II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Budidaya Sayuran
Menurut Williams et al. (1993) budidaya sayuran meliputi beberapa kegiatan yaitu pengolahan tanah, penanaman, pemupukan, pemeliharaan, dan pemanenan. Budidaya sayuran di daerah tropika sangat dipengaruhi oleh ketinggian tempat. Tipe –tipe usaha tani sayuran yang berbeda dapat dijumpai di dataran rendah dan dataran tinggi.
Pengolahan tanah pada budidaya tanaman sayuran bertujuan untuk membuat kondisi tanah sesuai dengan kondisi yang diperlukan untuk pertumbuhan tanaman sayuran serta membuat guludan atau bedengan yang sesuai sebelum dilakukan penanaman. Guludan yang baik untuk penanaman sayuran harus bebas dari gulma yang dapat mengurangi penyerapan air dan unsur-unsur hara oleh tanaman sayuran.
Di samping itu, struktur tanahnya harus gembur dan halus, cukup ringan untuk penetrasi akar namun juga kuat untuk menopang tanaman. Menurut Nazaruddin (1995) tanah yang cocok untuk penanaman sayuran adalah tanah regosol, latosol, dan andosol. Jenis tanah ini mempunyai kesuburan tinggi, cenderung bereaksi netral (pH sekitar 6-7), gembur dan bertekstur halus. Jenis tanah ini umumnya terdapat didataran tinggi.
Penanaman sayuran dianjurkan dilakukan pada bedengan atau guludan. Bedengan atau guludan dibuat bersamaan dengan pengolahan tanah. Menurut Nazaruddin (1995), bedengan berbeda dengan guludan. Bedengan lebih lebar daripada guludan. Cara membuat guludan sama dengan bedengan. Bedanya guludan dibuat hanya untuk 1-2 baris tanaman.
Williams et al. (1993) menyatakan di daerah yang mungkin mengalami kekurangan air secara berkala, pembentukan guludan lebih baik daripada bedengan yang lebar (bedengan dengan lebar satu meter atau lebih) karena akan memudahkan tanaman mencapai air.
Bentuk dan ukuran guludan setiap jenis tanaman berbeda-beda sesuai dengan sifat perakaran dari tiap tanaman. Lebar guludan penting dalam kaitan dengan penyiangan, penanaman, dan kegiatan lain yang perlu dilakukan dalam
budidaya sayuran. Panjang guludan tergantung dari ukuran lahan pertanian, jumlah jenis yang diusahakan, dan urutan penanaman yang digunakan. Lebar antara guludan bervariasi menurut tipe tanaman yang diusahakan.
Jika dilakukan pada lahan yang relatif luas, pengolahan tanah konvensional menggunakan traktor dianjurkan dengan peralatan mesin untuk membuat guludan dengan lebar yang cocok. Penyiapan guludan dengan mesin tipe kecil cocok untuk usaha tani kecil. Kedalaman olah maksimal yang dapat dicapai dengan mesin itu sekitar 15-20 cm. Pada umumnya, dianjuran tanah yang terolah halus untuk bertanam sayuran. Tetapi pengolahan tanah yang berlebihan harus dihindari karena akan menghancurkan agregat tanah dan meningkatkan kerentanan erosi (Williams et al. ,1993).
Penanaman cabai merah bisa dibedengkan atau guludan (Sastrahidayat dan Soemarno, 1991). Menurut Nazaruddin (1995), cabai merah bisa ditanam dengan baris tunggal (single row) dengan guludan atau sistem beberapa baris bedengan. Sistem baris tunggal banyak dipakai petani pada dataran tinggi karena cocok dengan tanah yang bertekstur ringan atau sedang. Sistem beberapa baris pada bedengan lebih umum digunakan petani dataran rendah karena tanahnya bertekstur liat hingga berat.
Tanaman tomat memerlukan tanah yang gembur, berpasir, subur, dan banyak mengandung humus (Nurtika dan Abidin, 1997). Cara bertanam tomat ada dua macam, yaitu sistem bedengan dengan dua baris tanaman dan sistem guludan dengan satu baris tanaman. Supriyadi dan Kusumo (1983) dalam Nurtika dan Abidin (1997) menyatakan bahwa teknik bertanam dengan menggunakan guludan adalah cara terbaik untuk bertanam tomat di musim penghujan. Lebar guludan dibuat sekitar 60 cm dengan panjang disesuaikan dengan panjang lahan yang dikehendaki sedangkan tinggi guludan sekitar 20 cm (Nurtika dan Abidin, 1997).
Tanaman waluh (labu) memerlukan cukup banyak ruang dalam pertumbuhannya. Untuk budidaya di atas tanah, Williams et al. (1993) mengatakan harus dibuat guludan-guludan berjarak kira-kira dua meter dan diusahakan sepanjang guludan disebar langsung dengan jarak tanam sekitar 60cm.
2.2 Alat Dan Mesin Pertanian Untuk Pengolahan Tanah
Pengolahan tanah adalah semua pekerjaan pendahuluan sebelum tanam untuk membuat tanah dalam keadaan sebaik-baiknya guna pertumbuhan perakaran sampai dengan keadaan siap ditanami (Djojosoewardhono dan Sardjono, 1986 dalam Mundojo, 1989). Kepner et al. (1972) dalam Daywin et
al. (1993) menyatakan tujuan pengolahan tanah adalah 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 curah hujan, memperbaiki aerasi dan memudahkan perkembangan akar.
2.Peningkatan kecepatan infiltrasi akan menurunkan run off dan mengurangi bahaya erosi.
3.Menghambat atau mematikan tumbuhan pengganggu.
4.Membenamkan tumbuh-tumbuhan atau sampah-sampah yang ada di atas tanah ke dalam tanah, sehingga menambah kesuburan tanah.
5.Membunuh serangga, larva, atau telur-telur serangga melalui perubahan tempat tinggal dan terik matahari.
Menurut Koga (1988), traktor yang biasa digunakan di lahan pertanian yaitu traktor roda empat dan traktor tangan (traktor roda dua). Klasifikasi traktor biasanya didasarkan pada tujuan penggunaannya. Penggunaan traktor di lahan biasanya disesuaikan dengan luas lahan, jenis tanaman, dan jenis lahan. Daya traktor yang digunakan biasanya berkisar antara 12 sampai 80 hp.
2.2.1 Traktor Roda Dua
Traktor roda dua mempunyai banyak nama, seperti traktor berporos tunggal, traktor tangan, traktor kebun, traktor jalan, traktor pejalan kaki, dsb. Traktor roda dua merupakan sumber tenaga tarik mekanis yang dikendalikan dengan tangan. Walaupun produktivitas kerja traktor roda dua lebih rendah dari pada traktor roda empat, tetapi masih lebih tinggi dibanding produktivitas tenaga ternak, dan petani dapat menikmati kecepatan dan ketepatan waktu dalam menyelesaikan pekerjaan-pekerjaan pertanian dan menggunakan sumber tenaga motor diesel silinder tunggal
horisontal dengan kisaran tenaga antara 5 kW hingga 12 kW (Liljedahl et
al., 1989).
Traktor dua roda, seperti terlihat pada Gambar 1, terdiri dari komponen – komponen sebagai berikut : 1) motor, 2) dudukan motor dengan titik gandeng depan, 3) gear box termasuk kopling utama dan titik gandeng belakang, 4) kemudi dengan beberapa tuas kontrol, dan 5) roda.
Gambar 1. Bagian – bagian traktor dua roda (Sakai et al., 1998)
Motor sebagai tenaga penggerak traktor dapat berupa motor bensin atau motor diesel. Traktor yang menggunakan motor bakar bensin relatif lebih ringan dibandingkan traktor dengan menggunakan motor diesel. Bentuk motor bensin dan motor Diesel dapat dilihat pada Gambar 2. Mekanisme penyaluran tenaga terdiri dari kopling utama pada poros masukan, mekanisme poros PTO, mekanisme perpindahan gigi, dan rem parkir.
Motor Bensin Motor Diesel
Gambar 2. Motor bensin dan motor diesel untuk traktor dua roda (http://www.whnet.com)
Traktor roda dua mempunyai mekanisme penggandengan di bagian belakang traktor dan kadang-kadang ada tambahan titik gandeng di depan traktor. Kedua titik gandeng tersebut biasanya mempunyai dimensi yang sama. Dimensi dan spesifikasi dari titik gandeng dan pin gandeng mungkin dibuat menurut standar dari masing-masing negara produsen (Sakai et al. , 1998).
2.2.2 Alat Pengolahan Tanah Pertama
Alat pengolahan tanah pertama adalah alat-alat yang pertama kali digunakan untuk pengolahan tanah suatu lahan pertanian, yaitu untuk memotong, memecah, dan membalik tanah. Alat-alat yang biasa digunakan untuk pengolahan tanah pertama adalah a) bajak singkal (mouldboard plow), b) bajak piring (disc plow), c) bajak chisel (chisel
plow), d) bajak subsoil (subsoiler), dan e) bajak raksasa (giant plow).
Bajak singkal merupakan implemen pengolah tanah yang paling banyak digunakan dan mempunyai sejarah yang panjang. Menurut Daywin et al. (1993), bajak singkal dapat digunakan untuk bermacam-macam jenis tanah dan sangat baik untuk membalik tanah. Kedalaman olah bajak singkal berkisar antara 15.2-91.4 cm (Smith dan Wilkes, 1990) dengan lebar pembajakan antara 18-46 tergantung daya traktor dan tahanan tanah (Koga, 1988).
Bajak singkal mempunyai bagian-bagian utama, yaitu 1) pisau (share) untuk memotong, 2) singkal (moulboard) untuk membalik tanah dan membuat furrow, dan 3) penahan samping (landside) untuk menahan gaya dorong dari singkal ketika membalik tanah. Ketiga bagian utama tersebut diikat pada bagian yang disebut frog dan dihubungkan dengan rangka (frame) melalui batang penarik (beam), seperti terlihat pada Gambar 3. Bagian pisau memotong tanah, kemudian meneruskannya ke bagian singkal.
Gambar 3. Konstruksi bajak singkal (Srivastava et al., 1994)
Kemudian singkal mengangkat, membalikkan dan memecah tanah. Penghancuran bongkahan tanah terjadi pada saat tanah terangkat pada bidang miring singkal di mana terjadi geseran seperti terlihat pada Gambar 4.
Gambar 4. Pembentukkan bidang – bidang geser yang terjadi pada tanah (Kepner et al., 1972)
Pada saat ini telah dikembangkan bajak singkal reversible (bajak singkal bolak – balik) yang didesain untuk membalik tanah baik ke arah kanan maupun ke arah kiri, seperti terlihat pada Gambar 5. Davies et al (1993) mengatakan keuntungan dari bajak singkal reversible adalah tanah hasil pembajakan relatif lebih rata karena arah pembalikkan tanah dapat dibuat satu arah. Namun bajak singkal tipe ini dapat mengurangi laju kerja pembajakan karena karena operator harus selalu merubah arah pembalikkan tanah setiap kali ganti lintasan. Tuas pembalik arah (turn
wrest-lever) bajak Jepang ini terletak di belakang batang kendali bajak
untuk membalikkan arah pembalikkan potongan tanah. Kegunaanya adalah memutar pisau dan singkal bajak mengitari poros longitudinal, ke arah kiri atau kanan (Sakai et al, 1998).
Gambar 5. Traktor dua roda dengan perlengkapan bajak singkal reversible (Koga, 1988)
2.2.3 Alat Pengolahan Tanah Kedua
Menurut Smith dan Wilkes (1990), istilah pengolahan tanah kedua berarti pengadukan tanah sampai kedalaman yang komparatif tidak terlalu dalam. Alat – alat yang digunakan untuk pengolahan tanah sekunder adalah garu, penggembur, pemulsa, dan pemberaan. Salah satu jenis garu yang sering digunakan adalah garu rotari.
Garu rotari merupakan garu yang berupa pisau – pisau yang dipasang pada suatu poros yang berputar karena digerakkan oleh suatu motor (Daywin et al,1993). Kedalaman garu rotari berkisar antara 10 – 25 cm dan mempunyai kelebihan untuk membajak dan menggaru pada waktu yang bersamaan (Koga, 1988).
Rotari merupakan mesin yang efisien karena dapat melakukan pengolahan tanah, pemecahan tanah dan perataan tanah dalam satu proses. Sumber tenaga putar rotari didapatkan dari putaran power take off (PTO) traktor dua roda seperti Gambar 6 (Koga, 1988).
Kegunaan dari penggunaan rotari adalah :
a. Pengolahan tanah dan penghancuran bongkahan dilakukan berurutan. b. Tanah tidak berpindah, bila menggunakan rotari.
c. Pencampuran pupuk bisa lebih seragam dengan tanah. d. Biaya pengolahan menjadi lebih murah.
Gambar 6. Traktor dua roda dengan perlengkapan pengolah tanah rotari (Koga, 1988)
2.2.4 Alat Pembuat Guludan
Smith dan Wilkes (1990) mengatakan bahwa alat pembuat guludan pada prinsipnya adalah alat perata tanah dan pencetak yang dapat membentuk permukaan tanah dengan tanah yang rata. Sementara itu, menurut Wilkes dan Habgood (1968) yang dikutip oleh Smith dan Wilkes (1990), prinsip kerja alat pembuat guludan adalah mengumpulkan tanah dari tempat – tempat yang tinggi sepanjang sisi samping dan sisi guludan atas yang dibuat. Tanah yang terkumpul kemudian diletakkan di bagian – bagian rendah sepanjang alur sehingga akan terbentuk guludan dengan profil yang seragam di seluruh lapangan. Alat pembuat guludan biasa disebut dengan furrower atau ridger yang dapat dilihat pada Gambar 7.
Gambar 7. Furrower untuk membuat guludan (http://www. getearthquake.com)
Menurut Boers (2003) fungsi dari furrower adalah membuat alur, menutup benih, dan membuat alur untuk irigasi. Furrower digunakan
terutama di daerah tropis dan subtropis karena banyak tanaman pangan yang tumbuh di daerah tersebut seperti kapas, jagung, sorgum, kentang, tebu, sayuran dan lain –lain yang dibudidayakan dalam suatu alur baris tanaman. Kelebihan dari furrower, yaitu dapat digunakan untuk satu atau lebih dari satu alur baris, dapat menggunakan hewan maupun traktor sebagai tenaga penarik, dapat dikombinasikan dengan implemen lain, dan dapat digunakan sebagai alat penyiang.
Adapun bagian – bagian dari furrower beserta fungsinya, yaitu:
a. Mata bajak yang berfungsi sebagai ujung tombak dari bajak yang memulai menembus tanah.
b. Pisau bajak yang berfungsi untuk membelah dan memotong tanah. c. Singkal majemuk yang berfungsi untuk mengangkat dan membalik
tanah ke kanan dan ke kiri.
d. Rangka batang penarik yang berfungsi sebagai tempat menempelnya bajak dan berhubungan dengan kerangka utama.
2.3 Sifat Fisik dan Mekanik Tanah
2.3.1 Kadar AirAir terdapat di dalam tanah karena ditahan (diserap) oleh massa tanah, tertahan oleh lapisan kedap air, atau karena keaadan drainase yang kurang baik (Hardjowigeno, 1987). Menurut Das (1993), kadar air tanah didefinisikan sebagai perbandingan antara berat cair dan berat butiran padat dari volume tanah yang diteliti.
2.3.2 Kerapatan Isi (Bulk Density)
Menurut Hardjowigeno (1987), kerapatan isi merupakan perbandingan antara berat tanah kering dengan volume tanah termasuk volume pori – pori tanah. Kerapatan isi merupakan petunjuk kepadatan tanah. Semakin padat suatu tanah maka kerapatan isi semakin tinggi yang berarti semakin sulit meneruskan air atau ditembus oleh akar tanaman.
Menurut Fitzpatrick (1986), tanah berpasir mempunyai kerapatan isi lebih kecil dibandingkan tanah liat meskipun kerapatan partikel kedua
tanah tersebut sama. Menurut Islami dan Utomo (1995), kerapatan isi tanah pertanian bervariasi dari 1 g/cm 3 - 1.6 g/cm 3. Beberapa jenis tanah mempunyai kerapatan isi kurang dari 0.85 g/cm 3 (Hardjowigeno, 1987).
2.3.3 Tekstur Tanah
Tekstur tanah, menurut Hardjowigeno (1987) merupakan kasar halusnya tanah berdasarkan perbandingan banyaknya butir – butir pasir, debu, dan liat. Menurut Hardiyatmo (1992), tekstur tanah adalah perbandingan relatif antara butir primer pasir, debu, dan tanah liat. Tekstur tanah dipengaruhi oleh ukuran tiap – tiap butir yang ada di dalam tanah (Das, 1993).
Tekstur tanah, menurut Ashari (1995), menentukan daya ikat air (water holding capacity) dan kecepatan infiltrasinya. Pasir yang mempunyai ukuran partikel terbesar di antara partikel tanah yang lain dapat meneruskan infiltrasi air dengan cepat sehingga sekalipun terjadi hujan lebat tidak mengalami limpasan permukaan. Oleh karena itu, tanah pasir tidak dapat mengikat air dengan baik.
2.3.4 Struktur Tanah
Menurut Hardjowigeno (1987), struktur tanah merupakan gumpalan kecil dari butiran – butiran tanah. Gumpalan – gumpalan kecil ini mempunyai bentuk, ukuran, dan kemampuan (ketahanan) yang berbeda – beda. Faktor – faktor yang mempengaruhi struktur tanah, menurut Das (1993), diantaranya adalah bentuk, ukuran dan komposisi mineral dari butiran tanah serta sifat dan komposisi air tanah.
Williams et al. (1993) menyatakan bahwa untuk memperoleh hasil budidaya tanaman yang tinggi, tanah harus berstruktur baik. Sedangkan menurut Hardjowigeno (1987), tanah dengan struktur baik (granuler atau remah) mempunyai tata udara yang baik, unsur –unsur hara lebih mudah tersedia dan mudah diolah. Struktur tanah yang baik adalah yang bentuknya membulat sehingga tidak saling bersinggungan dengan rapat dan pori – pori tanah banyak terbentuk.
Struktur tanah menentukan penyusunan partikel tanah menjadi agregrat. Struktur tanah sangat penting dalam lahan pertanian karena menentukan aerasi tanah, pergerakan air tanah, serta penetrasi akar tanaman.
2.3.5 Tahanan Penetrasi
Tahanan penetrasi dapat dijadikan ukuran untuk menggambarkan besarnya kemampuan tanah yang diperlukan oleh peralatan pertanian untuk bekerja atau akar tanaman untuk menembus tanah. Nilai tahanan penetrasi ini diukur dengan menggunakan penetrometer dengan parameter
cone index.
Cone index (indeks kerucut) adalah suatu indeks untuk menyatakan
kemampuan tanah melawan atau menahan gaya penetrasi dari suatu kerucut. Indeks kerucut tanah menunjukkan tingkat kekerasan tanah dan untuk mengetahui ada tidaknya lapisan kedap pada kedalaman tertentu. Nilai cone index dipengaruhi oleh kerapatan isi, kadar air, dan jenis tanah. Menurut Davis et al. (1993), tahanan penetrasi tanah sangat tergantung pada kadar air tanah dan biasanya digunakan sebagai pembanding antara tempat – tempat yang berada pada areal lahan yang sama pada hari yang sama.
Nilai cone index (indeks kerucut) diukur pada kedalaman 5 cm, 10 cm, 15 cm, 20 cm, 25 cm, dan 30 cm dengan penetrometer. Persamaan yang digunakan untuk mencari indeks kerucut adalah :
Ci =
π
... (1)
dimana : Ci = cone index (indeks kerucut) (kg/cm2) F = gaya tekan penetrometer (kg)
