Berdasarkan hasil penelitian analisis unjuk kerja penyiram berputar tekanan tinggi (big gun sprinkler) di areal kebun tebu PT. Laju Perdana Indah, dapat direkomendasikan :
1. Sebaiknya menggunakan nozzle 24 mm untuk irigasi curah dengan big un sprinkler.
2. Perlu diupayakan pencegahan kebocoran pada sambungan pipa saat aplikasi irigasi sehingga irigasi menjadi lebih efisien.
DAFTAR PUSTAKA
Hansen, V.E., Israelsen, O. W., dan G.E. Stringham. 1979. Irrigation Principles and Practice. New York: John Willey and Sons. Inc.
Keller, J. dan Ron D. Bliesner. 1990. Sprinkler and Trickle Irrigation Van Nostrand Reinhold. New York.
Komet Innovative Irrigation Product [Homepage of Manufacturer of Innovative Quality Irrigation Products], [Online]. 2012. http://www.kometirrigation.com/w3k/index.jsp?k=113. [08 Juli 2012].
Jain Irrigation Systems Ltd [Homepage of Multi Product Industrial Manufacturer], [Online]. 2012. http://www.jains.com/irrigation/popups%20and%20sprinklers/jain%20komet%20bv%20rg%2 0mt%20140%20plus.htm. [08 Juli 2012].
Mulyadi, M., Toharisman, A., Mirzawan. 2009. Identifikasi Potensi Lahan Untuk Mendukung Pengembangan Agribisnis Tebu Di Wilayah Timur Indonesia. P3GI Pasuruan.
Natural Resources Conservation Service. 2004. Conservation Practice Standard Irrigation System, Sprinkler. Idaho. NRCS Idaho Irrigation Guide. Diambil dari
http://efotg.nrcs.usda.gov/references/public/ID/442.pdf. (20 Februari 2012) Pramudya, B. dan N. Dewi. 1991. Ekonomi Teknik, JICA-DGHE/IPB Project. IPB. Bogor Prastowo.2002. Pedoman Teknis Pengembangan Irigasi Sprinkler untuk Menunjang Komoditas
Hortikultura, Perkebunan, dan Peternakan. Bogor: Bagian Teknik Tanah dan Air, Departemen Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor.
SNI 7710-2011 Peralatan irigasi pertanian – Penyiram berputar tekanan sedang dan tinggi – Syarat mutu dan metode uji, Badan Standar Nasional Indonesia
27
28
Lampiran 1. Denah kebun DIV I PT LPI
29
30
31
Lampiran 4. Perhitungan kebutuhan air irigasi Crop : Sugarcane
Planting date : 01/07
Month Decade Stage Kc
coeff
ETc
(mm/day)
ETc
(mm/dec)
Eff rain
(mm/dec)
Irr. Req.
(mm/dec)
Jul 1 Init 0.40 1.69 16.9 25.6 0.0
Jul 2 Init 0.40 1.72 17.2 24.4 0.0
Jul 3 Deve 0.40 1.79 19.6 16.4 3.3
Aug 1 Deve 0.50 2.28 22.8 1.2 21.7
Aug 2 Deve 0.65 3.07 30.7 0.0 30.7
Aug 3 Deve 0.80 4.04 44.4 0.0 44.4
Sep 1 Deve 0.96 5.29 52.9 0.0 52.9
Sep 2 Deve 1.11 6.53 65.3 0.0 65.3
Sep 3 Mid 1.26 6.60 66.0 0.7 65.3
Oct 1 Mid 1.30 5.79 57.9 37.0 20.9
Oct 2 Mid 1.30 5.06 50.6 55.4 0.0
Oct 3 Mid 1.30 4.91 54.0 53.4 0.6
Nov 1 Mid 1.30 4.79 47.9 49.2 0.0
Nov 2 Mid 1.30 4.59 45.9 49.5 0.0
Nov 3 Mid 1.30 4.49 44.9 49.8 0.0
Dec 1 Mid 1.30 4.38 43.8 51.2 0.0
Dec 2 Mid 1.30 4.28 42.8 52.1 0.0
Dec 3 Mid 1.30 4.31 47.4 47.5 0.0
Jan 1 Mid 1.30 4.34 43.4 40.8 2.6
Jan 2 Mid 1.30 4.36 43.6 36.0 7.6
Jan 3 Mid 1.30 4.52 49.7 38.8 10.9
Feb 1 Mid 1.30 4.67 46.7 41.7 4.9
Feb 2 Mid 1.30 4.82 48.2 43.4 4.9
Feb 3 Mid 1.30 4.69 37.5 48.4 0.0
Mar 1 Mid 1.30 4.56 45.6 55.5 0.0
Mar 2 Mid 1.30 4.42 44.2 61.0 0.0
Mar 3 Late 1.29 4.40 48.4 59.0 0.0
Apr 1 Late 1.25 4.25 42.5 56.1 0.0
Apr 2 Late 1.20 4.08 40.8 54.9 0.0
Apr 3 Late 1.15 4.01 40.1 53.9 0.0
May 1 Late 1.10 3.94 39.4 54.8 0.0
May 2 Late 1.05 3.85 38.5 54.8 0.0
May 3 Late 0.99 3.77 41.5 45.9 0.0
Jun 1 Late 0.94 3.68 36.8 34.2 2.6
Jun 2 Late 0.89 3.58 35.8 25.4 10.4
Jun 3 Late 0.84 3.45 34.5 24.3 10.2
Rataan 1528.5 1342.3 359.0
32
Lampiran 5. Perhitungan kehilangan head akibat gesekan pipa
ℎ =10.684. ..
Keterangan :
Q24 = Rataan debit pada penggunaan nozzle 24 mm Q28 = Rataan debit pada penggunaan nozzle 28 mm C = Koefisien kehalusan pipa (menurut Hazen-William) D = Diameter pipa L = Panjang pipa Diketahui : Q24 = 0.0156 m3/s Q28 = 0.0199 m3/s C = 135 (Pipa Alumunium) D = 0.127 m (Diameter Pipa) L = 100 m
Headloss pada nozzle 24 mm
10.684 × 15.6 .
135 . × 0.127 . × 100 = 1.29
Headloss pada nozzle 28 mm
10.684 × 19.9 .
135 . × 0.127 . × 100 = 2.03
Head Loss pada jarak 100 m sampai 500 m
L (m) Hf (m air) Nozzle 24 mm Nozzle 28 mm 100 1.29 2.03 150 1.93 3.04 200 2.57 4.05 250 3.22 5.06 300 3.86 6.08 350 4.50 7.09 400 5.15 8.10 450 5.79 9.12 500 6.43 10.13
33
Lampiran 6. Perhitungan kehilangan head pada sambungan
ℎ = × 8.26 × 10 ×
Keterangan :
Q24 = Rataan debit pada penggunaan nozzle 24 mm Q28 = Rataan debit pada penggunaan nozzle 28 mm D = Diameter pipa
Kr = Koefisien resistansi untuk pipa alumunium Diketahui : Q24 = 15.6 l/s Q28 = 19.9 l/s D = 127 mm Kr = 1 (Katup Butterfly) Kr = 0.6 (Elbow Kecil)
Headloss pada sambungan dengan menggunakan nozzle 24 mm
!1 + 0.6# × 8.26 × 10 × 0.127 = 0.1236 15.6 Headloss pada sambungan dengan menggunakan nozzle 28 mm
34
Lampiran 7. Perhitungan total dynamic head
TDH = SH + E + Hf1 + Hm + Hf2 + Hv + Ha + Hs+Hb Keterangan :
TDH = Total Dynamic Head (m)
SH = Beda elevasi sumber air dengan pompa (m) E = Beda elevasi pompa dengan lahan tertinggi (m) Hf1 = Kehilangan head akibat gesekan pada pipa (m) Hm = Kehilangan head pada katup dan belokan (m)
Hf2 = Kehilangan head pada sub unit (besarnya 20% dari Ha) (m) Hv = Velocity head (umumnya sebesar 0,3 m)
Ha = Tekanan operasi rata-rata sprinkler (m)
Hs = Head untuk faktor keamanan (besarnya 20%) (m)
Diketahui untuk penggunaan nozzle 24 mm pada titik 100 m petak 1 : SH = 1 m E = 4.17 m Hf1-24 = 1.286 m Hf1-28 = 2.025 m Hm24 = 0.1236 m Hm28 = 0.2019 m Hf2-24 = 11.249 m Hf2-28 = 9.843 m Hv = 0.3 m Ha28 = 56.24 m Ha28 = 49.21 m Hs24 = 14.875 m Hs28 = 13.351 m
Total Dynamic Head dengan menggunakan nozzle 24 mm pada titik 100 m petak 1:
1 + 4.17 + 1.286 + 0.1236 + 11.249 + 0.3 + 56.24 + 14.875 = 89.25 m
Total Dynamic Head dengan menggunakan nozzle 24 mm pada titik 100 m petak 1:
35
Lampiran 8. Hasil perhitungan total dynamic head pada jarak 100 m
Jarak BGS Nozzle Petak SH (m) E (m) Hf1 (m) Hm (m) Hf2 (m) Hv (m) Ha (m) Hs (m) TDH (m)
100 (m)
1
24 mm
1 1 4.17 1.29 0.12 11.25 0.3 56.25 15.07 89.45
2 1 1.83 1.29 0.12 11.25 0.3 56.25 14.61 86.64
3 1 0.65 1.29 0.12 11.95 0.3 59.76 15.21 90.29
28 mm
1 1 4.17 2.03 0.20 9.84 0.3 49.21 13.55 80.31
2 1 1.83 2.03 0.20 10.55 0.3 52.73 13.93 82.56
3 1 0.65 2.03 0.20 11.25 0.3 56.25 14.53 86.21
2
24 mm
1 1 4.45 1.29 0.12 11.25 0.3 56.25 15.13 89.79
2 1 2.32 1.29 0.12 11.25 0.3 56.25 14.70 87.23
3 1 1.43 1.29 0.12 11.25 0.3 56.25 14.53 86.16
28 mm
1 1 4.45 2.03 0.20 10.55 0.3 52.73 14.45 85.71
2 1 2.32 2.03 0.20 10.55 0.3 52.73 14.02 83.15
3 1 1.43 2.03 0.20 9.84 0.3 49.21 13.00 77.02
Rataan 85.18
36
Lampiran 9. Hasil perhitungan total dynamic head pada jarak 150 m
Jarak BGS Nozzle Petak SH (m) E (m) Hf1 (m) Hm (m) Hf2 (m) Hv (m) Ha (m) Hs (m) TDH (m)
150 (m)
1
24 mm
1 1 5.31 1.93 0.12 10.55 0.3 52.73 14.59 86.53
2 1 2.95 1.93 0.12 10.55 0.3 52.73 14.12 83.70
3 1 1.20 1.93 0.12 11.25 0.3 56.25 14.61 86.66
28 mm
1 1 5.31 3.04 0.20 9.14 0.3 45.70 13.14 77.83
2 1 2.95 3.04 0.20 9.84 0.3 49.21 13.51 80.06
3 1 1.20 3.04 0.20 9.84 0.3 49.21 13.16 77.96
2
24 mm
1 1 4.94 1.93 0.12 10.55 0.3 52.73 14.51 86.08
2 1 2.62 1.93 0.12 10.55 0.3 52.73 14.05 83.30
3 1 5.31 1.93 0.12 10.55 0.3 52.73 14.59 86.53
28 mm
1 1 2.95 1.93 0.12 10.55 0.3 52.73 14.12 83.70
2 1 1.20 1.93 0.12 11.25 0.3 56.25 14.61 86.66
3 1 5.31 3.04 0.20 9.14 0.3 45.70 13.14 77.83
Rataan 83.86
37
Lampiran 10. Hasil perhitungan total dynamic head pada jarak 200 m
Jarak BGS Nozzle Petak SH (m) E (m) Hf1 (m) Hm (m) Hf2 (m) Hv (m) Ha (m) Hs (m) TDH (m)
200 m
1
24 mm
1 1 5.05 2.57 0.12 10.55 0.3 52.73 14.66 86.99
2 1 1.00 2.57 0.12 11.25 0.3 56.25 14.70 87.19
3 1 1.93 2.57 0.12 10.55 0.3 52.73 14.04 83.24
28 mm
1 1 5.05 4.05 0.20 9.84 0.3 49.21 14.13 83.79
2 1 1.00 4.05 0.20 10.55 0.3 52.73 14.17 84.00
3 1 1.93 4.05 0.20 9.84 0.3 49.21 13.51 80.05
2
24 mm
1 1 6.75 2.57 0.12 9.14 0.3 45.70 13.32 78.90
2 1 2.31 2.57 0.12 11.25 0.3 56.25 14.96 88.76
3 1 2.44 2.57 0.12 10.55 0.3 52.73 14.14 83.86
28 mm
1 1 6.75 4.05 0.20 9.14 0.3 45.70 13.63 80.77
2 1 2.31 4.05 0.20 10.55 0.3 52.73 14.43 85.57
3 1 2.44 4.05 0.20 9.84 0.3 49.21 13.61 80.66
Rataan 83.45
38
Lampiran 11. Hasil perhitungan tekanan operasi sprinkler pada setiap titik lateral Ha = TDH - SH - E - Hf1 - Hm - Hf2 - Hv - Hs - Hb Keterangan :
Ha = Tekanan operasi rata-rata sprinkler (m) TDH = Total Dynamic Head (m)
SH = Beda elevasi sumber air dengan pompa (m)
E = Rataan beda elevasi pompa dengan lahan tertinggi (m) Hf1 = Kehilangan head akibat gesekan pada pipa (m) Hm = Kehilangan head pada katup dan belokan (m)
Hf2 = Kehilangan head pada sub unit (besarnya 20% dari Ha) (m) Hv = Velocity head (umumnya sebesar 0,3 m)
Hs = Head untuk faktor keamanan (besarnya 20%) (m)
Nozzle L (m) TDH (m) SH (m) E (m) Hf1 (m) Hm (m) Hv (m) Hs (m) Ha (m) 24 mm 100 84,16 1 2,91 1,29 0,12 0,3 1,12 53,76 150 84,16 1 2,91 1,93 0,12 0,3 1,25 53,23 200 84,16 1 2,91 2,57 0,12 0,3 1,38 52,69 250 84,16 1 2,91 3,22 0,12 0,3 1,51 52,15 300 84,16 1 2,91 3,86 0,12 0,3 1,64 51,62 350 84,16 1 2,91 4,50 0,12 0,3 1,77 51,08 400 84,16 1 2,91 5,15 0,12 0,3 1,89 50,54 450 84,16 1 2,91 5,79 0,12 0,3 2,02 50,01 500 84,16 1 2,91 6,43 0,12 0,3 2,15 49,47 28 mm 100 84,16 1 2,91 2,03 0,20 0,3 1,29 53,08 150 84,16 1 2,91 3,04 0,20 0,3 1,49 52,24 200 84,16 1 2,91 4,05 0,20 0,3 1,69 51,39 250 84,16 1 2,91 5,06 0,20 0,3 1,89 50,55 300 84,16 1 2,91 6,08 0,20 0,3 2,09 49,70 350 84,16 1 2,91 7,09 0,20 0,3 2,30 48,86 400 84,16 1 2,91 8,10 0,20 0,3 2,50 48,02 450 84,16 1 2,91 9,12 0,20 0,3 2,70 47,17 500 84,16 1 2,91 10,13 0,20 0,3 2,91 46,33
39
Lampiran 12. Perhitungan gerak superposisi dalam penentuan radius penyiraman pada sudut trajectory yang tetap sama
Q24 = Rataan debit pada penggunaan nozzle 24 mm Q28 = Rataan debit pada penggunaan nozzle 28 mm α = Sudut trajectory teoritis (24o)
g = Percepatan gravitasi (9.8 m/s2) Q24 = 0.0156 m3/s $ = % =0.012 × 3.140.0156 $ = 34.48 /' ()*+,=$ '-.2/0 + 2.3 ()*+,=34.48 '-.489.8 + 2.3 ()*+,= 92.45 Q28 = 0.0199 m3/s $ = % =0.014 × 3.140.0199 $ = 32.38 /' ()*+,=$ '-.2/0 + 2.46 ()*+,=32.38 '-.489.8 + 2.46 ()*+,= 81.97
40
Lampiran 13. Perhitungan gerak superposisi dalam penentuan radius penyiraman pada sudut trajectory aktual
Q24 = Rataan debit pada penggunaan nozzle 24 mm Q28 = Rataan debit pada penggunaan nozzle 28 mm
α24 = Sudut trajectory pada penggunaan nozzle 24 mm (24o) α28 = Sudut trajectory pada penggunaan nozzle 28 mm (29o) g = Percepatan gravitasi (9.8 m/s2)
Penambahan jarak karena elevasi big gun sprinkler 1 m dari tanah pada nozzle 24 mm = 2.3 m Penambahan jarak karena elevasi big gun sprinkler 1 m dari tanah pada nozzle 28 mm = 2.05 m
Q24 = 0.0156 m3/s $ = % =0.012 × 3.140.0156 $ = 34.48 /' ()*+,=$ '-.2/0 + 2.3 ()*+,=34.48 '-.489.8 + 2.3 ()*+,= 92.45 Q28 = 0.0199 m3/s $ = % =0.014 × 3.140.0199 $ = 32.38 /' ()*+,=$ '-.2/0 + 2.05 ()*+,=32.38 '-.589.8 + 2.05 ()*+,= 92.78
41
Lampiran 14. Perhitungan biaya tetap
• Biaya tetap engine pump
Harga awal engine pump = Rp 179.112.754 Harga akhir engine pump = Rp 16.282.977 Umur ekonomis = 15 tahun
Crf (dengan bunga modal 10%/tahun) = 0.131474
Biaya penyusutan per tahun = (Rp 179.112.754 - Rp 16.282.977) x 0.131474 = Rp 21.407.882
Biaya tetap per tahun = Rp 21.407.882 Biaya tetap per jam = 12 . 3 .
3 = Rp 50.971 • Biaya tetap big gun sprinkler
Harga awal big gun sprinkler = Rp 12.643.950 Harga akhir big gun sprinkler = Rp 1.149.450 Umur ekonomis = 10 tahun
Crf (dengan bunga modal 10%/tahun) = 0.162745
Biaya penyusutan per tahun = (Rp 12.643.950 - Rp 1.149.450) x 0.162745 = Rp 1.870.672
Biaya tetap per tahun = Rp 1.870.672 Biaya tetap per jam = 12 . 3.4
3 = Rp 4.454 • Biaya tetap jaringan pipa
Harga awal jaringan pipa = Rp 161.170.350 Harga akhir jaringan pipa = Rp 14.651.850 Umur ekonomis = 15 tahun
Crf (dengan bunga modal 10%/tahun) = 0.131474
Biaya penyusutan per tahun = (Rp 161.170.350 - Rp 14.651.850) x 0.131474 = Rp 19.263.373
Biaya tetap per tahun = 19.263.373 Biaya tetap per jam = 12 5. 46.6 6
3 = Rp 45.865 • Biaya tetap bangunan
Harga awal bangunan = Rp 200.000.000 Harga akhir bangunan = Rp 20.000.000 Umur ekonomis = 20 tahun
Crf (dengan bunga modal 10%/tahun) = 0.11746
Biaya penyusutan per tahun = (Rp 200.000.000 - Rp 20.000.000) x 0.11746 = Rp 21.142.800
Biaya tetap per tahun = Rp 21.142.800 Biaya tetap per jam = 12 . . 33
3 = Rp 50.340 • Total biaya tetap per jam
42
Lampiran 15. Perhitungan biaya tidak tetap
• Upah tenaga kerja
Upah per orang = Rp 50.000/hari Jumlah tenaga kerja = 3 orang Waktu kerja per hari = 8 jam/hari Waktu kerja per jam = 6 × 12 3.333
= Rp 18.750
• Biaya bahan bakar
Harga bahan bakar = Rp 7.705/liter Konsumsi bahan bakar = 16 liter/jam
Biaya bahan bakar per jam = Rp 7.705 x 16 = Rp 123.280
• Biaya perawatan engine pump, big gun sprinkler, dan jaringan pipa Rata-rata biaya perawatan bulanan = Rp 3.000.000
Waktu kerja mesin per bulan = 240 jam
Rata-rata biaya perawatan per jam = 12 6.333.333
3 = Rp 12.500 • Total biaya tidak tetap per jam
43
Lampiran 16. Perhitungan biaya penyiraman
• Pada nozzle 24 mm
Kebutuhan air irigasi = 9.97 mm Luas lahan teririgasi = 6115 m2
Debit penyiraman = 56.16 m3/jam Waktu penyiraman = 3.3355 × 4
4. 4 = 1.086 jam
Total biaya penyiraman = Rp 306.160/jam Biaya pokok = Rp 306.160 x 1.086
= Rp 332.490
Biaya penyiraman = 12 66 . 53
3.4 = Rp 543.728/ha • Pada nozzle 28 mm
Kebutuhan air irigasi = 9.97 mm Luas lahan teririgasi = 7551.5 m2
Debit penyiraman = 71.78 m3/jam Waktu penyiraman = 3.3355 × .
. = 1.05 jam
Total biaya penyiraman = Rp 306.160/jam Biaya pokok = Rp 306.160 x 1.05
= Rp 321.468
Biaya penyiraman = 12 6 . 4
BIG GUN SPRINKLER PERFORMANCE IN THE SUGARCANE
AREA OF LAJU PERDANA INDAH COMPANY, PALEMBANG
Yogi Akbar Ermansyah and Gatot Pramuhadi
Department of Mechanical and Biosystem Engineering, Faculty of Agricultural Engineering and Technology, Bogor Agricultural University, IPB Dramaga Campus, PO Box 220, Bogor, West Java,
Indonesia
Phone +62 856 5905 7193, e-mail : yogiae@yahoo.co.id
ABSTRACT
The objective of this research was to analyse of big gun sprinkler used in Laju Perdana Indah (LPI) Company, Palembang. Water from water pond was pumped using water pums that it was driven by a motor diesel of 160 hp (119 kW). Two unit of big gun sprinkler were used in this research and tested on 3 different lateral distances, i.e. 100 m, 150 m and 200 m. When sprinkling performance tests were conducted using 2 nozzle size, i.e. 24 mm and 28 mm is diameter. During sprinkling, the performance analysis parameters are measured, i.e. working pressure, sprinkling discharge, and sprinkling radius. The performance measurement results were compared with SNI 7710-2011 of sprinkler performance requirements of high pressure spinning. The results showed that working pressure, sprinkling discharge, and sprinkling radius using nozzles of 24 mm and 28 mm were (536.26 ± 17.55) kPa and (497,95 ± 18,47) kPa, (56,16 ± 1,87) m3/h and (71,78 ± 4,28) m3/h, and (44,13 ± 3,73) m and (49.04 ± 2.6) m respectively. The results were suitable with SNI 7710-2011 of sprinkler performance requirements of high pressure spinning. Irrigation using nozzle of 24 mm causes water droplets split better and produce uniformity of watering 91%. This value is higher than uniformity by using a nozzle 28 mm which is only 83%, so the use of nozzle 24 mm more effective than 28 mm nozzle. Irrigation cost using nozzles of 24 mm and 28 mm were Rp 543.728/ha and Rp 425.701/ha respectively.
Yogi Akbar Ermansyah. F14080129. Analisis Unjuk Kerja Penyiram Berputar Tekanan Tinggi (Big Gun Sprinkler) di Areal Kebun tebu PT. Laju Perdana Indah, Palembang, Sumatera Selatan. Dibimbing Gatot Pramuhadi. 2012.
RINGKASAN
Penyiram berputar tekanan tinggi (big gun sprinkler) biasa diaplikasikan untuk kegiatan pemeliharaan tanaman (irigasi) di areal kebun tebu lahan kering. Ada bermacam merk dan tipe big gun sprinkler yang umum digunakan untuk penyiraman. Untuk itu, diperlukan uji unjuk kerja agar big gun sprinkler yang digunakan beroperasi secara efektif.
Penelitian ini bertujuan untuk melakukan unjuk kerja big gun sprinkler yang digunakan di PT. Laju Perdana Indah site Komering, OKU Timur, Sumatera Selatan. Persyaratan unjuk kerja disesuaikan dengan standar SNI 7710-2011 Peralatan irigasi pertanian – Penyiram berputar tekanan sedang dan tinggi – Syarat mutu dan metode uji.
Penyiraman (sprinkling) dilakukan pada bulan Maret-April 2012 di 3 areal lahan yang berbeda. Air dari sumber air irigasi (embung / lebung / field reservoir / water pond) dipompa menggunakan pompa air yang digerakkan oleh motor diesel 159 hp (119 kW). Penyiraman menggunakan 2 unit big gun sprinkler dan dilakukan pada 3 jarak lateral yang berbeda, yakni 100 m, 150m, dan 200 m. Pada saat sprinkling digunakan 2 nozzle (nozzle) berukuran 24 mm dan 28 mm.
Selama sprinkling diukur parameter unjuk kerja, yaitu: tekanan kerja, debit penyiraman, dan radius penyiraman. Hasil pengukuran unjuk kerja tersebut dibandingkan dengan SNI persyaratan unjuk kerja penyiram berputar tekanan tinggi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa big gun sprinkler yang digunakan di areal kebun tebu PT LPI, Palembang memberikan hasil unjuk kerja, yaitu: (a) tekanan kerja (536.26 ± 17.55) kPa (nozzle 24 mm) dan (497,95 ± 18,47) kPa (nozzle 28 mm), (b) debit penyiraman (56,16 ± 1,87) m3/jam (nozzle 24 mm) dan (71,78 ± 4,28) m3/jam (nozzle 28 mm), dan (c) radius penyiraman (37-53) m (nozzle 24 mm dan 28 mm). Hasil unjuk kerja big gun sprinkler di PT LPI, Palembang telah memenuhi persyaratan unjuk kerja sesuai SNI penyiram berputar tekanan tinggi.
Penggunaan nozzle 24 mm menyebabkan butiran air terpecah lebih baik dan menghasilkan keseragaman penyiraman 91%. Nilai ini lebih tinggi dibandingkan keseragaman dengan menggunakan nozzle 28 mm yang hanya sebesar 83%, sehingga penggunaan nozzle 24 mm lebih efektif dibanding nozzle 28 mm.
Melalui perhitungan analisis biaya, didapatkan biaya irigasi menggunakan nozzle 24 mm sebesar Rp 543.728/ha, sedangkan dengan menggunakan nozzle 28 mm sebesar Rp 425.701/ha.
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Gula merupakan salah satu komoditas strategis dalam perekonomian Indonesia. Komoditas ini juga menjadi salah satu sumber kebutuhan bahan pokok masyarakat yang mempunyai sumber kalori yang besar. Luas areal lahan penanaman gula pada periode 2007-2009 sekitar 400 ribu ha (Mulyadi, 2009).
Seiring dengan pertambahan jumlah penduduk, pada tahun-tahun mendatang kebutuhan gula dalam negeri diperkirakan akan terus meningkat. Dalam kondisi keterbatasan devisa dan kecenderungan harga gula dunia yang meningkat, impor gula akan menimbulkan beban berat bagi perekonomian nasional. Atas dasar itu, maka upaya peningkatan produksi dalam negeri merupakan kebijakan yang rasional sejauh upaya itu dapat dipertanggungjawabkan dari segi efisiensi penggunaan sumberdaya (Mulyadi, 2009).
Rendahnya produksi gula di Indonesia menuntut adanya usaha peningkatan efisiensi produksi industri gula. Agar target produksi yang tercapai optimum, produktivitas perkebunan tebu harus sangat diperhatikan. Salah satu hal yang sangat mempengaruhi produktivitas tebu lahan kering adalah jumlah dan distribusi curah hujan setiap tahun.
Keberadaan air sangat penting bagi tanaman tebu, karena unsur hara (nutrisi) dalam tanah hanya dapat diserap tanaman jika ada kandungan air dalam tanah yang cukup. Unsur hara tersebut akan diserap akar-akar tanaman bersama-sama unsur air dalam tanah. Di beberapa daerah perkebunan tebu, periode musim kering yang panjang menyebabkan tanaman tebu menderita kekurangan air dan berdampak pada penurunan produktivitas dalam musim kering tersebut.
Langkah yang dapat ditempuh untuk meningkatkan produktivitas tebu di musim kering adalah dengan memberikan air melalui irigasi. Sistem irigasi di kebun tebu dapat dilakukan dengan memanfaatkan sumber air dari sungai, danau, atau kolam penampungan air (lebung) yang umumnya terdapat di sekitar hamparan lahan tebu.
Berbagai macam metode irigasi dapat diaplikasikan di areal kebun tebu, salah satunya adalah irigasi curah (sprinkler irrigation). Irigasi yang diterapkan tersebut bersifat supplementary irrigation
dengan sasaran aplikasi pada fase perkecambahan bibit tebu dan fase kritis pertumbuhan vegetatif tanaman di bulan-bulan kering.
Pengaplikasian irigasi curah pada areal kebun tebu memiliki beberapa keuntungan, yaitu efisiensi pemakaian air cukup tinggi, dapat menghindari terjadinya aliran permukaan, tidak membutuhkan banyak saluran terbuka, serta mudah diaplikasikan pada lahan yang bergelombang dan tidak rata. Peralatan untuk irigasi curah tersebut umumnya menggunakan penyiram berputar tekanan tinggi (big gun sprinkler) karena debit penyiramannya relatif tinggi dan dapat menjangkau radius penyiraman yang jauh.
Penggunaan air irigasi harus disesuaikan dengan kebutuhan air tanaman tebu agar tidak terjadi kekurangan atau kelebihan air dalam tanah. Kebutuhan air tanaman tergantung pada evaporasi tanaman acuan (ETo), jenis tanaman, dan fase pertumbuhan tanaman.
Salah satu indikator efisiensi penyiraman adalah tingginya angka keseragaman penyiraman. Kebutuhan normal pola penyebaran air yang seragam adalah yang paling penting, dimana keseragaman penyebaran air dari sistem irigasi sprinkler akan menentukan sistem rancangan yang optimum serta memberikan keuntungan yang besar dari hasil tanam. (Israelsen dan Hansen, 1979 ; Benami dan Ofen, 1984)
PT Laju Perdana Indah site Komering memiliki 1 tipe dan merk big gun sprinkler yang biasa digunakan untuk penyiraman di kebun tebu. Big gun sprinkler tersebut harus memenuhi syarat mutu
yang diperkenankan agar pelaksanaan irigasi curah dapat berlangsung efektif dan efisien. Untuk itu, perlu dilakukan analisis unjuk kerja serta pengukuran keseragaman penyiraman big gun sprinkler
yang diaplikasikan pada areal kebun tebu lahan kering.
B. Tujuan
Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis unjuk kerja penyiram berputar tekanan tinggi (big gun sprinkler), yaitu tekanan kerja, debit penyiraman, radius penyiraman, dan derajat keseragaman penyiraman agar dapat dilakukan pelaksanaan irigasi yang optimum dan sesuai dengan kebutuhan tanaman. Selain itu, melalui data analisis tersebut dapat dilakukan perhitungan biaya pokok penyiraman menggunakan big gun sprinkler di areal kebun tebu lahan kering.
II. TINJAUAN PUSTAKA
A. Irigasi Curah
Irigasi curah atau siraman (sprinkler) adalah metode penggunaan air terhadap permukaan tanah dalam bentuk percikan, seperti hujan biasa. Metode pemberian air ini dimulai sekitar tahun 1900. Pertanian sistem siraman yang pertama adalah perkembangan dari penyiraman lapangan rumput kota. Sebelum 1920, penyiraman terbatas pada tanaman sayur-sayuran, kebun bibit, dan kebun buah-buahan. (Hansen et al, 1979)
Ada beberapa jenis penyiram dalam metode irigasi curah, yaitu penyiram berputar (revolving head sprinklers), penyiram tetap yang dipasang pada pipa (fixed head sprinklers), barisan nozzle
(nozzle lines), dan pipa yang dilubangi (perforated pipes). (Wiesner, 1970)
Gambar 1. Jenis penyiram berputar pada ladang tomat (Hansen et al, 1979)
Gambar 3. Jenis penyiram perforated pipes di kebun jeruk (Hansen et al, 1979)
Pada metoda irigasi curah, pemberian air irigasi dilakukan dari bagian atas tanaman terpancar menyerupai hujan (Prastowo, 2002). Penyemprotan dibuat dengan mengalirkan air bertekanan melalui orifice kecil atau nozzle. Tekanan biasanya didapatkan dengan pemompaan. Untuk mendapatkan penyebaran air yang seragam diperlukan pemilihan ukuran nozzle, tekanan operasional, spasing sprinkler, dan laju infiltrasi tanah yang sesuai.
Keuntungan menggunakan metode irigasi curah menurut Prastowo (2002) antara lain : 1. Efisiensi pemakaian air cukup tinggi
2. Dapat digunakan untuk lahan dengan topografi bergelombang dan kedalaman tanah (solum) yang dangkal, tanpa diperlukan perataan lahan (land grading)
3. Cocok untuk tanah berpasir di mana laju infiltrasi biasanya cukup tinggi.
4. Aliran permukaan dapat dihindari sehingga memperkecil kemungkinan terjadinya erosi. 5. Pemupukan terlarut, herbisida dan fungisida dapat dilakukan bersama-sama dengan air irigasi. 6. Biaya tenaga kerja untuk operasi biasanya lebih kecil daripada irigasi permukaan
7. Dengan tidak diperlukannya saluran terbuka, maka tidak banyak lahan yang tidak dapat ditanami
8. Tidak mengganggu operasi alat dan mesin pertanian
Sedangkan kekurangan metode irigasi curah menurut Prastowo (2002) antara lain :
1. Memerlukan biaya investasi dan biaya operasional yang tinggi, antara lain untuk operasi pompa air dan tenaga pelaksana yang terampil.
2. Perencanaan dan tata letaknya harus teliti agar diperoleh tingkat efisiensi yang tinggi.
Sistem irigasi curah dapat digunakan untuk hampir semua tanaman kecuali padi dan yute, dan dapat diaplikasikan pada hampir semua jenis tanah. Akan tetapi tidak cocok untuk tanah bertekstur liat halus, dimana laju infiltrasi kurang dari 4 mm/jam dan atau kecepatan angin lebih besar dari 13 km/jam (Keller, 1990). Beberapa kriteria kelayakan penerapan dan perencanaan irigasi curah disajikan pada Tabel 1.
Tabel 1. Kriteria kesesuaian lokasi penerapan irigasi curah (Prastowo, 2002)
Parameter Kriteria Penerapan
Iklim
1. Zona Geoklimat E, D, C3 2. Arah angin tidak berubah-ubah 3. Kecepatan angin kurang dari 4,4 m/s
Lahan
1. Tekstur kasar, solum dangkal, laju infiltrasi tinggi, peka terhadap erosi. 2. Jenis tanah Regoisol, Rendzina, Litosol, Grumusol, dan Andosol 3. Laju infiltrasi lebih dari 4 mm/jam
4. Luas dan bentuk petakan lahan yang teratur
Air
1. Air tanah, mata air, air permukaan (danau, embung, dll) 2. Tersedia sumber air yang cukup sepanjang tahun
3. Kualitas air yang bebas kotoran dan tidak mengandung besi (Fe) Tanaman 1. Jenis tanaman yang dibudidayakan bernilai ekonomis tinggi
Sosial ekonomi
1. Motivasi petani tinggi
2. Kemampuan teknis dan finansial petani memadai 3. Kelembagaan usaha tani yang siap
Natural Resources Conservation Service (NRCS) dari Idaho mengklasifikasikan sistem irigasi curah berdasarkan tekanan operasional pencurah yang digunakan. Klasifikasi tersebut disajikan pada Tabel 2. Sedangkan Hansen et al (1979) mengklasifikasikan sistem irigasi sprinkler berdasarkan tekanan operasional unit pompa yang digunakan. Klasifikasi tersebut disajikan pada Tabel 3.
Tabel 2. Klasifikasi sistem irigasi curah berdasarkan tekanan operasional pencurah (NRCS, 2004)
Sistem Irigasi Curah Tekanan
psi Bar
Rendah 2.00 – 35.00 0.13 – 2.33 Sedang 36.00 – 50.00 2.40 – 3.33 Menengah 51.00 – 75.00 3.40 – 5.00
Tinggi > 75.00 > 5.00
Tabel 3. Klasifikasi sistem irigasi sprinkler berdasarkan tekanan air (Hansen et al, 1979)
Sistem Irigasi Sprinkler Tekanan (m)
Sangat Rendah 3.50 – 10.00 Rendah 10.00 – 20.00 Sedang 20.00 – 40.00 Tinggi 40.00 – 70.00
B. Komponen Irigasi Curah
Menurut Prastowo (2010), komponen penyusun sistem irigasi curah terdiri atas : (1) sumber air irigasi, (2) pompa air dan tenaga penggeraknya, (3) jaringan perpipaan, dan (4) pencurah.
1. Sumber air irigasi
Air untuk irigasi dapat berasal dari mata air, sumber air yang permanen (sungai, danau, dsb), sumur, atau suatu sistem suplai air regional.
2. Pompa air dan tenaga penggeraknya
Sistem irigasi curah dapat dioperasikan dengan menggunakan sumber energi yang berasal dari gravitasi, pemompaan pada sumber air, atau penguatan tekanan dengan menggunakan booster pump. Sumber tenaga penggerak pompa dapat berupa motor listrik atau motor bakar.
Jenis pompa yang biasa digunakan pada suatu sistem irigasi curah adalah pompa sentrfugal dan pompa turbin. Keller dan Bliesner (1990) menyatakan bahwa pompa sentrifugal digunakan apabila debit dan tekanan yang dibutuhkan relatif kecil, sedangkan pompa turbin digunakan apabila debit dan tekanan yang dibutuhkan relatif besar.
3. Jaringan perpipaan, terdiri dari :
a. Pipa lateral, merupakan pipa tempat diletakkannya pencurah sprinkler yang memberikan air ke tanah
b. Pipa manifold, merupakan pipa dimana pipa-pipa lateral dihubungkan c. Valve line, merupakan pipa tempat diletakkan katup air
d. Pipa utama (mainline), merupakan pipa yang dihubungkan dengan valve line e. Supply line, merupakan pipa yang menyalurkan air dari sumber air.
4. Pencurah (Penyiram berputar tekanan tinggi)
Penyiram bertekanan tinggi mampu melingkupi daerah yang luas dan besar presipitasi untuk jarak yang dianjurkan cukup tinggi. Pola distribusi air sangat baik untuk udara yang tenang, tapi sangat rentan terganggu oleh angin (Hansen et al, 1979). Dengan presitipasi rate sebesar 8 – 10 mm/hari, penyiram tekanan tinggi dapat diaplikasikan untuk tanaman tropical dengan jarak tanam rapat seperti tebu dan kelapa sawit.
Salah satu jenis sprinkler yang tergolong high pressure sprinkler adalah big gun sprinkler. Peralatan irigasi curah berupa big gun sprinkler yang ada di Indonesia cukup bervariasi, baik tipe, bentuk, ukuran, maupun konstruksinya. Secara umum, konstuksi big gun sprinkler terdiri atas beberapa komponen seperti ditunjukkan pada Gambar 4 berikut.
Keterangan :
1. Ujung lengan pengayun (drive vane) 2. Lengan pengayun (drive arm)
3. Pemberat lengan pengayun (arm weight) 4. Nozzle
5. Tuas pemindah arah 6. Pengatur sudut putaran
Big gun sprinkler merk KOMET Model Twin 140/Plus 24 memiliki spesifikasi sudut
trajectory sebesar 24o dan dapat diaplikasikan untuk penyiraman baik putaran penuh (full circle) maupun sebagian putaran (part circle). Nozzle yang dapat dipasang pada big gun sprinkler hanya yang berukuran diameter 16-30 mm. Sangat cocok untuk diterapkan pada tanaman perkebunan seperti tebu,