. Perubahan Densitas Tanah Dan Draft Spesifik Pembajakan Tanah Menggunakan Bajak Singkal Kayu Dan Logam Pada Berbagai Kecepatan Pembajakan

PERUBAHAN
PERUBAHAN DENSITAS
DENSITAS TANAH
TANAH DAN
DAN DRAFT
DRAFT SPESIFIK
SPESIFIK
PEMBAJAKAN
TANAH
MENGGUNAKAN
BAJAK
SINGKAL
PEMBAJAKAN
TANAH
MENGGUNAKAN
BAJAK
KAYU
DAN LOGAM
PADA
BERBAGAI
SINGKAL

KAYU DAN
LOGAM
PADA PERUBAHAN
BERBAGAI
KECEPATAN PEMBAJAKAN
KECEPATAN PEMBAJAKAN

RAHMADHANI ERITWAN

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN DAN BIOSISTEM
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER
INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi saya yang berjudul Perubahan
Densitas Tanah dan Draft Spesifik Pembajakan Tanah Menggunakan Bajak
Singkal Kayu dan Logam pada Berbagai Kecepatan Pembajakan adalah benar

karya saya dengan arahan dari dosen pembimbing akademik dan belum diajukan
dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang
berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari
penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di
bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, September 2015
Rahmadhani Eritwan
NIM F14110048

i

ABSTRAK
RAHMADHANI ERITWAN. Perubahan Densitas Tanah dan Draft Spesifik
Pembajakan Tanah Menggunakan Bajak Singkal Kayu dan Logam pada Berbagai
Kecepatan Pembajakan. Dibimbing oleh GATOT PRAMUHADI.
Bajak singkal kayu dan singkal logam masih bisa dijumpai di beberapa
daerah pertanian di Indonesia, terutama di areal lahan sawah. Penelitian ini
bertujuan untuk mengetahui perubahan densitas dan draft pembajakan tanah

menggunakan bajak singkal kayu dan bajak singkal logam pada berbagai
kecepatan pembajakan. Bajak singkal tersebut digandengkan secara bergantian
pada traktor roda empat yang ditarik traktor roda empat penarik. Load cell dan
handy strain meter dipasangkan di antara kedua traktor untuk mengukur besar
draft pembajakan tanah. Hasil penelitian ini menunjukkan perubahan densitas
terhadap kecepatan tidak mengalami perubahan yang signifikan. Draft spesifik
pembajakan tanah menggunakan bajak singkal kayu meningkat sebesar 0.75
kgf/cm2 hingga 1.18 kgf/cm2 pada perubahan kecepatan pembajakan sebesar 0.53
m/detik hingga 1.79 m/detik. Keragaman draft spesifik pembajakan tanah
menggunakan bajak singkal logam terjadi seiring dengan meningkat kecepatan
pembajakan dari 0.55 m/detik hingga 1.79 m/detik. Hal ini menunjukan bahwa
pembajakan tanah menggunakan singkal kayu dan singkal logam disarankan
menggunakan kecepatan rendah.
Kata kunci: Densitas tanah, draft pembajakan tanah, singkal kayu, singkal logam,
kecepatan pembajakan

ABSRACT
RAHMADHANI ERITWAN. The Effect of Plowing Speed of Wooden and Metal
Moldboard Plow on Soil Density and Specific Draft. Supervised by GATOT
PRAMUHADI.

Wooden and metal moldboard plow are often use in several agricultural area
in Indonesia, particularly in wetlands area. This research was aimed at
determining the effect of plowing speed of wooden and metal moldboard plow on
soil density and specific draft. Each moldboard plow was coupled alternately at
different testing moment in four wheel tractor which pulled by another four wheel
tractor. Load cell and handy strain meter were set up between the two tractors to
measure plowing draft. The result showed that the change of soil density in
various plowing speeds was not significantly different. Specific draft of soil
plowing using wooden and metal moldboard plow increased by 0.75 kgf/cm2 to
1.18 kgf/cm2 when plowing speed was increased from 0.53 m/s to 1.79 m/s.
Diversity of specific draft of soil plowing using metal moldboard plow was
occurred when plowing speed was increased from 0.55 m/s to 1.79 m/s. It can be
concluded that soil plowing using wooden and metal moldboard plow at low
plowing speed is recommended.
Keyword: Soil density, plowing draft, wooden moldboard plow, metal moldboard
plow, plowing speed

iii

PERUBAHAN

PERUBAHAN DENSITAS
DENSITAS TANAH
TANAH DAN
DAN DRAFT
DRAFT SPESIFIK
SPESIFIK
PEMBAJAKAN
TANAH
MENGGUNAKAN
BAJAK
SINGKAL
PEMBAJAKAN TANAH MENGGUNAKAN BAJAK
KAYU DAN LOGAM PADA BERBAGAI PERUBAHAN
SINGKAL KAYU DAN LOGAM PADA BERBAGAI
KECEPATAN PEMBAJAKAN
KECEPATAN PEMBAJAKAN

RAHMADHANI ERITWAN

Skripsi

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Teknik
pada
Departemen Teknik Mesin dan Biosistem

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN DAN BIOSISTEM
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015

vi

PRAKATA
Puji dan syukur panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas segala
rahmat dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan
judul Perubahan Densitas Tanah dan Draft Spesifik Pembajakan Tanah
Menggunakan Bajak Singkal Kayu dan Logam pada Berbagai Kecepatan
Pembajakan.
Pada kesempatan ini penulis menyampaikan terima kasih yang sebesarbesarnya kepada Dr Ir Gatot Pramuhadi, MSi selaku dosen pembimbing akademik

atas bimbingan dan arahan yang telah diberikan kepada penulis selama penelitian
dan penyusunan skripsi ini. Ungkapan terima kasih juga penulis sampaikan
kepada keluarga, terutama kedua orang tua serta kedua adik yang terus
memberikan dukungan dan doa, teman-teman TMB 48 dan keluarga Himaparis
yang memberikan bantuan dan semangat selama menempuh pendidikan di IPB.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.

Bogor, September 2015
Rahmadhani Eritwan

vii

DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL

viii

DAFTAR GAMBAR

viii

DAFTAR AMPIRAN

viii

PENDAHULUAN

1

Latar Belakang

1

Tujuan

1

Ruang Lingkup Penelitian

2

TINJAUAN PUSTAKA

2

Kadar Air dan Densitas Tanah

2

Porositas Tanah

3

Slip Roda Traktor

3

Bajak Singkal

4

Gaya Tarik (Draft) Spesifik Pembajakan Tanah

5

METODOLOGI

6

Tempat dan Waktu Penelitian

6

Alat dan bahan

6

Parameter Pengukuran

7

Prosedur Penelitian

7

Pengukuran Kadar air, Densitas Tanah, dan Porositas Tanah

10

Penentuan Kondisi Awal Tanah menggunakan Uji Bartlett

10

Uji Pemadatan Tanah

12

HASIL DAN PEMBAHASAN

13

Kondisi Awal Tanah Sebelum Dibajak

13

Perubahan Densitas dan Draft Spesifik Pembajakan Tanah

14

Hubungan Kadar Air dan Densitas Tanah

17

SIMPULAN DAN SARAN

18

Simpulan

18

Saran

18

DAFTAR PUSTAKA

18

DAFTAR LAMPIRAN

20

RIWAYAT HIDUP

27

viii

DAFTAR TABEL
1 Kondisi awal tanah rata-rata sebelum dibajak pada lima titik contoh
2 Data hasil pengukuran perubahan densitas dan draft spesifik pembajakan
tanah menggunakan bajak singkal kayu
3 Data hasil pengukuran perubahan densitas dan draft spesifik pembajakan
tanah menggunakan bajak singkal logam

13
14
14

DAFTAR GAMBAR
1 Bagian bajak singkal (ESCAP 1995)
2 (a) Bajak singkal kayu (b) Bajak singkal logam
3 Diagram alir prosedur uji kondisi tanah sebelum pengolahan tanah
menggunakan metode uji homogenitas tanah
4 Diagram alir prosedur pengukuran saat pengolahan tanah
5 Penentuan titik pengambilan contoh tanah
6 Rangkaian alat dan instrumen pengukuran draft spesifik pembajakan tanah
7 Grafik hubungan kecepatan maju traktor penarik dengan draft spesifik
pembajakan tanah menggunakan bajak singkal kayu
8 Grafik hubungan kecepatan maju traktor penarik dengan draft spesifik
pembajakan tanah menggunakan bajak singkal logam
9 Kurva karakteristik pemadatan contoh tanah di Lapangan Siswadhi
Soepardjo

4
6
8
9
10
12
16
16
17

DAFTAR AMPIRAN
1 Uji awal tanah menggunakan kondisi uji homogenitas tanah
2 Data hasil pengukuran draft spesifik pembajakan tanah dan parameter
lainnya menggunakan bajak singkal kayu
3 Data hasil pengukuran draft spesifik pembajakan tanah dan parameter
lainnya menggunakan bajak singkal logam
4 Hasil uji pemadatan tanah menggunakan uji Proctor

20
22
24
26

1

PENDAHULUAN
Latar Belakang
Pengolahan tanah sebagai bagian dari kegiatan budidaya tanaman, sangat
penting dilakukan guna menghasilkan produksi tanaman dengan hasil yang
optimal. Sifat fisik dan mekanik yang dimiliki tanah akan mempengaruhi kinerja
alat pengolahan untuk memotong tanah dan mobilitas traktor. Sifat fisik tanah
yang menunjukan kadar air rendah, densitas tanah tinggi dan porositas tanah yang
rendah menyebabkan kepadatan tanah yang tinggi sehingga tanah akan sulit untuk
menyerap air atau ditembus oleh akar tanaman begitupun sebaliknya. Sifat
mekanik seperti uji pemadatan tanah dilakukan untuk mencari hubungan kadar air
dan densitas tanah sehingga dapat diketahui karakteristik pemadatan tanah.
Proses pengolahan tanah dapat dibagi menjadi pengolahan tanah pertama
dan pengolahan tanah kedua. Peralatan pengolahan tanah pertama menggunakan
bajak (plow), sedangkan pengolahan tanah kedua menggunakan garu (harrow).
Bajak singkal merupakan salah satu jenis bajak yang digunakan petani untuk
melakukan pengolahan tanah. Bajak singkal terbuat dari logam sering ditarik
menggunakan traktor, sedangkan bajak singkal terbuat dari kayu ditarik oleh
hewan ternak (kerbau), hal ini dikarenakan pengolahan dilakukan pada lahan
dengan ukuran luas yang kecil serta mudahnya pembuatan bajak kayu secara
tradisional menyebabkan bajak ini sering digunakan petani untuk mengolah tanah
sawah. Menurut Andhini (2003) disain bajak singkal yang telah banyak
dikembangkan pada saat ini dapat memenuhi kebutuhan kondisi pengolahan
tanah, meningkatkan efisiensi, kapasitas kerja serta kualitas hasil pembajakan
tanah.
Alat pengolahan tanah (implemen) yang ditarik menggunakan traktor perlu
diketahui faktor yang mempengaruhi operasi kerja dalam pengolahan tanah
seperti gaya yang timbul sebagai akibat dari tahanan tanah, beban alat itu sendiri,
kecepatan pembajakan dan koefisien gesek yang dihasilkan dari jenis bahan bajak
singkal. Gaya tarik pada arah horizontal yang sejajar dengan garis gerak alat
penarik disebut draft (Lubis 2003). Apabila draft dibagi dengan luas pemotongan
akan didapatkan draft spesifik pembajakan tanah. Nilai draft spesifik pembajakan
tanah yang telah diketahui, dapat dilakukan perhitungan kebutuhan tenaga traktor
saat pengolahan tanah serta mempertimbangkan desain alat yang cocok untuk
kondisi tanah. Oleh sebab itu, perlu dilakukan analisis perubahan densitas tanah
dan draft spesifik pembajakan tanah pada bajak singkal kayu dan singkal logam
pada berbagai perubahan kecepatan pembajakan.
Tujuan
Tujuan penelitian ini adalah menentukan perubahan densitas kering tanah
(soil dry bulk density) dan draft spesifik pembajakan tanah untuk persiapan lahan
sawah menggunakan bajak singkal kayu dan singkal logam pada berbagai
kecepatan pembajakan.

2

Ruang Lingkup Penelitian
Agar perhatian dalam pemecahan masalah dapat terpusat maka perlu
dilakukan pembatasan masalah, beberapa batasan-batasan terhadap masalah yang
akan dibahas yaitu:
1. Pengukuran densitas tanah dan draft spesifik pembajakan tanah menggunakan
satu bottom bajak singkal kayu dan singkal logam yang digandengkan secara
bergantian pada traktor roda empat yang ditarik traktor roda empat penarik.
2. Perlakuan percobaan dilakukan dengan menjalankan traktor roda empat
penarik pada posisi gigi versnelling Low-1 (L-1), Low-2 (L-2), Low-3 (L-3)
dan High-1 (H-1) dan traktor roda empat yang ditarik pada posisi gigi
versnelling Normal (N).

TINJAUAN PUSTAKA
Kadar Air dan Densitas Tanah
Kadar air tanah adalah jumlah air tanah yang tekandung dalam pori-pori
tanah dalam suatu massa tanah tertentu. Kadar air tanah dapat berubah-ubah pada
setiap kedalaman kerena merupakan bagian tanah yang tidak stabil (Budi 2011).
Kadar air merupakan faktor penting yang mempengaruhi kelengketan tanah
terhadap material lain. Hasil penelitian yang telah dilakukan oleh Anggraeni
(1992) menyimpulkan bahwa peningkatan kadar air dalam batas 19.3% sampai
dengan 38%, dapat meningkatkan kelengketan tanah. Besarnya kandungan air
yang terdapat didalam suatu contoh tanah sering disebut kadar air (water content)
dan dinyatakan dalam persentase terhadap berat tanah dalam keadaan kering.
Kadar air tanah basis kering dapat dihitung menggunakan Persamaan 1.
................................................(1)
Keterangan: Wa = kadar air (%)
Ww = massa air (g)
Ws = massa tanah dalam keadaan kering (g)
Hardjowigeno (1995) menyatakan bahwa densitas tanah merupakan
perbandingan bobot tanah kering dengan volume tanah termasuk pori-pori tanah
yang berisikan udara. Densitas tanah menunjukkan kepadatan tanah semakin
tinggi densitas tanah maka semakin sulit untuk meruskan air atau ditembus oleh
akar tanaman. Pada umumnya densitas tanah berkisar 1.1 g/cc 1.6 g/cc, akan
tetapi ada juga beberapa jenis tanah yang memiliki densitas kurang dari 0.85 g/cc.
Densitas tanah dapat diukur menggunakan ring sample dimana tanah di
dalamnya telah diketahui volumenya. Tanah tersebut kemudian dikeringkan di
dalam oven pada suhu 105˚C hingga tercapai bobot kering tanah (Plaster 1992).
Densitas tanah dapat dihitung menggunakan Persamaan 2.
..............................................................(2)

3

Keterangan: Dt = densitas tanah (dry bulk density) (g/cc)
Ws = massa tanah kering (g)
Vk = volume tanah (cc)
Keseragaman kondisi tanah saat pengukuran dapat dilakukan dengan uji
homogenitas tanah berdasarkan uji Bartlett pada taraf 5% dengan varians
gabungan dari semua contoh densitas tanah. Kadar air yang kemudian ditentukan
nilai densitas tanah diuji untuk menentukan keseragaman kondisi lahan yang
digunakan dalam pengukuran.
Porositas Tanah
Porositas merupakan proporsi ruang pori tanah (ruang kosong) yang terdapat
dalam suatu volume tanah yang dapat ditempati oleh air dan udara, sehingga
merupakan indikator kondisi drainase dan aerasi tanah (Hakim et al. 1996). Bila
volume pori di dalam tanah dipenuhi oleh air, maka tanah dinyatakan dalam
kondisi jenuh. Porositas menunjukan tingkat kepadatan tanah, semakin padat
tanah maka porositas semakin kecil sehingga tanah akan sulit untuk menyerap air
begitupun sebaliknya.
Menurut Plaster (1992) porositas dapat dihitung berdasarkan nilai densitas
tanah (DST) dan densitas partikel tanah (DPT). Tanah yang tidak mempunyai pori
maka rasio DST/DPT sama dengan satu, semakin banyak ruang pori tanah maka
DST akan semakin kecil dan rasio DST/DPT juga semakin kecil. Dalam
perhitungan, tanah-tanah mineral umumnya memiliki densitas tanah rata-rata
sebesar 2.65 g/cc. Porositas dapat dihitung dengan Persamaan 3.
..........................................(3)
Keterangan: PST = porositas tanah (%)
DST = densitas tanah (g/cc)
DPT = densitas partikel tanah (g/cc)
Porositas juga dapat ditentukan dari perbedaan berat antara tanah kering
oven dan tanah basah jenuh berdasarkan Persamaan 4.
..........................................(4)
Keterangan: Pt
Mb
Mk
Vt

= porositas tanah (%)
= massa basah jenuh tanah sebelum dikering-ovenkan (g)
= massa kering tanah setelah dikering-ovenkan (g)
= volume tanah (cc)
Slip Roda Traktor

Slip roda traktor (travel reduction) adalah selisih jarak tempuh roda traktor
dengan pembebanan (saat operasi) dengan jarak tempuh roda traktor tanpa
pembebanan (tanpa operasi) yang dinyatakan dalam persentase. Menurut

4

Pramuhadi (1998) slip roda traktor merupakan salah satu pembatas bagi traktortraktor pertanian. Apabila slip roda terlalu berlebihan, maka gerak maju traktor
menjadi sangat lambat karena gerakan berputar dari roda sangat sedikit yang
dimanfaatkan untuk gerakan maju. Besar nilai slip roda traktor dapat dihitung
menggunakan Persamaan 6.
S

1-

100 .........................................(6)

Keterangan: S = slip roda penggerak (%)
Si = jarak tempuh aktual pada N putaran roda traktor penarik (m)
R = jari-jari lingkaran roda penggerak (m)
N = jumlah putaran roda penggerak
Slip pada roda traktor dapat terjadi jika besar traksi yang dihasilkan roda
lebih kecil dari torsi yang disalurkan oleh engine ke roda. Slip pada roda traktor
dipengaruhi oleh diameter roda, lebar roda, bentuk lempengan tapak, dan sudut
lempengan tapak terhadap garis singgung roda dan sumbu roda.
Bajak Singkal
Bajak singkal merupakan alat pengolah tanah yang dihubungkan dengan
traktor dan berfungsi untuk memotong, serta membalikkan tanah. Sudut vertikal
pada bajak menentukan kedalaman pembajakan tanah sedangkan jumlah mata
bajak serta lebar mata bajak menentukan lebar pengolahan tanah. Jenis tanah dan
kondisi lapangan yang sangat bervariasi merupakan faktor utama yang
menyebabkan bentuk singkal bermacam-macam.
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 penyatu (frog). Unit ini dihubungkan dengan rangka (frame) melalui
batang penarik (beam). Bagian-bagian dari bajak singkal satu bottom dapat dilihat
pada Gambar 1.

Gambar 1 Bagian bajak singkal (ESCAP 1995)

5

Pisau bajak memiliki fungsi untuk memotong tanah secara horizontal dan
biasanya terbuat dari logam yang berbentuk tajam. Singkal (moldboard) berfungsi
untuk menghancurkan dan membalik tanah, karena bentuknya yang melengkung
maka pada waktu bajak bergerak maju, tanah yang terpotong akan terangkat ke
atas dan dibalik kemudian dilemparkan sesuai dengan arah pembalikan bajak.
Landside berfungsi untuk mempertahankan gerak maju bajak agar tetap lurus,
dengan cara menahan atau mengimbangi gaya ke samping yang diterima bajak
singkal pada waktu bajak tersebut digunakan untuk memotong dan membalik
tanah (Daywin et al. 1992).
Gaya Tarik (Draft) Spesifik Pembajakan Tanah
Draft didefinisikan sebagai gaya tarik peralatan pengolahan tanah yang
searah dengan arah unit penggerak. Menurut Lubis (2003) terdapat beberapa
faktor yang mempengaruhi draft seperti tahanan tanah, beban alat itu sendiri,
kecepatan pembajakan dan koefisien gesek yang dihasilkan dari jenis alat
pengolahan. Gaya tarik pembajakan merupakan selisih dari gaya tarik ketika bajak
dioperasikan dengan gaya tarik bajak saat tidak dioperasikan.
Daya penarikan merupakan besaran skalar yang diperoleh dari hasil
perkalian antara besar gaya untuk menarik beban dan kecepatan maju traktor, atau
dapat ditulis kedalam Persamaan 7.
........................................................(7)

Keterangan: P = daya penarikan (kgf.m/detik)
F = gaya tarik (kgf)
v = kecepatan maju (m/detik)
Pengukuran draft menggunakan load cell yang mengukur besarnya gaya
tarik dan di rekam oleh handy strain meter dalam bentuk regangan (strain).
Apabila draft dibagi dengan luas pemotongan akan didapatkan draft spesifik
pembajakan tanah yang dapat ditulis dalam Persamaan 8.
...........................................................(8)

Keterangan: DSP = draft spesifik pembajakan (kgf/cm2)
F
= gaya tarik (kgf)
A
= luas pemotongan tanah oleh bajak (cm2)
Ada dua macam tujuan utama dalam pengukuran draft tanah yaitu pertama,
untuk mengetahui kebutuhan tenaga traktor pada saat pengolahan tanah dengan
alat pengolahan tertentu sedangkan yang kedua yaitu untuk memilih dan
mempertimbangkan penggunaan desain alat tertentu yang cocok untuk kondisi
tanah dengan tenaga yang tersedia.

6

METODOLOGI
Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Lapangan Siswadhi Soepardjo
dan Laboratorium Fisika-Mekanika Tanah Sawah, Departemen Teknik Mesin dan
Biosistem, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor, Darmaga,
Bogor. Waktu penelitian dilaksanakan pada bulan Februari 2015 hingga Mei
2015.
Alat dan bahan
Alat dan bahan yang digunakan untuk menentukan parameter pengukuran
perubahan densitas tanah serta draft spesifik pembajakan tanah menggunakan
bajak singkal kayu nangka (Artocarpus heterophyllus) dan singkal logam yang
dapat dilihat pada Gambar 2.

(a)
(a)

(b)
(b)
Gambar 2 (a) Bajak singkal kayu
(b) Bajak singkal logam

Pengambilan Contoh Tanah
1. Lima belas unit ring sample
2. Satu pack plastik wadah contoh tanah ukuran setengah kilogram
3. Dua unit sekop kecil
4. Satu unit penggaris
Pengukuran Kadar air, Densitas Tanah dan Porositas Tanah
1. Tujuh puluh dua contoh tanah pada berbagai kedalaman dan lintasan
2. Tujuh puluh dua unit wadah (cawan) contoh tanah
3. Satu unit neraca electronic
4. Dua unit mesin pengering (oven)

7

Uji Pemadatan Tanah (Uji Proctor)
1. Satu unit mold dengan diameter 10 cm, volume 1 liter
2. Satu unit base plate
3. Satu unit collar
4. Satu unit trimmer 2.5 kg
5. Satu unit neraca electronic
6. Peralatan pengukur kadar air
7. Satu unit ayakan tanah ϕ 4.76 mm
8. Satu unit wadah (baki plastik)
9. Satu unit exruder
Pengukuran Slip Roda dan Kecepatan Maju Traktor Penarik, Draft Spesifik
Pembajakan Tanah dan Luas Pemotongan Tanah
1. Satu unit load cell merek Kyowa tipe LT-5TSA71C
2. Satu unit handy strain meter UCAM-1A
3. Satu unit traktor roda empat sebagai traktor penarik
4. Satu unit traktor roda empat sebagai traktor penggandeng implemen
5. Satu unit pegandeng (tiga titik gandeng) implemen
6. Satu unit bajak singkal kayu
7. Satu unit bajak singkal logam
8. Sepuluh batang patok penanda
9. Satu unit pengukur waktu (stopwatch)
10. Dua unit alat bantu hitung (calculator)
11. Satu unit meteran gulungan
Parameter Pengukuran
Parameter pengukuran yang dilakukan dalam penelitian ini merupakan tolak
ukur untuk pembahasan penelitian. Adapun parameter pengukuran yang akan
dilakukan sebagai berikut:
1. Densitas tanah (g/cc)
2. Uji pemadatan tanah
3. Gaya tarik bajak singkal (kgf)
4. Luas hasil pengolahan (cm2)
5. Gaya tarik (draft) spesifik pembajakan (kgf/cm2)
6. Slip (%)
Prosedur Penelitian
Prosedur penelitian dilakukan dengan dua tahap pengukuran di lahan tanah
yang telah diairi tiga hari sebelumnya. Tahap pertama yaitu uji keseragaman tanah
menggunakan uji homogenitas tanah yang terdapat pada Gambar 3.

8

Mulai
Menyiapkan ring sample,
cangkul, meteran gulung
Menyiapkan lahan yang
telah diairi
Menentukan lima titik
pengukuran contoh tanah

Mengukur massa
tanah basah (g)
Mengukur massa
tanah kering oven (g)

Mengukur volume tanah
dalam ring sample (cc)
Menghitung densitas
tanah (g/cc)

Menghitung
porositas tanah (%)

Hitung kadar
air tanah (%)

Menguji kondisi
awal tanah
Berhenti

Gambar 3 Diagram alir prosedur uji kondisi tanah sebelum pengolahan tanah
menggunakan metode uji homogenitas tanah
Tahap ke dua yaitu prosedur pengukuran saat pengolahan di lahan hingga
pengukuran di laboratorium. Parameter pengukuran di lahan seperti kecepatan
maju, slip roda penggerak, gaya tarik traktor dan luas pemotongan pengolahan
tanah. Pengukuran di laboratorium seperti sifat fisik (densitas dan porositas tanah)
dan sifat mekanik (uji pemadatan). Prosedur tahap ke dua pengukuran dilakukan
mengunakan bajak singkal kayu dan singkal logam secara bergantian, prosedur ini
dapat dilihat pada Gambar 4.

9

Mulai
Menyiapkan traktor penarik, traktor
penggandeng implemen, load cell, handy strain
meter, stopwatch, meteran gulung, patok-patok,
bajak singkal kayu dan singkal logam
Memasang load cell antara traktor
penarik dan traktor penggandeng
implemen
Memasang kabel data
handy strain ke load cell

Menjalankan traktor
penarik dengan memilih
salah satu perlakuan
kecepatan maju dari
yang terendah

tidak

Mengukur
kecepatan maju
traktor penarik
(m/detik)

Mengukur slip
roda traktor
penarik (%)

Mengukur gaya tarik
traktor penggandeng
implemen (kgf)

Syarat: perlakuan
kecepatan L-1, L-2,
L-3 dan H-1telah
dilakukan

ya
Mengukur luas
pemotongan
pengolahan tanah
(cm2)

Mengambil contoh
tanah (g)

Mengukur sifat fisik
dan mekanik tanah

Berhenti

Gambar 4 Diagram alir prosedur pengukuran saat pengolahan tanah
menggunakan bajak singkal kayu dan singkal logam

10 
 

Pengukuran Kadar air, Densitas Tanah, dan Porositas Tanah
1. Contoh tanah diambil dari lima titik yang telah ditentukan, sebelumnya telah
diukur massa ring sample. Titik pengambilan contoh tanah ditentukan pada
Gambar 5.
2. Contoh tanah pada tiga titik kedalaman (0 ̶ 5) cm, (5 ̶ 10) cm dan (10 ̶ 15) cm
diambil kemudian diukur massa tanah basah.
3. Contoh tanah dikeringkan dalam oven pada suhu 105 oC selama 24 jam.
4. Contoh tanah yang telah dikeringkan dalam oven dimasukkan ke dalam
desikator hingga suhunya mencapai suhu ruang agar tidak mempengaruhi
massanya.
5. Massa tanah kering oven diukur agar diketahui kadar air tanah menggunakan
Persamaan 1.
6. Densitas tanah diukur dengan mengetahui volume ring sample terlebih dahulu
kemudian gunakan Persamaan 2.
7. Porositas tanah dihitung menggunakan Persamaan 3.

Keterangan :
: Titik-titik pengambilan
contoh tanah

Gambar 5 Penentuan titik pengambilan contoh tanah
Penentuan Kondisi Awal Tanah menggunakan Uji Bartlett
1. Varians gabungan dihitung dari semua contoh tanah berdasarkan Persamaan 9.
............................................................(9)
Keterangan: S2 = varians gabungan contoh
n = banyak contoh
ni = contoh kesi = varians contoh
2. Harga satuan B dihitung dengan Persamaan 10.
log

Keterangan: B = nilai satuan
S2 = varians gabungan contoh
ni = contoh ke-

1 ..............................................(10)

11

3. Uji Bartlett dihitung berdasarkan Persamaan 11.
............................(11)
Keterangan: χ2 = chi-kuadrat
B = nilai satuan
s2i = varians contoh
4. Analisis hipotesis statistik untuk pengujian homogenitas varians
Hipotesis pengujian (H0) : σ 1 σ 2 σ3 σ 4 σ5 (Varians data densitas
tanah homogen)
H-1
: σ 1≠σ2≠σ3 ≠σ4≠σ5 (Varians data densitas
tanah tidak homogen)
Pengukuran Gaya Tarik (Draft) Spesifik Pembajakan Tanah
Alat dan instrumen seperti traktor penarik, traktor penggandeng implemen,
load cell, handy strain meter, stopwatch, meteran gulung, patok-patok, bajak
singkal kayu dan singkal logam dipersiapkan sebelum pengukuran draft spesifik
pembajakan tanah. Load cell sebagai unit pengukur beban tarik ditampilkan dan
direkam oleh handy strain meter. Pengkalibrasian load cell dan handy strain
meter yaitu dengan menghubungkan keduanya kemudian digantung pada sebuah
crane. Proses selanjutnya dilakukan pembebanan pada load cell secara bertahap
dengan tiga kali ulangan. Pada masing-masing pembebanan yang diberikan, nilai
yang terbaca pada handy strain meter dicatat sebagai ukuran besarnya regangan
yang terjadi. Data hasil kalibrasi load cell merek Kyowa tipe LT-5TSA71C
diperoleh (Imantara 2011) pada Persamaan 12.
.............................................(12)
Keterangan: y = beban yang terukur (kgf)
x regangan με
Adapun prosedur pengukuran draft spesifik pembajakan sebaga berikut:
1. Penggandeng implemen bajak singkal dipasang pada tiga titik gandeng traktor.
Bajak singkal kayu atau logam dipasangkan pada batang penarik implemen
dan dikunci menggunakan landside. Bajak singkal kayu menggunakan
landside yang telah dimodifikasi.
2. Dipasangkan (set) kabel data dari load cell ke handy strain meter sebagai alat
ukur draft. Pemasangan alat dan instrumen pengukuran yang menghubungkan
traktor penarik dan traktor beban terdapat pada Gambar 6.
3. Load cell ditempatkan di antara traktor penarik (traktor depan) dan traktor
beban (traktor yang menggandeng bajak singkal), dalam hal ini load cell
bertindak sebagai penghubung dan penyambung kedua traktor tersebut.
4. Traktor penarik dijalankan pada posisi gigi versnelling Low-1 (L-1), Low-2
(L-2), Low-3 (L-3) dan High-1 (H-1) dengan kecepatan putar 2000 rpm
sedangkan traktor penggandeng implemen pada posisi gigi versnelling normal
(N) dengan kecepatan putar 1000 rpm
5. Perlakuan percobaan (L-1, L-2, L-3 dan H-1) masing-masing mewakili satu
lintasan traktor dan dicatat nilai strain yang terbaca pada handy strain meter

12

setiap tiga detik, diukur kecepatan maju traktor penarik, cutting width dan
cutting depth serta slip roda traktor penarik
6. Dihitung gaya tarik (kgf), draft spesifik pembajakan (kgf/cm2), dan daya
pembajakan (kgf.m/detik).
7. Proses pergantian bajak dilakukan setelah perlakuan (L-1, L-2, L-3 dan H-1)
dan pengambilan contoh tanah selesai dilakukan.

Gambar 6 Rangkaian alat dan instrumen pengukuran draft spesifik pembajakan
tanah
Uji Pemadatan Tanah
1. Tanah contoh disiapkan 3 kg yang lolos ayakan ϕ 4.76 mm dan dimasukan ke
dalam wadah.
2. Tanah dipadatkan dengan membuat tiga lapisan di dalam mold yang ditutup
bagian bawah oleh base plate, masing-masing lapisan diberikan tekanan
dengan trimmer sebanyak 25 kali ketukan.
3. Bagian tepi atas tanah dipotong dan diratakan
4. Berat mold + base plate (m1) dan berat mold + base plate + tanah padat (m2)
ditimbang.
5. Tanah hasil uji Proctor diambil pada tiga kedalaman, masing-masing
digunakan untuk contoh tanah yang diberikan beban normal.
6. Massa dan kadar air diukur pada masing-masing contoh tanah.
7. Kadar air tanah diubah dengan cara:
a. Tanah dihancurkan kembali kemudian ditambah air
b. Tanah dipadatkan kembali, diulang terus hingga densitasnya turun (± 5
kali ulangan) atau ketika massa tanah setelah perlakuan lebih kecil dari
massa tanah sebelumnya (m2n