180,3 X + 13,61, dengan X koefisien kelengkungan bajak, dan Y adalah prosentase

pasir (%), dengan koefisien determinasi r2 = 1.

DAFTAR PUSTAKA

Hakim, Nurhajati, M. Yusuf Nyakpa, A. M. Lubis, Sutopo Ghani Nugroho, M. Rusdi Saul,

M. Amin Diha, Go Ban Hong, dan H. H. Bailey. 1986. Dasar Dasar Ilmu

Tanah. Penerbit Universitas Lampung.

Hardjowigeno, Sarwono. 1987. Ilmu Tanah. Edisi Revisi. Jakarta, Mediyatama SaranaPerkasa.

Madyayanti, Elly. 1984. Mekanika Tanah. Edisi Keempat. Alih Bahasa dari Soil

Mechanics, 4th Edition, by Smith, M. J. , George Godwin Ltd., 1981. Jakarta,

Erlangga.

Santosa. 1994a. Interaksi Tanah dan Alat Pertanian. Fakultas Pertanian, Universitas

Andalas, Padang.

Santosa. 1994b. Studi Nilai Draft Spesifik Tanah dengan Berbagai Metoda. 1994.

Buletin Enjiniring Pertanian, Vol. 1, No. 3, Okt, 1994 : 8-14.

Santosa. 2005a. Aplikasi Visual Basic 6.0 dan Visual Studio.Net 2003 dalam Bidang

Teknik dan Pertanian. Yogyakarta. Andi.

Santosa. 2005b. Peranan Teknik Pertanian Dalam Penerapan Pertanian Berkelanjutan.

Pidato Ilmiah, Disampaikan pada Peringatan Dies Natalis Fakultas Pertanian

Universitas Andalas yang ke 51, pada tanggal 30 November 2005 di Padang.

31


32/32

Sarief, E. Saifuddin. 1986. Ilmu Tanah Pertanian. Cetakan Kedua. Bandung, Pustaka

Buana.

Suprodjo. 1980. Cara Cara Menentukan Ukuran Utama dari Traktor untuk

Pengolahan Tanah. Bagian Mekanisasi Pertanian. Fakultas Teknologi PertanianUniversitas Gadjah Mada. Yogyakarta.

((** Catatan : Makalah ini sudah dimuat pada Santosa, Andasuryani, dan Azrifirwan.

2008. Studi Sifat Fisik - Mekanik Tanah dan Bajak Singkal untuk Pengolahan Tanah, Studi

Kasus di Padang, Sumatera Barat. Jurnal AGRITEK, Vol. 16 No. 6 Juni 2008 : 1150-1168.

[Terakreditasi No. 026 / DIKTI / KEP / 2005] **))

((***http://santosa764.wordpress.com***))

32
http://santosa764.wordpress.com/http://santosa764.wordpress.com/

Studi Sifat Fisik - Mekanik Tanah dan Bajak Singkal untuk Pengolahan Tanah, Studi Kasus di Padang...

Documents

Transcript of Studi Sifat Fisik - Mekanik Tanah dan Bajak Singkal untuk Pengolahan Tanah, Studi Kasus di Padang...