PENGATURAN PENYEMPROTAN OPTIMUM APLIKASI … · Bermotor ” adalah benar karya saya dengan arahan dari dosen pembimbing dan ... spraying width is 75 cm; spraying flow rate is 2,65

PENGATURAN PENYEMPROTAN OPTIMUM APLIKASI

PUPUK CAIR MENGGUNAKAN SPRAYER

GENDONG BERMOTOR

TEGUH ADITYA SAPUTRA

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN DAN BIOSISTEM

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2016

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN

SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA

Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul “Pengaturan

Penyemprotan Optimum Aplikasi Pupuk Cair Menggunakan Sprayer Gendong

Bermotor ” adalah benar karya saya dengan arahan dari dosen pembimbing dan

belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber

informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak

diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam

Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.

Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut

Pertanian Bogor.

Bogor, September 2016

Teguh Aditya Saputra

NIM F14120036

ABSTRAK

TEGUH ADITYA SAPUTRA. Pengaturan Penyemprotan Optimum Aplikasi

Pupuk Cair Menggunakan Sprayer Gendong Bermotor. Dibimbing oleh GATOT

PRAMUHADI

Aplikasi pupuk cair di lahan tebu dapat digunakan untuk memenuhi

kebutuhan nutrisi bagi tanaman tebu sehingga produktivitas dan rendemen

gilingnya dapat ditingkatkan. Dalam aplikasi ini sprayer gendong bermotor

digunakan karena menghasilkan butiran droplet yang halus. Penelitian ini

bertujuan menentukan pengaturan penyemprotan yang optimum dan menentukan

biaya aplikasi pupuk cair di lahan tebu. Berdasarkan hasil penelitian, nilai debit

penyemprotan meningkat dari 2,08 liter/menit-2,65 liter/menit dengan perlakuan

bukaan T1/3, T2/3 dan TF. Nilai keseragaman butiran terendah dan ukuran droplet

terdapat pada perlakuan TFV1 yaitu 424,94 µm. Konsumsi bahan bakar meningkat

dari 0,51 liter/jam – 0,91 liter/jam. Pengaturan penyemprotan yang paling

optimum dari hasil pembobotan didapat dengan perlakuan bukaan throttle penuh

dan pada kondisi angin 0 m/s yang menghasilkan diameter droplet 424,94 µm,

keseragaman butiran semprot dengan nilai yaitu 0,228, lebar penyemprotan efektif

sebesar 75 cm, dan debit penyemprotan 2,65 liter/menit dengan total nilai

pembobotan 13,00. Biaya aplikasi pupuk cair dari perlakuan bukaan throttle 30%

sebesar Rp 918.219,91/ha, throttle 60% sebesar Rp 1.091.127,14/ha dan throttle

penuh sebesar Rp 1.165.677,64/ha.

Kata kunci : Optimum, biaya aplikasi, sprayer gendong bermotor

ABSTRACT

TEGUH ADITYA SAPUTRA. Optimum spraying configuration on the

application of liquid fertilizer utilized knapsack power sprayer. Supervised by

GATOT PRAMUHADI.

Liquid fertilizer application on sugarcane area can be used to fulfill

sugarcane’s nutrient requirement and increase its productivity and milling yield. A

knapsack power sprayer is used to soften droplet size. The objectives of the

research are to determine optimum spraying configuration and application cost of

liquid fertilizer at sugarcane area. Based on result, spraying flow rate increased

from 2,08 liter/minute to 2,65 liter/minute with T1/3, T2/3 and TF treatment. The

lowest droplet uniformnity value and the smallest droplet size from TFV1

treatment is 424,94 µm. The fuel consumption that showed increased from 0,51 to

0,91 liter/hour. optimum spraying configuration from weighening result gathered

from throttle full and wind condition 0 m/s treatment are 424,94 µm droplet

diameter; droplet uniformity value with coefficient of variation is 0,228; effective

spraying width is 75 cm; spraying flow rate is 2,65 liter/minute with total

weighening is 13,00. Application cost of liquid fertilizer by throttle 30%, 60%,

and full they are Rp 918.219,91/ha, Rp 1.091.127,14/ha, dan Rp 1.165.677,64/ha.

Key word : Optimum, application cost, knapsack power sprayer

Skripsi

sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

Sarjana Teknik

pada

Departemen Teknik Mesin dan Biosistem

PENGATURAN PENYEMPROTAN OPTIMUM APLIKASI

PUPUK CAIR MENGGUNAKAN SPRAYER

GENDONG BERMOTOR

TEGUH ADITYA SAPUTRA

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN DAN BIOSISTEM

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2016

Judul Skripsi : Pengaturan Penyemprotan Optimum Aplikasi Pupuk Cair

Menggunakan Sprayer Gendong Bermotor

Nama : Teguh Aditya Saputra

NIM : F14120036

Disetujui oleh

Dr Ir Gatot Pramuhadi, MSi

Pembimbing

Diketahui oleh

Dr Ir Desrial, MEng

Ketua Departemen

Tanggal Lulus:

PRAKATA

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah

memberikan rahmat dan karunianya sehingga penyusunan skripsi dengan judul

Pengaturan Penyemprotan Optimum Aplikasi Pupuk Cair Menggunakan Sprayer

Gendong Bermotor dapat diselesaikan. Penelitian ini dilaksanakan pada bulan

Maret 2016 hingga Mei 2016. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima

kasih kepada Dr Ir Gatot Pramuhadi, MSi selaku dosen pembimbing akademik

dan terima kasih penulis ucapkan kepada Prof Dr Ir Tineke Mandang, MS serta Dr

Ir Usman Ahmad, MAgr selaku dosen penguji skripsi atas nasihat, bimbingan, dan

arahan.

Penulis menyadari sepenuhnya bahwa penyusunan skripsi ini masih belum

sempurna, oleh karena itu kritik dan saran sangat penulis harapkan. Akhir kata

semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi segenap pihak yang memerlukan.

.

Bogor, September 2016

Teguh Aditya Saputra

DAFTAR ISI

DAFTAR TABEL xi

DAFTAR GAMBAR xi

DAFTAR LAMPIRAN xi

PENDAHULUAN 1

Latar Belakang 1

Perumusan Masalah 1

Tujuan Penelitian 2

Ruang Lingkup Penelitian 2

TINJAUAN PUSTAKA 2

Penyemprotan 2

Sprayer 3

Sprayer Gendong Bermotor 3

Nosel 4

Butiran Semprot (Droplet) 6

Pergeseren Titik Jatuh Droplet (Spray Drifting) 6

Faktor yang Mempengaruhi Efektivitas 7

Faktor yang Mempengaruhi Biaya Pokok Penyemprotan 8

METODE 8

Waktu dan Tempat Penelitian 8

Bahan dan Alat 9

Prosedur Penelitian 9

Perlakuan Uji Kinerja 10

Prosedur Percoban 10

Analisis Keefektifan dan Keefisienan Penyemprotan 15

Prosedur Analisis Biaya Aplikasi Pupuk Cair 15

Prosedur Optimasi Operasioanal Sprayer Gendong Bermotor 16

HASIL DAN PEMBAHASAN 17

Debit Penyemprotan 17

Pola Distribusi Penyemprotan 18

Lebar Penyemprotan Efektif 20

Diameter Droplet 21

Optimasi Penyemprotan Sprayer Gendong Bermotor 23

Biaya Aplikasi Pupuk Cair 23

SIMPULAN DAN SARAN 25

DAFTAR PUSTAKA 25

LAMPIRAN 27

DAFTAR TABEL

1 Nilai optimasi operasional 23

2 Tabulasi perhitungan biaya aplikasi masing – masing perlakuan 24

DAFTAR GAMBAR

1 Knapsack power sprayer 3

2 Flat fan spray nozzle (Houmy 1999) 5

3 Bagian nosel tipe kerucut ( Smith and Wilkes 1990) 5

4 Pergeseran horizontal droplet pada temperatur 77° F dan RH 55 %

(Hoffman, et al., 1986) 7

5 Diagram skematik menentukan optimum penyemprotan dan biaya

aplikasi pupuk cair menggunakan knapsack power sprayer Tasco TF 700 9

6 Ilustrasi pengukuran debit (Houmy 1999) 11

7 Grafik tumpang – tindih penyemprotan (Elisa 2004) 12

8 Kertas concord yang tepapar droplet (a) sebelum pengeditan (b)setelah

pengeditan menggunakan Adobe Photoshop 13

9 Pengukuran kecepatan maju penyemprotan 15

10 Hubungan pengaruh bukaan throttle (T) terhadap debit yang dihasilkan 18

11 Pola distribusi penyemprotan dengan (a)perlakuan T1/3, (b) perlakuan

T2/3, dan (c) perlakuanTF serta perlakuan kecepatan angin (V) 20

12 Grafik hubungan pengaruh perlakuan bukaan throttle (T) dan perubahan

kecepatan angin lingkungan (V) terhadap hasil lebar penyemprotan

efektif yang dihasilkan 20

13 Grafik pengaruh perlakuan (a) T1/3, (b) T2/3, (c) TF dan kecepatan angin

lingkungan terhadap diameter droplet yang dihasilkan 22

DAFTAR LAMPIRAN

1 Hasil pengolahan data lebar penyemprotan efektif dan contoh perhitungan

grafik overlapping 27

2 Penentuan ranking dan bobot untuk optimasi operasional 30

3 Contoh perhitungan diameter droplet dan keseragaman butiran semprot 32

4 Tabulasi volume (ml) tertampung 33

5 Prosedur penentuan biaya aplikasi pupuk cair 36

6 Perhitungan analisis biaya aplikasi pupuk cair 37

7 Hasil pengukuran angin lingkungan 41

8 Gambar pengambilan data pola distribusi penyemprotan dan lebar

penyemprotan efektif 42

1

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Tebu merupakan tanaman perkebunan penghasil gula yang memerlukan

kegiatan pemeliharaan berupa pemberian pupuk. Aplikasi pupuk cair di areal kebun

tebu lahan kering dapat digunakan untuk meningkatkan produktivitas tebu dan

rendemen giling karena terpenuhinya kebutuhan nutrisi (nutrient) bagi tanaman

tebu (Pramuhadi 2014). Dalam pengaplikasian pupuk cair umumnya menggunakan

alat yang dikenal dengan sprayer.

Sprayer digunakan untuk perawatan tanaman (pemupukan) maupun proteksi

tanaman (pengendalian hama dan penyakit). Sprayer dibedakan berdasarkan tenaga

penggeraknya yaitu sprayer dengan penggerak tangan, dan sprayer bermotor (Smith

dan Wilkes 1990). Berdasarkan kualitas sebaran butirannya (droplet) menurut

Pramuhadi (2010) sprayer gendong bermotor (knapsack power sprayer)

menghasilkan droplet yang lebih halus dibandingkan sprayer gendong semi –

otomatis (knapsack sprayer), hal ini karena pada sprayer gendong bermotor

memiliki tekanan semprot yang lebih tinggi dan stabil dibandingkan dengan sprayer

gendong semi-otomatis (knapsack sprayer).

Berkaitan dengan penggunaan sprayer gendong bermotor untuk

penyemprotan, pengaturan throttle gas dapat mengakibatkan perubahan tekanan

semprot yang akan mempengaruhi hasil penyemprotan berupa ukuran droplet,

keseragaman butiran semprot, lebar penyemprotan efektif (LPE), dan debit

penyemprotan. Faktor lain yang mempengaruhi hasil penyemprotan, adalah karena

faktor angin di lapangan. Gerakan udara horizontal dan vertikal sangat

mempengaruhi jatuhnya arah semprotan, jika kondisi angin tenang aplikasi pupuk

cair berjalan normal. Namun keadaan di lapangan dapat berubah sewaktu-waktu,

angin yang bertiup kencang dapat membawa tetesan semprot ke suatu jarak tertentu

dari bidang sasaran. Perlakuan bukaan throttle pada pengoperasian juga akan

berpengaruh pada konsumsi bahan bakar yang digunakan, maka hal ini akan akan

mempengaruhi biaya aplikasi pupuk cair karena biaya operasional semakin besar

dengan konsumsi bahan bakar yang semakin besar.

Untuk itu perlu dilakukan penelitian untuk menentukan pengaturan

penyemprotan optimum dalam segi besarnya tekanan semprot dan waktu aplikasi

yang dapat diterapkan saat aplikasi pupuk cair di lahan dan menentukan biaya

aplikasi pupuk cair.

Perumusan Masalah

Butiran yang halus akan sangat mempengaruhi pupuk cair dapat menyebar

lebih merata menempel ke daun-daun dan akan semakin mudah masuk ke stomata

sehingga akan semakin banyak nutrisi yang diserap oleh tanaman. Untuk membuat

butiran cairan yang efektif selain dengan pengaruh tekanan semprot, pengaplikasian

pupuk cair di lapangan sangat dipengaruhi oleh angin yang dapat mempengaruhi

2

arah sasaran semprot dan lebar penyemprotan efektif (LPE), serta pengaruhnya

terhadap diameter droplet yang dihasilkan. Dan karena pengoperasian bukaan

throttle menghasilkan perbedaan pada hasil pada LPE, debit, dan konsumsi bahan

bakar maka hal tersebut dapat mempengaruhi biaya aplikasi pupuk cair.

Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan menentukan pengaturan penyemprotan aplikasi

pupuk cair yang optimum dan menentukan biaya aplikasi pupuk cair di lahan tebu.

Ruang Lingkup Penelitian

Ruang lingkup dari penelitian ini adalah melakukan pengukuran parameter

penyemprotan seperti: ukuran diameter droplet, lebar penyemprotan efektif (LPE),

kesaragaman butiran semprot dan debit penyemprotan dengan pengaruh angin,

bukaan throttle gas yang berbeda – beda dan melakukan analisis untuk menentukan

biaya aplikasi pupuk cair dengan penggunaan sprayer gendong bermotor pada tiap

perlakuan perubahan bukaan throttle gas.

.

TINJAUAN PUSTAKA

Penyemprotan

Penyemprotan pertama kali dikembangkan dan digunakan dalam

pengendalian penyakit tanaman anggur di kebun sekitar Bourdeux, Perancis.

Penyemprotan tangan untuk memberantas serangga dikembangkan antara tahun

1850 dan 1860 oleh Bean dari California, D.B Smith dari New York, dan Brandt

bersaudara dari Minnesota. Penyemprotan dengan tenaga mesin bensin

dikembangkan sekitar tahun 1900. Penyemprotan yang dipasang pada traktor belum

dikembangkan sampai diperkenalkan traktor pada tahun 1925. Palang

penyemprotan dipasang pada pesawat udara pertama kali pada awal tahun 1940

(Smith dan Wilkes 1990).

Dewasa ini penyemprotan dibidang pertanian bertujuan untuk

menyemprotkan herbisida, fungisida, insektisida, dan penyemprotan pupuk cair

pada daun, dan menyemprotkan hormon untuk mempercepatan pertumbuhan dan

kematangan pada tanaman buah-buahan. Menurut Daywin (1992) keuntungan

dengan penyemprotan yaitu penempelan cairan pada tanaman lebih baik, dan

ukuran butiran yang dihasilkan dapat diubah menurut kebutuhan.

3

Sprayer

Fungsi utama dari sprayer adalah memecah cairan menjadi tetes-tetes

dengan ukuran yang efektif untuk didistribusikan secara merata di atas permukaan

atau ruang yang harus dilindungi. Tenaga yang digunakan untuk menggerakkan

pompa pada sprayer bisa berasal dari tenaga manusia sebagai operator, motor bakar

bensin, ataupun putaran dari power take off (PTO) suatu traktor. Menurut Smith

(1990), sprayer dibedakan menjadi dua kelompok berdasarkan tenaga

penggeraknya, yaitu:

1. Sprayer dengan penggerak tangan (hand operated sprayer) yang terdiri atas:

a. Handsprayer, yaitu sprayer yang berukuran kecil dan khusus untuk keperluan

di lapangan rumah, taman dan penyemprotan ringan lainnya.

b. Sprayer otomatis, yaitu sprayer dengan tekanan tinggi dimana tekanan

diberikan atau dibentuk melalui pemompaan sebelum penyemprotan

dilakukan. Sprayer ini disebut juga compressed air sprayer dengan tekanan

dalam tangki sekitar 140–200 psi atau 10–14 kgf/cm².

c. Sprayer semi otomatis, yaitu sprayer yang bentuk fisiknya menyerupai

sprayer otomatis tetapi tidak memerlukan tekanan tinggi.

d. Jenis-jenis lainnya seperti bucketsprayer, barrel sprayer, cheel barrow

sprayer, slide pump sprayer. Pada tipe-tipe ini tangki dan pompa tidak

tersusun dalam satu unit, melainkan saling terpisah.

2. Sprayer bermotor (power sprayer)

Sprayer ini menggunakan sumber tenaga penggerak dari motor bakar atau

motor listrik atau power take off (PTO) traktor. Ada beberapa tipe dari power 4

sprayer yaitu: hydraulic sprayer, hydraulic-pneumatic sprayer, blower sprayer dan

aerosol generator.

Sprayer Gendong Bermotor (Knapsack Power Sprayer)

Sprayer gendong bermotor merupakan sprayer yang bertenaga motor bakar

internal atau motor listrik. Mesin dapat dioperasikan dengan bahan bakar mesin

atau penyemprot tersebut dioperasikan oleh tenaga traktor (Smith dan Wilkes

1990). Knapsack Power Sprayer (Gambar 1) memiliki komponen-komponen kerja

terdiri dari tangki, engine, pompa impeler, throttle gas, batang nosel dan nosel.

Gambar 1 Knapsack power sprayer

4

Menurut Hermawan (2012) penggunaan knapsack power sprayer memiliki

mutu penyemprotan yang lebih baik dibandingkan sprayer gendong manual dengan

membandingkan kapasitas lapang efektif rata-ratanya, sprayer manual memiliki

kapasitas 0,37 ha/jam per orang, sedangkan knapsack power sprayer memiliki

kapasitas mencapai 0,4 ha/jam per orang.

Pengaruh kestabilan tekanan pada penerapan sprayer bermotor memiliki

pengaruh yang baik pada efektivitas penyemprotan, hal ini dipengaruhi oleh sumber

tenaga yang berasal dari motor bakar internal sehingga debit keluaran dan tekanan

kerja lebih stabil, jika dibandingkan dengan sprayer manual yang menggunakan

tenaga manusia sehingga tekanan yang dihasilkan tidak stabil (Aspar G 2012).

Nosel

Nosel merupakan bagian dari sprayer yang menentukan karakteristik

semprotan yaitu pengeluaran, sudut penyemprotan, lebar penutupan, pola

semprotan, dan pola penyebaran yang dihasilkan. Nosel dibuat dalam bermacam –

macam desain. Setiap tipe butiran cairan yang khas dihasilkan oleh nosel yang khas

sesuai dengan kebutuhan.

Flooding Nozzle

Menghasilkan semprotan dengan berpola kipas dan butiran-butiran yang

dihasilkan agak kasar. Nosel tipe ini dapat digunakan untuk menyemprot keseluruh

permukaan lahan. Biasanya digunakan pada alat penyemprot tipe gendong

(knapsack sprayer). Nosel ini untuk menyemprot aplikasi, sudut semprot yang

dihasilkan pada bagian ujungnya akan lebih besar dibandingkan bagian tengah.

Flat Fan Spray Nozzle

Hasil semprot dengan menggunakan nosel tipe ini akan berpola kipas dengan

ukuran butiran medium. Nosel tipe ini dapat digunakan sebagai pemancar cairan

yang diaplikasikan pada boom sprayer yang digandengkan dengan traktor dengan

sudut penyemprot antara 80° hingga 110°, hasil semprotan cukup seragam dan

meliputi seluruh lebar semprotan karena pola semprotannya yang berupa kipas

datar sehingga taraf penutupannya sangat baik seperti pada Gambar 2. Nosel tipe

ini dianjurkan untuk penyemprotan insektisida (pada tekanan 3 sampai 4 bar),

herbisida (2 bar) dan untuk fungisida (lebih dari 4 bar).

5

Gambar 2 Flat fan spray nozzle (Houmy 1999)

Rotary Atomizer

Nosel ini dipergunakan untuk pekerjaan besar, menyemprotkan ribuan galon

larutan setiap jam dengan gaya sentrifugal dan mempunyai pola penyebaran 360°.

Two Fluid Atomizer

Nosel ini menghasilkan droplet yang sangat halus menghindarkan

pemborosan cairan. Tetapi membutuhkan tenaga yang lebih besar dari pada tipe

lainnya.

Hollow Cone Nozzle

Tipe nosel ini disebut dengan tipe kerucut berongga yang memberikan hasil

semprotan sangat baik, dapat digunakan untuk penyemprotan secara keseluruhan

dan juga untuk menyemprotkan dari atas bagian tanaman. Hasilnya dapat

diandalkan meliputi seluruh area pertahanan yang hendak dilindungi. Pada jenis

nosel ini terdapat piringan pusaran, ruangan pusaran dan piringan pengeluaran

seperti pada Gambar 3, dengan bagian-bagian tersebut akan menyebabkan lubang

pada hasil penyemprotan (hollow). Distribusi cairan ini tidak pernah seragam dan

sangat terpengaruh pada ketinggian dari sprayer.

Gambar 3 Bagian nosel tipe kerucut (Smith dan Wilkes 1990)

6

Butiran Semprot (Droplet)

Butiran Semprot (droplet) yang dihasilkan oleh suatu alat penyemprot

(sprayer) memiliki jumlah yang sangat banyak dengan ukuran diameter kurang dari

0,5 mm (Matthews GA 1992). Ukuran diameter droplet dipengaruhi oleh bentuk

nosel, jarak semprot, tekanan operasi, sifat bahan penyemprot, dan keadaaan udara

luar. Nosel dapat dijumpai dengan bermacam-macam jenis dan kegunaannya sesuai

dengan bentuk atau pola penyemprotan yang diinginkan. Jarak semprot yang dekat

akan memberikan hasil penyemprotan yang lebih seragam dengan tetes yang lebih

halus. Tekanan operasi memberikan pengaruh yang besar terhadap ukuran diameter

butiran, yaitu semakin besar tekanan operasi maka ukuran diameter butiran akan

semakin halus dengan sudut semprot yang lebar. Besarnya ukuran diameter droplet

yang terjadi pada penyemprotan merupakan suatu parameter penting dalam

efektivitas semprotan.

Pergeseran Titik Jatuh Droplet (Spray Drifting)

Spray drifting adalah pergeseran butiran semprot atau partikel air yang

disebabkan oleh pergerakan angin hingga butiran semprot atau pertikel air tersebut

jatuh tidak tepat sasaran. Dampak dari spray drifting diantaranya dapat

berkurangnya efisiensi dan efektivitas penyemprotan, bertambahnya biaya untuk

pestisida yang terbuang percuma, serta pestisida dapat mengenai tanaman atau

organisme (Derksen 1997).

Menurut Sumner (1997) tetesan dari hembusan sprayer yang berukuran

lebih kecil dari 100 mikron sangat mudah bergeser karena pengaruh angin

(driftable) disebabkan ukurannya yang begitu kecil dan bobot tetesan yang relatif

ringan. Sebagai perbandingan, bobot rambut manusia pada umumnya adalah 100

mikron. Dengan bobotnya yang sangat ringan tersebut, rambut manusia yang jatuh

ke permukaan tanah tidak langsung jatuh dengan arah tegak lurus gravitasi.

Melainkan terombang-ambing dikarenakan adanya gaya turbulensi oleh udara.

Masih menurut Sumner (1997) tetesan yang melayang (spray drift) adalah

pergerakan droplet yang menyimpang dari target area yang dikehendaki operator.

Banyak faktor yang menyebabkan terjadinya spray drifting, tetapi ukuran awal

droplet adalah faktor yang paling mempengaruhi. Ukuran droplet yang kecil, ketika

jatuh akan lebih lambat dibandingkan droplet yang berukuran lebih besar (>100

mikron). Hal ini mengakibatkan kemungkinan pergeseran arah gerak droplet

menjadi lebih tinggi. Menurut Sumner (1997) ketika droplet keluar dari nosel,

rata-rata droplet memiliki kecepatan jatuh sebesar 60 kaki per detik (41 mph) atau

lebih. Ada dua gaya yang bekerja ketika droplet keluar dari nosel. Gaya itu adalah

gaya gravitasi dan gaya tahanan udara. Dua gaya ini yang sangat mempengaruhi

kecepatan dan pergeseran droplet. Gaya tahanan udara memecah droplet menjadi

beberapa bagian, lalu setelah kecepatan jatuh droplet melambat, maka droplet-

droplet tersebut akan tertarik oleh gaya gravitasi. Hubungan antara pergeseran

horizontal droplet berbagai ukuran diameter dengan ketinggian jatuh dapat dilihat

pada Gambar 4.

7

Gambar 4 Pergeseran horizontal droplet pada temperatur 77° F dan RH 55%

(Hoffman, et al., 1986)

Berdasarkan Gambar 4 ketinggian nosel yang rendah, kecepatan awal

droplet jatuh masih memungkinkan droplet mencapai area target sebelum terjadi

drift. Tetesan kecil juga lebih cepat menguap, meningkatkan jumlah menit yang

dibutuhkan untuk sampai pada area target. Pada droplet yang berukuran lebih besar

lebih tinggi kemungkinannya untuk mencapai sasaran yang dituju tanpa terlalu jauh

terjadi pergeseran horizontal.

Faktor yang Mempengaruhi Efektivitas

Faktor yang berasal dari peralatan sendiri

1. Lebar nosel, makin lebar nosel untuk tipe yang sama, maka penyebaran ukuran

butirannya makin tidak seragam dan mempunyai ukuran butiran yang menjadi

lebih besar. Karena penyebaran ukurannya menjadi lebih besar, maka

penyebaran butiran menjadi kurang merata. Hal ini disebabkan oleh karena pada

waktu butiran keluar atau terlempar dari nosel akan mengalami hambatan yang

sebanding dengan ukuran butiran cairan, viskositas dan kecepatan awal butiran

tersebut.

2. Tekanan, akan mempengaruhi ukuran butiran cairan yang dihasilkan untuk suatu

nosel yang sama. Semakin besar tekanannya proses penumbukan cairan pada

waktu akan keluar dari nosel makin besar, disamping itu selisih kecepatan antara

udara yang meniup dengan cairan di dalam tangki menjadi makin besar pula,

sehingga lembaran cairan di dalam tangki menjadi semakin besar pula, sehingga

lembaran cairan yang terbawa makin tipis, tumbukan makin besar dan butiran

cairan yang dihasilkan semakin kecil. Hal ini mempengaruhi bentuk penyebaran

dan kemampuan melekatnya butiran pada bagian tanaman. Kestabilan tekanan

juga berpengaruh pada keseragaman penyemprotan pada knapsack power

Ket

inggia

n J

atuh, fe

et

Pergeseran horizontal droplet , feet

8

sprayer. Untuk tiap-tiap nosel mempunyai ciri sendiri dalam hal pembentukan

ukuran butirannya.

Faktor yang ditentukan oleh cairannya Viskositas dan nilai kerapatan cairan (density) sangat mempengaruhi bentuk

ukuran butiran maupun penyebaran butirannya.

Faktor-faktor luar

1. Kepadatan udara dan lengas nisbi udara berpengaruh terhadap penguapan dan

tahanan jatuhnya butiran.

2. Angin atau gerakan udara, mempengaruhi ukuran penyebaran butiran cairan.

3. Suhu udara mempengaruhi penguapan.

4. Faktor yang dimiliki oleh tanaman, habitus, kerapatan pertumbuhan, tingkat

pertumbuhan tanaman dan lain-lain.

Faktor yang Mempengaruhi Biaya Pokok Penyemprotan

Faktor-faktor yang mempengaruhi biaya pokok penggunaan sprayer yaitu

kapasitas lapang efektif, konsumsi pupuk, biaya mesin, biaya operator, biaya pupuk

cair, serta biaya total aplikasi.

a. Kapasitas Lapang Efektif (KLE), KLE merupakan besarnya luas lahan yang

diolah persatuan waktu tertentu.

b. Biaya, dibedakan menjadi dua bagian yaitu :

a) Biaya tetap (fixed cost) adalah biaya yang jumlahnya tetap pada suatu

periode dan tidak tergantung pada jumlah produk per jam kerja mesin. Yang

termasuk biaya tetap salah satu diantaranya yaitu biaya penyusutan atau

biaya bunga modal. Suatu mesin hanya dapat dipakai pada selang waktu

tertentu. Biaya investasi akan habis setelah selang waktu tersebut. Oleh

sebab itu, jika dilihat dari waktu ke waktu selama selang waktu tersebut,

nilai mesin telah berkurang atau menyusut.

b) Biaya tidak tetap (variabel cost), biaya yang dikeluarkan selama proses

operasi berlangsung. Biaya ini meliputi biaya pupuk cair, biaya operator,

biaya bahan bakar, dan sebagainya. Hasil penjumlahan biaya tetap dan tidak

tetap akan diperoleh biaya total yang digunakan oleh alat dan mesin

tersebut.

METODE

Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian ini dilakukan dari bulan Maret sampai dengan Mei 2016. Penelitian

dilakukan di areal kebun tebu di PG Subang, dan laboratorium uji sprayer CREATA

FATETA IPB.

9

Bahan dan Alat

Bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah pupuk cair AB3 dan M2

dengan dosis 0,5 liter/ha, tinta sebagai pemberi warna pada larutan, bensin

pertamax untuk bahan bakar sprayer gendong bermotor, dan kertas concord untuk

alas jatuhnya semprotan droplet pada pengukuran diameter droplet.

Peralatan yang digunakan adalah sprayer gendong bermotor tipeTF 700

dengan merk TASCO. Stopwatch digital, patternator konvensional ukuran 3 x 1,5

meter, wadah penampung larutan, meteran dengan ketelitian 1 cm, gelas ukur

dengan volume maksimal 100 ml, dan kamera smartphone dengan resolusi 13 MP.

Prosedur Penelitian

Tahapan pada penelitian dimulai dengan penelitian pendahuluan, perlakuan

untuk uji kinerja sprayer gendong bermotor, pengolahan data, analisis biaya

aplikasi pupuk cair, analisis keefektifan dan keefesienan penyemprotan untuk

kemudian dilakukan optimasi penyemprotan berdasarkan perlakuan yang

dilakukan. Prosedur penelitian seperti dapat dilihat pada Gambar 5.

Gambar 5 Diagram skematik menentukan optimum penyemprotan, dan biaya

aplikasi pupuk cair menggunakan knapsack power sprayer Tasco

TF 700

Optimasi penyemprotan

10

Aplikasi pupuk cair dilakukan saat tanaman tebu berumur 1 bulan setelah

tanam, dan 3 bulan setelah tanam hal ini diketahui dari hasil pengamatan saat

penelitian pendahuluan, dosis yang digunakan untuk aplikasi pupuk cair sebesar 0,5

liter/ha. Tinggi nosel dengan permukaan daun tanaman tebu setinggi 60 cm hal ini

yang digunakan sebagai pengujian untuk menentukan lebar penyemprotan efektif

dan untuk menyesuaikan dengan tinggi tanaman tersebut.

Perlakuan Uji Kinerja

Perlakuan pada penelitian ini ditujukan untuk mendapat penyemprotan yang

optimum. Optimum dalam penelitian ini didasarkan pada waktu aplikasi dan

tekanan semprot yang baik untuk pengaturan penyemprotan, yang didekati dengan

perlakuan percobaan berdasarkan :

1. Kecepatan angin lingkungan (Waktu aplikasi).

2. Throttle gas (Besar tekanan semprot).

Pada nilai bukaan throttle (T) digunakan tiga taraf bukaan. Nilai masing-

masing perlakuan adalah :

T1/3 : Bukaan throttle 30 %

T2/3 : Bukaan throttle 60 %

TF : Bukaan throttle penuh

Pada nilai kecepatan angin lingkungan (V) digunakan empat taraf kecepatan

yang pembagiannya didasarkan pada perbedaan kecepatan angin yang dihasilkan

dengan tiap-tiap taraf memiliki perbedaan +/- 0,4 m/s. Nilai masing-masing

perlakuan adalah:

V1 : 0 m/s V4 : 1,2 m/s

V2 : 0,4 m/s V5 : 1,6 m/s

V3 : 0,8 m/s

Prosedur Percobaan

Kegiatan pengukuran parameter dilakukan di laboratorium sprayer

CREATA. Cara pengukuran pada penelitian ini adalah sebagai berikut:

Pengukuran Karakteristik Kerja

Agar dapat diperoleh persyaratan agroteknis seperti yang diperlukan sebelum

sprayer dipergunakan diperlukan pengukuran – pengukuran. Parameter yang diukur

pada penelitian ini adalah debit penyemprotan, lebar penyemprotan efektif (LPE),

keseragaman penyemprotan, dan diameter droplet.

Pengukuran Debit Penyemprotan

Tangki diisi dengan bahan pelarut dan zat aktif pupuk cair yang ditentukan

hingga lebar leher tutup tangki. Waktu perhitungan dimulai ketika larutan mulai

memenuhi volume 1 liter pertama pada wadah penampung lalu diberhentikan

11

waktu pengukuran saat larutan menyentuh volume 2 liter ( lihat Gambar 6). Tahap

berikutnya dilakukan pembersihan sisa larutan pada tangki dan selang nosel pada

setiap uji perlakuan. Setelah itu dilakukan perhitungan dengan rumus :

Gambar 6 Ilustrasi pengukuran debit (Houmy 1999)

𝑄 = 𝑉/𝑡 (1)

dimana,

Q = Debit (liter/menit)

V = Volume (liter)

t = Waktu (menit)

Pada pengukuran parameter penelitian ini, pengukuran debit tidak

menggunakan perlakuan angin, hal ini karena cairan yang tertampung dalam wadah

tidak mengalami perubahan apapun oleh pengaruh angin.

Pola Distribusi Penyemprotan dan Lebar Penyemprotan Efektif

Pipa penyemprotan (lance) ditempatkan di dalam peralatan uji penyemprotan

(patternator) sedemikian rupa seperti pada Lampiran 8 sehingga butiran semprot

yang keluar dari mulut nosel dapat terdistribusi secara vertikal. Jarak vertikal nosel

ke bidang horisontal adalah 60 cm yang disesuaikan dengan tinggi tanaman dalam

hal ini tebu pada umur tanaman 1 bulan setelah tanam, 3 bulan setelah tanam.

Dilakukan pengisian tangki sprayer dengan larutan pupuk cair hingga paling tidak

75% dari volume nominalnya. Penyemprotan kembali dilakukan dengan cara

mengatur kombinasi perlakuan (angin dan bukaan throttle ) dalam jangka waktu

tertentu, lalu masing-masing penampung dari setiap alur dikumpulkan dan diukur

volumenya ( misalnya xi, dimana i adalah nomor urut alur penampang dari kiri

kekanan atau sebaliknya ). Maka didapatkan pola penyebaran melintang dari harga-

harga xi dari i = 1 sampai i = n, dimana n adalah nomor terakhir alur yang

menampung semprotan.

Pola distribusi penyemprotan yang didapat dianalisa untuk mendapatkan

lebar efektifnya dengan 2 cara yaitu secara grafis dan secara statistik. Secara grafis

gambarkan grafik distribusi volume cairan, lalu tumpang-tindihkan grafik bagian

sisi kanan dan kiri. Jumlahkan volume cairan yang masuk dalam kurva tumpang-

tindih (overlapping). Seperti dapat dilihat pada Gambar 7.

12

Setelah itu, digambarkan grafik distribusi volume cairan, lalu tumpang-

tindihkan grafik bagian sisi kanan dan kiri. Jumlahkan volume cairan yang masuk

dalam kurva tumpang-tindih (overlapping). Selanjutnya menghitung koefisien

variasi (CV) dari data volume cairan tersebut. Lebar penyemprotan efektif

diperoleh dari menghubungkan grafik-grafik volume cairan yang mempunyai CV

terkecil dari beberapa kali tumpang-tindih. Grafik tumpang-tindih lebar

penyemprotan dapat dilihat pada Gambar 7.

Nilai coefficient of variation (CV) diperoleh dari hasil bagi standar deviasi

(SD) dengan rata-rata nilai data (�̅�). Standar deviasi dapat diperoleh dengan

menggunakan rumus:

𝑆𝐷 = √𝛴(𝑥𝑖−�̅�)2

𝑛−1 (2)

Keterangan:

Σ = operasi penjumlahan

xi s/d xn = data tumpang tindih ke-1 sampai data ke-n

�̅� = rata-rata data tumpang tindih ke-1 sampai data ke-n

n = jumlah data

Gambar 7 Grafik tumpang-tindih penyemprotan (Elisa 2004)

13

Diameter Droplet

Banyaknya butiran semprot per satuan luas 1 cm2 menunjukan sebaran

butiran semprot (Saulia 1997). Kertas concord sebagai media penangkap droplet

dan tinta sebagai pemberi warna pada air dalam tangki agar noda dalam paparan

droplet dapat terlihat pada kertas tersebut. Perbandingan larutan dengan tinta adalah

10:1 (Furqon 2012). Droplet diasumsikan berbentuk lingkaran.

Luasan butiran droplet diukur secara acak pada luasan 25 cm2 dari kolektor

yaitu kertas concord. Ukuran kertas concord yaitu 21 cm x 29,7 cm. Luasan yang

diperoleh dikonversi menjadi diameter. Adapun dibawah ini adalah langkah-

langkah mengukur luasan droplet:

1. Kertas yang telah terpapar butiran droplet difoto menggunakan kamera

beresolusi 13MP + Led Flash pada ketinggian 15 cm untuk setiap kertas

yang difoto.

2. Setelah semua kertas masing-masing telah terfoto, foto tersebut menjadi

bentuk file berekstensi .jpg. Langkah selanjutnya adalah mengolah foto

berturut adalah cropping, painting, and analyzing.

3. Cropping adalah memotong sebuah file gambar dengan ukuran tertentu.

Pada kali ini file gambar dipotong menjadi ukuran 5 cm x 5 cm aktual.

Langkah berikutnya adalah painting. Painting disini untuk memberikan

warna berbeda pada 5 buah droplet sembarang.

Berikut adalah contoh gambar kertas concord yang terpapar droplet (a)

Sebelum pengeditan (b) Setelah pengeditan memakai Adobe Photoshop

(a) (b)

Gambar 8 Kertas concord yang terpapar droplet (a) sebelum pengeditan (b)

setelah pengeditan memakai Adobe Photoshop

Pada contoh gambar diatas merupakan contoh kertas yang terpapar

butiran semprot atau droplet. Dari kertas tersebut (llihat Gambar 8a) dapat

terlihat sejumlah titik hitam yang mewakili populasi butiran semprot dalam

luas bidang semprot, dimana digunakan kertas ukuran 25 cm2. Karena

banyaknya butiran semprot dalam luas areal tersebut tidak dilakukan

analisis secara mendalam dalam penentuan jumlah droplet dalam populasi

yang ada di kertas concord, maka dalam penelitian ini pengambilan

beberapa titik contoh/sampel droplet (lihat Gambar 8b) dari luas bidang

semprot tersebut diasumsikan dapat menghasilkan data luas droplet yang

14

dapat menggambarkan kondisi keseluruhan bidang semprot, sehingga dalam

penelitian ini digunakan metode statistika pengambilan contoh acak

sederhana (simple random sampling/SRS) dimana tidak ada batasan dalam

menentukan jumlah contoh/sampel droplet yang dipilih. Sehingga dapat

diasumsikan semua titik pengambilan contoh memiliki peluang yang sama.

4. Selanjutnya adalah analyzing. Gambar yang telah cropped and painted,

diolah kembali oleh software MatLab R2013a, dimana software ini telah

digunakan pada penelitian sebelumnya oleh Irawan (2016) untuk

mendapatkan luasan droplet. MatLab ini sebelumnya telah diinput

menggunakan bahasa pemrograman agar dapat menganalisis luasan droplet

dari pembacaan RGB pixel dengan rumus :

𝐴𝑑 =𝛴𝑝𝑑

𝛴𝑝𝑎𝑥 100 (3)

Keterangan:

Ad = Luas permukaan droplet (cm2) Σpa = Jumlah piksel dalam 25 cm2

Σpd = Jumlah piksel/droplet 100 = Faktor konversi piksel ke cm2

Setelah nilai luasan droplet didapatkan maka akan dicari diameter droplet

dengan menggunakan rumus berikut:

𝐴𝑑 = 1

4𝑥 𝜋𝑑²

d = √4 A

π

Dimana;

A = Luas droplet

d = Diameter droplet

Keseragaman Butiran Semprot

Keseragaman butiran semprot merupakan indikator untuk mengetahui ukuran

hasil semprotan butiran yang seragam. Keseragaman yang baik di ketahui dari hasil

CV yang paling minimum mendekati nol. Nilai coefficient of variation (CV)

diperoleh dari hasil bagi standar deviasi (SD) dengan rata-rata nilai data (�̅�) rumus

yang digunakan seperti pada persamaan 4.

𝑐𝑣 =SD

�̅� (4)

15

Analisis Keefektifan dan Keefisienan Penyemprotan

Keefektifan penyemprotan pada hasil penelitian ini dilihat dari diameter

droplet dan keseragaman penyemprotannya. Diameter droplet yang semakin kecil

maka semakin efektif butiran droplet ke stomata daun dan keseragaman

penyemprotan merupakan indikator meratanya hasil penyemprotan ke daun dengan

keseragaman hasil butiran yang ditandai dengan hasil CV yang minimun.

Keefisienan penyemprotan pada hasil penelitian ini dilihat dari memiliki nilai

efisiensi yang baik dengan ditandai oleh lebar penyemprotan efektif (LPE)

maksimum dan debit cairan minimum.

Prosedur Analisis Biaya Aplikasi Pupuk Cair

Biaya aplikasi pupuk cair merupakan biaya (Rp) per satuan luas lahan (ha),

hal ini sangat berguna untuk dapat memperkirakan biaya yang dikeluarkan dalam

pengaplikasian pupuk cair. Analisis biaya aplikasi pupuk cair ini menggunakan data

pendukung yang sebelumnya telah didapatkan pada penelitian pendahuluan seperti

contoh pada Gambar 9 dan skala laboratorium. Prosedur untuk mendapatkan rincian

biaya aplikasi seperti pada Lampiran 5.

Gambar 9 Pengukuran kecepatan maju penyemprotan

Data pendukung dalam penentuan biaya aplikasi pupuk cair di lahan tebu

yang didapat pada penelitian pendahuluan sebagai berikut :

a. Luasan lahan untuk pemupukan yang dianalisis yaitu 4 ha atau pada ukuran

200 mx200 m

b. Jarak antar baris tanaman yaitu 1,35 m

c. Jumlah barisan tanaman pada lahan teraplikasi berjumlah 148

d. Kecepatan maju rata – rata.

Keempat data pendukung di atas digunakan dalam penentuan waktu untuk

aplikasi untuk contoh perhitungan dapat dilihat pada Lampiran 6.

Parameter-parameter atau variabel-variabel penelitian untuk mengkaji biaya

aplikasi pemupukan di lahan kering tebu yaitu:

a. Luas areal lahan teraplikasi pemupukan (AP), ha

b. Lama waktu aplikasi (TP), jam

c. Volume larutan aplikasi (VP), liter

16

d. Volume bahan bakar (VF), liter

e. Konsumsi bahan bakar (FC), liter/jam

f. Harga bahan bakar (Hbb), Rp/liter

g. Kapasitas lapang efektif pemupukan (KLEP), ha/jam

h. Harga pupuk cair (HP), Rp/liter

i. Debit aplikasi larutan pupuk (QP), liter/jam

j. Biaya konsumsi bahan bakar (FCC), Rp/jam

k. Biaya aplikasi larutan pupuk (BAP), Rp/jam

l. Biaya tetap / fixed cost (BT), Rp/jam

m. Biaya operasional / variable cost (BO), Rp/jam

n. Biaya aplikasi pupuk cair (PC), Rp/ha

Parameter diatas dianalisis dan dihitung dengan menggunakan rumus-

rumus dibawah ini :

𝐾𝐿𝐸𝑝 =Ap

Tp (5)

𝑄𝑝 =𝑉𝑝

𝑇𝑝 (6)

𝐹𝑐 =𝑉𝐹

𝑇𝐹 (7)

𝐵𝐴𝑝 = 𝑄𝑝. 𝐻𝑝 (8)

𝐹𝑐𝑐 = 𝐹𝑐. 𝐻𝑏𝑏 (9)

𝐵𝑜 = 𝐵𝐴𝑃 + 𝐹𝑐𝑐 + 𝑈𝑜 (10)

𝐵𝑇 =𝐵𝑝

𝑊𝑜 (11)

𝐵𝑇𝑜𝑡 = 𝐵𝑜 + 𝐵𝑇 (12)

𝑃𝑐 =𝐵𝑇𝑜𝑡

𝐾𝐿𝐸𝑝 (13)

Prosedur Optimasi Operasional Sprayer Gendong Bermotor

Optimasi operasional dilakukan dengan cara pembobotan parameter.

Pembobotan dilakukan pada empat parameter yang dihasilkan, yaitu debit, lebar

penyemprotan efektif, diameter droplet, dan keseragaman butiran semprot. Setiap

parameter disusun berdasarkan ranking. Penentuan ranking berdasarkan pada

pengurutan hasil yang ada pada parameter tersebut. Pembobotan pada setiap

parameter didasarkan pada :

a. Debit yang dianggap baik bila nilai debitnya rendah dan diberikan nilai yang

tinggi. Bobot yang diberikan pada parameter ini sebesar 10% hal ini

dikarenakan berkaitan dengan efisiensi penyemprotan tidak terlalu

17

berpengaruh terhadap optimasi penyemprotan karena poin penting dari aplikasi

adalah efektivitasnya.

b. LPE yang dianggap baik adalah nilai LPE terbesar dan diberikan nilai tertinggi.

Bobot yang diberikan pada parameter ini sebesar 20% hal ini dikarenakan LPE

berpengaruh terhadap lebar kerja dan distribusi perpindahan batang nosel saat

aplikasi di lapangan.

c. Keseragaman butiran semprot yang dianggap baik adalah yang memiliki nilai

CV terendah dan diberikan nilai tertinggi. Besar bobot yang diberikan sebesar

30% hal ini dikarenakan keseragaman butiran semprot merupakan indikator

ukuran droplet yang merata pada daun sebgai objek semprotnya.

d. Diameter droplet baik bila nilainya kecil dan diberikan nilai tertinggi. Nilai

bobot yang merupakan yang terbesar yaitu 40% karena hal ini berkaitan dengan

efektivitas masuknya butiran semprot ke stomata daun dimana semakin kecil

butiran semprot maka akan semakin mudah masuk ke stomata.

Penentuan ranking dan perhitungan nilai bobot pada setiap parameter dapat

dilihat pada Lampiran 2.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Data yang didapatkan dari hasil pengujian berasal dari perlakuan yang

diantaranya adalah bukaan throttle (T) dan kecepatan angin lingkungan (V) yang

akan dibahas dalam bab ini. Hubungan diantara perlakuan tersebut terhadap debit,

perbandingan pola distribusi penyemprotan, lebar penyemprotan efektif, dan

diameter droplet yang terpapar pada kertas concord, serta pengaruhnya terhadap

konsumsi bahan bakar saat operasional.

Debit Penyemprotan

Debit merupakan parameter uji yang digunakan untuk mengetahui seberapa

besar volume semprot yang keluar persatuan waktu. Debit juga merupakan

indikator dari efisiensi penyemprotan baik atau tidaknya, semakin minimun debit

maka efisiensi penyemprotannya akan baik. Penelitian yang dilakukan untuk

mendapatkan nilai debit dilakukan dengan perlakuan bukaan throttle (T) yang

dibuat menjadi bukaan throttle 30%, 60%, dan 100% (Full) dalam hal ini diberi

kode perlakuan T1/3, T2/3, dan TF . Perlakuan dari bukaan throttle ini sangat

mempengaruhi kecepatan putar motor (rpm) dan tekanan semprotan dimana dari

hasil pengukuran semakin besar bukaan throttle maka tekanan semprot akan

semakin besar pula. Tekanan semprot tersebutlah yang mempengaruhi besarnya

debit yang dihasilkan dari perlakuan bukaan throttle yang dilakukan. Dari Gambar

10 dapat dilihat grafik hubungan pengaruh bukaan throttle (T) terhadap besarnya

debit yang dihasilkan.

18

Gambar 10 Hubungan pengaruh bukaan throttle (T) terhadap debit yang

dihasilkan

Berdasarkan grafik diatas perlakuan dengan T1/3 menghasilkan nilai debit

terendah dengan nilai 2,08 liter/menit dan TF menghasilkan nilai debit terbesar

dengan nilai 2,65 liter/menit. Dari tekanan yang terukur pada T1/3 didapat tekanan

penyemprotan sebesar 5 kgf/cm², pada T2/3 tekanan yang terbaca yaitu 10 kgf/cm² .

dan TF tekanan yang terbaca sebesar 12 kgf/cm². Dari sini dapat diketahui bahwa

semakin besar tekanan maka akan berbanding lurus dengan debit yang dihasilkan.

Pada pengukuran parameter debit tidak menggunakan perlakuan angin karena angin

tidak mempengaruhi volume yang keluar persatuan waktu.

Pola Distribusi Penyemprotan

Pola ditribusi penyemprotan didapat dengan menggunakan alat uji

patternator, dimana cairan penyemprotan ditampung ke dalam gelas-gelas dengan

jarak 8 cm. Pengambilan data dilakukan dengan berbagai kombinasi perlakuan

sesuai dengan yang tertulis pada bagian metode. Hasil pengujian pola distribusi

dapat dilihat pada Gambar 11 dan data volume tertampung yang digunakan untuk

membuat grafik pola distribusi dapat dilihat pada Lampiran 4. Penomoran gelas

dilakukan dengan deret angka yang berurut dimana angka 1 hingga 8 merupakan

nomor wadah penampung dari sebelah kiri lance, dan 10 hingga 24 merupakan

nomor wadah penampung sebelah kanan lance batang penyemprot.

Dari grafik pada Gambar 11 terlihat pola distribusi penyemprotan yang

bergeser ke arah kanan yang semakin lebar, hal ini disebabkan semakin besar

bukaan throttle mengakibatkan hasil butiran semprot yang semakin kecil sehingga

membuat butiran semprot tersebut mudah bergeser terhembuskan oleh angin. Dan

hal ini mengakibatkan pergeseran pada bidang semprot. Hal ini pula menunjukkan

bahwa semakin besar angin yang berhembus resiko menyebabkan butiran semprot

bergeser dari titik penyemprotan akan semakin besar. hal ini dapat terjadi inefisiensi

penyemprotan terutama pada titik penyemprotannya. Bergesernya larutan pupuk

dari titik penyemprotannya dapat dilihat dari gelas nomor 9 sebagai acuan titik

2,08

2,48

2,65

1,50

1,80

2,10

2,40

2,70

T1/3 T2/3 TF

Deb

it (

lite

r/m

enit

)

Bukaan Throttle

19

tengah batang lance penyemprot yang cenderung semakin berkurang akibat

pengaruh angin yang berhembus. Bila dilihat pada Gambar 11 bagian (a) titik

puncak tertinggi volume larutan pupuk yang tertampung pada gelas penampung

berada pada nomor 9 walaupun mengalami pengurangan volume seiring dengan

perlakuan hembusan angin yang diberikan semakin besar, sedangkan pada Gambar

11 bagian (b) dan (c) titik puncak cenderung bergeser ke arah kanan seperti dapat

dilihat dari perlakuan T2/3V2, T2/3V4, dan T2/3V5 yang masing-masing bergeser ke

gelas tampung nomor 10,10 dan 11 artinya bergeser titik puncaknya berturut–turut

8 cm, 8 cm dan 16 cm dari titik penyemprotan. Sedangkan pada perlakuan TFV3,

TFV4 dan TFV5 berturut–turut titik puncak bergeser sebesar 8 cm, 16 cm dan 16 cm.

Setiap perlakuan T1/3, T2/3 dan TF menghasilkan butiran semprot yang berbeda,

dimana dalam hal ini tekanan semprot berpengaruh terhadap pembentukan hasil

butiran semprot, dimana semakin besar tekanan yang diberikan akan memberikan

efek butiran yang semakin halus. Dalam hal ini T1/3 memiliki butiran semprot yang

lebih besar dibandingkan T2/3 dan TF sehingga pada Gambar 11 perlakuan T1/3 titik

puncak masih tetap pada nomor wadah 9 akibat butiran yang semakin besar

cenderung akan tidak mudah bergeser jika terhembuskan angin akibat bobot dari

butiran yang berat dan sebaliknya pada perlakuan T2/3 dan TF . Nilai sebaran

berpengaruh pada cara aplikasi untuk tiap jenis sprayer, semakin tinggi nilai

sebarannya maka penggunaan sprayer diharapkan dapat menyesuaikan dalam hal

perpindahan batang nosel yang hendak di distribusikan.

(a)

(b)

0

50

100

150

200

250

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21

Vo

lum

e (m

l)

Nomor Wadah Penampung larutan

T1/3V1

T1/3V2

T1/3V3

T1/3V4

T1/3V5

0

50

100

150

200

250

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23

Vo

lum

e (m

l)


T2/3V1

T2/3V2

T2/3V3

T2/3V4

T2/3V5

20

(c)

Keterangan:

T: Bukaan throttle (T1/3 = 30 %, T2/3 = 60%, TF = Penuh)

V: Kecepatan angin lingkungan dalam m/s (V1=0 V2=0,4 V3=0,8 V4=1,2 V5=1,6)

Gambar 11 Pola distribusi penyemprotan dengan (a) perlakuan T1/3, (b) perlakuan

T2/3, dan (c) perlakuanTF serta perlakuan kecepatan angin (V)

Lebar Penyemprotan Efektif

Lebar penyemprotan efektif yang didapat merupakan hasil dari metode grafik

overlapping seperti pada Lampiran 1. Bila dilihat dari Gambar 12 Grafik hubungan

pengaruh perlakuan bukaan throttle (T) dan perubahan kecepatan angin lingkungan

(V) terhadap hasil lebar penyemprotan efektif yang dihasilkan.

Keterangan:



Gambar 12 Grafik hubungan pengaruh perlakuan bukaan throttle (T) dan perubahan

kecepatan angin lingkungan (V) terhadap hasil lebar penyemprotan

efektif yang dihasilkan

0

50

100

150

200

250

300

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23

Vo

lum

e (m

l)


TFV1

TFV2

TFV3

TFV4

TFV5

64

79 81 86

96

72

8990

89

99

7581 89

92101

0

20

40

60

80

100

120

V1 V2 V3 V4 V5

LPE

(cm

)

Perlakuan Angin

T1/3

T2/3

TF

21

Dari grafik diatas dapat diketahui bahwa pengaruh bukaan throttle dan

pengaruh angin memberikan efek yang membuat lebar penyemprotan efektif yang

semakin besar hal ini dimungkinkan karena tekanan semprot yang semakin besar

dari pengaruh bukaan throttle membuat sebaran semprot yang semakin melebar dan

pengaruh hasil butiran semprot yang dihasilkan akan semakin kecil seiring dengan

makin besarnya tekanan semprot. Butiran semprot yang besar akan mengalami

perubahan drift spray yang kecil yang tidak akan terlalu mempengaruhi nilai lebar

penyemprotan efektif dan sebaliknya butiran yang kecil membuat butiran semprot

akan mudah bergeser.

Diameter Droplet

Diameter droplet sangat mempengaruhi efektivitas dari penyemprotan. Suatu

penyemprotan dikatakan baik jika memiliki nilai diameter droplet yang semakin

kecil. Hal ini akan memudahkan masuknya butiran semprot ke dalam melalui

jaringan dan stomata daun. Dari pengujian yang telah dilakukan didapat data seperti

ditunjukkan pada Gambar 13. Dari Gambar 13 dapat dilihat pada perlakuan T1/3V1,

T2/3V1, dan TFV1 berturut-turut nilai yang didapat 724,68 µm, 665,54 µm dan 429,4

µm. Hal ini menunjukan penurunan nilai diameter droplet yang dihasilkan. Hal ini

terjadi dikarenakan tumbukan antara tekanan semprot dan larutan yang semakin

besar membuat butiran semprot pecah menjadi bagian yang lebih kecil. Jika dilihat

pada grafik pengaruh angin terhadap hasil diameter droplet menunjukkan hasil

yang fluktuatif bahwa angin memberikan pengaruh terhadap hasil keseragaman

droplet yang cenderung semakin membesar yang ditandai dengan nilai CV yang

cenderung semakin besar (Lampiran 3) nilai keseragaman yang cenderung semakin

besar ini karena terjadi bias data yang cukup besar karena angin membuat butiran

semprot jatuh tidak merata pada kertas concord dan juga terjadi overlapping pada

kertas concord yang digunakan sebagai media untuk menangkap butiran semprotan

untuk diketahui hasil diameter dropletnya sehingga terjadi perbedaan yang jauh

pada diameter dropletnya ditiap sampelnya . Jika dilihat pada Gambar 13 pada

grafik hubungan kecepatan angin dengan diameter droplet dapat dilihat nilai

determinasi yang relatif kecil dan tidak terjadi trend yang linear dari hubungan

pengaruh angin terhadap diameter dropletnya sehingga nilai korelasi terhadap

pengaruh hubungannya sangat rendah, faktor lain yang memungkinkan hal ini dapat

terjadi karena jumlah sampel yang digunakan sangat sedikit dari populasi yang

banyak, kertas concord yang digunakan dapat menyebabkan sebaran butiran yang

menempel dapat meresap sehingga ukuran aktual dari butiran droplet tidak dapat

diprediksi dengan tepat hal ini karena diameter butiran pada kertas concord yang

berupa noda terlihat adalah bukan ukuran diameter yang aktual karena adanya

faktor penyebaran. Dilakukan pengaruh angin terhadap penelitian dimungkinkan

sebagai informasi bahwa untuk melakukan kerja atau penyemprotan tanaman

sebaiknya dilakukan saat pagi hari saat kondisi angin yang minim agar mengurangi

resiko overlapping oleh pengaruh angin (lihat Lampiran 7). Berdasarkan perlakuan

yang dilakukan bahwa setting kerja untuk pengguna knapsack power sprayer lebih

baik disetting menggunakan bukan throttle yang paling penuh karena hal ini

membuat diamater droplet yang dihasilkan memudahkan daun menyerap nutrisi

karena terbilang halus dan pada kondisi angin 0 m/s agar tidak terjadi overlapping

22

penyemprotan serta inefisiensi sejumlah larutan pupuk karena bergesernya butiran

semprot dari target penyemprotan akibat pengaruh angin.

(a)

(b)

(c)

Keterangan:



Gambar 13 Grafik pengaruh perlakuan (a) T1/3, (b) T2/3, (c) TF dan kecepatan angin

lingkungan terhadap diameter droplet yang dihasilkan

y = 138,21x + 346,73R² = 0,4688

0

200

400

600

800

1000

1200

0 1 2 3 4 5 6

Dia

met

er D

rop

let

( µ

m)

Perlakuan

Diameter Droplet (µm)

y = 429,53x + 169,34R² = 0,5679

0200400600800

10001200140016001800200022002400260028003000

0 1 2 3 4 5 6

Dia

met

er d

rop

let

(µm

)

Perlakuan


y = 102,15x + 765R² = 0,07

0200400600800

100012001400160018002000220024002600280030003200

0 1 2 3 4 5 6

Dia

met

er d

rop

let

(µm

)

Perlakuan


23

Optimasi Penyemprotan Sprayer Gendong Bermotor

Berdasarkan perlakuan yang telah dilakukan maka akan sangat penting

mengetahui pada kondisi bagaimana sprayer gendong bermotor akan bekerja

dengan baik berdasarkan efektivitas dan efisiensi penyemprotannya, maka untuk

itu dilakukan optimasi dengan cara pembobotan untuk menentukan pengaturan

penyemprotan yang optimum. Dari hasil perhitungan pembobotan maka perlakuan

yang baik untuk suatu kondisi di lapangan dapat dilihat dari Tabel 1 nilai optimasi

operasional berikut.

Tabel 1 Nilai optimasi operasional

No Perlakuan

Nilai pembobotan

Total Diameter

Droplet

(40%)

Keseragaman

Butiran

(30%)

LPE

(20%)

Debit

(10%)

1 T1/3V1 4,00 3,3 0,8 1,5 9,60

2 T1/3V2 5,20 1,8 1,4 1,5 9,90

3 T1/3V3 5,60 2,1 1,6 1,5 10,80

4 T1/3V4 2,80 0,6 1,8 1,5 6,70

5 T1/3V5 2,00 0,9 2,6 1,5 7,00

6 T2/3V1 4,80 3 1 1,4 10,20

7 T2/3V2 2,40 3,9 2 1,4 9,70

8 T2/3V3 1,20 2,4 2,2 1,4 7,20

9 T2/3V4 3,20 2,7 0,8 1,4 8,10

10 T2/3V5 0,40 3,6 2,8 1,4 8,20

11 TFV1 6,00 4,5 1,2 1,3 13,00

12 TFV2 0,80 0,3 1,6 1,3 4,00

13 TFV3 4,40 4,2 2 1,3 11,90

14 TFV4 3,60 1,5 2,4 1,3 8,80

15 TFV5 1,60 1,2 3 1,3 7,10

Dari tabel diatas maka dapat diketahui bahwa pengaturan penyemprotan

optimum pada perlakuan TFV1 dengan ukuran diameter droplet yaitu 424,94 µm,

keseragaman butiran semprot terendah, LPE sebesar 75 cm, dan debit 2,65

liter/menit karena memiliki total nilai pembobotan terbesar yaitu sebesar 13,00.

Biaya Aplikasi Pupuk Cair

Biaya aplikasi pupuk cair dalam rupiah per hektar mengandung pengertian

biaya yang harus dikeluarkan untuk aplikasi pupuk cair mengunakan sprayer dalam

satu hektar lahan, sedangkan dalam rupiah per jam mengandung pengertian biaya

yang harus dikeluarkan untuk aplikasi pupuk cair menggunakan sprayer per satu

jam operasi kerja. Hasil dari perhitungan seperti ditunjukkan dalam Tabel 2.

24

Tabel 2 Tabulasi perhitungan biaya aplikasi masing – masing perlakuan

Variabel Satuan Perlakuan

T1/3 T2/3 TFull

Luas lahan aplikasi ha 4,00 4,00 4,00

Volume aplikasi larutan liter 892,84 1.063,64 1.135,24

Lama waktu aplikasi jam 7,10 7,10 7,10

Volume bahan bakar liter 1,00 1,00 1,00

Kapasitas lapang efektif ha/jam 0,56 0,56 0,56

Debit aplikasi pupuk cair liter/jam 124,92 148,81 158,83

Konsumsi bahan bakar liter/jam 0,51 0,68 0,91

Harga bahan bakar Rp/liter 7.300,00 7.300,00 7.300,00

Biaya aplikasi pupuk cair Rp/jam 499.666,73 595.253,78 635.323,06

Biaya konsumsi bahan

bakar Rp/jam 3.723 4.964 6.643

Upah operator Rp/jam 8.957,17 8.957,17 8.957,17

Waktu operasional unit jam/tahun 480 480 480

Harga unit sprayer Rp/unit 1.650.000 1.650.000 1.650.000

Umur ekonomis tahun 2 2 2

Biaya penyusutan Rp/tahun 742.500 742.500 742.500

Biaya bunga modal Rp/tahun 148.500 148.500 148.500

Biaya operasional Rp/jam 512.346,90 609.174,95 650.923,23

Biaya tetap Rp/tahun 891.000 891.000 891.000

Biaya total Rp/jam 514.203,15 611.031,20 652.779,48

Biaya aplikasi pupuk cair Rp/ha 918.219,91 1.091.127,14 1.165.677,64

Keterangan :


Jika dilihat dari tabel diatas menunjukkan bahwa biaya aplikasi dapat

dipengaruhi oleh bukaan throttle gas hal ini bisa disebabkan karena konsumsi bahan

bakar yang berbeda setiap bukaan throttle dimana throttle dengan bukaan penuh

memiliki konsumsi bahan bakar yang lebih tinggi. Hal ini membuat biaya aplikasi

pada bukaan TF memiliki biaya paling tinggi yaitu Rp 1.165.677,48/ha dan biaya

terendah pada perlakuan T1/3 yaitu Rp 918.219,91/ha. Pada tabel diatas umur

ekonomis didapat nilai tersebut disebabkan umur ekonomis pada alat yang sama.

Perhitungan biaya bunga modal menggunakan metoda majemuk yakni dengan

memperhitungkan tingkat suku bunga yang berlaku didunia perbankkan. Tingkat

suku bunga yang digunakan adalah 12% bersumber dari bank Mandiri pada periode

Mei 2016. Biaya tetap yang dihasilkan sama akibat biaya penyusutan dan biaya

bunga modalnya terjadi pada nilai barang yang digunakan sama. Waktu operasi

pada tiap perlakuan didasarkan pada umur aplikasi pupuk cair tanaman tebu

dilakukan sebanyak 2 kali dalam setahun yaitu pada umur 1 bulan setelah tanam

dan 3 bulan setelah tanam, sehingga ada 60 hari kerja menggunakan sprayer

gendong bermotor dalam 1 hari kerja selama 8 jam sehingga dalam setahun kerja

selama 480 jam sprayer gendong beroperasi. Dari tabel diatas dapat diketahui

25

semakin besar bukaan throttle akan mengakibatkan biaya aplikasi pupuk cair akan

semakin besar hal ini dikarenakan debit penyemprotan yang semakin besar

sehingga mengakibatkan penggunaan larutan pupuk cair akan semakin banyak dan

akan membutuhkan pupuk cair yang lebih banyak hal ini dapat dilihat dari selisih

biaya total yang semakin besar akibat biaya aplikasi pupuk cair dalam Rp/jam yang

semakin meningkat.

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Pengaturan penyemprotan yang paling optimum dari hasil pembobotan

didapat dengan perlakuan bukaan throttle penuh dan pada kondisi angin 0 m/s yang

menghasilkan diameter droplet 424,94 µm, keseragaman butiran semprot dengan

nilai yaitu 0,228, lebar penyemprotan efektif sebesar 75 cm, dan debit

penyemprotan 2,65 liter/menit dengan total nilai pembobotan 13,00. Biaya aplikasi

pupuk cair dari perlakuan bukaan throttle 30% sebesar Rp 918.219,91/ha, throttle

60% sebesar Rp 1.091.127,14/ha dan throttle penuh sebesar Rp 1.165.677,64/ha.

Saran

Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut untuk melihat efektivitas semprotan

terhadap produktivitas tebu serta rendemen giling dari perlakuan yang diberikan

dalam penyemprotan. Hasil dari penelitian ini dapat dijadikan sebagai referensi

waktu operasional yang baik untuk penyemprotan dimana pengoperasian

penyemprotan baik dilakukan pada pagi hari saat keadaan angin cenderung kecil.

DAFTAR PUSTAKA

Aspar G. 2012. Studi aplikasi knapsack sprayer, knapsack power sprayer, dan

boom sprayer di PT Laju Perdana Indah, Palembang, Sumatera Selatan

[skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.

Daywin FJ, Sitompul RG, Imam H. 1992. Mesin-mesin Budidaya Pertanian. Bogor

(ID): JICA-DGHE/IPBProject.

Derksen R, Ozkan HE, Fox RD, Brazee RD. 1997. Effectiveness of turbodrop and

turbo teejet nozzles in drift reduction. American Society of Agricultural

Engineers. 97(1):67-70.

Elisa. 2004. Mesin Pengendali Hama. Yogyakarta (ID) : Gadjah Mada University

Press.

Furqon M. 2012. Studi variasi jumlah dan ukuran droplet pada berbagai tinggi

penyemprotan dan tipe nosel sprayer gendong semi-otomatis [skripsi]. Bogor

(ID): Institut Pertanian Bogor.

26

Hermawan W. 2012. Kinerja sprayer bermotor dalam aplikasi pupuk daun di

perkebunan tebu. J Teknik Pertanian. 26(2):93-94.

Hoffman V, Kucera H, Berg M. 1986. Spray Equipment and Calibration. Fargo

(US): NDSU Press.

Houmy K. 1999. Knapsack Sprayer a Partical User’s Guide. Morocco (MA):

Institute Agronomique et Veterenaire Hasan II.

Irawan Y. 2016. Optimasi penyemprotan cairan di bagian pengabut pada mesin

pengabut gendong bermotor (mist blower) [skripsi]. Bogor (ID): Institut

Pertanian Bogor.

Matthews GA. 1992. Pesticide Application Methodes. London (GB) : Longman.

Pramuhadi G. 2010. Aplikasi Pupuk Daun di PG Jatitujuh, Majalengka, Jawa

Barat. Kerja sama Penelitian Fakultas Teknologi Pertanian (Fateta). IPB

dengan PT Indo Poodaeng Chitosan Makmur.

Pramuhadi G. 2014. Rekayasa mobile sprayer machine untuk pemeliharaan

tanaman tebu lahan kering. JIPI. 19(2): 98-103

Saulia L. 1997. Mempelajari pola sebaran dan ukuran butiran semprot dari

penyemprotan dengan volume ultra rendah (ulv sprayer) untuk pesawat

terbang ringan [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.

Smith HP, Wilkes LH. 1990. Mesin dan Peralatan Usaha Tani. Purwadi T,

penerjemah. Yogyakarta (ID): Gadjah Mada University. Terjemahan dari:

Farm Machinery and Equipment. Ed ke-6.

Sumner EP. 1997. Reducing Spray Drift. The University of Georgia and Ft. Valley

State College (US): Department of Agriculture and Counties of the State

Cooperating.

27

27

Lampiran 1 Hasil pengolahan data lebar penyemprotan efektif dan contoh

perhitungan grafik overlapping

Tabel Hasil pengolahan data LPE (cm)

No Perlakuan Ulangan

Rataan 1 2 3

1 T1/3V1 64 64 64 64

2 T1/3V2 80 80 76 79

3 T1/3V3 80 80 84 81

4 T1/3V4 78 88 92 86

5 T1/3V5 96 96 96 96

6 T2/3V1 72 72 72 72

7 T2/3V2 88 88 92 89

8 T2/3V3 88 88 94 90

9 T2/3V4 88 90 90 89

10 T2/3V5 100 102 96 99

11 TFV1 72 80 72 75

12 TFV2 80 80 82 81

13 TFV3 88 88 90 89

14 TFV4 92 92 92 92

15 TFV5 102 100 100 101

Keterangan:



28

Tabel Contoh cara untuk menentukan lintasan (overlapping) paling seragam

Nomor

Gelas Original

Overlapping

1

Overlapping

2

Overlapping

3

Σgrafik tumpang tindih

Overlap

1

Overlap

2

Overlap

3

-8 0 220 120 190 220 120 190

-7 13 120 50 220 133 63 233

-6 20 50 40 120 70 60 140

-5 20 40 25 50 60 45 70

-4 32 25 13 40 57 45 72

-3 38 13 10 25 51 48 63

-2 90 10 8 13 100 98 103

-1 190 8 0 10 198 190 200

0 220 0 13 8 220 233 228

1 120 13 20 0 133 140 120

2 50 20 20 13 70 70 63

3 40 20 32 20 60 72 60

4 25 32 38 20 57 63 45

5 13 38 90 32 51 103 45

6 10 90 190 38 100 200 48

7 8 190 220 90 198 228 98

8 0 220 120 190 220 120 190 Rata-rata 117,53 110,53 105,87 SD 56,933 69,126 65,654 CV 0,484 0,625 0,620

29

1) Grafik tumpang-tindih penentuan LPE pada T1/3V1

Lebar teoritis = 120 cm

Lebar efektif = 64 cm

Efisiensi lebar kerja = 53,3 %

Perhitungan lebar teoritis

Lebar teoritis diperoleh dari hasil perkalian antara jarak grid wadah terisi dari ujung kiri (-

7) sampai ujung kanan (7) dengan jarak aktual grid (8 cm).

Jadi, 15 x 8 cm = 120 cm.

Perhitungan lebar efektif

Lebar efektif diperoleh dari hasil perkalian antara jumlah grid titik perpotongan grafik

murni dan overlap 1 (8) dengan jarak aktual grid (8 cm).

Jadi, 8 x 8 cm = 64 cm.

Efisiensi lebar kerja

Efisiensi lebar kerja diperoleh dari hasil pembagian LPE (64 cm) dengan lebar teoritis (120

cm) lalu hasilnya dikalikan dengan 100%.

Jadi, (64/120) x 100 % = 53,3 %

0

50

100

150

200

250

-8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8

Vo

um

e (m

l)

Nomor Gelas

Original

Overlaping 1

30

Lampiran 2 Penentuan ranking dan bobot untuk optimasi operasional

Tabel Pembobotan diameter droplet

Perlakuan Droplet (µm) Ranking Nilai Bobot 40 %

T1/3V1 724,689 6 10,00 4

T1/3V2 462,724 3 13,00 5,2

T1/3V3 442,823 2 14,00 5,6

T1/3V4 1058,823 9 7,00 2,8

T1/3V5 1117,671 11 5,00 2

T2/3V1 665,542 4 12,00 4,8

T2/3V2 1070,066 10 6,00 2,4

T2/3V3 1755,075 13 3,00 1,2

T2/3V4 901,451 8 8,00 3,2

T2/3V5 2897,482 15 1,00 0,4

TFV1 424,936 1 15,00 6

TFV2 1919,425 14 2,00 0,8

TFV3 695,094 5 11,00 4,4

TFV4 844,855 7 9,00 3,6

TFV5 1472,984 12 4,00 1,6

Tabel Pembobotan keseragaman butiran semprot

Perlakuan Keseragaman Ranking Nilai Bobot

(30%)

T1/3V1 0,366 5 11 3,3

T1/3V2 0,606 10 6 1,8

T1/3V3 0,569 9 7 2,1

T1/3V4 1,070 14 2 0,6

T1/3V5 0,953 13 3 0,9

T2/3V1 0,407 6 10 3

T2/3V2 0,340 3 13 3,9

T2/3V3 0,536 8 8 2,4

T2/3V4 0,445 7 9 2,7

T2/3V5 0,341 4 12 3,6

TFV1 0,228 1 15 4,5

TFV2 1,326 15 1 0,3

TFV3 0,256 2 14 4,2

TFV4 0,705 11 5 1,5

TFV5 0,841 12 4 1,2

31

Tabel Pembobotan LPE

Perlakuan LPE (cm) Ranking Nilai Bobot

(20 %)

T1/3V1 64 12 4 0,8

T1/3V2 79 9 7 1,4

T1/3V3 81 8 8 1,6

T1/3V4 86 7 9 1,8

T1/3V5 96 3 13 2,6

T2/3V1 72 11 5 1

T2/3V2 89 6 10 2

T2/3V3 90 5 11 2,2

T2/3V4 89 6 4 0,8

T2/3V5 99 2 14 2,8

TFV1 75 10 6 1,2

TFV2 81 8 8 1,6

TFV3 89 6 10 2

TFV4 92 4 12 2,4

TFV5 101 1 15 3

Tabel Pembobotan debit

Perlakuan Debit

(liter/menit) Ranking Nilai

bobot

(10%)

T1/3V1 2,08 1 15 1,5

T1/3V2 2,08 1 15 1,5

T1/3V3 2,08 1 15 1,5

T1/3V4 2,08 1 15 1,5

T1/3V5 2,08 1 15 1,5

T2/3V1 2,48 2 14 1,4

T2/3V2 2,48 2 14 1,4

T2/3V3 2,48 2 14 1,4

T2/3V4 2,48 2 14 1,4

T2/3V5 2,48 2 14 1,4

TFV1 2,65 3 13 1,3

TFV2 2,65 3 13 1,3

TFV3 2,65 3 13 1,3

TFV4 2,65 3 13 1,3

TFV5 2,65 3 13 1,3

Keterangan:



32

Lampiran 3 contoh perhitungan diameter droplet dan keseragaman butiran

Tabel Hasil perhitungan diameter droplet dan keseragaman butiran semprot

Perlakuan Diameter droplet (µm)

Rata-rata CV Sampel 1 Sampel 2 Sampel 3 Sampel 4 Sampel 5

T1/3V1 528,744 518,343 1096,303 916,226 563,829 724,689 0,366

T1/3V2 922,394 291,258 342,443 528,625 228,902 462,724 0,606

T1/3V3 852,272 276,317 287,301 521,908 276,317 442,823 0,569

T1/3V4 3066,816 538,547 422,868 815,545 450,339 1058,823 1,070

T1/3V5 2996,834 480,494 517,508 932,950 660,570 1117,671 0,953

T2/3V1 898,351 475,843 581,895 998,553 373,068 665,542 0,407

T2/3V2 1240,251 1107,694 669,998 1566,516 765,872 1070,066 0,340

T2/3V3 3218,122 790,154 1570,401 2034,744 1161,957 1755,075 0,536

T2/3V4 492,362 634,611 919,001 1538,037 923,246 901,451 0,445

T2/3V5 2957,866 2732,164 2063,841 4535,356 2198,182 2897,482 0,341

TFV1 388,774 452,004 300,632 566,688 416,581 424,936 0,228

TFV2 6438,619 799,743 642,915 1285,830 430,018 1919,425 1,326

TFV3 729,719 668,542 506,578 976,614 594,015 695,094 0,256

TFV4 1846,127 270,950 583,415 821,020 702,763 844,855 0,705

TFV5 3612,464 886,528 835,338 1457,806 572,786 1472,984 0,841

33

Lampiran 4 Tabulasi volume (ml) tertampung

Tabel Volume (ml) tertampung ulangan ke 1

T1/3V1 T1/3V2 T1/3V3 T1/3V4 T1/3V5 T2/3V1 T2/3V2 T2/3V3 T2/3V4 T2/3V5 TFV1 TFV2 TFV3 TFV4 TFV5

1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

2 0 0 0 0 0 8 6 0 0 0 11 5 0 0 0

-7 13 7 0 0 0 12 8 8 0 0 16 10 8 0 0

-6 20 10 8 5 0 20 10 17 6 8 24 14 10 5 9

-5 20 17 10 7 8 28 15 20 23 10 32 28 14 10 14

-4 32 22 13 30 11 34 18 28 35 15 40 35 18 15 18

-3 38 30 16 36 17 50 27 42 40 23 47 40 28 24 24

-2 90 39 24 32 50 65 38 55 40 31 70 83 39 35 50

-1 190 82 37 68 60 170 73 80 70 44 180 140 45 48 68

0 220 150 70 108 120 240 150 160 115 100 260 170 80 60 106

1 120 140 125 90 100 150 145 140 120 140 160 108 150 103 120

2 50 108 123 100 110 70 80 100 110 148 62 62 138 140 155

3 40 61 100 75 90 30 75 50 80 90 37 52 90 118 60

4 25 42 109 63 70 21 58 43 70 65 24 40 83 93 39

5 13 38 52 42 40 18 35 40 45 57 20 27 60 40 30

6 10 28 40 34 30 16 24 31 33 35 14 23 43 25 25

7 8 27 40 29 25 11 20 28 34 33 13 15 35 28 24

8 0 21 24 20 22 5 15 20 24 30 9 12 30 20 20

9 0 18 20 15 18 0 12 18 20 28 0 8 20 15 18

10 0 5 17 10 16 0 10 15 15 20 0 3 18 13 16

11 0 0 12 8 14 0 4 12 10 19 0 0 14 10 14

12 0 0 3 2 12 0 0 3 9 17 0 0 10 8 12

13 0 0 0 0 5 0 0 0 8 15 0 0 6 5 10

14 0 0 0 0 0 0 0 0 0 8 0 0 0 0 9

15 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

16 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Volume 889 845 843 774 818 948 823 910 907 936 1019 875 939 815 841

Nomor GelasPerlakuan

34

Tabel Volume (ml) Tertampung ulangan ke 2


-9 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

-8 0 0 0 0 0 9 5 0 0 0 10 8 0 0 0

-7 10 5 0 0 0 10 9 5 0 0 16 13 6 0 0

-6 18 12 5 4 0 15 15 15 8 5 18 16 9 7 7

-5 28 14 8 8 8 20 19 19 19 7 30 34 14 8 10

-4 40 20 11 9 11 33 20 30 29 10 40 37 17 12 16

-3 48 26 17 15 17 44 27 37 38 18 42 42 25 28 21

-2 90 35 25 50 30 55 38 52 41 26 58 86 30 36 47

-1 195 80 35 60 43 187 80 73 74 50 185 150 50 50 65

0 215 135 110 120 105 235 160 154 109 98 275 178 83 63 100

1 105 136 125 100 110 138 150 148 117 135 174 113 146 110 124

2 45 110 134 110 90 72 88 93 100 141 54 66 140 145 130

3 30 60 97 90 84 45 80 54 78 70 35 58 92 123 50

4 29 54 92 70 67 30 65 45 68 60 33 44 87 90 35

5 22 40 50 40 32 24 38 38 43 50 24 25 58 40 36

6 10 30 42 30 30 20 25 30 30 40 14 29 40 35 29

7 7 30 45 25 28 15 22 26 24 29 13 19 36 32 23

8 0 25 30 27 22 8 18 20 22 28 6 14 34 24 22

9 0 20 15 18 18 0 13 18 20 22 0 11 21 20 17

10 0 10 10 16 16 0 11 13 17 19 0 6 15 19 14

11 0 0 9 8 14 0 7 10 11 15 0 0 10 16 12

12 0 0 6 7 12 0 0 5 7 13 0 0 8 10 10

13 0 0 0 0 5 0 0 0 5 7 0 0 5 6 8

14 0 0 0 0 0 0 0 0 0 4 0 0 0 0 5

15 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

16 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Volume 892 842 866 807 742 960 890 885 860 847 1027 949 926 874 781


35

Tabel Volume (ml) tertampung ulangan ke 3


-9 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

-8 0 0 0 0 0 10 5 0 0 0 8 5 0 0 0

-7 8 6 5 0 0 12 12 5 0 0 17 8 5 0 0

-6 12 11 12 6 0 17 15 14 10 7 18 13 7 6 6

-5 23 15 13 10 5 28 20 22 25 12 32 25 10 8 13

-4 27 23 15 13 10 40 20 26 38 9 38 35 15 11 14

-3 33 33 27 17 19 43 30 46 45 20 44 43 22 23 23

-2 97 39 36 47 56 75 38 49 48 23 60 78 32 39 45

-1 174 90 72 54 57 183 78 87 65 56 180 136 40 53 68

0 210 140 115 117 118 230 156 158 115 100 270 177 73 63 90

1 125 143 120 110 109 135 147 145 110 130 169 110 136 120 130

2 68 119 103 105 107 60 90 95 96 146 52 53 140 146 149

3 35 50 100 88 77 32 78 60 70 64 37 52 82 129 54

4 31 36 60 78 59 27 67 35 62 58 30 43 77 86 36

5 18 33 40 48 30 20 34 32 36 50 25 30 53 43 38

6 15 23 30 21 21 14 20 30 30 44 15 23 37 30 25

7 8 25 20 28 30 12 25 25 29 32 11 13 34 22 20

8 0 18 25 21 24 8 22 22 22 30 9 11 30 24 24

9 0 19 17 20 20 0 15 10 21 20 0 9 20 20 15

10 0 9 12 15 12 0 9 13 12 15 0 5 19 19 14

11 0 0 4 10 16 0 4 9 11 10 0 0 12 10 11

12 0 0 0 6 14 0 0 7 8 9 0 0 9 8 9

13 0 0 0 0 7 0 0 0 4 6 0 0 6 5 6

14 0 0 0 0 0 0 0 0 0 4 0 0 0 0 5

15 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

16 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Volume 884 832 826 814 791 946 885 890 857 845 1015 869 859 865 795


36

Lampiran 5 Prosedur penentuan biaya aplikasi pupuk cair

Gambar 1 Diagram alir prosedur penentuan biaya aplikasi pupuk cair

37

Lampiran 6 Perhitungan analisis biaya aplikasi pupuk cair

Tabel Debit penyemprotan pada masing – masing perlakuan

ulangan ke Debit penyemprotan (liter/menit) pada -

T1/3 T2/3 TF

1 2,09 2,44 2,67

2 2,07 2,53 2,71

3 2,09 2,47 2,56

Rata-rata 2,08 2,48 2,65 Keterangan :


Tabel Kecepatan maju penyemprotan

ulangan

ke kecepatan maju (m/menit)

1 66,45

2 64,62

3 66,45

4 72,86

5 65,90

6 78,28

Rataan 69,09

Contoh Perhitungan :

Perlakuan T1/3

Luas Lahan Aplikasi : 4 ha atau 200 m x 200 m

Jarak Baris Tanam : 1,35 m

Jumlah Barisan : 148

Panjang Barisan : 29629,63 m

Kecepatan Maju : 69,09 meter/menit

Waktu Lama Aplikasi : 7,1 Jam

Volume Larutan Aplikasi :

𝑉𝑝 = 𝑄𝑝𝑇𝑝

= 2,08 liter/menit x 60 menit/jam x7,1 jam

= 892,84 liter

Kapasitas Lapang Efektif :

𝐾𝐿𝐸𝑝 =𝐴𝑝

𝑇𝑝

= 4 ℎ𝑎

7,1 𝑗𝑎𝑚

= 0,56 ha/jam

38

Tabel Biaya pupuk cair

Bahan aktif Harga

(Rp/liter)

Dosis

(liter/ha)

Biaya pupuk cair

(Rp/ha)

AB3 + M2 2.000.000 0,5 1.000.0000

Tabel Biaya konsumsi pupuk cair

Perlakuan Faktor

pengali

Debit

penyemprotan

(liter /jam)

Harga pupuk

cair

(Rp/liter)

Biaya Aplikasi

Pupuk

(Rp/jam)

T1/3

0,002

124,92 2.000.000 499.666,73

T2/3 148,81 2.000.000 595.253,78

TF 158,83 2.000.000 635.323,06

Tabel Volume bahan bakar terpakai

ulangan waktu

(menit)

Volume terpakai (ml)

T1/3 T2/3 TF

1 10 82 112 151

2 10 86 114 153

3 10 85 116 152

Rataan 84,3 114,0 152,0

Tabel Konsumsi Bahan Bakar

Perlakuan Konsumsi Bahan Bakar

ml/menit liter/jam

T1/3 8,43 0,51

T2/3 11,40 0,68

TF 15,20 0,91

Tabel Biaya operasional

Perlakuan

bukaan

Biaya konsumsi bahan

bakar (Rp/jam)

Upah operator

(Rp/jam)

Biaya

Operasional

(Rp/jam)

T1/3 3723 8957,17 512.346,90

T2/3 4964 8957,17 609.174,95

TF 6643 8957,17 650.923,23

39

Contoh Perhitungan

Biaya Aplikasi Pupuk ( BAP ) : Rp 512.346,90 /jam

Biaya konsumsi Bahan Bakar ( FCC ) : Rp 3.723 / jam

Upah Operator (UO) : Rp 8.957,17/jam

Biaya Operasional (BO )

𝐵𝑜 = 𝐵𝐴𝑃 + 𝐹𝑐𝑐 + 𝑈𝑜 = Rp 512.346,90/jam

Tabel Biaya Penyusutan dan Bunga Modal

Perlakuan

bukaan

Tipe

sprayer

Harga

awal

(Rp)

Umur

Ekonomis

(tahun)

*Harga

akhir

(Rp)

Waktu

Operasional

(Tahun)

Biaya

penyusutan

(Rp/Tahun)

*Bunga

modal

(Rp/Tahun)

T1/3,T2/3,

dan TF

Sprayer

Gendong

Bermotor

1650.000 2 165.000 480 742.500 148.500

*Asumsi

*Diasumsikan harga sprayer diakhir umur ekonomis adalah 10% dari harga awal

*Tingkat suku bunga yang berlaku di Bank Mandiri periode bulan Mei 2016 adalah 12%

Contoh perhitungan

Harga Awal (P) : Rp 1650.000/jam

Harga Akhir (S) : Rp 165.000/jam

Umur Ekonomis (N) : 2 tahun

Biaya Penyusutan (D)

𝐷 =𝑃 − 𝑆

𝑁

= (Rp 1.650.000 – Rp 165.000) / 2 tahun

= Rp 742.500 /tahun

Biaya Bunga Modal (I)

𝐼 =𝑖𝑃(𝑁 + 1)

2𝑁

= Rp 148.500 / tahun

Tabel Biaya Aplikasi Pupuk Cair

Perlakuan

bukaan

Tipe

sprayer

Waktu

Operasional

(Jam/tahun)

Biaya Tetap

(Rp/tahun)

Biaya total

(Rp/jam)

Biaya aplikasi

pupuk cair

(Rp/ha)

T1/3 Sprayer

gendong

bermotor

480 891.000

514.203,15 918.219,91

T2/3 611.031,20 1.091.127,14

TF 652.779,48 1.165.677,64

40

Contoh perhitungan

Biaya Tetap (BT)

BT = D+I

= Rp 891.000,00/tahun

Biaya Total (BTot))

BTot = Bo + 𝐵𝑡

𝑊𝑜

= Rp 514.203,15/ jam

Biaya Aplikasi Pupuk Cair ( BAP)

𝐵𝐴𝑃 = 𝐵𝑇𝑜𝑡

𝐾𝐿𝐸𝑝

= Rp 918.219,91/ha

41

Lampiran 7 Hasil pengukuran angin lingkungan

Tabel Hasil pengukuran kecepatan angin lingkungan pukul 06.00-08.00 WIB

Pukul

(WIB)

Kecepatan (m/s) angin pada tanggal

14 Maret

2016

15 Maret

2016

16 Maret

2016

17 Maret

2016

22 Maret

2016

23 Maret

2016

24 Maret

2016

06.00 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0

06.10 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0

06.20 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0

06.30 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0

06.40 0,0 0,0 0,3 0,0 0,0 0,0 0,0

06.50 0,0 0,0 0,8 0,0 0,0 0,0 0,0

07.00 0,0 0,0 1,1 0,0 0,4 0,0 0,4

07.10 0,0 0,0 0,7 0,0 0,0 0,0 0,4

07.20 0,0 0,0 1,3 0,0 0,0 0,0 0,0

07.30 0,0 0,0 0,6 0,0 0,3 0,0 0,3

07.40 0,3 0,3 0,3 0,3 0,0 0,0 0,0

07.50 0,0 0,0 0,3 0,0 0,3 0,4 0,5

08.00 0,7 0,3 0,3 0,0 0,3 0,3 1,1

Minimum 0 0 0 0 0 0 0

Rata-rata 0,08 0,05 0,44 0,02 0,10 0,05 0,21

Maksimum 0,7 0,3 1,3 0,3 0,4 0,4 1,1


Pukul (WIB)

Kecepatan angin (m/s) pada tanggal

14 Maret

2016

15 Maret

2016

16 Maret

2016

17 Maret

2016

22 Maret

2016

23 Maret

2016

24 Maret

2016

11.00 1,2 1,2 0,3 0,8 1,7 0,6 0,9

11.10 1,0 1,1 0,6 0,7 0,3 1,4 0,6

11.20 1,2 1,0 0,8 1,2 1,1 0,4 0,8

11.30 0,6 1,2 0,5 1,5 0,7 0,7 0,3

11.40 0,0 1,2 1,1 0,5 0,5 0,6 0,3

11.50 0,0 0,9 1,0 1,2 0,6 0,3 0,8

12.00 0,8 2,0 0,9 1,5 0,3 0,4 1,0

12.10 0,5 0,4 1,9 0,3 0,3 0,8 2,9

12.20 1,0 0,4 2,4 0,5 0,5 0,5 1,0

12.30 1,3 0,7 1,7 0,4 0,8 1,3 1,4

12.40 2,0 1,7 1,4 2,4 1,3 0,6 1,4

12.50 2,6 1,2 1,3 1,9 1,2 0,3 1,8

13.00 1,4 1,4 1,9 1,6 0,9 0,5 2,4

Minimum 0,0 0,4 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3

Rata-rata 1,05 1,11 1,22 1,12 0,78 0,65 1,20

Maksimum 2,6 2,0 2,4 2,4 1,7 1,4 2,9

42


Pukul (WIB)

Kecepatan angin (m/s) pada tanggal

14 Maret 2016

15 Maret 2016

16 Maret 2016

17 Maret 2016

22 Maret 2016

23 Maret 2016

24 Maret 2016

16.00 1,1 0,7 0,5 1,2 0,3 0,9 hujan

16.10 hujan 1,1 0,8 0,9 0,3 0,5 hujan

16.20 hujan 0,9 0,7 1,3 0,5 0,3 hujan

16.30 hujan 1,2 1,2 0,7 1,6 0,3 hujan

16.40 hujan 2,4 1,5 hujan 3,4 2,0 hujan

16.50 hujan hujan 1,3 hujan 2,1 1,4 hujan








Minimum 1,1 0,7 0,4 0,7 0,3 0,3 -

Rata-rata 1,10 1,26 1,18 1,03 0,87 1,04 -

Maksimum 1,1 2,4 2,1 1,3 3,4 2,0 -

Lampiran 8 Gambar pengambilan data pola distribusi penyemprotan dan lebar

penyemprotan efektif

43

RIWAYAT HIDUP

Penulis lahir di Bekasi, 30 Juli 1993 dan merupakan putra dari pasangan Sukarno

dan Rositi. Penulis merupakan anak ke-2 dari 4 bersaudara. Penulis telah menyelesaikan

pendidikan di TK Al-Hidayah Bojong Bogor tahun 2000, SDN 1 Ciawi Asih Cirebon tahun

2006, SMPN 1 Susukanlebak Cirebon tahun 2009, SMAN 1 Lemahabang tahun 2012, dan

terdaftar sebagai Mahasiswa Departemen Teknik Mesin Biosistem, Fakultas Teknologi

Pertanian, Institut Pertanian Bogor pada tahun 2012 melalui jalur Seleksi Nasional Masuk

Perguruan Tinggi Negeri (SNMPTN) Undangan.

Selain mengikuti perkuliahan, penulis juga aktif dalam berbagai kegiatan non-

akademik dengan mengikuti organisasi dan kepanitiaan. Penulis merupakan pengurus Unit

Kegiatan Mahasiswa Sepak Bola IPB 2013-2014. Pada tahun 2014 penulis berperan aktif

sebagai panitia pelaksana Pengenalan Departemen Teknik Mesin dan Biosistem. Penulis

telah mengikuti kegiatan praktik lapangan pada tahun 2015 di PT PG Rajawali unit II,

Subang, Jawa Barat.

.

Documents

PENGATURAN PENYEMPROTAN OPTIMUM APLIKASI … · Bermotor ” adalah benar karya saya dengan arahan dari dosen pembimbing dan ... spraying width is 75 cm; spraying flow rate is 2,65