5

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

II.1 Teknologi Pertanian

Dalam Perkembangan kebudayaan manusia, dari masa prasejarah sampai

era manusia modern, mengalami beberapa tahapan peradaban. Pada awal

peradaban kuno, manusia berkelompok dan hidup dengan cara berpindah-pindah

(nomaden) dari satu tempat ke tempat lain. Kebutuhan makanan dipenuhi dengan

cara mengumpulkan buah-buahan, biji-bijian, atau hasil pertanian lain yang dapat

dimakan, atau menangkap hewan. Pada era kebudayaan berpindah dan berburu

ini, kelompok atau suku manusia telah mengenal apa yang kita kenal sekarang

sebagai teknologi cara membuat senjata dari batu, masa kebudayaan itu dikenal

sebagai zaman batu kuno (paleotikum).

Peralihan dari zaman batu kuno ke zaman batu baru (neolitikum) dimulai

dengan semakin bertambahnya anggota keluarga kelompok tersebut sehingga

kehidupan berpindah sangat merepotkan. Selain itu, daya dukung lingkungannya

semakin tidak mencukupi dan tidak dapat memberikan hasil alam untuk bahan

makanan. Menurut naskah kuno, terungkap bahwa sekitar 10.000-8.000 tahun

SM masyarakat di daratan Cina, yang berdiam di lembah Sungai Kuning, mulai

mengenal cara bercocok tanam juwawut dengan mengolah tanah menggunakan

alat pengolah tanah berupa sebilah kayu yang ditajamkan dan ditempelkan ada

suatu tongkat. Kebudayaan itu diduga sebagai awal dikenalkannya kegiatan

pertanian, dalam arti bercocok tanam, sekaligus enggunaan teknologi pertanian

berupa pembuatan alat pengolahan tanah. Pada era yang lebih muda, sekitar

6.000-4.000 tahun SM masa keemasan terjadi pada kehidupan masyarakat

Babilonia, di lembah sungan Eufrat dan Tigris dengan kebudayaan bertani dan

beternak. Teknologi pertanian dikenalkan dengan menciptakan shadoof, jentera

terbuat dari kayu untuk menaikkan air (Nasoetion, 2003).

6

Perkembangan pertanian juga diiringi dengan perkembangan teknologi

awal untuk membantu kegiatan tersebut seperti alat pengolah tanah, jentera

penarik air, dan alat pemanen. Periode ini sejalan dengan zaman Logam, dimana

teknik peleburan tembaga dan emas telah dikenal di Timur Tengah pada 5000

SM. Penemuan perak di kawasan Timur Tengah dan juga di daratan Cina dan

Thailand merupakan tonggak zaman Perak. Demikian pula teknologi bangunan

dilakukan dalam pembuatan rumah dengan bata atau batu, baik untuk kediaman

atau untuk upacara agama seperti piramida dan candi, atau tempat penyimpanan

hasil panen pertanian.

Secara lengkap dari aspek ranah keilmuan, teknologi pertanian dapat

diuraikan sebagai suatu penerapan prinsip-prinsip matematika dan sains alam

dalam rangka pendayagunaan secara ekonomis sumberdaya pertanian dan

sumberdaya alam untuk kepentingan kesejahteraan manusia.

Soeprodjo (1994) waktu itu Sekretaris Konsorsium Ilmu Pertanian, Dikti,

Depdikbud memberikan definisi dari pendekatan falsafah teknologi pertanian

sebagai ilmu pengetahuan praktik-empirik yang bersifat pragmatik finalistik,

dilandasi pahan mekanistik-vitalistik dengan penekanan pada obyek formal

kerekayasaan dalam pembuatan dan penerapan peralatan, bangunan lingkungan,

sistem produksi serta pengolahan dan pengamanan hasil produksi.

Pertanian sebagai suatu subsistem dalam kehidupan manusia bertujuan

untuk menghasilkan bahan nabati dan hewani termasuk biota akuatik (perairan)

dengan penggunaan sumberdaya alam dan perairan secara efektif dan efisien

dalam rangka untuk mencapai kesejahteraan hidup manusia dan kelestarian daya

dukung lingkungan. Obyek formal dari ilmu pertanian budidaya reproduksi

dalam focus 1) budidaya; 2) pemeliharaan; 3)pemungutan hasil dari fauna dan

flora; 4) peningkatan mutu hasil panen yang diperoleh; 5) penanganan,

pengolahan, dan pengamanan hasil; serta 6) pemasaran hasil. Oleh karena itu,

secara luas cakupan teknologi pertanian meliputi berbagai penerapan ilmu teknik

pada cakupan obyek formal, dari budidaya sampai pemasaran. Berdasarkan pada

7

obyek formal pertanian tersebut, dapat disusun pemilahan teknologi pertanian,

baik secara epistemologis ataupun penerapan (aksiologis).

Berdasarkan pendekatan tersebut maka pemilahan dapat mencakup

teknologi pertanian yang aksiologisnya pada kegiatan penyiapan sumberdaya

(lahan untuk penanaman, kolam), budidaya, pemeliharaan sampai pemanenan,

Pilahan kedua, berfokus pada teknologi untuk penanganan, pengolahan, dan

pengamanan hasil. Kelompok ketiga merupakan teknologi untuk kegiatan

transportasi dan pemasaran hasil pertanian.

II.2 Teknik Pertanian

Pada pilihan pertama, masuk teknik pertanian, yang merupakan

pemahaman baru aspek teknik tentang bagaimana dan mengapa cara bekerjanya

berikut penjelasan secara ilmiah tentang manipulasi budidaya reproduksi

pertanian (sumberdaya hayati dan biofisik lingkungan). Terminologi teknik

pertanian sebagai padanan agricultural engineering dikenalkan di Indonesia pada

paruh 1990-an, bersamaan dengan pengenalan dan penggunaan traktor untuk

program intensifikasi pertanian. Soeprodjo (1994) membuat rumusan keilmuan

mengenai teknik pertanian sebagai berikut; ilmu praktik-empirik yang bersifat

pragmatik finalistik yang dilandasi faham mekanistik vitalistik dalam penerapan

produksi dan pemanfaatan biomassa dengan menekankan pada obyek formal

kerekayasaan dalam pengadaan peralatan, bangunan pengendalian lingkungan dan

sistem produksi.

Bidang cakupan teknik pertanian antara lain sebagai berikut,

• Alat dan mesin budidaya pertanian, mempelajari dan bergiat

dalam penggunaan,pemeliharaan, dan pengembangan alat dan

mesin budidaya pertanian.

8

• Teknik tanah dan air, menelaah persoalan yang berhubungan

dengan irigasi, pengawetan dan pelestarian sumber tanah dan

sumberdaya air.

• Energi dan elektrifikasi pertanian, mencakup prinsip-prinsip

teknologi energi dan daya seta penerapannya untuk kegiatan

pertanian.

• Lingkungan dan bangunan pertanian, mencakup masalah yang

berkaitan dengan perancangan dan konstruksi bangunan khusus

untuk keperluan pertanian, termasuk unit penyimpanan tanaman

dan peralatan, pusat pengolahan dan sistem pengendalian iklim

serta sesuai keadaan lingkungan.

Teknik pengolahan pangan dan hasil pertanian, penggunaan mesin untuk

menyiapkan hasil pertanian, baik untuk disimpan atau digunakan sebagai bahan

pangan atau penggunaan lain.

Perkembangan ilmu sistem pada tahun 1980-an memberikan imbas pada

bidang teknik pertanian, dengan berkemabangnya ranah sistem dan manajemen

mekanisasi pertanian, yang merupakan penerapan manajemen dan analisis sistem

untuk penerapan mekanisasi pertanian.

Penerapan ilmu sistem secara lebih khusus sangat menopang

perkembangan teknologi pertanian sebagai kegiatan industri, dalam

cabang/subspecies atau bahkan hibrida ilmu teknik sistem industri (industrial

system engineering), yang dikemudian hari menjadi landasan teknologi industri

pertanian (Mangunwidjaja, 1998).

Perkembangan berikutnya, pada abad ke-20 menuju abad ke-21 berkaitan

dengan ilmu komputasi, teknologi pembantu otak dan otot lewat sistem control,

sisem pakar, kecerdasan buatan (AI, artificial intelegency) berupa penerapan robot

pada sistem pertanian, menjadikan teknik pertanian berkembang menjadi sistem

teknik pertanian (agricultural systems engineering) dengan beberapa cabang

antara lain precission farming. Obyek formalnya sendiri yang berupa kegiatan

9

reproduksi flora dan fauna serta biota akuatik, didekati lebih luas sebagai sistem

hayati/biologis (biological systems) dengan orientasi pemecahan masalah

pertanian secara holistik dan kompleks dengan pendekatan bersistem. Dalam

pendekatan ini sumberdaya hayati berupa mikroba (mikroorganisme) ikut

dijadikan obyek formal dalam produksi dan peningkatan biomassa. Di beberapa

perguruan tinggi di Amerika Serikat dan Jepang, program-program studi atau

departemen yang dulu bernama Teknik Pertanian kini berganti baju dengan nama

Teknik Sistem Biologis (Biological System Engineering).

II.3 Alat dan Mesin Pertanian

Alat dan mesin pertanian atau yang biasanya disingkat dengan Alsintan

merupakan alat-alat yang digunakan dalam bidang pertanian untuk melancarkan

dan mempermudah petani dalam mengolah lahan dan hasil-hasil pertanian Alat

dan mesin pertanian sangat lah berperan penting dalam berbagai kegiatan

pertanian diantaranya adalah menyediakan tenaga untuk daerah yang kekurangan

tenaga kerja Antisipasi minat kerja di bidang pertanian yang terus menurun,

meningkatkan kapasitas kerja sehingga luas tanam dan intensitas tanam dapat

meningkat, meningkatkan kualitas sehingga ketepatan dan keseragaman proses

dan hasil dapat diandalkan serta mutu terjamin, meningkatkan kenyamanan dan

keamanan sehingga menambah produktivitas kerja, mengerjakan tugas khusus

atau sulit dikerjakan oleh manusia dan memberikan peran dalam pertumbuhan di

sektor non pertanian (Anonim, 2011)

Alat dan mesin pertanian digolongkan menjadi dua yakni alat dan mesin

budidaya pertanian serta alat dan mesin pengolahan hasil pertanian. Alat dan

mesin budidaya pertanian digunakan pada saat pra panen yakni pada saat

pengolahan tanah, penanaman bibit jagung dan pemberantasan hama dan

penyakit tananaman. Alat yang dapat digunkan misalnya traktor, alat penananam

biji-bijian, alat penyemprot hama, dan lain sebagainya.sedangkan alat pengolahan

hasil pertanian digunakan pada musim pasca panen yakni pada saat hasil-hasil

pertanian yang sudah matang perlu untuk diolah lagi apakah proses

10

penyimpanannya, pengeringannya atau proses peningkatan cita rasanya. Alat-alat

yang dapat digunakan misalnya alat pengering, alat pencacah, dan lain

sebagainya.

Untuk merawat dan memelihara alat dan mesin pertanian ini dengan

biasanya dibangunkan bengkel pertanian yang khusus untuk merawat dan

memelihara alat dan mesin pertanian agar apt digunakan dengan baik dan dalam

jangka waktu yang cukup lama. Alat dan mesin pertanian sangat perlu perawatan

dan pemeliharaan khususnya dalam penggunaannya perlu diefisienkan agar alat

dan mesin tersebut tidak mengalami kerusakan dan kendala pada saat akan

digunakan dilapangan (Anne, 2012).

II.4 Penggolongan Alat dan Mesin Pertanian

1. Alat dan Mesin Budidaya Pertanian

• Traktor tangan

Traktor tangan merupakan salah satu mesin pengolah tanah yang kini

mulai banyak digunakan petani dalam mengolah tanah. Sebagai mesin pengolan

tanah traktor haruslah dilengkapi dengan peralatan pengolah tanahnya, seperti

bajak, garu, ataupun bajak rotari. Untuk mengenal traktor sebagai mesin pengolah

tanah, maka perlu dipahami prinsip kerja serta persyaratan kondisi kerja,

perlengkapan, serta kegunaannya (Gunawan, 2001).

Gambar 2.1 Traktor Tangan

11

Prinsip kerja traktor tangan adalah mesin pengolah tanah dengan

menggunakan tenaga penggerak motor bakar yang pada umumnya motor diesel.

Sebagai mesin pengolah tanah, traktor digunakan untuk menarik peralatan

pengolahan tanah, seperti bajak piring, garu piring, dan lain-lain. Traktor roda

empat yang dirangkai dengan peralatan pengolah tanah perlu diatur atau disetel

posisi peralatannya agar dapat difungsikan dengan baik. Pengaturan tersebut

dilakukan dengan mamanjangkan atau memendekkan pada ikatan sambungan

peralatan atau pada “tiga titik penyambungan”. Kegunaan traktor tangan di bidang

pertanian adalah Untuk menarik peralatan pengolah tanah seperti bajak singkal,

bajak rotari, dan garu, juga alat transportasi seperti gerobak Untuk menggerakkan

peralatan stasioner, seperti generator listrik, mesin pompa air, mesin penggilingan

gabah, dan lain-lain (Gunawan, 2001).

• Traktor Roda Empat

Traktor roda empat adalah salah satu alat pengolah tanah jika dilengkapi

dengan peralatan pengolah tanah, seperti bajak singkal, bajak piring, garu piring,

dan lain-lain. Secara umum traktor roda empat adalah traktor dengan tenaga

penggerak dari motor diesel dengan didukung empat buah roda. Traktor ini

dirancang untuk bekerja di lahan kering, bukan untuk lahan sawah. Berdasarkan

ukurannya dibedakan menjadi traktor mini, menengah, dan traktor besar

(Gunawan, 2001).

Gambar 2.2 Traktor Roda Empat

12

Prinsip Kerja Alat ini adlah Traktor roda empat dioperasikan oleh operator

yang duduk di atas tempat duduk sambil mengemudikannya. Peralatan pengolah

tanah dipasangkan atau disambungkan dengan traktor melalui perangkat yang

disebut three hitch point atau penyambungan titik tiga, yang terdiri sepasang

garpu kiri dan kanan, sedangkan satu tuas lainnya berada dibagian atas sistem

penyambungan titik tiga, disebut top link (tuas penyambung bagian atas). Dengan

menggunakan sistem penyambungan ini pengaturan posisi peralatan (bajak, dan

lain-lain.) yang diinginkan dapat diatur dengan memanjangkan atau

memendekkan tuas penyambung atas. Selanjutnya untuk mengamankan agar

traktor tidak terangkat pada saat dioperasikan untuk pengolahan tanah, maka

traktor perlu disetimbangkan dengan memasang beban tambahan pada bagian

depan traktor. Dengan melakukan persiapan seperti ini, maka traktor telah siap

dioperasikan untuk pengolahan tanah (Gunawan, 2001).

• Mesin penyemprot

Pestisida yang dipakai dalam budidaya tanaman umumnya berbentuk

cairan dan ada pula yang berbentuk tepung, digunakan untuk mengendalikan

gulma, hama dan penyakit tanaman. Untuk mengaplikasikannya pestisida cair

digunakan alat penyemprot yang disebut sprayer, sedangkan untuk pestisida

berbentuk tepung digunakan alat yang disebut duster. Dalam penggunaannya

sehari-hari petani sering menemukan masalah seperti teknik pemakaian, serta

perbaikan dan pemeliharaannya. Hal seperti ini pada akhirnya akan menentukan

tingkat efisisnsi dan efektivitas dalam penggunaannya. Berdasarkan tenaga yang

digunakannya alat penyemprot dibedakan menjadi: alat penyemprot dengan

tenaga tangan, dan alat penyemprot dengan pompa tekanan tinggi. Salah satu jenis

alat penyemprot yang ada adalah alat penyemprot dengan tekanan udara tinggi

atau sering pula disebut penyemprot gendong,karena dalam pengoperasiannya alat

ini digendong oleh operatornya. Prinsip kerja alat penyemprot adalah memecah

cairan menjadi butiran partikel halus yang menyerupai kabut. Dengan bentuk dan

ukuran yang halus ini maka pemakaian pestisida akan efektif dan merata ke

seluruh permukaan daun atau tajuk tanaman. Untuk memperoleh butiran halus,

13

biasanya dilakukan dengan menggunakan proses pembentukan partikel dengan

menggunakan tekanan (hydraulic atomization), yakni cairan di dalam tangki

dipompa sehingga mempunyai tekanan yang tinggi, dan akhirnya mengalir

melalui selang karet menuju ke alat pengabut. Cairan dengan tekanan tinggi dan

mengalir melalui celah yang sempit dari alat pengabut, sehingga cairan akan

pecah menjadi partikel-partikel yang sangat halus (Gunawan, 2001).

Gambar 2.3 alat penyemprot pestisida

2.Alat dan Mesin Pengolahan Hasil Pertanian

• Mesin Pengering

Mesin pengering merupakan salah satu mesin penanganan pasca panen

hasil pertanian. Timbulnya kerusakan pada bahan hasil pertanian karena masih

tingginya kadar air bahan, sehingga belum memadai untuk disimpan. Untuk

mengkondisikan bahan agar aman untuk disimpan adalah dengan perlakuan

pengeringan. Ditinjau dari kondisi bahannya selama berada di dalam mesin

pengering, maka mesin pengering dibedakan menjadi mesin pengering tipe bak

(batch), dimana bahan yang dikeringkan berada dalam keadaan diam teronggok

selama pengeringan berlangsung. Tipe yang lain adalah mesin pengering tipe

kontinyu, dimana bahan yang dikeringkan mengalir secara kontinyu selama proses

pengeringan berlangsung. Berdasarkan parameter pengeringan yang lain, mesin

14

pengeringan dapat dibedakan menjadi beberapa tipe mesin pengering yang

lainnya. Namun demikian pada modul ini hanya akan dibahas tentang mesin

pengering tipe bak (batch) (Gunawan, 2001).

Gambar 2.4 alat pengering sederhana

Prinsip kerja mesin pengering tipe bak adalah bahan yang disimpan di

dalam bak pengering akan mendapat aliran udara panas yang dihasilkan oleh

kipas peniup dan tungku pemanas yang ditempatkan di dalam saluran udara

(duckting). Aliran udara panas ini akan menembus celah diantara butiran bahan,

sehingga terjadi proses perpindahan kalor dari udara pengering kepermukaan

bahan. Dampak dari proses pemanasan ini mengakibatkan kandungan air di dalam

bahan akan menguap ke luar dari dalam bahan ke udara sekelilingnya. Proses dan

kejadian keluarnya uap air dari dalam bahan inilah yang dimaksud dengan proses

pengeringan.

Uap air hasil pengeringan dari bahan yang dikeringkan akan

meningkatkan kelembaban nisbi udara disekeliling bahan. Karena proses

pengeringan dengan tipe bak ini berhubungan langsung dengan udara sekeliling,

15

maka penambahan uap air ke udara sekeliling tidak akan menaikkan nilai

kelembaban nisbi udara di atas tumpukan bahan yang dikeringkan (Gunawan,

2001).

II.5 Alat Tanam Padi

Jenis alat/mesin penanam dapat digolongkan menjadi 3 golongan

berdasarkan sumber tenaga atau tenaga penarik yang digunakan, yaitu:

1. Alat penanam dengan sumber tenaga manusia

Alat penanam dengan sumber tenaga manusia dapat pula digolongkan

menjadi 2 golongan, yaitu:

a. Alat penanam tradisional

Alat penanam tradisional yang umum digunakan adalah alat yang disebut

tugal. Tugal merupakan alat yang paling sederhana yang dapat digerakkan dengan

tangan dan cocok untuk menanam benih dengan jarak tanam lebar.

Gambar 2.5 alat tanam tugal

Tugal bentuknya bermacam-macam sesuai dengan modifikasi

suatu daerah atau negara. Bentuk tugal di Indonesia merupakan bentuk tugal yang

paling sederhana, karena pada tugal tersebut tidak terdapat bentuk mekanisme

16

pengeluaran benih. Disini benih dimasukkan kedalam tanah secara terpisah,

artinya memerlukan bantuan orang lagi.

b. Alat penanam semi mekanis

Bentuk dan macam alat penanam semimekanis ini juga bermacam-

macam sekali. Alat-alat penanam ini cocok digunakan, baik pada tanah-tanah

ringan maupun berat serta cocok untuk benihbenih berukuran besar dan kecil.

Gambar 2.6 alat tanam semi mekanis

17

2. Alat penanam dengan sumber tenaga hewan

Alat penanam dengan sumber tenaga hewan juga banyak sekali

macamnya, tergantung modifikasi suatu daerah serta jenis benih yang akan

ditanam.

3. Alat penanaman berdasarkan sumber tenaga traktor

Berdasarkan cara penanaman, maka alat penanaman dengan

sumber tenaga dari traktor dapat digolongkan menjadi 3 golongan, yaitu:

a. Alat penanaman sistem baris lebar

Alat baris penanaman sistem baris lebar ini telah dirancang untuk

menempatkan benihbenih dalam tanah dengan jarak baris tanam satu dengan yang

lain cukup lebar, sehingga akan mungkin dilakukan penyiangan dan

meningkatkan efisiensi pemanenan.Alat penanam seperti ini banyak digunakan

untuk tanaman seperti : jagung, kapas, sorgum, serta kacangkacangan.

Berdasarkan cara penempatan benih dalam tanah, maka alat penanam

sistem baris lebar dapat dibagi 3 tipe yaitu : drill, hilldrop dan checkrow.

Sedangkan untuk penempatan alat pananam pada traktor dapat dibagi 2 golongan,

yaitu : trailing dan mounted.

b. Alat penanam sistem baris sempit

Alat penanam tipe ini adalah dirancang khusus untuk menanam

benih-benih kecil atau rumput-rumputan dalam baris dan alur yang sempit serta

kedalaman yang seragam.Karena inilah, maka pengoperasian alat-alat mekanis

dalam baris kecil sekali kemungkinannya. Alat penanam sistem baris yang sempit

ada yang mempunyai corong pemasukan yang hanya untuk benih saja dan adapula

yang mempunyai corong yang cukup luas namun terbagi menjadi dua bagian, satu

bagian menjadi tempat benih dan bagian lain menjadi tempat pupuk. Bagian-

bagian utama dari alat penanam sistem baris sempit ini adalah :

1. Kerangka

18

2. Roda-roda

3. Kotak benih dan pupuk

4. Pengatur pengeluaran benih

5. Saluran benih

6 Pembuka alur

7. Pengatur kedalaman

8. Penutup dan penekan alur

c. Alat penanam sistem sebar

Penanaman sistem sebar merupakan cara penanaman yang paling

lama dan sederhana. Penebaran benih dengan mengunakan mesin lebih teliti dan

cepat bila dibandingkan penebaran dengan tangan. Penanaman sistem sebar ini

memerlukan adanya pembuka alur, maka dari itu harus disiapkan dengan

pengolahan tanah yang menggunakan peralatan seperti garu piring. Dan juga

sistem ini tidak memerlukan penutupan. Penutupan kemudian dapat dilakukan

dengan garu paku atau yang lainnya.

Alat penanaman sistem sebar terdapat 3 sistem alat, yaitu :

1. Tipe sentrifugal atau endgate

2. Tipe pesawat terbang

3. Penebar rumputrumputan

4. Alat penanam berdasarkan bahan tanaman yang ditanam

Alat penanaman dengan sumber bahan tanam yang digunakan

dapat dibedakan menjadi dua, yaitu:

19

a. Transplanter

Transplanter merupakan alat penanam bibit dengan jumlah,

kedalaman, jarak dan kondisi penanaman yang seragam. Pada penanaman padi,

dapat dibedakan berdasarkan cara penyemaian dan persiapan bibit padinya. Yang

pertama, yaitu mesin yang memakai bibit yang ditanam/disemai di lahan (washed

root seedling). Mesin ini memiliki kelebihan yaitu dapat dipergunakan tanpa harus

mengubah cara persemaian bibit yang biasa dilakukan secara tradisional

sebelumnya. Namun demikian waktu yang dibutuhkan untuk mengambil bibit

cukup lama, sehingga kapasitas kerja total mesin menjadi kecil. Yang kedua

adalah mesin tanam yang memakai bibit yang secara khusus disemai pada kotak

khusus. Mesin jenis ini mensyaratkan perubahan total dalam pembuatan bibit.

Persemaian harus dilakukan pada kotak persemaian bermedia tanah, dan bibit

dipelihara dengan penyiraman, pemupukan hingga pengaturan suhu. Bila dilhat

dari jenis sumber tenaga untuk menggerakkan mesin, terdapat tiga jenis mesin

tanam bibit yaitu alat tanam yang dioperasikan secara manual, mesin tanam yang

digerakkan oleh traktor dan mesin tanam yang memiliki sumber tenaga atau

engine sendiri.

Gambar 2.7 mesin tanam padi model transplanter

20

Berdasarkan sistem pendukungnya, mesin ini dapat dibedakan menjadi

yang bergerak dengan roda, dan yang bergerak dengan roda dan dilengkapai

dengan papan pengapung.

Jenis mesin yang manapun dipergunakan, permukaan lahan sawah harus

datar dan rata, kedalam air harus rata, demikian juga kekerasan tanah juga harus

sama, karena hal ini akan memberikan kestabilan operasi. Jika tidak, akan banyak

terjadi kegagalan penancapan bibit, sehingga akan butuh waktu yang cukup lama

untuk penyulaman secara manual.

b. Seeder

Alat penanam (seeder) berfungsi untuk meletakkan benih yang

akan ditanam pada kedalaman dan jumlah tertentu dengan keseragaman yang

relatif tinggi. Sebagian besar alat penanam dilengkapi dengan alat penutup tanah.

Bila benih dengan menggunakan alat tanam, maka mekanisme kerja alat akan

mempengaruhi penempatan benih di dalam tanam, yaitu berpengaruh pada

kedalaman tanam, jumlah benih tiap lubang, jarak antar lubang dalam baris, dan

jarak antar baris. Di samping itu ada kemungkinan kerusakan benih dalam proses

aliran benih dalam alat tanam. Benih tanaman yang berupa biji-bijian ada

bermacam-macam, seperti kacang tanah, jagung, kedelai, kacang hijau,dll, yang

masingmasing memiki bentuk, ukuran, kekuatan agronomis yang berbedabeda.

Untuk itu diperlukan alat tanam yang memiliki kekuatan tanam yang berbeda

pula. Beberapa sifat fisis benih yang mempengaruhi alat tanam, yaitu ukuran,

bentuk, keseragaman bentukdan ukuran, density per satuan volume, dan tekanan

terhadap tekanan dan gesekan. Penebaran benih dan pola pertanaman dengan alat

penanam (seeder) ini dapat digolongkan menjadi 5 macam diantaranya :

a) Broadcasting (benih disebar pada permukaan tanah)

b) Drill seedling (benih dijatuhkan secara random dan diletakkan pada

kedalaman tertentu dalam alur sehingga diperoleh jalur tanaman tertentu).

21

c) Pesicion drilling (benih ditanam secara tunggal dengan interval yang

sama dengan alur)

d) Hill dropping (kelompok benih dijatuhkan secara random dengan

interval yang hamper sama dengan alur)

e) Chezktow planting (benih diletakkan pada tempat tertentu sehingga

diperoleh lajur tanaman dengan dua arah yang sama) Mesin atau peralatan yang

digunakan sebagai penanaman benih adalah sebagai berikut :

Gambar 2.8 Mesin tanam sebar (seeder)

1) Mesin tanam sebar (broadcast seeder)

Pada alat ini penjatahan benih dari hoper melalui satu lubang variabel

(variable orifice). Suatu agitator ditempatkan diatas lubang variabel tersebut untuk

mencegah macet karena benih-benih saling mengunci (seed bridging), juga agar

aliran benih dapat kontinyu. Kadang-kadang suatu roda bercoak (fluted wheel)

digunakan sebagai penjatah benih. Benih hasil penjatahan ini kemudian

dijatuhkan pada piringan yang berputar. Karena bentuk dari piringan ini, benih

tersebut akan dipercepat dan dilempar mendatar karena adanya gaya sentrifugal.

22

Lebar sebaran tergantung pada diameter piringan, bentuk penghalang, dan desitas

dari benih. Dua buah disk berputar dengan arah putaran yang berlawanan (counter

disk spinning) dapat dipergunakan agar jangkauan sebaran lebih lebar Laju benih

dikontrol dari ukuran bukaan, kecepatan maju traktor, lebar sebaran. Centrifugal

spreader merupakan alat yang cukup fleksibel karena dapat dipergunakan untuk

menyebar benih, pupuk, pestisida dan material lain yang berupa butiran. Setelah

operasi tanam sebar kemudian dilakukan operasi pengolahan tanah kedua untuk

menutup benih dengan tanah.

2) Mesin tanam acak dalam lajur (drill seeder)

Mesin tanam benih secara acak dalam lajur, biasanya pada setiap

alur tanam, benih dijatah dari hoper oleh suatu silinder bercoak yang digerakkan

dengan roda tanah (ground wheel). Jumlah benih per satuan waktu atau laju benih

dikontrol melalui lebar bukaan yang dapat diatur. Benih tersebut melewati tabung

penyalur benih jatuh secara gravitasi ke lubang tanam yang dibuat oleh pembuka

alur, bisa berupa disk atau bentuk lain. Umumnya jarak antar benih berkisar antara

150 – 400 mm. Metoda penutupan benih dapat dilakukan dengan rantai tarik, yang

ditempatkan dibelakang pembuka alur (furrow opener). Setelah benih tertutup

tanah, maka tanah diatas dan disamping benih tersebut akan diperkeras

menggunakan roda tekan. Jenis-jenis pembuka alur dan roda tekan.

3) Mesin tanam presisi dalam lajur (precision seeder)

Mesin tanam presisi (memberikan penempatan yang tepat dari

setiap benih pada interval yang sama dalam setiap alur tanam. Jarak antar alur

tanam atau sering juga disebut jarak antar barisan, umumnya dibuat cukup lebar

untuk keperluan penyiangan. Mesin tanam presisi tersedia dalam

bermacammacam variasi. Dimana sumber tenaga tarik yang digunakan dapat

menggunakan orang, hewan, traktor roda2 maupun trator 4 roda. Secara umum

ada 4 bagian utama yang selalu ada dalam alat tanam presisi, yaitu 1) pembuka

alur (furrow opener) untuk mengontrol kedalaman tanam, 2) penjatah benih

(metering seed) untuk menjaga interval jarak benih dalam alur dapat seragam, 3)

23

penutup alur, untuk menutup alur tanam, dan 4) roda tekan (pressing wheel),

untuk memadatkan tanah disekitar benih agar kontak antara benih dan tanah

cukup baik.

II.6 Bagian-Bagian Alat Tanam

1. Alat penanam dengan sumber tenaga manusia

a. Alat penanam tradisional

Bagian-bagian utama dari tugal menurut fungsinya adalah sebagai

berikut :

• Tangkai pegangan

• Tempat atau kotak benih

• Saluran benih

• Pengatur pengeluaran benih

b. Alat penanam semi mekanis

Bagian-bagian utama dari alat penanam tipe ini adalah :

• Tangkai pendorong

• Roda depan

• Kotak benih

• Pengaturan pengeluaran benih

• Saluran benih

• Pembuka alur

• Penutup alur

24

• Roda belakang

2. Alat penanam dengan sumber tenaga hewan bagian-bagian alat

penanaman sederhana ini adalah :

• Batang tarik

• Batang pengendali

• Pembuka alur

• Corong benih

• Saluran benih

3. Alat penanam dengan sumber tenaga traktor

a. Alat penanaman sistem baris lebar

• Pembuka alur

• Corong benih

b. Alat penanaman sistem baris sempit bagian-bagian utama dari alat

penanam sistem baris sempit ini adalah :

• Kerangka

• Rodaroda

• Kotak benih dan pupuk

• Pengatur pengeluaran benih

• Saluran benih

• Pembuka alur

• Pengatur kedalaman

• Penutup dan penekan alur

25

c. Alat penanaman sistem sebar

• Kerangka

• Rodaroda

• Kotak benih dan pupuk

• Pengatur pengeluaran benih

• Saluran benih

• Pembuka alur

• Pengatur kedalaman

II.7 Prinsip Kerja Alat Tanam

1. Alat penanam dengan sumber tenaga manusia

a. Alat penanam tradisional

Prinsip kerja tugal ini adalah jika ujung tugal ditancapkan atau

dimasukkan kedalam tanah, maka tekanan ini akan menyebabkan terbukanya

mekanisme pengatur pengeluaran benih sehingga dengan sendirinya benihbenih

akan jatuh kedalam tanah.

b. Alat penanam semimekanis

Tugal semi mekanis yang menggunakan pegas pada saat mata tugal

masuk kedalam tanah. Pengatur pengeluaran benih tertekan keatas oleh

permukaan tanah. Kemudian mendorong tangkai pegas, sehingga lubang benih

terbuka dan benih pun terjatuh ke bawah yang dibuat oleh mata tugal. Selanjutnya

pada saat tugal diangkat dari permukaan tanah, benih kembali pada posisi semula

karena kerja dari pegas, dan gerakan ini menutup lubang jatuhnya benih.

Mekanisme penjatuhan benih berlangsung dengan putaran roda dengan melalui

batang penghubung antara penutup/pembuka lubang jatuhnya benih dengan

lempengan pengungkit dipusat roda depan. Alat penanaman semimekanis jenis

26

lain adalah yang ditarik tenaga manusia, sebagai contoh alat penanaman pada

desain IRRI dengan jumlah jalur 6. Mekanisme penjatuhan padi dengan alat

tersebut juga menggunakan putaran roda dimana putaran ini memutar lempeng

penjatuh benih melalui sumbu selebar alat. Syarat-syarat penggunaan jenis alat ini

adalah keadaan tanah sawah harus ”macekmacek” dan benih gabahnya harus

direndam dulu selama 2 kali 24 jam.

2. Alat penanam dengan sumber tenaga hewan

Alat penanam tipe ini yang paling sederhana adalah tipe yang

hanya mempunyai satu atau dua buah jalur dengan pemasukan benih dilakukan

secara terpisah, artinya benih dijatuhkan oleh operator melalui corong pemasukan

terus melalui saluran benih yang kemudian sampai dan masuk kedalam tanah.

Alat penanaman dibuat dari logam kecuali corong pemasukan dan saluran benih.

Kedalaman dan jarak tanam dapat diatur sesuai dengan kebutuhan.

3. Alat penanam dengan sumber tenaga traktor

a. Alat penanaman sistem baris lebar

Berdasarkan cara penempatan benih dalam tanah, maka alat

penanam sistem baris lebar dapat dibagi 3 tipe yaitu : drill, hilldrop dan checkrow.

Sedangkan untuk penempatan alat pananam pada traktor dapat dibagi 2 golongan,

yaitu : trailing dan mounted.

b. Alat penanaman sistem baris sempit

Penanaman sistem baris sempit ini hamper sama dengan system

baris lembar yang bebeda hanya pada jarak antar benih sempit.

c. Alat penanaman sistem sebar

Penanaman sistem sebar ini memerlukan adanya pembuka alur,

maka dari itu harus disiapkan dengan pengolahan tanah yang menggunakan

peralatan seperti garu piring. Dan juga sistem ini tidak memerlukan penutupan.

Penutupan kemudian dapat dilakukan dengan garu paku atau yang lainnya. Alat

27

penanaman sistem sebar terdapat 3 sistem alat, yaitu :tipe sentrifugal atau endgate,

tipe pesawat terbang dan penebar rumput rumputan.

II.8 Perkembangan Mekanisme Alat Tanam

Menurut mahes ( 2015) seorang mahasiswa dari India mengatakan

bahwa mekanisme gerak pada alat tanam padi sangat penting karena akan

berpengaruh kepada padi yang akan di tanam. apabila hasil gerakan atau

lintasannya salah maka padi yang akan ditanam tidak akan tertanam dengan baik.

Mahes ini menggunakan metode progam matlab untuk menentukan dimensi arm

picker plant. Kelebihan dari desaignya adalah :

• Desaignnya sederhana.

• Mudah pengoprasiannya.

• Tidak menggunakan mesin penggerak.

Sedangkan kekurangannya adalah:

• Rodah sebagai acuan gerakan tanam yang mudah slip di

atas lumpur.

• Mekanismenya rumit.

Menurut Priyabrata Pradhan (2010) juga seorang mahasiswa dari india

mengatakan bahwa untuk mekanisme gerakan alat tanam harus menggunakan

perhitungan yang sesuai dengan desain. Yaitu menggunakan metode 4 batang

hubung, yaitu metode yang digunakan untuk menghitung dimensi dari 4 buah

batang atau lebih yang bergerak dan ada sambungan gerakan batang satu dengan

batang lain.

Kelebihan dari desain nya adalah:

• Mekanisme sederhana.

• Mudah pengoprasiannya.

• Tidak menggunakan mesing sebagai penggeraknya.

28

Kekurangannya :

• Desainnya kurang menarik.

• Roda sebagai penggeraknya.

Oleh karena itu maka kami akan mengkombinasikan desain dari kedua

mahasiswa tersebut. desain yang kami buat sangat sederhana dan mekanisme nya

pun mudah seta tidak mengguakan roda sebagai penggerak arm picker plantnya.

II.8 Kinematika dan Dinamika

Pengertian kinematika adalah ilmu yang mempelajari bagaimana gerak

dapat terjadi tanpa memperdulikan penyebab terjadinya gerak tersebut. Contoh

kinematika adalah penghitungan kecepatan jatuh sebuah benda tanpa

memperhitungkan perlambatan yang disebabkan oleh tekanan udara.

Pengertian dinamika adalah ilmu yang mempelajari gerak dengan

menganalisis seluruh penyebab yang menyebabkan terjadinya gerak tersebut.

Contoh dinamika adalah penghitungan jatuh sebuah benda yang memperhatikan

perlambatan yang disebabkan oleh tekanan udara. (Thomas Wallace Wright

(1896).

Mekanisme alat tanam padi model transplanter ini menggunakan metode

hubungan gerak linier yang dihubungkan dengan gerak putar pith tanam. Prinsip

kerjanya yaitu petani menarik poros engkol yang sudah di tentukan ketinggiannya

sesuai dengan gerak tangan dalam posisi berdiri. Poros engkol tersebut

dihubungkan dengan roda gigi sprocket dengan diameter tertentu. Roda gigi

tertebut di hubungkan dengan roda gigi yang akan menggerakan poros engkol

tananm menggunakan rantai ukuran standart. Kemudian roda gigi tanam akan

berputar dan menggerakkan poros yang juga akan memutar crank. Crank yang

berputar begitu rupa akan memutar dengan conectedroot dengan pola tertentu dan

ujung connectecroot tersebut akan bergerak mengambil bibit padi yang suda

tersusun rapi di bak penampung dan menanamnya ke dalam tanah dengan

29

kedalaman tertentu. Seiring dengan putaran yang kontinu maka gerakan

connectedroot akan terus menerut mengambil bibit kemudian menanamnya di

tanah dengan kecepatan yang di atur sesuai gerakan tangan penanam.

II.9 Macam Macam Gerak

Mekanisme adalah Suatu rangkaian batang penghubung ( linkage) dimana

jika salah satu batang ditahan tetap dan satu batang yang lain digerakkan, maka

gerakan batang yang lain dapat diperkirakan

Gambar 2.9 mekanisme 4 batang hubung

Gambar diatas adalah contoh mekanisme 4 batang hubung yang lintasanya

di sesuaikan dengan lintasan rancangan alat tanam padi. Dalam hal ini ada yang

perlu di perhatikan dalam mekanisme 4 batang hubung ini. Yaitu panjang batang-

batang hubung adalah di sesuaikan dengan grasof condition yaitu kondisi dimana

1 batang terpendek memutar 1 putaran penuh dan uang terpanjang Cuma memutar

setengah putaran saja.

30

Gambar 2.10 grasof condition

II.10 Gerakan Melingkar Dan Hubungannya

Gerak melingkar adalah adalah gerak suatu benda yang membentuk

lintasan berupa lingkaran mengelilingi suatu titik tetap. Agar suatu benda dapat

bergerak melingkar ia membutuhkan adanya gaya yang selalu membelokkan-nya

menuju pusat lintasan lingkaran. Gaya ini dinamakan gaya sentripetal. Suatu

gerak melingkar beraturan dapat dikatakan sebagai suatu gerak dipercepat

beraturan, mengingat perlu adanya suatu percepatan yang besarnya tetap dengan

arah yang berubah, yang selalu mengubah arah gerak benda agar menempuh

lintasan berbentuk lingkaran.

Macam-macam gerak melingkar :

1. Gerak melingkar beraturan

Gerak melingkar beraturan atau GMB adalah gerak melingkar dengan

kecepatan konstan (beraturan). Pada GMB kecepatan sudut selalu tetap dan

percepatan sentripetalnya sama dengan nol. Jika ω (omega) merupakan lambang

dari kecepatan sudut, θ adalah perpindahan sudutnya, dan t adalah rentang

waktunya.

31

2. Gerak melingkar tidak beraturan

Yang membedakan Gerak Melingkar Berubah Beraturan dengan Gerak

Melingkar Beraturan adalah adanya percepatan sudut α (Alfa). Ini sama dengan

perbedaan GLB dengann GLBB. Karena ada percepatan (alfa) maka kecepatan

sudut ω akan mengalami perubahan. Jika alfa positif berarti kecepatan sudut akan

semakin bertambah (dipercepat). Sebaliknya, jika percepatan (alfa) negatif makan

kecepatan sudut semakin berkurang (diperlambat)

• Hubungan antara gerak melingkar dengan gerak

linier

Dalam aplikasinya gerakan melingkar dengan gerak lurus (translasi)

terdapat hubungan yang mempengaruhi kecepatan satu sama lain sehingga

terdapat persamaan berikut ini :

Tabel 2.1 hubungan gerak melingkar dengan gerak lurus

• Hubungan antara roda-roda

Hubungn roda-roda bisa kita perhatikan dalam sistem roda gigi mesin,

sistem roda gigi pada sepeda/sepeda motor, roda putar pada mesin diesel yang

dihubungkan dengan sabuk dan lainnya.

Karakteristik dari hubungan roda-roda dapat dibedakan menjadi tiga jenis,

yaitu:

32

1. Seporos atau sepusat

Pada hubungan roda-roda seporos atau sepusat maka arah putar kedua

roda adalah searah dan kesepatan sudut adalah sama. Sedangkan kecepatan linier

pada roda-roda adalah berbeda tergantung diameter dari roda-roda tersebut.

Gambar 2.11 hubungan roda seporos atau sepusat

2. Dihubungkan dengan sabuk atau rantai

Untuk roda-roda yang dihubungkan dengan sabuk atau v-belt, maka arah

putarannya kedua roda searah dan kecepatan linier kedua roda adalah Sama.

Gambar 2.12 hubungan roda dengan sabuk

33

3. Hubungan roda-roda yang bersinggungan

Banyak sekali elemen mesin yang saling bersinggunagan satu sama lain,

salah satunya adalah hubungan gearbox pada komponen mesin. Selain digunakan

untuk reduksi sambungan roda gigi juga digunakan untuk mempercepat laju.

Untuk dua roda yang dihubungka secara bersinggungan maka arah putar

kedua roda adalah berlawanan arah namun kecepatan linier kedua roda adalah

sama.

Gambar 2.13 hubungan roda bersinggungan