The Influence of Soil Moisture and Rotation Speed of Rotary Tiller On The Characteristics of Tilt Soil

(1)

PENGARUH KANDUNGAN AIR TANAH DAN PUTARAN BAJAK ROTARY

TERHADAP KARAKTERISTIK TANAH TERBAJAK

The Influence of Soil Moisture and Rotation Speed of Rotary Tiller

On

On T

T

The Characteristics of Tilt Soil

T

he Characteristics of Tilt Soil

Ruslan Wirosoedarmo

1)

1)_{Staf Pengajar Jurusan Teknik Pertanian FTP, Universitas Brawijaya, Malang}

ABSTRACT

The aim of this research was to find out the best soil tilt as affected by the moisture content of the soil and rotation speed of rotary tiller. A randomized block design experiment was conducted at Balai Benih Induk Palawija, Bedali Lawang, Malang Regency, from October 2002 until January 2003, in three replicates. The measurements were carried out on the tilt soil i.e. the tillage depth and mean weight diameter, the porosity and bulk density of soil, surface roughness of soil, penetration resistance of soil and shear strength of soil.

The results indicated that both, the moisture content of soil as well as the rotation speed of the rotary tiller and their interactions significantly affects the above-mentioned parameters. The best tilt soil was found on the use of the rotary tiller at 90 rpm on the soil having moisture content plastic limit of 1.0 and the tillage was carried in two times.

Key words: Rotary tiller, moisture content, rotary speed, plastic limit

PENDAHULUAN PENDAHULUANPENDAHULUAN PENDAHULUAN

Pengolahan tanah merupakan salah satu kegiatan utama dalam budidaya tanaman dan kegiatan ini merupakan teknologi pertama kali yang dikenal petani.Kegiatan demikian ini telah dilakukan bertahun-tahun baik pada tanah sawah maupun tanah tegalan. Namun demikian kegiatan pengolahan tanah ini memerlukan biaya yang cukup besar sampai mencapai 20-30 % dari total biaya budidaya tanaman dan dapat meningkatkan produksi hingga 10–13 % (Koolen dan Kuipers, 1983).

Pengolahan tanah tidak harus dilakukan pada setiap budidaya tanaman, terutama bagi tanah-tanah yang sudah memenuhi syarat tumbuh tanaman. Munkholm (2000) menyatakan bahwa tanaman dapat tumbuh dengan baik pada tanah yang remah, gembur dan bergranuler, tetapi akibat pemadatan tanah setelah beberapa periode tanam, diperlukan pengolahan tanah. Pengolahan tanah mempunyai pengaruh utama pada

kandungan air tanah melalui proses infiltrasi, aliran air permukaan dan ketersediaan air untuk tanaman (Zhai et al., 1990; Hill, 1978). Kandungan air biasanya lebih tinggi pada tanah yang tidak diolah dari pada tanah yang diolah (Lindstrom et al., 1990; Tollner et al., 1984 dan Negi et al., 1981).

Kandungan air tanah pada saat pengolahan tanah merupakan salah satu faktor yang menentukan hasil olahan tanah sebagai media tumbuh tanaman. Perubahan sifat fisik tanah akibat pengolahan tanah ditentukan oleh banyaknya air pada saat pengolahan tanah dan alat pengolah tanah yang digunakan. Alat pengolah tanah yang biasa digunakan dalam pengolahan tanah adalah cangkul, linggis, garpu, bajak singkal, bajak piringan, bajak rotary dan garu. Umumnya pengolahan tanah dilakukan dengan tujuan untuk memotong dan membalik tanah hasil olahan tanah serta mengendalikan gulma, sedangkan untuk menghancurkan bongkahan tanah dilakukan dengan penggaruan. Namun demikian kedua pengolahan tanah ini dapat

(2)

dilakukan dengan satu kali kerja dengan hasil olahan yang siap ditanami dan cara ini dapat dilaksanakan dengan menggunakan bajak rotary karena hasil olahan tanah mempunyai diameter agregat kecil dan seragam (Koewenhoven dan Kroesbergen, 1986).

Bajak rotary memotong tanah secara bebas oleh pisau rotary dan dipindahkan ke belakang selama proses`pemotongan tanah dengan cara melemparkannya sedemikian rupa sehingga berada dibelakang alat pengolah. Keuntungan menggunakan bajak rotary untuk mengolah tanah adalah adanya rotasi alat yang dapat mendorong traktor ke depan, sehingga tidak diperlukan daya tarik (Kuipers, 1983). Hasil olahan tanah yang diperoleh dari penggunaan bajak rotary berbeda dengan alat-alat pengolah tanah yang lain terutama kondisi fisik tanah hasil olahan yang seragam dengan ukuran agregat relative kecil dan waktu yang digunakan lebih singkat.

BAHAN DAN METODE BAHAN DAN METODE BAHAN DAN METODE BAHAN DAN METODE

Penelitian dilaksanakan di lahan petani sekitar kebun percobaan Balai Benih Induk Palawija Bedali Lawang dari Bulan Oktober 2002 sampai Bulan Januari 2003. Analisa tanah dilaksanakan di Laboraturium Daya dan Mesin Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian Universitas Brawijaya.

Bahan yang digunakan meliputi lahan bekas tanaman padi, bahan bakar traktor, dan alat yang digunakan adalah traktor tangan, bajak rotary, rol meter, cangkul, Relief Meter, Vane shear, bor tanah, seperangkat ayakan lapangan diameter 40, 20, 10, 5 dan 2,5 mm, oven, penggaris, stop watch, Penetrometer tipe Stiboka, ring sample dan timbangan.

Rancangan percobaan yang digunakan adalah Rancangan Acak Kelompok yang disusun secara faktorial dengan dua factor yaitu kandungan air tanah (KA) sebagai faktor utama yang meliputi 0,8; 1,0; 1,2 dan 1,4 batas plastis dan putaran bajak rotary (R) sebagai faktor kedua yang terdiri dari 180 rpm, 90 rpm dan 90 rpm dua kali pengolahan dan masing-masing

penelitian panjang 6 meter dan lebar 5 meter dengan luasan 30 m2 dengan jumlah 12 petak untuk satu ulangan dan kecepatan traktor yang digunakan adalah 17 m per menit.

Parameter yang diamati meliputi porositas tanah, berat isi tanah, tegangan geser, tahanan penetrasi, diameter massa rerata agregat tanah (DMR) dihitung menggunakan persamaan sebagai berikut:

∑

=

n i i z

W

X

DMR

1 Keterangan:

Xz = Diameter berat rata-rata agregat masing-masing ayakan

Wi = Persentase berat agregat masing-masing ayakan % Total pori = 100 -













100 x

D

g b Keterangan:

Db = Berat isi tanah

Dg = Berat partikel tanah

Berat Isi =

( )

3

cm

Tanah

Volume

gr

Kering

Tanah

Berat

Slip roda = % 100 x ) m ( beban pa tan tempuh Jarak ) m ( beban dg tempuh Jarak ) m ( beban pa tan tempuh Jarak −

Tahanan penetrasi diukur dilapangan menggunakan penetrometer dengan Cone 1cm2. Cara pengukurannya adalah dengan memasukkan alat yang sudah dilengkapi Cone yang telah ditetapkan dan kertas penetrograph pada kotak pencatat secara kontinyu tidak boleh tersendat-sendat kemudian dibaca “Penetration Resistance” pada kertas tersebut.

Tegangan geser tanah diukur di lapangan dengan menggunakan Vane Shear dengan cara memasukkan alat yang telah dipasang blade-nya ke dalam tanah sesuai dengan kedalaman tanah yang dikehendaki, kemudian putar handel searah jarum jam sampai terasa ada gaya yang berlawanan dengan arah putaran jarum jam tersebut

(3)

HASIL DAN PE HASIL DAN PEHASIL DAN PE

HASIL DAN PEMBAHASANMBAHASANMBAHASAN MBAHASAN

Diameter Massa Rerata Agregat Tanah Diameter Massa Rerata Agregat Tanah Diameter Massa Rerata Agregat Tanah Diameter Massa Rerata Agregat Tanah (DMR)

(DMR)(DMR) (DMR)

Hasil analisa menunjukkan bahwa kandungan air tanah pada`saat pengolahan tanah dan putaran bajak rotary mempengaruhi diameter massa rerata agregat tanah. Terdapat interaksi antara kandungan air tanah dan putaran bajak rotary terhadap diameter massa rerata agregat tanah (DMR). Makin tinggi kandungan air tanah, diameter massa rerata agregat tanah makin besar, demikian juga makin kecil kandungan air tanah, makin besar diameter massa rerata agregat tanah. Pada kandungan air tanah 1,0 batas plastis, pada putaran bajak rotary 180 rpm, 90 rpm maupun 90 rpm dua kali olah mempunyai diameter massa rerata agregat tanah terkecil dan makin rendah atau tinggi kandungan air (Tabel 1). Hasil penelitian ini lebih besar dibanding hasil penelitian Wit (1979) serta Tisdal dan Oades (1982).

Tahanan Penetrasi Tanah Hasil Olahan Tahanan Penetrasi Tanah Hasil Olahan Tahanan Penetrasi Tanah Hasil Olahan Tahanan Penetrasi Tanah Hasil Olahan

Berdasarkan analisa, terdapat interaksi antara berbagai kandungan air dan butaran bajak rotary terhadap tahanan penetrasi tanah hasil olahan. Hasil tertinggi dicapai pada kandungan air 0,8 batas plasti dengan putaran bajak rotary 90 rpm sebesar 208,30 x 10 -4 kPa dan terkecil pada kandungan air 1,4 batas plastis dengan putaran bajak rotary 90 rpm dua kali pengolahan (Tabel 2). Pada Tabel 2 terlihat bahwa pada kandungan air 0,8 dan 1,4 batas plastis dengan putaran bajak rotary 180 rpm didapatkan hasil tahanan penetrasi yang tidak berbeda, demikian juga pada kandungan air 1,2 dan 1,4 batas plasti dengan putarn bajak rotary 90 rpm dan pada kandungan air 1,2 batas plastis dengan putaran bajak rotary 90 rpm dua kali olah, sedangkan pada kandungan air 1,0 batas`plastis berbeda dengan hasil pada kandungan air dibawah dan diatasnya. Hasil penelitian ini menurut Archer dan Marks (1985) dalam Wanders (1986) masih dalam kategori tanah gembur.

Tabel 1. Interaksi antara Berbagai Kandungan air dan Putaran Bajak Rotary Terhadap Diameter Massa Rerata Agregat Tanah

Kadar Air Putaran Bajak Rotary (rpm)

Batas Plastis 180 90 90 (dua kali olah)

0,8 24,20c 39,34f 27,92d

1,0 14,10a 14,41a 15,00a

1,2 19,32ab 24,08c 20,43b

1,4 24,20c 34,14e 26,42d

Ket : * = Angka rata-rata yang diikuti huruf yang berbeda menunjukkan berbeda nyata pada Uji Beda Nyata Terkecil pada p = 0,05

Tabel 2. Interaksi antara Berbagai Kandungan Air dan Putaran Bajak rotary Terhadap Tahanan Penetrasi Tanah (x 10-4 kPa).

0,8 130,00b 208,30g 150,00cd

1,0 166,60e 187,50f 154,50de

1,2 141,10bcd 131,60b 130,50b

1,4 139,60bc 137,80bc 110,80a

Ket: * = Angka rata-rata yang diikuti huruf yang berbeda menunjukkan berbeda nyata pada Uji Beda Nyata Terkecil pada p = 0,05

(4)

Kedalaman Hasil Olahan Tanah Kedalaman Hasil Olahan TanahKedalaman Hasil Olahan Tanah Kedalaman Hasil Olahan Tanah

Kedalaman hasil olahan dipengaruhi oleh kandungan air pada saat pengolahan tanah dan terdapat interaksi antara berbagai kandungan air tanah dan putaran bajak rotary terhadap kedalaman hasil olahan tanah. Pada kandungan air 0,8; 1,0; 1,2 dan 1,4 batas plastis untuk putaran bajak rotary 180 rpm besarnya tahanan penetrasi tidak berbeda yaitu antara 4,0 sampai 4,9 cm, demikian juga pada putaran bajak rotary 90 rpm dan 90 rpm dua kali olah, hasil tahanan penetrasi pada semua kandungan air tidak berbeda yang besarnya berkisar 8,88 cm sampai 10,65 cm.dan semakin tinggi kandungan air didapatkan kedalaman hasil olahan semakin dangkal dan dengan kandungan air sama kedalaman hasil olahan diperoleh pada putaran bajak rotary 90 rpm (Tabel 3). Dangkalnya kedalaman olah disebabkan karena sudut potong tanah dan rotary besar (Kuipers,1983 dan Wit, 1979).

Porositas Tanah Hasil Olahan Porositas Tanah Hasil OlahanPorositas Tanah Hasil Olahan Porositas Tanah Hasil Olahan

Kandungan air pada saat pengolahan tanah berpengaruh terhadap porositas tanah hasil olahan, dan terdapat interaksi antara berbagai kandungan air (KA) tanah dan putaran bajak rotary terhadap porositas tanah hasil olahan (Tabel 4). Pada Tabel 4 terlihat bahwa porositas terendah pada KA 1,4 batas`plastis dengan putaran bajak rotary 90 rpm, sedangkan tertinggi pada KA 0,8 batas`plastis dengan putaran bajak rotary 90 rpm dua kali olah. Porositas tanah pada KA 1,4 batas`plastis dengan putaran bajak rotary 180 rpm tidak berbeda dengan porositas tanah pada KA

1,0 dan 1,2 batas plastis dengan putaran bajak rotary 90 rpm, dan pada KA 1,2 dan 1,4 batas plastis dengan putaran bajak rotary 90 rpm dua kali olah. Demikian juga porositas tanah pada KA 1,0 batas plastis dengan putaran bajak rotary 180 rpm tidak berbeda dengan porositas tanah pada KA 0,8 batas plastis dengan putaran bajak rotary 90 rpm serta 90 rpm dua kali olah. Hasil ini sama dengan pernyataan Hill dan Cruse(1985) bahwa porositas tanah hasil olahan yang terbaik berkisar antara 68 % sampai 69 % persen yang diperoleh pada KA 1,0 batas`plastis.

Berat Isi Tanah Hasil Olahan Berat Isi Tanah Hasil OlahanBerat Isi Tanah Hasil Olahan Berat Isi Tanah Hasil Olahan

Berdasarkan hasil analisa terdapat interaksi antara kandungan air dan putaran bajak rotary terhadap berat isi tanah hasil olahan (Tabel 5). Pada Tabel 5 terlihat bahwa berat isi tanah hasil olahan tertinggi pada kandungan air 1,4 batas plastis dengan putarn bajak rotary 180 rpm sebesar 0,91 g/cm3 dan terkecil pada kandungan air yang sama dengan putaran bajak rotary 90 rpm.

Berat isi yang tidak berbeda diperoleh pada kandungan air 0,8 dan 1,0 batas plastis dengan putaran bajak rotary 180 rpm dan juga dengan yang diperoleh pada kandungan air 0,8; 1,0 dan, 1,4 batas plastis dengan putaran bajak rotary 90 rpm dua kali olah. Sedangkan pada putaran bajak rotary 90 rpm, porositas tanah tidak berbeda pada kandungan air 0,8; 1,0 dan 1,4 batas plastis dan berat isi terbaik berkisar antara 0,87 g/cm3 sampai 0,88 g/cm3 (Radcliffe et al., 1988).

Tabel 3. Interaksi antara Berbagai Kandungan Air dan Putaran Bajak Rotary Terhadap Kedalaman Olah (cm)

0,8 4,96a 10,65b 10,30b

1,0 4,73a 10,37b 10,11b

1,2 4,32a 10,17b 9,33b

1,4 4,00a 10,02b 8,88b

(5)

Tabel 4. Interaksi antara Berbagai Kandungan Air dan Putaran Bajak Rotary Terhadap Porositas Tanah

0,8 72,57e 70,03cd 70,77d

1,0 69.50cd 66,33b 68,83c

1,2 67,66c 65,50b 66,20b

1,4 65,30b 63,80a 66,03b

Tabel 5. Interaksi antara Berbagai Kandungan Air dan Putaran Bajak Rotary Terhadap Berat Isi Tanah Hasil Olahan (g/cm3)

0,8 0,87cd 0,90e 0,87cd

1,0 0,87cd 0,90e 0,88d

1,2 0,83b 0,86c 0,86c

1,4 0,81a 0,91e 0,89de

Kekasaran Permukaan Tanah Hasil Olahan Kekasaran Permukaan Tanah Hasil OlahanKekasaran Permukaan Tanah Hasil Olahan Kekasaran Permukaan Tanah Hasil Olahan

Kekasaran permukaan tanah hasil olahan sangat dipengaruhi oleh kandungan air saat pengolahan tanah. Terdapat interaksi antara kandungan air tanah dan putaran bajak rotary terhadap kekasaran permukaan tanah hasil olahan (Tabel 6). Terlihat bahwa kekasaran permukaan tanah hasil olahan terkecil 7,24 cm diperoleh pada kandungan air tanah 1,4 batas plastis dengan putaran bajak rotary 180 rpm dan terbesar pada kandungan air 14,44 cm dengan putaran bajak rotary 90 rpm. Pada kandungan air 1,2 dan 1,4 batas plastis pada putaran bajak rotary 180 rpm, 90 rpm dan 90 rpm dua kali olah didapatkan kekasaran permukaan tanah hasil olahan yang tidak berbeda, demikian juga pada kandungan air pada 0,8 dan 1,0 batas plastis dengan putaran bajak rotary 90 rpm dan 90 rpm dua kali olah.

Tegangan Geser Tanah Hasil Olahan Tegangan Geser Tanah Hasil OlahanTegangan Geser Tanah Hasil Olahan Tegangan Geser Tanah Hasil Olahan

Berdasarkan hasil analisa terdapat interaksi antara kandungan air saat pengolahan tanah denga putaran bajak

rotary terhadap tegangan geser tanaha hasil olahan (Tabel 7). Terlihat bahwa tegangan geser tanah tertinggi diperoleh pada kandungan air 0,8 batas plasis dengan putaran bajak rotary 90 rpm sebesar 19,34 kPa dan terendah pada kandungan air 1,4 batas plastis dengan putaran bajak rotary 180 rpm sebesar 9,66 kPa.

Tegangan geser tanah tidak berbeda pada kandungan air 0,8; 1,0; 1,2 dan 1,4 batas plastis dengan putaran bajak rotary 180 rpm dan pada kandungan air 1,2 dan 1,4 batas plastis dengan putaran bajak rotary 90 rpm dua kali olah. Demikian juga tegangan geser tanah tidak berbeda pada kandungan air 1,2 batas plastis pada putaran bajak rotary 90 rpm dengan tegangan geser pada kandungan air 0,8 dan 1,0 batas plastis dengan putaran bajak rotary 90 rpm dua kali olah. Hasil tegangan geser tanah hasil olahan dari penelitian ini masih termasuk kategori rendah ( Archer dan Marks, 1985 dalam Wanders, 1986; Spoor dan Godwin, 1979 dan Wander and Bollero, 1999).

(6)

Tabel 6. Interaksi antara Berbagai Kandungan Air dan Putaran Bajak Rotary Terhadap Kekasaran Permukaan Tanah Hasil Olahan (cm).

0,8 9,98b 14,44cd 14,23cd

1,0 9,66ab 13,06c 11,66bc

1,2 8,01a 9,07a 8,05a

1,4 7,24a 7,67a 7,45a

Tabel 7. Interaksi antara Berbagai Kandungan Air dan Putaran Bajak Rotary Terhadap Tegangan Geser Tanah Hasil Olahan (kPa).

0,8 12,05 ab 19,34 d 16,21 c

1,0 11,42 ab 17,67 cd 15,33 c

1,2 10,24 ab 15,65 c 12,10 ab

1,4 9,66 a 12,43 b 10,11 ab

KESIMPULAN KESIMPULAN KESIMPULAN KESIMPULAN

Hasil olahan yang meliputi diameter massa rerata agregat tanah, kedalaman olah, porositas tanah, berat isi tanah, kekasaran permukaan tanah, tegangan geser dan tahanan penetrasi tertinggi diperoleh pada kandungan air tanah 0,8 batas plastis dan terendah pada 1,4 batas plastis. Sedangkan hasil olahan tanah terbaik diperoleh pada kandungan air 1,0 batas plastis dengan putaran bajak rotary 90 rpm dua kali olah.

Kriteria hasil olahan tanah tegangan geser dan tahanan penetrasi tanah hasil olahan masih tergolong kreteria rendah.

Disarankan, bahwa pengolahan tanah sebaiknya dilakukan pada tanah dengan kandungan air 1,0 batas plastis dan dengan putaran bajak rotary 90 rpm dua kali olah. Selain itu juga perlu adanya pengkajian ulang untuk alat pengolah tanah yang lain dan kandungan air tanah saat pengolahan terhadap hasil olahan tanah yang baik.

DAFTAR PUSTAKA

Hill, R.L. and Cruse, 1985. Tillage effect on bulk density and soil strength of two Mollisols. Soil Sci.Soc. Am.J. 49: 1270 -1273.

Hill, R.L, 1978. Tillage requirements for cereal crop production and the relationship to the developmentof new tillage machinery. J. Soil Sci. 48: 363 – 370.

Koewenhoven, J.K. and B. Kroesbergen, 1986. Soil Tillage Practical Maanual. Tillage Laboratory of The Wageningen Agricultural University. The Netherland.

Koolen, A.J., 1977. Soil loosening processes in tillage. Analysis, syatematics and predictability. Medeelingen Landbouwhogeschool Wageningen p. 7 – 17.

Kuipers, 1983. Pengolahan Tanah. Bahan Kuliah Kursus Singkat Pengolahan Tanah. 4 -26 Nopember. Universitas Brawijaya, Malang. 178 p. Lindstrom, M.J., W.B. Vorhees and C.A.

Onstod, 1990. Tillage system and residu cover effects on infiltration in northwestern corn belt soil. J. Soil

(7)

Munkholm, L.J., 2000. Soil Fragmentation and Friability Effect of Soil Water an Soil Management. Danish Institut of Agricultural Sciences. Foulum The Royal Veterinery and Agricultural University, Copenhagen Ph.D. Dissertation. Negi, S.C., G.S.V. Raghavan and F.

Taylor, 1981. Hidraulic characteristics of convensional and zero-tillage field plots. Soil Tillage Res. 2: 281 – 292. Radcliffe, D.E., E.W. Tollner, W.L.

Hargrove, R.L. Clark and M.N. Golabi, 1988. Effect of tillage practices on infiltration an soil strength of a typic hapludult soil after ten year. Soil Sci.Soc. Am.J. 52: 794 – 804.

Spoor, G. and R. J. Godwin, 1979. Soil deformation and shear strength

characteristics of some clay soil at different moisture contentens. J. Soil Sci. 30: 483 -498.

Tollner, E.W., W.L. Hargrove and G.W. Langdale, 1984. Influence of convensional and no-tillage practices on soil physical properties in the Southern Liedmont. J. Soil Water Conserv. 39: 73 – 76.

Wander, M.M. and G.A. Bollero, 1999. Soil quality of tillage impacts in Illionis. Soil Sci. Soc. Am. J. 63: 961 – 971.

Zhai, R., R.G. Kacharoski and R.P. Voroney, 1990. Tillage effects 0n the special and temporal variation of soil water. Soil Sci. Soc. Am. J. 54: 186 – 192.