MEKANISASI PERTANIAN

ALAT DAN MESIN PENGOLAHAN TANAH

A. PENDAHULUAN

Pengolahan tanah adalah suatu usaha manipulasi kondisi sifat fisik maupun kimia tanah baik langsung maupun tidak langsung, sehingga dapat diperoleh berbagai kondisi tanah yang baik dan menguntungkan bagi pertumbuhan dan perkembangan tanaman. Pada umumnya pengolahan tanah dilakukan dengan cara memotong, membalikan dan mencacah gumpalan tanah. Dengan demikian pengolahan tanah adalah suatu usaha untuk menciptakan kondisi tanah yang baik dan siap tanam. Walaupun pengolahan tanah dilakukan oleh manusia sejak dahulu kala dan sudah mengalami perkembangan yang demikian pesat baik dalam metode maupun peralatan yang digunakan, tetapi sampai saat ini pengolahan tanah masih belum dapat dikatakan sebagai suatu ilmu eksakta yang dapat dinyatakan secara kuantitatif. Belum ada metode yang memuaskan yang tersedia untuk menilai hasil olah yang dihasilkan oleh suatu alat pengolah tanah tertentu, serta belum dapat ditentukan suatu kebutuhan hasil olah yang khusus untuk berbagai tanaman.

B. TUJUAN PENGOLAHAN TANAH

Beberapa hasil penelitian menyimpulkan bahwa masalah pengolahan tanah merupakan masalah yang penting untuk mendapatkan produksi tanaman yang optimal. Kondisi tanah yang baik adalah salah satu faktor berhasilnya produksi tanaman, dan untuk mencapai kondisi tanah yang baik itu diperlukan alat-alat pertanian. Meskipun masalah utama di dalam pembukaan dan pengolahan tanah adalah bagaimana agar didapatkan tingkat efisiensi yang optimal.

Walaupun demikian tujuan pengolahan tanah adalah sebagai berikut :

1. Menciptakan struktur tanah yang dibutuhkan untuk persemaian atau tumbuh benih/bibit. Tanah yang padat diolah sampai gembur hingga mempercepat infiltrasi air, berkemampuan baik menahan curah hujan, memperbaiki aerasi dan memudahkan perkembangan akar tanaman.

2. Meningkatkan kecepatan infiltrasi yang selanjutnya akan menurunkan run off dan mengurangi bahaya erosi.

3. Menghambat atau mematikan tumbuhan pengganggu.

4. Membenamkan tumbuh-tumbuhan atau seresah yang ada di atas tanah ke dalam tanah sehingga menambah kesuburan tanah.

5. Membunuh serangga, larva, atau telur-telur serangga melalui perubahan iklim mikro, tempat tinggal dan terik matahari.

Meskipun demikian pengolahan tanah guna menghasilkan kondisi tanah yang baik untuk memenuhi persyaratan pertumbuhan tanaman yang optimal dengan biaya yang rendah, hal ini dimaksudkan dari pengertian minimal tillage yaitu suatu usaha pengolahan tanah yang minimal mungkin dibawah kondisi tanah yang ada saat itu. Dikenal juga zero tillage atau tanpa olah tanah (TOT), yang menurut Buku tahunan ASAE (1973) yaitu suatu prosedur dimana penanaman dilakukan langsung tanpa persiapan, dan sering disebut dengan istilah bera kimiawi (chemical fallow).

Ada 3 sistem umum tanpa olah tanah yang dikenal, yaitu :

a. Menanam dilahan tidak dibuka atau lahan rumput poa

b. Menanam pada lahan tanaman penutup seperti misalnya biji-bijian kecil

c. Menanam pada lahan yang tanggul-tanggul atau sisa-sisa tanaman yang lalu terdapat pada permukaan tanah.

Pekerjaan pengolahan tanah dapat dibagi menjadi pengolahan tanah pertama (primer) dan pengolahan tanah kedua (sekunder). Secara singkat alat pengolahan tanah dapat digolongkan dalam tiga kelompok, yaitu :

1. Alat pembuka (Primary Tillage Equipment) pada pngolahan tanah pertama

2. Alat penghancur/penghalus (Secondary Tillage Equipment) pada pengolahan tanah kedua

3. Alat perata dan pembedeng (Finishing Tillage Equipment)

Dengan demikian cara perencanaan pengolahan tanah dengan menggunakan peralatan mekanis (mesin atau non mesin) dapat digolongkan menjadi :

a. Pengolahan tanah dengan mata bajak diangkat pada akhir pekerjaan

b. Pengolahan tanah dengan mata bajak tidak diangkat.

Bila mata bajak singkal bekerja memotong dan membalik tanah maka akan terbentuk bagian-bagian tanah dengan istilah sebagai berikut :

1. Alur (Furrow) yaitu bagian tanah yang terkerat berbentuk parit akibat tanahnya terbajak dan terlempar ke samping

2. Keratan tanah (Furrow Slice) yaitu bagian tanah yang diangkat dan diletakkan ke samping.

3. Alur Balik (Back Furrow) yaitu alur bajakan yang berhadapan satu sama lain

4. Lempengan (Slice) yaitu lempengan tanah yang terbajak dan terlempar ke samping.

5. Alur Gores (Scrath Furrow) yaitu pembajakan dangkal di ujung/akhir petakan sawah yang digunakan sebagai garis ancar-ancar untuk mengangkat peralatan dan membelok.

6. Kepala Bidang (Head Land) yaitu sepetak tanah yang dibiarkan tidak dibajak pada permulaan pekerjaan dan akan diselesaikan pada akhir pekerjaan. Petak ini umumnya merupakan bidang tanah pembelokan traktor.

7. Alur Mati (Dead Furrow) yaitu sebidang tanah yang tidak terolah dan umumnya berada di tengah areal yang dikerjakan.

Ada beberapa cara pengolahan tanah dengan menggunakan alat bajak, antara lain :

1. Sistem Balik Rapat dengan Head Land
2. Sistem berkeliling dengan scrath furrow
3. Dengan head land di dua sisi dan back furrow yang berganti dengan dead furrow
4. Dengan head land di dua sisi dan back furrow terdapat tepat di tengah-tengah lahan
5. Sistem berkeliling berawal dari pusat (tanpa head land) untuk membedakan dengan berkeliling dari pinggir
6. Sistem loncat kijang tanpa head land

1. C. SISTEM PENGOLAHAN TANAH

   1. PENGOLAHAN TANAH PERTAMA (Primery Tillage)

   Peralatan yang digunakan oleh petani pada pengolahan tanah primer adalah untuk memotong, memecah dan membalik tanah sampai kedelaman dari 15 sampai 91 cm. Alat-alat tersebut yaitu :

   a) Bajak Singkal (Mold Board Plow)

   Bajak Singkal dapat digunakan untuk bermacam-macam jenis tanah dan sangat baik untuk membalik tanah. Bagian dari bajak singkal yang berfungsi memotong dan membalik tanah disebut botton, yang dibangun dari bagian-bagian utama, yaitu : singkal (molg board), pisau (share) dan penahan samping (landside). Ketiga bagian utama tersebut dipadukan pada bagian yang disebut frog. Unit ini dihubungkan dengan rangka (frame) melalui batang penarik (beam).

   Ada 2 macam bajak singkal yang kedua-duanya adalah moldboard type, yaitu : 1. Single action, yaitu bajak yang hanya dapat memotong dan melemparkan tanah ke satu arah saja, bajak jenis ini sekarang sudah sangat jarang dipergunakan. 2. Double action, yaitu bajak yang dapat berubah-ubah arah pelemparan tanahnya (ke kiri atau ke kanan).

   Pada saat bajak bergerak maju, maka pisau memotong tanah dan mengarahkan potongan tanah (furrow slice) tersebut ke bagian singkal. Singkal akan menerima potongan tanah, karena kelengkungannya maka potongan tanah akan dibalik dan dipecah. Kelengkungan ini berbeda untuk kondisi dan jenis tanah yang berbeda agar diperoleh pembalikan dan pemecahan tanah yang baik. Penahan samping adalah bagian yang berfungsi untuk menahan tekanan samping dari keratan tanah pada singkal, sekaligus menjaga kestabilan jalannya bajak sewaktu bekerja. Bagian paling banyak bersinggungan dengan tanah adalah bagian belakang yang disebut tumit (heel).

   Selain bagian tersebut di atas, bajak singkal diperlengkapi dengan alat yang disebut pisau pemotong (coulter) yang berfungsi untuk membelah tanah, tumbuhan atau seresah yang ada diatas tanah sebelum pisau bajak memotong tanah. Dengan demikian sisa-sisa tumbuhan di atas tanah dapat dibalik dengan baik dan memperingan pekerjaan pisau bajak. Ada 2 bentuk pisau pemotong, yaitu pisau pemotong stasioner (stasionery knife) dan pisau pemotong berputar (rolling coulter).

   Ukuran lebar bajak dinyatakan dalam satuan panjang, dengan mengukur jarak dari wing sampai penahan samping. Secara teoritis ukuran ini dapat dianggap sebagai lebar pembajakan atau lebar pemotongan tanah. Tanah yang berlainan membutuhkan singkal dengan bentuk yang berbeda untuk mencapai tingkat kehancuran yang sama. Dengan demikian singkal dibagi dalam beberapa kelas, yaitu bajak untuk lahan dengan tunggul jerami, serba guna unutk lahan berumput dan bertunggul jerami, tanah hitam, pemecah dan kecepatan tinggi.

   Bajak singkal apabila dilihat dari atas atau samping terlihat suatu rongga atau suction, yang sangat penting untuk mencapai kedalaman atau lebar potongan bajak dan juga berperanan dalam menstabilkan jalannya bajak. Besarnya suction ini beragam dari 1/8 – 3/16 inchi, ukuran ini disebut juga clearance. Dalam operasinya bajak dapat digolongkan atas bajak tarik (trailing moldboard plow) dan bajak yang dapat diangkat secara hidrolik (mounted moldboard plow).

   Singkal adalah bagian bajak yang terletak langsung dibelakang mata bajak (kejen), merupakan bagian bajak yang terpenting sebab oleh singkal itulah lapisan tanah terpecah, dihancurkan dan dilembutkan, bagian ini menerima potongan tanah dari kejen dan membaliknya.

   a) Bajak Piringan (Disk Plow)

   Bajak piringan diciptakan untuk mengolah tanah dengan kondisi yang sulit bagi bajak singkal. Piringan dari bajak ini pada saat beroperasi dapat menggelinding dan berputar, sehingga bukan telapak bajak yang harus meluncur sehingga diharapkan dapat mengurangi gesekan dan tahanan tanah (draff) yang terjadi. Setiap piringan dari bajak piringan biasanya dilengkapi dengan pengeruk (scraper) yang berguna selain untuk membersihkan tanah yang lengket pada piringan juga membantu dalam pembalikan potongan tanah.

   Keuntungan menggunakan bajak piringan yaitu :

   ü Dapat bekerja di tanah keras dan kering

   ü Dapat untuk tanah-tanah yang lengket dan berdebu

   ü Dapat untuk tanah-tanah yang kasar, berbatu dan banyak perakaran

   ü Dapat untuk tanah-tanah yang gambut dan berseresah tebal

   ü Dapat untuk pembajakan yang dalam.

   Ada tiga jenis bajak piringan yang ditarik dengan traktor, yaitu :

   v Tipe tarik (trailing) yang terdiri atas tipe regular trailing disk plow, heavy duty disk plow (pengolah tanah dalam) dan one way disk plow (piring bajak yang disusun dalam satu gang melalui satu poros)

   v Tipe hubungan langsung (semi mounted disk plow) yang sering digunakan pada lahan sempit

   v Tipe diangkat penuh (integral mounted) karena pada tipe ini seluruh rangkaian bajak piringan dapat diangkat sepenuhnya oleh sistem hidrolik.

   b) Bajak Rotari (Rotary Plow)

   Bajak rotari mempunyai pisau pemotong (cangkul-cangkul kecil) yang berputar digerakkan oleh mesin pembantu/tambahan. Bajak ini sering disebut bajak putar, jenis ini banyak ditemui pada pengolahan tanah sawah untuk pertanaman pada. Ada tiga jenis bajak rotari yang banyak digunakan saat ini, yaitu :

   ü Tipe tarik dengan mesin tambahan (Pull auxiliary rotary engine), dilengkapi dengan motor khusus untuk menggerakkan bajak.

   ü Tipe tarik dengan penggerak PTO (Pull power Take Off driven rotary plow), umumnya alat ini digandengkan dengan traktor, sedangkan tenaga pemutar bajak menggunakan tenaga dari as PTO.

   ü Tipe kebun bergerak sendiri (Self propeled garden type rotary plow), alat ini sering terdapat pada traktor tangan (hand tractor)

   c) Bajak Brujul (Chisel Plow)

   Bajak tipe ini dilengkapi dengan tangkai yang kaku melengkung atau lurus dengan ujung sekop yang relatif sempit (tajak). Bajak ini seringkali disebut dengan istilah kultivator dalam dengan tugas yang berat, dan cara kerjanya tidak seperti bajak singkal atau pun bajak piringan dengan membalik, memecah tanah, dan membenamkan sisa-sisa tanaman, karena tanah dihancur dengan pengadukan, tanah tersebut tidak terbalik dan tergemburkan seperti yang diperoleh dari bajak singkal dan bajak piringan. Oleh sebab itu bajak brujul sering digunakan untuk memecah dan menggemburkan tanah yang keras dan kering sebelum diolah dengan bajak singkal atau bajak piringan. Dengan alat ini tanah sedikit banyak diaduk di tempat dengan kedalaman pembajakan mencapai 45 cm atau batas kedalaman lapisan olah tanah.

   Operasi pembrujulan dan pengadukan tanah tidak melemparkan tanah untuk menutupi seresah secara sempurna sehingga biasa digunakan untuk pengerjaan tanah dengan mulsa tunggul jerami atau pengolahan tanah di bawah permukaan, terutama untuk memecah lapisan tanah keras (hardpan) atau sol bajak (plowsole) yang terdapat dibawah kedalaman pembajakan biasa.

   d) Bajak Bawah Tanah (Subsoil Plow)

   Bajak ini lebih kuat dibandingkan dengan bajak brujul karena digunakan untuk menembus dan mengaduk tanah sampai kedalaman 51-91,5 cm. Pada umumnya merupakan alat tugas berat yang dirancang untuk beroperasi dibawah kedalaman pengolahan tanah yang normal serta untuk melonggarkan tanah guna memperbaiki drainase tanah.

   e) Bajak Raksasa (Giant Plow)

   Alat ini sesuai dengan namanya berbentuk sangat besar dan dipergunakan untuk membalik tanah pada kedalaman 100-180 cm. Dengan menggunakan alat ini tanah yang subur yang ada di dalam tanah dapat diangkat ke atas permukaan tanah.

   2. PENGOLAHAN TANAH KEDUA (Secondary Tillage)

   Pengolahan Tanah kedua dilakukan setelah pembajakan, istilah pengolahan tanah kedua atau pengolahan tanah sekunder diartikan sebagai pengadukan tanah sampai jeluk yang relatif tidak terlalu dalam. Peralatan pengolahan tanah pertama dapat dipergunakan untuk pengolahan tanah kedua dengan melakukan beberapa modifikasi.

   Tujuan pengolahan tanah kedua adalah sebagai berikut :

   a. Untuk memperbaiki pertanian dengan menggemburkan tanah yang lebih baik

   b. Untuk mengawetkan lengas tanah

   c. Untuk menghancurkan sisa-sisa tanaman yang tertinggal dan mencampurnya dengan tanah lapisan atas

   d. Untuk memecah bongkahan tanah dan sedikit memantapkan lapisan tanah atas, sehingga menempatkan tanah dalam kondisi lebih baik untuk penyebaran perkecambahan benih

   e. Mempersiapkan kondisi tanah yang siap tanam (guludan, bedengan dll)

   f. Membunuh gulma dan mengurangi penguapan terutama tanah bero.

   Alat pengolahan tanah kedua yang umumnya digunakan antara lain :

   1) Garu (Harrow)

   Merupakan peralatan yang dipergunakan untuk meratakan tanah, memecah bongkahan tanah, mengaduk tanah dan mencegah serta membinasakan gulma, dan sering juga dipergunakan untuk menutup biji.

   i. Garu Piringan (Disk Harrow)

   Garu piringan yang digunakan sebelum pembajakan untuk memotong sisa tanaman yang tertinggal dipermukaan tanah dan menggemburkan tanah lapisan atas sehingga paliran akan membentuk hubungan yang lebih baik dengan tapak paliran sehingga mencegah terbentuknya ruang-ruang udara saat paliran dibalik. Penggunaan setelah pembajakan untuk menggemburkan tanah dan menempatkan tanah dalam keadaan yang lebih baik bagi benih. Tujuan lain adalah :

   ü Menyiapkan lahan dalam keadaan siap tanam

   ü Pendangiran tanah

   ü Pemberaan

   ü Menutup biji yang disebarkan dengan tanah.

   Secara umum garu piringan dibagi atas : 1) garu piringan tipe tarik (trailing disk harrow), dan 2) garu piringan tipe angkat (hounted disk harrow). Sedangkan menurut pemasangannya terbagi atas : a) garu piringan aksi tunggal, apabila pada saat memotong tanah hanya melemparkan tanah ke satu arah, b) garu piringan aksi ganda, apabila piringan yang didepan berlawanan arah dengan yang dibelakang dalam melempar tanah, c) garu offset, apabila garu piringan dipasang menyamping.

   Kedalaman penetrasi ke tanah tergantung pada berbagai hal, yaitu : ukuran piringan, berat garu, ketajaman piringan, sudut rangkaian piringan, kemencengan piringan dan sudut penggandengan.

   i. Garu Gigi Paku

   Disebut garu demikian karena gigi garu yang mengaduk tanah mirip paku-paku yang panjang. Garu ini dikenal sebagai garu pasak, garu tarikan, garu seksi atau garu penghalus. Kegunaan utama garu ini adalah untuk mengfhaluskan dan meratakan tanah langsung setelah pembajakan sampai kedalaman 2 inchi (5,1 cm). Alat ini dapat pula digunakan untuk mendangir jagung dan kapas serta tanaman lain yang berbaris pada awal masa pertumbuhannya.

   ii. Garu Gigi Pegas

   Garu pegas sangat cocok untuk digunakan pada lahan yang keras dan mempunyai banyak batu atau akar-akar, karena gigi-giginya yang dapat melenting (memegas) apabila mengenai gangguan. Sealain itu untuk melonggarkan tanah setelah dibajak sebelum penanaman biji-bijian, dan mempunyai kemampuan yang baik untuk mengendalikan dan membunuh gulma karena dapat merobek-robek perakaran gulma dan mengangkatnya kepermukaan tanah.

   iii. Garu Rotary

   Ada dua macam garu rotary, yaitu : garu rotary cangkul (rotary hoe harrow) dan garu rotary silang (rotary cross harrow). Garu rotary cangkul merupakan susunan roda yang dikelilingi oleh gigi-gigi berbentuk pisau (cangkul kecil) yang dipasang pada as dengan jarak tertentu dan berputar vertikal, yang disebabkan oleh tarikan traktor. Sedangkan garu rotary silang terdiri dari gigi-gigi yang tegak lurus terhadap permukaan tanah dan dipasang pada rotor, dan berputar horizontal mengikuti PTO.

   iv. Garu Spesial

   Yang termasuk kedalam garu jenis ini adalah penyiang pemberi mulsa (weeder mulcher) dan soil surgeon. Weeder mulcher adalah alat yang digunakan untuk penyiangan, pembuatan mulsa, memecah lapisan tanah di atas biji yang berkecambah, dan pengendalian dan pemberantasan gulma saat tanaman baru tumbuh. Soil surgeon adalah alat yang merupakan susunan pisau berbentuk U yang digunakan untuk memecah bongkahan-bongkahan tanah di permukaan dan alat untuk meratakan tanah.

   1) Penggilas dan Penggembur Tanah (Land Rollers and Pulverizers)

   Merupakan peralatan yang digunakan untuk mempersiapkan lebih lanjut tanah persemaian. Alat ini menyerupai piring-piring atau roda-roda yang disusun rapat pada satu poros, secara umum dapat digolongkan atas dua jenis yaitu :

   a. Surface Packer, terdiri bermacam-macam, bentuk, antara lain : 1) V Shaped roller Pulverizers, 2) Kombinasi T shape dan sprocket wheel pulverizers, 3) Flexible sprocket wheel pulverizers

   b. Subsurface Packer, terdiri dari 2 macam, yaitu : 1) V Shaped packer dan 2) Crowfoot roller.

   2) Sub Surface Tillage and Field Cultivation

   Alat mekanis ini digunakan untuk mengolah dan mengaduk tanah dibawah permukaan tanpa merubah tanah dibagian permukaan dan sekaligus dapat untuk penyiangan. Tujuannya adalah mengolah tanah sedemikian rupa, sehingga sisa-sisa tanaman tetap tertinggal di permukaan tanah. Cara bercocok tanam ini dikenal dengan beberapa istilah yang berbeda-beda seperti usaha tani tanpa pembajakan, usaha tani sampah, mulsa tunggul jerami, pengelolaan sisa tanaman, pengolahan bawah permukaan dan pengolahan tanah minimum. Keuntungan penggunaan alat ini adalah : 1) meningkatkan kemampuan tanah dalam hal menyerap air, 2) mengurangi aliran permukaan (run off), 3) mengurangi erosi air atau angin, 4) mengurangi penguapan air dari permukaan tanah, dan 5) mengurangi pekerjaan pendangiran untuk membasmi gulma.

   Alat ini ada 2 jenis, yaitu :

   a. Subsurface tillage sweeps

   b. Subsurface tillage rod weeders.