ANALISIS SIRKULASI UDARA PADA TANAMAN KOPI BERDASARKAN TINGKAT KEMIRINGAN TANAH DAN POLA TANAM GRAF TANGGA SEGITIGA MENGGUNAKAN METODE VOLUME HINGGA

Abstract

Analisis Sirkulasi Udara pada Tanaman Kopi Berdasarkan Tingkat Kemiringan Tanah dan Pola Tanam Graf Tangga Segitiga Menggunakan Metode Volume Hingga; Ahmad Syaiful Rizal, 110210151001; 2014: 79 halaman; Program Studi Pendidikan Matematika, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Jember. Tanaman kopi menjadi salah satu komoditi perkebunan yang memberikan kontribusi yang signi¯kan bagi sumber devisa negara. Kopi menjadi sumber devisa negara dari subsektor perkebunan urutan kedua setelah karet (Badan Pendidikan, Latihan dan Penyuluhan Pertanian; 1984). Sejak tahun 2011 terjadi peningkatan luas areal dan pada tahun 2013 mencapai sekitar 1.235.802 ha. Namun dengan peningkata luas areal, produksi biji belum dapat menyentuh angka produksi tertinggi yang dicapai pada tahun 2010. Faktor lingkungan yang mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan tanaman kopi antara lain adalah ketinggian tempat, curah hujan, sinar matahari, angin/udara, dan tanah (Sri Najiyati & Danarti, 2001). Kemiringan tanah sangat mempengaruhi kondisi sirkulasi udara yang berperan dalam membantu proses penyerbukan pada tanaman kopi untuk menghasilkan biji kopi. Tujuan penelitian untuk: (1) mengembangkan model sirkulasi udara tanaman kopi berdasarkan tingkat kemiringan tanah, (2) sirkulasi udara tanaman kopi dengan tingkat kemiringan tanah berbeda, (3) sirkulasi udara tanaman kopi dengan kecepatan awal udara yang berbeda dan (4) efektivitas metode volume hingga dalam menganalisis pengaruh tingkat kemiringan tanah dan pola tanam graf tangga segitiga terhadap sirkulasi udara pada tanaman kopi. Hasil penelitian diharapkan dapat menemukan tingkat kemiringan tanah dan pola tanam yang tepat pada tanaman kopi agar sirkulasi udara yang dihasilkan tepat bagi penyerbukan. Penelitian dilakukan dalam dua tahap. Tahapan pertama yaitu pengumpulan bahan dari lapangan dan literatur buku maupun internet. Dari lapangan dilakukan pengukuran kecepatan rata-rata sirkulasi udara pada perkebunan kopi PDP Gunung Pasang Kecamatan Panti dengan menggunakan Anemometer pada ix hari Minggu, 17 Agustus 2014 pukul 11.45 WIB sampai pukul 12.45 WIB. Selain itu, juga dilakukan pengukuran besar kemiringan tanah dari areal perkebunan tanaman kopi menggunakan klinometer. Dari literatur buku maupun internet diperoleh data tentang tanaman kopi, pola tanam yang digunakan serta pengaruh lingkungan terhadap perkembangan tanaman kopi. Tahapan kedua yaitu menentukan model sirkulasi udara pada tanaman kopi berdasarkan tingkat kemiringan tanah dengan metode volume hingga. Kemudian analisis sirkulasi udara pada tanam kopi dilakukan dengan software MATLAB dengan tingkat kemiringan tanah dan kecepatan udara yang berbeda, dan hasilnya disimulasikan dengan software FLUENT. Hasil penelitian diperoleh model matematika sirkulasi udara tanaman kopi berdasarkan tingkat kemiringan tanah sebagai berikut: Á e (½u ¡ ½) ¢y¢t ¡ Á w (½u ¡ ½) ¢y¢t + Á (½v ¡ ½) ¢x¢t ¡ Á s n (½v ¡ ½) ¢x¢t = ¡P¢y¢t ¡ P¢x¢t + ¹u¢y¢t ¹v¢y¢t ¢x + ¹u¢y¢t (½ ¡ ½u) + ¹ µ K ¢y¢t ¢x ¡ 2½ ¢y + 2¹v¢t + 2v ¢y ¢x¢t + u µ # + # ¾ T K ¹v¢x¢t ¢y ¢y ¢x¢t ¶ K¢t ¡ ½ ¢x + 2¹u¢t + + ¹ µ ¶ (½ ¡ ½u) ¡ ½ µ # + # ¾ T K ¶ K 2u ¢x ¢y¢t + v µ # + ¢x¢t ¢y Analisis dilakukan dengan tingkat kemiringan tanah berbeda, yaitu 15 # ¾ ; dan 15 o . Selain itu kecepatan awal udara berbeda yaitu 0.2m=s; 0.4m=s; 0.6m=s juga dianalisis. Dari seluruh simulasi yang telah dilakukan menggunakan software MATLAB dan FLUENT, tingkat kemiringan tanah yang paling optmal adalah 25 o . Hasil tersebut dapat dijadikan suatu acuan untuk menentukan kondisi lahan yang cocok untuk penanaman tanaman kopi dengan kondisi lahan yang miring. Apabila lahan yang dimiliki memiliki kemiringan tanah yang lebih dari 25 , maka kecepatan udara akan semakin besar sehingga dapat dicari solusi dengan menambah jumlah tanaman pelindung agar kecepatan udara pada perkebunan kopi akan berkurang.