ACARA I Pengenalan Dasar dan Identifikasi Alat & Mesin Pengolahan Tanah: BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Pengolahan tanah dapat dipandang sebagai suatu usaha manusia untuk merubah sifat-sifat yang dimiliki oleh tanah sesuai dengan kebutuhan yang dikehendaki oleh manusia. Di dalam usaha pertanian, pengolahan tanah dilakukan dengan tujuan untuk menciptakan kondisi fisik; khemis dan biologis tanah yang lebih baik sampai kedalaman tertentu agar sesuai untuk pertumbuhan tanaman. Di samping itu pengolahan tanah bertujuan pula untuk : membunuh gulma dan tanaman yang tidak diinginkan; menempatkan seresah atau sisa-sisa tanaman pada tempat yang sesuai agar dekomposisi dapat berjalan dengan baik; menurunkan laju erosi; meratakan tanah untuk memudahkan pekerjaan di lapangan; mempersatukan/pupuk dengan tanah; serta mempersiapkan tanah untuk mempermudah dalam pengaturan air (Rizaldi, 2006).

Pengolahan tanah adalah setiap manipulasi mekanik terhadap tanah yang ditujukan menciptakan kondisi tanah yang baik untuk pertumbuhan tanaman. Tujuan utama pengolahan tanah adalah menyediakan tempat tumbuh bagi benih, menggemburkan tanah pada daerah perakaran, membalikkan tanah sehingga sisa-sisa tanaman terbenam di dalam tanah dan memberantas gulma (Suripin, 2002).

Kecepatan dalam pengolahan tanah merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi kapasitas kerja efektif yang dapat dicapai dalam pengolahan tanah. Kapasitas kerja efektif adalah faktor yang menentukan besarnya biaya penggunaan alat persatuan luas. Pengolahan tanah merupakan bagian proses terberat dari keseluruhan proses budidaya, dimana proses ini mengkonsumsi energi sekitar 1/3 dari keseluruhan energi yang dibutuhkan dalam proses budidaya pertanian. Cara pengolahan tanah akan berpengaruh terhadap hasil pengolahan dan konsumsi energinya (Mundjono, 1989).

Kuipers dan Kowenhopn (1983) menyatakan bahwa tujuan pengolahan tanah sebagai berikut :

1. Menciptakan struktur tanah yang dibutuhkan untuk persemaian atau tempat tumbuh benih. Tanah yang padat diolah sampai gembur, sehingga mempercepat infiltrasi air, berkemampuan baik menahan hujan, memperbaiki aerasi dan memudahkan perkembangan akar
2. Meningkatkan kecepatan infitrasi tanah sehingga menurunkan run off dan mengurangi bahaya erosi
3. Menghambat atau mematikan tumbuhan pengganggu
4. Membenamkan tumbuh-tumbuhan atau sampah-sampah yang ada di atas permukaan tanah ke dalam tanah sehingga menambah kesuburan tanah
5. Membunuh serangga, larva atau telur-telur serangga melalui perubahan tempat tinggal dan terik matahari
6. Menyiapkan lahan sebagai media tumbuh tanaman yang baik

Kegiatan pengolahan tanah dapat dibedakan menjadi pengolahan tanah I (Primary tillage) dan pengolahan tanah II (Secondary tillage). Kegiatan pengolahan tanah pertama secara sederhana bertujuan membongkar tanah menjadi bongkahan-bongkahan agar mampu menangkap udara, air dan sinar matahari, guna proses pelapukan sehingga tanah menjadi matang, bebas dari tanaman gulma dan siap untuk masuk ke pengolahan tanah kedua yang bertujuan menghancurkan dan mencampur  bongkah tanah yang telah matang secara mesra (proses penghancuran dan pembusukan) agar menjadi media tumbuh (Yolessa dkk., 2015).

.Pengolahan tanah pertama bekerja pada kedalaman diatas 15 cm. Pada pengolahan  tanah  pertama  dilakukan  pemotongan  dan  pembalikan  tanah  yang bertujuan untuk membenamkan sisa-sisa tanaman yang ada di permukaan tanah. Pada pengolahan pertama ini umumnya tanah masih berupa bongkahan-bongkahan yang cukup besar. Hal ini dikarenakan pada tahap ini proses penggemburan tanah belum dapat dilakukan secara efektif.

Dalam pengolahan tanah kedua, bongkahan-bongkahan tanah dan sisa-sisa tanaman yang telah terpotong pada pengolahan tanah pertama akan dihancurkan menjadi   lebih   halus   dan   sekaligus   mencampurnya   dengan   tanah.   Kedalaman pengolahan tanah kedua pada umumnya kurang dari 15 cm. Jadi penggemburan tanah secara intensif hanya dilakukan pada lapisan tanah atas (Yolessa dkk., 2015).

Sesuai dengan namanya, alat pengolahan tanah pertama adalah alat-alat yang pertama sekali digunakan dalam kegiatan pengolahan tanah seperti memotong, memecah, dan membalik tanah. Ada beberapa macam alat-alat pengolahan tanah pertama yang biasanya digunakan, yaitu:

1. Bajak Singkal

Bajak singkal dapat digunakan untuk bermacam-macam jenis tanah dan sangat baik untuk membalik tanah. Secara umum bajak singkal dibedakan atas 2 jenis, yaitu bajak singkal satu arah (one-way moldboard plow) dan bajak singkal dua arah (two way moldboard plow). Bajak singkal satu arah adalah jenis bajak singkal dimana pada waktu pengolahan tanah akan melempar dan membalik tanah hanya pada satu arah saja. Sedangkan bajak singkal 2 arah pada waktu mengolah tanah arah pelemparan atau pembalikan tanah dapat diatur 2 arah, yaitu ke kanan dan ke kiri. Bagian-bagian utama dari bajak singkal yang aktif mengolah tanah adalah pisau bajak (share), singkal (moldboard), dan penstabil bajak (landside) (Daywin et al., 2008).

Bagian dari bajak singkal yang memotong dan membalik tanah disebut bottom. Suatu bajak dapat terdiri dari satu bottom atau lebih. Bottom ini dibangun dari bagian- bagian utama, yaitu: 1) singkal (moldboard), 2) pisau (share), dan 3) penahan samping (landside). Ketiga bagian utama tersebut diikat pada bagian yang disebut pernyatu (frog). Unit ini dihubungkan dengan rangka (frame) melalui batang penarik (beam) ) (Daywin et al., 2008).

Singkal   berfungsi   untuk   menghancurkan   dan   membalik   tanah,   karena bentuknya yang melengkung maka pada waktu bajak bergerak maju, tanah yang terpotong akan terangkat ke atas dan kemudian dibalik dan dilemparkan sesuai dengan arah pembalikan bajak. Pisau bajak berfungsi untuk memotong tanah secara horizontal. Biasanya alat ini terbuat dari logam yang berbentuk tajam. Landside berfungsi untuk menahan tekanan samping dari keratan tanah pada singkal, dan mempertahankan gerak maju bajak agar tetap lurus dengan cara menahan atau mengimbangi gaya kesamping yang diterima bajak singkal pada waktu bajak tersebut digunakan untuk memotong dan membalik tanah. Bagian yang paling banyak bersinggungan dengan tanah dari bagian ini adalah bagian belakang yang disebut tumit (heel). Untuk menjaga keausan karena gesekan dengan tanah, bagian tumit ini dalam pembuatannya diperkeras.

Furrow wheel berfungsi untuk menjaga kestabilan pembajakan. Land wheel berfungsi untuk mengatur kedalaman sehingga kedalamannya konstan. Jointer berfungsi untuk memungkinkan penutupan seresah lebih sempurna dalam pembajakan, terpasang di atas pisau bajak dengan kedalaman kerja + 5 cm. Pada kerangka terdapat titik   penggandengan   yang   nantinya   akan   dirangkaikan   dengan   sumber   daya penariknya. Pisau pemotong (coulter) berfungsi untuk memotong serasah tumbuhan atau sampah-sampah yang ada diatas tanah sebelum pisau bajak memotong tanah. Bagian  ini  bekerja  memotong  tanah  ke  arah  vertikal  sehingga  pembalikan  tanah menjadi lebih ringan. Coulter biasanya dipasang di depan bajak serta berada sedikit di atas mata bajak. Ada dua bentuk pisau pemotong, yaitu pisau pemotong stasioner (stationary knife) dan pisau pemotong berputar (rolling coulter).

Prinsip kerja bajak singkal adalah pada saat bajak bergerak maju, maka pisau (share) memotong tanah dan. mengarahkan potongan/keratan tanah (furrow slice) tersebut ke bagian singkal. Singkal akan menerima potongan tanah, dan karena kelengkungannya maka potongan tanah akan dibalik dan pecah. Kelengkungan singkal ini berbeda untuk kondisi dan jenis tanah yang berbeda agar diperoleh pembalikan dan pemecahan tanah yang baik (Daywin et al., 2008).

2. Bajak Piring

Piringan dari bajak ini diikat pada batang penarik melalui bantalan (bearing), sehingga pada saat beroperasi ditarik oleh traktor maka piringannya dapat berputar. Dengan  berputaraya  piringan,  maka  diharapkan  dapat  mengurangi  gesekan  dan tahanan tanah (draft) yang terjadi. Piringan bajak dapat berada disamping rangka atau berada di bawah rangka (Daywin et al., 2008).

Setiap piringan dari bajak piringan biasanya dilengkapi dengan pengeruk (scraper) yang berguna selain untuk membersihkan tanah yang lengket pada piringan, juga membantu dalam pembalikan potongan tanah. Untuk menahan tekanan samping yang terjadi saat bajak memotong tanah, bajak piring dilengkapi dengan roda alur belakang (rear furrow wheel) (Daywin et al., 2008).

Beberapa keuntungan menggunakan bajak ini adalah sebagai berikut:

1. Dapat bekerja ditanah keras dan kering
2. Dapat untuk tanah-tanah yang lengket
3. Dapat untuk tanah-tanah yang berbatu
4. Dapat untuk tanah-tanah berakar
5. Dapat untuk tanah-tanah yang memerlukan pengerjaan yang dalam.

3. Bajak Rotari

Bajak rotari adalah bajak yang terdiri dari pisau-pisau yang berputar. Berbeda dengan bajak piringan yang berputar karena ditarik traktor, maka bajak ini terdiri dari pisau-pisau yang dapat mencangkul yang dipasang pada suatu poros yang berputar karena digerakan oleh suatu motor. Dengan menggunakan bajak rotari pengerjaan olah tanah hanya dilakukan sekali tempuh. Bajak rotari ini dapat digunakan pada tanah yang kering maupun tanah sawah, kadang-kadang juga digunakan untuk mengerjakan tanah kedua dan juga dapat digunakan untuk melakukan penyiangan atau pendangiran. Penggunaan bajak rotari untuk pengolahan tanah dapat memberikan hasil yang lebih baik (baik untuk tanah kering maupun tanah basah) (Smith dan Wilkes, 1990).

Rotari memiliki bagian-bagian yang sangat penting, yaitu: pisau, poros putar, rotor, penutup belakang (rear shield), dan roda dukung (land wheel). Pisau berfungsi untuk mencacah tanah pada waktu pengolahan tanah dengan bajak putar, pisau-pisau potong biasanya dipasang pada poros yang digerakkan horizontal yang bekerja dengan 300 putaran per menit. Rotor berfungsi sebagai tempat pemasangan pisau-pisau dari bajak putar. Rear shield berfungsi untuk membantu penghancuran tanah, adanya penutup belakang ini memungkinkan tanah lebih hancur karena tanah yang terlempar dari pisau terbentur pada penutup. Land wheel berfungsi untuk mengatur kedalaman pengolahan tanah

Prinsip kerja dari bajak rotari ini adalah pisau-pisau dipasang pada rotor secara melingkar sehingga beban terhadap mesin merata dan dapat memotong tanah secara bertahap. Sewaktu rotor berputar dan alat bergerak maju maka pisau akan memotong tanah.   Luas  tanah   yang  terpotong  dalam   sekali   pemotongan   tergantung  pada kedalaman dan kecepatan bergerak maju. Gerakan putaran rotor-rotor (pisau-pisau) diakibatkan daya dari rotor yang diteruskan melalui sistem penerusan daya khusus sampai ke rotor tersebut.

4. Bajak Pahat (Chisel Plow)

Bajak pahat berfungsi untuk merobek dan menembus tanah dengan menggunakan alat yang menyerupai pahat atau ujung sekop sempit yang disebut mata pahat atau chisel point. Mata pahat ini terletak pada ujung tangkai atau batang yang disebut   bar.   Bajak   pahat   berbentuk   tajak   yang   disusun   pada   suatu   rangka, diperlengkapi  dengan  2  buah  roda  yang berguna  untuk  transportasi  dan  mengatur kedalaman pemecah tanah. Jarak antara tajak dapat beragam dari 1 sampai 2 inci.

Fungsi dari bajak pahat adalah untuk memecahkan tanah yang keras dan kering. Alat ini tidak membalik tanah seperti bajak yang lain, tapi hanya memecah tanah dandigunakan sebelum pembajakan tanah dimulai. Bajak pahat biasanya digunakan pada jenis tanah tertentu, digunakan untuk pengerjaan pada tanah bawah, digunakan pada tanah yang berjerami, dan untuk menutup sisa-sisa perakaran yang berada dalam tanah. Bajak pahat juga berfungsi untuk memperbaiki infiltrasi air pada tanah sehingga dapat mengurangi erosi (Tim IbIKK, 2017).

Pada dasarnya bajak pahat ini dipakai untuk pembajakan dangkal maupun pembajakan dalam sampai kedalaman 45 cm atau lebih tergantung pada keperluan dan jenis mata pahatnya. Jenis dan lebar alat bervariasi tergantung dari keperluan dan sumber daya penariknya.

5. Bajak  Subsoil

Alat ini hampir sama dengan bajak pahat. Bajak subsoil berfungsi untuk merobek dan menembus lapisan tanah  sub soil dengan menggunakan alat yang menyerupai bajak pahat namun ukuran dan kedalamannya lebih besar. Penggunaan alat ini dapat memecahkan tanah pada kedalaman 20 sampai 36 inci. Alat ini sering juga digunakan untuk memecahkan lapisan keras didalam tanah (hardpan), atau untuk memperbaiki drainase tanah (Daywin, 2008).

Alat Pengolahan Tanah Kedua

Menurut Daywin (2008), pengolahan tanah kedua dilakukan setelah pembajakan. Dengan pengolahan tanah kedua, tanah menjadi gembur dan rata, tata air diperbaiki, sisa-sisa tanaman dan tumbuhan pengganggu dihancurkan dan dicampur dengan  lapisan  tanah  atas.  Pada  pengolahan  tanah  kedua  terkadang  diberikan kepadatan tertentu pada permukaan tanah, dan mungkin juga dibuat guludan atau alur untuk pertanaman. Alat pengolah tanah kedua yang menggunakan daya traktor yaitu: Garu (harrow), Perata dan penggembur (land roller dan pulverizer), dan alat-alat lainnya.

1. Garu

Garu digunakan untuk memotong tanah pada kedalaman yang cukup dangkal. Tujuannya adalah untuk penghancuran tanah, serta memotong gulma dan campuran material dengan tanah. Secara umum tujuan penggunaan garu adalah sebagai berikut:

1. a.Digunakan untukmempersiapkan persemaian dengan baik, Membantu memecahkan bongkahan tanah, Membantu dalam penghancuran tanah atau mencampur tanah secara menyeluruh, Mengairasi tanah dan membunuh gulma
2. b.Digunakansebagian besar dalam kondisi tanah ringan
3. Terkadang digunakan juga untuk menutupi benih setelah penebaran.

Menurut Daywin et al. (2008), garu memiliki beberapa jenis yang biasa dipakai pada pengolahan tanah kedua, yaitu:

1. GaruPiring

Garu ini dapat digunakan sebelum pembajakan untuk memotong rumput- rumput pada permukaan tanah, untuk rnenghancurkan permukaan tanah sehingga keratan tanah (furrow slice) lebih berhubungan dengan tanah dasar. Juga dapat digunakan  untuk  penyiangan,  atau  untuk  menutup  biji-bijian  yang  ditanam  secara sebar. Pada  prinsipnya  peralatan  pengolah  tanah  ini  hampir  menyerupai  bajak piringan, khususnya bajak piringan vertikal. Perbedaannya hanya terletak pada ukuran, kecekungan   dan   jumlah   piringannya.   Garu   piringan   mempunyai   ukuran   dan kecekungan piringan yang lebih kecil dibandingkan dengan bajak, hal ini disebabkan pada   pengolahan   tanah   kedua   dilakukan   lebih   dangkal   dan   tidak   diperlukan pembalikan tanah yang efektif seperti pengolahan tanah pertama.

Bagian-bagian utama dari garu piringan adalah piringan, poros piringan, penggarak piringan dan kerangka. Piringan berfungsi untuk memotong, mengangkat dan menghancurkan serta membalik tanah. Poros piringan berfungsi sebagai tempat bertumpu dan berputarnya piringan. Penggarak piringan berfungsi untuk menjaga piringan  tetap  bersih.  Kerangka  atau  batang rangkaian  berfungsi  untuk  merangkai piringan-piringan.

2. GaruPaku

Garu ini mempunyai gigi yang bentuknya seperti paku terdiri dari beberapa baris gigi yang diikatkan pada rangka. Garu ini digunakan untuk menghaluskan dan meratakan tanah setelah pembajakan. Juga dapat digunakan untuk penyiangan pada tanainan yang baru tumbuh.

3. GaruPegas

Garu pegas sangat cocok untuk digunakan pada lahan yang mempunyai banyak batu atau akar-akar, karena gigi-giginya yang dapat indenting (memegas) apabila mengenai gangguan. Kegunaan garu ini sama dengan garu paku, bahkan untuk penyiangan  garu ini lebih baik, karena dapat masuk ke dalam tanah lebih dalam.

4. Garu Rotari

Garu rotari ada dua macam, yaitu garu rotari cangkul (rotary hoe harrow) dan garu rotari silang (rotary cross harrow). Garu rotari cangkul merupakan susunan roda yang dikelilingi oleh gigi-gigi berbentuk pisau yang dipasangkan pada as dengan jarak tertentu dan berputar vertikal. Putaran roda garu ini disebabkan oleh tarikan traktor.

5. Garu Khusus

Yang termasuk kedalam garu khusus adalah weeder-mulche dan soil surgeon. Weeder-mulche adalah alat yang digunakan untuk penyiangan, pembuatan mulsa dan pemecahan tanah di bagian permukaan. soil surgeon adalah alat yang merupakan susunan pisau berbentuk U dipasang pada suatu rangka dari pelat. Alat ini digunakan untuk memecah bongkah-bongkah tanah di permukaan dan untuk meratakan tanah (Daywin et al., 2008).

Land Rollers dan Pulverizers

Alat ini menyeru pai piring-piring atau roda-roda yang disusun rapat pada satu as. Puingan piring dapat tajam atau bergerigi.  Digunakan untuk penyelesaian dari proses pengolahan tanah untuk persemaian. Alat ini dapat digolongkan atas dua jenis, yaitu:

1. Surfacepacker, terdiri dari beberapa bentuk, yaitu:
2. a.VShaped roller pulverizers  Kombinasi T shaped dan Sprocket Wheel pulverizers c. Flexible sprocket wheelpulverizes.
3. Subsurfacepacker, terdiri dari 2 macam, yaitu:
4. a.VShaped packer  Crowfoot roller.

Alat-Alat Lainnya (Sub Surface Tillage Tools and Field Cultivation)

Alat-alat lainnya terdiri dari subsurface tillage sweeps (yaitu alat yang menggunakan sweep) dan subsurface tillage Rod Weeders. Penggunaan alat-alat ini ditujukan untuk mengolah tanah tanpa merubah tanah dibagian permukaan. Alat-alat ini juga sekaligus dapat digunakan untuk penyiangan rumput dan sisa-sisa tanaman. Keuntungan menggunakan alat-alat ini adalah sebagai berikut: Meningkatkan kemampuan tanah dalam hal menyerap air, Mengurangi aliran permukaan (run off), Mengurangi erosi air atau angin, Mengurangi tingkat penguapan air dari permukaan tanah (Daywin et al., 2008).

Dampak negatif yang dapat ditimbulkan dari proses pengolahan tanah, yaitu:

1. Mengeringkan tanah sebelum penanaman benih. Hal ini merupakan dampak yang negatif pada wilayah beriklim kering
2. Tanah akan kehilangan banyak nutrisi seperti nitrogen dan kemampuannya dalam menyimpan air
3. Mengurangi laju penyerapan air sehingga meningkatkan erosi tanah
4. Pembajakan mengurangi tingkat kohesi antar partikel tanah sehingga mempercepat erosi. Dengan laju penyerapan air berkurang, maka ada risiko terjadi aliran air permukaan yang membawa residu pupuk dan pestisida yang digunakan pada periode penanaman sebelumnya. Mengurangi kadar organik tanah, Menghancurkan agregat tanah. Mengurangi jumlah organisme tanah bermanfaat seperti mikroba, cacing tanah, semut, dan sebagainya ,Risiko terjadi pemadatan tanah pada bagian yang tidak terbajak
5. Residu tanaman yang hancur dan tersisa di tanah dapat mengundang organisme dan serangga yang tidak diinginkan dan berpotensi mengganggu produksi, juga mengundang penyakit.

Beberapa hal yang perlu diperhatikan pada saat pembajakan yaitu (Dahono, 1997)

1. Menjaga agar traktor berjalan lurus. Pada saat membajak, tanah hasil bajakan akan terlempar ke arah sisi tepi (biasanya ke kanan), sehingga bajak akan terdorong ke kiri, dan traktor akan terdorong dan akan berbelok ke kanan.
2. Menjaga kedalaman pembajakan. Pada saat membajak, tanah akan terangkat ke atas, sehingga bajak akan terdorong ke bawah, dan bagian depan traktor akan terangkat. Operator harus menahan agar posisi traktor stabil. Untuk implemen yang baik, biasanya dilengkapi dengan peralatan yang dapat menahan bajak, sehingga kedalaman bisa dijaga, dan operator tidak perlu menahan.
3. Mengangkat implemen, apabila implemen menabrak halangan yang menimbulkan beban berat  seperti : batu besar, tanah keras atau liat, batang atau tanggul pohon besar dan sebagainya.