III METODOLOGI PENELITIAN 3.1. Tempat dan Waktu Penelitian

III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1. Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian dilaksanakan di Desa Marga Agung, Kecamatan Jati Agung
Kabupaten Lampung Selatan dan Laboratorium Rekayasa Sumber Daya Air dan
Lahan pada bulan Mei sampai dengan bulan Juni 2015.
3.2. Alat Dan Bahan Penelitian
Alat yang digunakan adalah selang regulator kompor gas, regulator
kompor gas, stick kompor gas, leher karburator, satu unit irigasi sprinkler
portable (Tusi, 2013), soil moisture meter, Ombrometer, double ring infiltrometer,
ring sample, oven, penggaris, gelas ukur, kamera, dan alat tulis.
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah gas LPG 3 kg, pipa
PVC, lem pipa, sambungan pipa, pupuk NPK Mutiara, Pestisida (Prevathon 50
SC), pupuk daun (Gromess) dan benih tanaman Pakcoy.
25
3.3. Metode Penelitian
3.3.1. Modifikasi Tenaga Penggerak Pompa
Tahapan-tahapan modifikasi pompa mengacu pada diagram alir pada
Gambar 1 berikut ini.
Mulai
Melepas bagian sistem bahan
bakar (karburator)
Pasang Leher Karburator
Universal dan Penutup
Pasang Stick kompor gas,
Selang Regulator dan
Regulator high pressure
Tidak
Mesin dapat
Beroperasi?
Ya
Selesai
Gambar 1. Diagram Alir Modifikasi Tenaga Penggerak Pompa
Tenaga penggerak yang digunakan pada pompa irigasi Sprinkler Portable
adalah mesin dengan jenis singgle silinder dengan bahan bakar bensin dan
mempunyai power output 5,5 HP. Tenaga penggerak pada pompa dimodifikasi
26
pada bagian sistem bahan bakar, modifikasi tenaga penggerak ini menggunakan
metode coba-ralat. Alat dan bahan yang dibutuhkan untuk memodifikasi tenaga
penggerak ini adalah stick kompor gas, selang regulator, regulator kompor gas
(high pressure), lem kaca (sealer), karet tali, leher karbulator motor universal,
pelat besi 2 mm dan baut ukuran 10 mm.
Modifikasi dilakukan dengan melepas bagian karbulator dan digantikan
dengan leher karbulator motor universal. Pada bagian depan leher karburator
diberi penutup berupa besi plat dengan tebal 2 mm. Penutup tersebut diberi
lubang 10 mm atau dipasangkan kran kompresor. Kemudian leher karburator
dihubungkan dengan selang regulator ke stik kompor gas. Stick kompor gas
tersebut sebelumnya dilepas pada bagian nozzlenya dan dihubungkan ke regulator
high pressure dan tabung LPG 3kg. Desain modifikasi pada tenaga penggerak
pompa dapat dilihat pada Gambar 2 berikut.
Keterangan gambar :
1.
2.
3.
4.
5.
Tabung LPG 3 Kg
Regulator high pressure
Stick kompor gas
Selang regulator gas
Mesin satu silinder 4 langkah
Gambar 2. Desain modifikasi tenaga penggerak.
Setelah pemasangan leher karburator tahap berikutnya adalah pemasangan
selang yang dihubungkan ke stick kompor gas. Selang yang digunakan
berdiameter lubang dalam 10 mm dan diameter luar selang 12 mm. Pemasangan
27
selang ini dihubungkan dari leher karburator ke stick kompor gas. Stick kompor
gas tersebut berfungsi sebagai kran pengatur bahan bakar yang masuk ke ruang
bakar pada tenaga penggerak. Kemudian stick kompor gas tersebut dihubungkan
dengan regulator high pressure melalui selang regulator. Regulator high pressure
ini berfungsi sebagai penyuplai gas ke stick kompor sebelum ke ruang bakar
mesin. Tekanan output gas dapat disesuaikan dengan memutar kran bagian atas
regulator dan memutar kran pada stick kompor.
Setelah semua komponen modifikasi terpasang, tahap selanjutnya adalah
menguji tenaga penggerak dengan cara menyalakanya. Apabila tenaga penggerak
pompa dapat berfungsi (mesin dapat dihidupkan) maka tahapan modifikasi telah
selesai. Dan apabila tenaga penggerak tidak dapat beroperasi (mesin tidak dapat
hidup) maka perlu dilakukan pengecekan ulang pada bagian sambungan selang.
3.3.2. Analisis Sifat Fisik Tanah.
Analisis sifat fisik tanah menggunakan pengambilan contoh tanah.
Pengambilan contoh tanah menggunakan metode tanah tidak terganggu.
Pengambilan dilakukan sebanyak satu kali dengan menggunakan ring sampel.
Adapun cara pengambilanya sebagai berikut:
1. Membersihkan permukaan bagian tanah yang akan diambil dari tumbuhan,
serasah dan kemudian digali sedalam 30 cm untuk mendapatkan contoh
tanah tidak terganggu.
2. Meletakkan ting sampel pada tengah galian dan kemudian menekannya
secara perlahan sampai ring sampel terbenam penuh didalam tanah.
28
3. Menggali tanah disekeliling ring sampel sehingga ring sampel dapat
diambil secara utuh.
4. Meratakan tanah lebihan dari ring sampel dengan menggunakan pisau
tajam atau gergaji kecil, kemudian menutup ring sampel dengan
menggunakan penutupnya.
3.3.3. Pengukuran Laju Infiltrasi
Prosedur pengukuran laju infiltrasi adalah sebagai berikut:
1. Mempersiapkan alat dan bahan.
2. Membersihkan dan meratakan lahan yang akan digunakan sebagai tempat
peletakan double ring infiltrometer.
3. Memasang alat ring dengan hati-hati untuk mengurangi kerusakan struktur
tanah. Ring infiltrometer dipasang vertikal pada permukaan tanah pada
tempat yang kemiringanya 0-8%.
4. Memasang double ring infiltrometer. Ring yang berdiameter kecil
diletakkan pada bagian dalam terlebih dahulu, kemudian ring yang
berdiameter besar dipasang pada bagian luar. Pemasangan ring ini
masing-masing ring dibenamkan sedalam 15 cm.
5. Memasukkan air kedalam kedua ring dengan ketinggian air sebanyak
10cm. Ketinggian air yang berada pada ring bagian dalam harus sama
dengan ketinggian air pada ring bagian luar.
6. Menjalankan stopwatch untuk memulai pengukuran penurunan muka air.
7. Melakukan pengukuran penurunan muka air selama proses infiltrasi
menggunakan penggaris berskala yang diletakkan pada ring bagian dalam.
29
Ring bagian luar hanya berfungsi sebagai pengkondisian tanah agar tidak
terjadi rembesan air saat pengukuran.
8. Mencatat penurunan muka air pada rentang waktu 4, 8, 12, 16, 20, 24 dan
28 menit.
Perhitungan nilai laju infiltrasi dilakukan menggunakan persamaan Model Horton
yang dinyatakan dengan Persamaan 20 berikut:
...........(20)
Dimana;
f = laju infiltrasi nyata (cm/h)
fc = laju infiltrasi tetap (cm/h)
f0 = laju infiltrasi awal (cm/h)
k = konstanta geofisik
3.3.4. Desain Tata Letak Perpipaan Irigasi Sprinkler Portable
Tata letak (lay out) jaringan irigasi sprinkler portable ini memilki jarak
antar nozzle head sprinkler sebesar 10 meter dan jarak sprinkler dari tepi lahan
sepanjang 7,5 m dengan jumlah nozzle head sprinkler sebanyak 4 buah untuk
sekali operasi. Suplai air irigasi diambil dari embung, kemudian ditampung
kedalam kolam penampung dengan dimensi panjang 3,6 m, lebar 1,5 m dan tinggi
0,75 m. Pada Gambar 3 berikut adalah lay out yang digunakan untuk aplikasi
irigasi sprinkler.
30
Sumber air
Selang cacing
pompa
7,5 m
10 m
pressure
gauge
X
X
X
X
9m
45 m
Gambar 3. Tata letak (lay out) jaringan irigasi sprinkler portable
3.3.5. Penyiapan Lahan
a).
Pengolahan Lahan
Lahan yang digunakan pada penelitian ini adalah lahan persawahan yang
berukuran 45 m x 9 m. Lahan tersebut diolah dengan bajak singkal dengan
kedalaman 20 cm – 30 cm kemudian dibentuk guludan-guludan dengan ukuran
lebar guludan 1,75m dan panjang guludan 45 m, dengan jarak antar guludan 0,5m.
Skema lahan yang akan digunakan untuk aplikasi irigasi sprinkler dapat dilihat
pada Gambar 4 berikut.
45 m
1,75 m
9m
0,5 m
Gambar 4. Skema lahan penanaman tanaman Pakcoy
31
b). Penyemaian
Penyemaian benih pakcoi dilakukan didalam bak semai dengan waktu
penyemaian selama 10-15 hari. Sebelum disemai benih pakcoi direndam dahulu
di air hangat selama 1-2 jam untuk memecah dormansi. Selanjutnya benih disebar
merata pada permukaan bak semai, lalu ditutup dengan media semai dan disiram
air. Media persemaian terdiri dari campuran tanah dan pupuk kandang dengan
perbandingan 1:1. Selama penyemaian bibit tanaman pakcoy diberi naungan agar
tidak terkena cahaya matahari secara langsung. Setelah bibit memiliki daun
sebanyak 4-5 helai( sekitar 15 hari sejak semai) bibit dapat dipindahkan ke lahan.
c). Pindah Tanam
Bibit tanaman pakcoi yang sudah siap tanam kemudian diletakkan di
dalam luang yang sebelumnya sudah dibuat dilahan kedalaman lubang antara 3cm
–5cm. Dengan jumlah bibit 1-2 bibit perlubang tanam. Jarak tanam antar barisan
20 cm x 20 cm dan jarak dengan tepi guludan 10 cm, seperti pada Gambar 5
berikut.
10 cm
10 cm
20 cm
10 cm
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
20 cm
10 cm
Gambar 5.10 Tata
letak penanaman bibit pakcoy
cm
32
3.3.6. Aplikasi Pemberian Air
Aplikasi pemberian air didasarkan dari perhitungan kondisi tanah pada
lahan menggunakan persamaan 1-4. Perhitungan tersebut digunakan sebagai
acuan batas kapasitas lapang, titik kadar air tanah kritis dan titik layu permanen.
Adapun untuk penyiraman tanaman dilakukan sesuai dengan perhitungan
menggunakan persamaan 7-12 setelah diketahui kadar air tanah yang terukur
dengan menggunakan soil moisture meter. Fraksi penipisan yang digunakan untuk
perhitungan penentuan penyiraman tanaman pakcoy diasumsikan sama dengan
fraksi penipisan selada yakni 0,3 karena tanaman pakcoy memiliki struktur yang
menyerupai dengan selada.
3.3.7. Variabel Pengamatan
Beberapa variabel yang diamati untuk mendapatkan data primer pada
penelitian ini adalah :
1.
Koefisien keseragaman curahan Sprinkler (CU)
Uji keseragaman irigasi sprinkler dilakukan dengan menggunakan
persamaan Christiansen (Persamaan 5).
Pengujian koefisien keseragaman curahan dilakukan dengan menggunakan
data volume tampungan. Pengujian koefisien keseragaman curahan
sprinkler ini dilakukan sebelum penanaman bibit pakcoy. Menurut Tusi
(2013), prosedur pengambilan data keseragaman curahan irigasi sprinkler
dapat dilakukan sebagai berikut :
33
Wadah penampung (cup) diletakkan pada area irigasi dengan jarak
antara 1 atau 2 meter.
Mesin pompa dihidupkan, kemudian gas dinaikkan secara perlahanlahan dan dalam hitungan detik (±20 detik) sampai pressure gauge
menunjukan nilai tekanan 1,5 bar.
Air curahan dibiarkan mengalir 15 menit. Selama proses irigasi
berlangsung, dilakukan pengukuran jarak lempar tejauh untuk masingmasing sprinkler.
Setelah selesai dilakukan pengukuran volume air tertampung dalam
wadah dengan menggunakan gelas ukur.
2.
Analisis keseragaman distribusi (Distribution Uniformity)
Perhitungan nilai keseragaman distribusi lebih rendah dari koefisien
keseragaman. Hal ini karena nilai koefisien keseragaman merupakan nilai
rata-rata keseluruhan sedangkan nilai distribusi keseragaman merupakan
nilai dari 25% atau seperempat data terendah dan data nilai distribusi
keseragaman pada sprinkler berada pada daerah yang dekat dengan letak
sprinkler itu sendiri. Perhitungan nilai keseragaman distribusi dilakukan
dengan menggunakan Persamaan 6.
3.
Pengamatan budidaya tanaman Pakcoy
Pengamatan budidaya tanaman pakcoy meliputi pertambahan tinggi
tanaman dan jumlah daun. Pengamatan ini dilakukan dengan menetapkan
beberapa plot tanaman dari lahan penelitian. Pemilihan plot dilakukan
34
secara acak berdasarkan curahan dari air dari sprinkler. Plot tersebut
berukuran 1m x 1m yang ditandai dengan tali plastik. Pemilihan letak plot
dapat dilihat pada Gambar 6 berikut.
X1
X2
X3
X4
Gambar 6. Plot sampel tanaman pakcoy
4.
Pengukuran kadar air tanah, dan data curah hujan
Pengamatan kadar air tanah dan data curah hujan dilakukan setiap hari pada
pagi hari. Pengukuran kadar air tanah menggunakan Soil moisture meter
dan sedangkan penggukuran data curah hujan menggunakan ombrometer
sederhana. Pengamatan kadar air tanah dilakukan untuk menentukan jumlah
kebutuhan air irigasi dan lama penyiraman tanaman pakcoy perhari
5.
Analisis biaya
Analisis biaya budidaya pakcoy dengan menggunakan irigasi sprinkler
dihitung menggunakan Persamaan 14-19. Analisis biaya tersebut digunakan
untuk menentukan kelayakan budidaya Pakcoy dengan aplikasi irigasi
sprinkler portable menggunakan pompa berbahan bakar gas. Selain itu
untuk menghitung jumlah Rupiah yang harus dibayar untuk pemompaan
setiap 1 m3 air yang diperlukan untuk memenuhi kebutuhan irigasi tanaman
pakcoy.
35
Mulai
Persiapan lahan
Persiapan alat dan bahan
Modivikasi Pompa
Modifikasi Tenaga penggerak
Pompa
Analisis Sifat Fisik Tanah
(Tektur Tanah, Uji Infiltrasi)
Uji Kelayakan Tenaga
Penggerak pompa
Instalasi Sistem Irigasi Sprinkler
Uji Keseragaman Curahan
Keseragaman Distribusi
Debit Sprinkler
Budidaya Pakcoi
Pengamatan Kadar Air tanah
Konsumsi Energi
Evapotranspirasi
Pengamatan Vegetatif
Panen
Analisis Biaya
Selesai
Gambar 7. Diagram alir pelaksanaan penelitian.