Alat & Mesin Pengolahan Tanah dan Padi (Tradisional dan Modern)

Di dalam usaha pertanian, pengolahan tanah dilakukan dengan tujuan untuk menciptakan kondisi fisik; khemis dan biologis tanah yang lebih baik sampai kedalaman tertentu agar sesuai untuk pertumbuhan tanaman. Di samping itu pengolahan tanah bertujuan pula untuk : membunuh gulma dan tanaman yang tidak diinginkan; menempatkan seresah atau sisa-sisa tanaman pada tempat yang sesuai agar dekomposisi dapat berjalan dengan baik; menurunkan laju erosi; meratakan tanah untuk memudahkan pekerjaan di lapangan; mempersatukan pupuk dengan tanah; serta mempersiapkan tanah untuk mempermudah dalam pengaturan air.

Berdasarkan atas tahapan kegiatan, hasil kerja dan dalamnya tanah yang menerima perlakuan pengolahan tanah, kegiatan pengolahan tanah dibedakan menjadi dua macam, yaitu pengolahan tanah pertama atau awal (primary tillage) dan pengolahan tanah kedua (secondary tillage). 

Dalam pengolahan tanah pertama, tanah dipotong kemudian diangkat terus dibalik agar sisa-sisa tanaman yang ada dipermukaan tanah dapat terbenam di dalam tanah. Kedalaman pemotongan dan pembalikan umumnya di atas 15 cm. Pada umumnya hasil pengolahan tanah masih berupa bongkah-bongkah. tanah yang cukup besar, karena pada tahap pengolahan tanah ini penggemburan tanah belum dapat dilakukan dengan efektif. Dalam pengolahan tanah kedua, bongkah-bongkah tanah dan sisa-sisa tanaman yang telah terpotong pada pengolahan tanah pertama akan dihancurkan menjadi lebih halus dan sekaligus mencampurnya dengan tanah.

Sesuai dengan macam dan cara pengolahan tanah yang telah diterangkan di atas, secara garis besar alat dan mesin pengolahan tanah juga dibedakan menjadi dua macam:

1. Alat dan mesin pengolahan tanah pertama (primary tillage equipment), yang digunakan untuk melakukan kegiatan pengolahan tanah pertama. Peralatan pengolahan tanah ini biasanya berupa bajak (plow), dengan segala jenisnya.
2. Alat dan mesin pengolahan tanah kedua (secondary tillage equipment), yang digunakan untuk melakukan pengolahan tanah kedua. Peralatan pengolahan tanah ini biasanya berupa garu (harrow) dengan segala jenisnya.

Bagan peralatan pengolahan tanah

Bajak (Plow)

Bajak merupakan alat pertanian yang paling tua, telah dipergunakan sejak 6000 th SM di Egypt. Pada awal mulanya bajak sepenuhnya ditarik oleh tenaga manusia, dengan bntuk yang sangat sederhana. Kemudian Thomas Jefferson merancang secara istimewa dengan prinsip perhitungan matematika. Untuk pertama kalinya alat pengolahan tanah ini dibuat dari kayu kemudian dari besi tuang sebagai bahan utamanya, selanjutnya dibuat dari baja.

Bajak tradisional

Bajak modern

Penggunaan sistem dua mata bajak (bottom) dimulau sejak tahun 1865, kemudian diikuti dengan pemakaian tiga mata bajak dan seterusnya, tergantung pada besarnya daya penarik yang digunakan. Banyak dijumpai berbagai bentuk rancangan bajak, hal ini pada umumnya dimaksudkan untuk dapat memperoleh penyesuaian antara tujuan pengolahan tanah dan peralatan yang dipergunakan. Berdasarkan bentuk dan kegunaannya, secara garis besar bajak dibedakan atas beberapa jenis, yaitu:

1. Bajak singkal (mold board plow)

Bajak singkal termasuk jenis bajak yang paling tua. Di Indonesia jenis bajak singkal inilah yang paling umum digunakan oleh petani untuk melakukan pengolahan tanah mereka, dengan menggunakan tenaga ternak hela sapi atau kerbau, sebagai sumber daya penariknya. Sering dijumpai beberapa bentuk rancangan bajak singkal, hal ini dimaksudkan untuk dapat memperoleh penyesuaian antara kondisi tanah dengan tujuan pembajakan. Aneka ragam rancangan yang dijumpai selain pada bentuk mata bajak, juga di bagian perlengkapannya. Mata bajak adalah bagian dari bajak yang berfungsi aktif untuk mengolah tanah.

Mold board plow (Sumber: www.funkworkz.com)

2. Bajak piringan (disk plow)

Adanya kelemahan-kelemahan bajak singkal maka orang menciptakan bajak piringan. Bajak piringan cocok untuk bekerja pada : tanah yang lengket, tidak mengikis dan kering dimana bajak singkal tidak dapat masuk; tanah berbatu, atau banyak sisa-sisa akar; tanah gambut; serta untuk pembajakan tanah yang berat. Namun penggunaan bajak piringan ini untuk pengolahan tanah ada juga kelemahannya antara lain: tidak dapat menutup seresah dengan baik; bekas pembajakan tidak dapat betul-betul rata; hasil pengolahan tanahnya masih berbongkah-bongkah, tetapi untuk lahan yang erosinya besar hal ini justru dianggap menguntungkan.

Disk plow (Sumber: www.tinyfarmblog.com)

3. Bajak rotari atau bajak putar (rotary plow)

Pengolahan tanah dengan menggunakan bajak, akan diperoleh bongkahbongkah yang masih cukup besar, biasanya masih diperlukan tambahan pengerjaan untuk mendapatkan keadaan tanah yang lebih halus lagi. Dengan menggunakan bajak putar maka pengerjaan tanah dapat dilakukan sekali tempuh. Bajak putar/bajak rotary dapat digunakan untuk pengolahan tanah kering ataupun tanah sawah. Kadang-kadang bajak putar ini digunakan untuk mengerjakan tanah kedua dan juga dapat digunakan untuk melakukan penyiangan ataupun pendangiran. Penggunaan bajak putar untuk pengolahan tanah dapat diharapkan hasilnya baik, bila tanah dalam keadaan cukup kering atau basah sama sekali. Untuk mengatasi lengketnya tanah pada pisau dapat dilakukan dengan mengurangi jumlah pisau dan mempercepat putaran dari rotor dan memperlambat gerakan maju. Makin cepat perputaran rotor akan lebih banyak daya yang digunakan tetapi diperoleh hasil penggemburan yang lebih halus. Dalam penggunaan, dipilih kebutuhan daya yang terkecil tetapi memenuhi persyaratan ukuran partikel tanah yang dituntut oleh tanaman.

Rotary plow (Sumber: ibuonline.com)

4. Bajak pahat (chisel plow)

Dalam pengerjaan tanah, bajak pahat dipergunakan untuk merobek dan menembus tanah dengan menggunakan alat yang menyerupai pahat atau ujung skop sempit yang disebut mata pahat atau chisel point. Mata pahat ini terletak pada ujung dari tangkai atau batang yang biasa disebut bar.

Chisel plow (Sumber: www.buctraco.com)

5. Bajak tanah bawah (sub soil plow) 

Bajak tanah bawah termasuk di dalam jenis bajak pahat tetapi dengan konstruksi yang lebih berat. Fungsi bajak ini tidak banyak berbeda dengan bajak pahat, namun dipergunakan untuk pengerjaan tanah dengan kedalaman yang lebih dalam, yaitu mencapai kedalaman sekitar (50 – 90) cm. Untuk jenis standart tunggal biasanya dipergunakan untuk mengerjakan tanah dengan kedalaman sampai 90 cm, sedang penarikannya menggunakan traktor dengan daya (60 – 85) HP. Kemudian untuk bajak tanah bawah jenis standart dua atau lebih, biasanya dipergunakan untuk pekerjaan yang lebih dangkal.

Subsoil plow (Sumber: www.roll-a-cone.com)

Garu (harrow)

Tanah setelah dibajak pada pengolahan tanah pertama, pada umumnya masih merupakan bongkah-bongkah tanah yang cukup besar, maka untuk lebih menghancurkan dan meratakan permukaan tanah yang terolah dilakukan pengolahan tanah kedua. Alat dan mesin pertanian yang digunakan untuk melakukan pengolahan tanah kedua adalah alat pengolahan tanah jenis garu (harrow). Penggunaan garu sebagai pengolah tanah kedua, selain bertujuan untuk lebih meghancurkan dan meratakan permukaan tanah hingga lebih baik untuk pertumbuhan benih maupun tanaman, juga bertujuan untuk mengawetkan lengas tanah dan meningkatkan kandungan unsur hara pada tanah dengan jalan lebih menghancurkan sisa-sisa tanaman dan mencampurnya dengan tanah. Macam-macam garu yang digunakan untuk pengolahan tanah kedua adalah : garu piringan (disk harrow); garu bergigi paku (spikes tooth harrow); garu bergigi per (springs tooth harrow); dan garu-garu untuk pekerjaan khusus (special harrow).

Garu

Kapasitas kerja pengolahan tanah

PERALATAN DAN MESIN PENGOLAHAN PADI

Cara pemanenan padi dapat dibagi dua macam cara, yaitu cara tradisional dan cara mekanis. Dengan cara tradisional alat yang digunakan adalah ani-ani atau sabit. Sedangkan macam-macam alat/mesin tersebut, terlebih dulu mengurutkan kegiatan-kegiatan yang terjadi sejak dari panen, kemudian pengumpulan/pengikatan, perontokan, pengeringan dan penggilingan.

1. Alat Panen Tradisional

Alat panen tradisional

Alat panen tradisional dari sejak jaman dahulu hingga kini masih tetap digunakan oleh para petani untuk memanen padinya. Alat ini sangat sederhana, yaitu ani-ani dan sabit yang digunakan dengan tenaga tangan. Oleh karena itu disamping ada beberapa keuntungan , juga banyak kerugian oleh alat ini. Alat panen ani-ani terdiri dari dua bagian utama, yaitu pisau dan kayu genggaman yang juga tempat meletaknya pisau. Sedangkan sabit juga terdiri dari dua bagian yang sama, hanya perbedaannya dalam bentuk. 

Ani-ani

Sabit

Kelemahan-kelemahan dari penggunaan alat ini adalah :

• Kebutuhan tenaga orang per hektar banyak.
• Kehilangan gabah pada waktu panen relatif lebih tinggi dibandingkan dengan alat mekanis 3. Kenyamanan bekerja rendah
• Kapasitas kerja rendah.
• Biaya panen perhektar relatif lebih tinggi dibandingkan dengan alat mekanis, tapi biaya awal tidak ada.

Sedangkan keuntungannya adalah : 

• Memberikan kesempatan kerja yang banyak kepada para buruh panen.
• Hasil pemotongan gabah dengan ani-ani ini lebih bersifat terpilih.
• Harga alat panen sangat murah, bisa dimiliki oleh setiap petani

2. Mesin Reaper

Penggunaan mesin reaper

Seperti yang telah diterangkan dimuka bahwa mesin reaper ini bekerjanya adalah mengait rumpun padi, kemudian memotong dan selanjutnya dilempar kesebelah kanan mesin diatas permukaan tanah. Setiap lemparan terdiri dari 3-10 rumpun tanam padi tergantung dari jumlah alur pemotongan dari mesin. Untuk memudahkan pengangkutan ketempat perontokan biasanya diikat dulu atau dimasukkan kedalam karung agar tidak banyak gabah yang hilang karena rontok dari rantainya.

Mesin reaper padi (Sumber: www.shafwandi08.blogspot.com)

Mesin reaper dioperasikan oleh satu orang dan dibantu 2 orang untuk mengikat atau mengarungkan. Tenaga motor penggeraknya berkisar antara 2,5 sampai 3 Daya Kuda (DK). Kapasitas kerja dari reaper adalah antara 30-35 jam setiap hektar dengan satu alur pemotongan, sedangkan yang tiga alur pemotongan berkisar antara 18-20 jam tiap hektar.

Kelemahan dari penggunaan dari mesin ini adalah bagi varietas padi yang mudah rontok, dimana akan banyak padi yang rontok akibat getaran atau perlakuan oleh mesin. Kelemahan lainnya adalah biaya awal yang tinggi, yaitu harga pembeliannya dan harga bahan bakar yang terus meningkat. Akan tetapi keuntungan-keuntungannya adalah sebagai berikut :

• Kapasitas kerjanya (jam/ha) tinggi.
• Hanya membutuhkan 2-3 orang untuk panen dalam 1 hektar.
• Biaya panen per hektar relatif lebih rendah dibandingkan dengan cara tradisional.
• Kehilangan gabah di sawah relatif lebih rendah bagi varietas padi yang sukar rontok.
• Dapat dimiliki kelompok tani secara koperasi.

3. Mesin Binder

Penggunaan mesin binder

Prinsip kerja mesin binder lebih tinggi sedikit dari mesin reaper. Mesin binder bekerja selain memotong padi, juga mengikat dan selanjutnya melempar. Baik konstruksinya maupun ukurannya berbeda dengan mesin reaper, sehingga harganyapun lebih mahal. Akan tetapi, kapasitas kerjanya lebih tinggi dari reaper. Mesin binder dengan pemotongan satu jalur (motor 3,5 DK) mampu mengerjakan panen 10-20 jam tiap hektar. Sedangkan yang lebar jalur pemotongan 2 jalur dan tenaga 5 DK, kapasitas kerjanya 5-10 jam tiap hektar. Mesin lain yang bertenaga 12 DK dan lebar pemotongan 1,27 m, memerlukan waktu sebanyak 4 jam untuk ukuran petakan 180 x 25 m (= 0,45 hektar). Mengenai kelemahan dan keuntungan sama dengan mesin reaper. Hanya kelebihannya adalah sudah diikat dan kapasitas kerjanya lebih tinggi.

Mesin binder padi (Sumber: www.tube.7s-b.com)

4. Mesin Mini Combine

Penggunaan mesin mini combine

Berbeda dengan dua mesin sebelumnya, mesin panen mini combine ini bekerja pada sampai pengarungan gabah yang sudah lepas dari malainya, dan gabah ini sudah bersih dari kotoran dan gabah hampa. Dengan demikian urutan yang dilakukan oleh mesin jenis ini adalah memotong, merontok, membersihkan dan mengarungkan, sehingga gabahnya tinggal dibawa ketempat pengeringan untuk diturunkan kadar airnya sampai pada kering giling.

Ukuran dari mesin combine ditentukan dari berapa lebar pemotongannya (jumlah jalur pemotongan). Jumlah jalur pemotongannya adalah dari 2 sampai 4 jalur tanam padi. Demikian dari tenaga motor penggeraknya juga lebih tinggi dari mesin reaper dan binder, yaitu antara 10 sampai 25 DK. Untuk mesin mini combine yang lebar pemotongan 4 jalur, tenaga motor penggeraknya sekitar 25 DK. Dengan satu orang operator dan satu orang pengatur pengarungan dapat naik diatasnya.

Mesin mini combine (Sumber: www.tradekey.com)

Perbedaan utama mesin mini combine dengan mesin reaper dalam bagian-bagian utamanya adalah bahwa pada mesin ini dilengkapi dengan mesin perontok gabah dan pembersih gabah. Selain dari pada itu, juga dari mesin ini tidak ada mekanisme tali pengikat. Karena batang padi yang terpotong langsung dibawa dan dijepit kebagian perontok, dimana gabah yang telah rontok diteruskan kebagian pembersih dengan sistem hembusan oleh kipas, sedang batang, daun dan gabah hampa dibuang ke atas permukaan tanah. Karena untuk mempermudah perjalanan diatas permukaan tanah yang umumnya basah, pada mesin mini combine roda yang digunakan adalah roda rantai (seperti kendaraan yang dimiliki Militer ”tank”). Roda rantai ini disebut juga roda ”crawler” yang memiliki tingkat flesibilatas dan cengkraman yang tinggi untuk segala keadaan tanah.


5. Mesin Combine

Penggunaan mesin combine

Pada prinsipnya mesin combine ini sama dengan mesin Mini Combine, hanya yang berbeda adalah ukuranya yang besar dan beberapa konstruksi. Pada mesin combine gabah yang sudah bersih ditampung pada tempat penampung yang disebut tangki gabah yang isinya dapat menampung 3-5 ton gabah bersih. Jadi proses yang dikerjakan pada mesin combine adalah pemotongan, perontokan, pembersihan dan penampungan dalam tangki gabah. Lebar pemotongannya dapat berkisar antara 4-5 meter dengan kapasitas kerja sekitar 2 sampai 4 jam per hektar. Karena ukurannya yang besar maka mesin jenis ini hanya banyak digunakan pada perusahaan-perusahaan besar atau benih yang besar atau yang merupakan suatu pusat perusahaan padi yang luas (rice estate). Dalam pemakaian mesin ini, untuk memperoleh efisiensi kerja yang optimum, maka luas petakan antara 5-12 hektar.

Mesin combine (Sumber: www.kotatuban.com)

Referensi:
- Handout Mesin dan Alat Pengolahan Tanah. Departemen Teknik Pertanian. Universitas Sumatra Utara.
- Handout Mesin dan Alat Panen Padi. Departemen Teknik Pertanian. Universitas Sumatra Utara.