## PENGARUH PENAMBAHAN ARANG SEKAM PADI TERHADAP SIFAT KONDUKTIVITAS HIDROLIK PIPA MORTAR
EFFECT OF ADDITION RICE HUSK ON HYDRAULIC CONDUCTIVITY PROPERTIES OF MORTAR PIPE
Made Suwito 1 , Ahmad Tusi 2 , Agus Haryanto 3
1 Mahasiswa Teknik Pertanian, Fakultas Pertanian, Universitas Lampung 2,3 Staf Pengajar Jurusan Teknik Pertanian, Fakultas Pertanian, Universitas Lampung  komunikasi penulis, email: madesuwito@gmail.com
Naskah ini diterima pada 21 Januari 2016; revisi pada 17 Februari 2016; disetujui untuk dipublikasikan pada 24 Februari 2016

## ABSTRACT
This research aimed to determe the effect of rice husk (ASP) addition on saturated hydraulic conductivity (Ks) of mortar pipe as a means of subsurface irrigation. There are two composition of ASP mortar characterized by ratio between volume-based cement, sand, ASP and water, namely 1:3:3:5 (P1) and 1:3:3:5.5 (P2). Mortar ASP was made in the shape of hollow cylinder with an outer diameter of 10 cm, an inner diameter of 7 cm and a length of 20 cm. seepage test mortar ASP using a tool such as a water-supply tube mariot mortar into the ASP. Seepage testing was conducted using a Marriot tube at 6 elevation level (head), namely 0 cm (K1), 15 cm (K2), 30 cm (K3), 45 cm (K4), 60 cm (K5), 75 cm (K6). Results showed that Ks value was 0.0035 cm/h and 0.0157 cm/h, respectively for mortar composition P1 and P2. ASP mortar with composition P2 was recommended for subsurface irrigation due higher Ks value than the other one.
Keywords: mortar, rice husk charcoal, subsurface irrigation, hydraulic conductivity.

## ABSTRAK
Penelitian bertujuan untuk mengetahui nilai konduktivitas hidrolik jenuh (K s ) mortar arang sekam padi (ASP) sebagai sarana irigasi bawah permukaan tanah (subsurface irrigation) .  Terdapat 2 perlakuan komposisi mortar ASP yaitu dengan perbandingan berbasis volume antara semen, pasir, ASP dan air masing-masing 1:3:3:5 (P1) dan 1:3:3:5,5 (P2). Mortar ASP yang dihasilkan berbentuk sislinder berlubang dengan diameter luar 10 cm, diameter dalam 7 cm dan panjang 20 cm.  Uji rembesan mortar ASP menggunakan alat berupa tabung mariot sebagai penyuplai air ke dalam mortar ASP. Pengujian rembesan dilakukan dengan menggunakan 6 taraf ketinggian (head) yaitu 0 cm (K1), 15 cm (K2), 30 cm (K3), 45 cm (K4), 60 cm (K5), 75 cm (K6). Hasil Penelitian menunjukkan nilai K s untuk faktor perlakuan komposisi mortar P1 dan P2 masing-masing adalah 0,0035 cm/jam dan 0,0157 cm/jam. Mortar ASP pada perlakuan P2 yang lebih efisien untuk kepentingan irigasi bawah permukaan tanah (subsurface irrigation) dikarenakan nilai K s yang lebih tinggi dibandingkan dengan mortar pada perlakuan P1 .
Kata Kunci: mortar ASP, irigasi bawah permukaan tanah, konduktivitas hidrolik

## I. PENDAHULUAN
Air merupakan unsur penting bagi pertumbuhan dan perkembangan tanaman.   Air berfungsi sebagai pengangkut zat hara dari dalam tanah menuju  tanaman.  Terkadang  dalam  kondisi tertentu ketersediaan air pada tanah tidak cukup untuk memenuhi kebutuhan tanaman.  Salah satu upaya  untuk  menanggulangi  masalah ketersediaan  air  di  lahan  adalah  dengan melakukan irigasi.
Irigasi bawah permukaan tanah merupakan teknik irigasi yang mengalirkan air langsung ke zona perakaran tanaman.  Menurut (Asrafi dkk, 2002)  irigasi  bawah  permukaan  tanah (subsurface irrigation) merupakan teknik irigasi memiliki tingkat efisiensi penggunaan air lebih tinggi daripada irigasi permukaan tanah (surface irrigation). Tingkat kehilangan air akibat proses evaporasi dari irigasi bawah permukaan tanah sangat kecil dengan menggunakan alat aplikasi irigasi berupa pipa gerabah. Tingkat efisiensi
Pengaruh Penambahan Arang Sekam... (Made S, Ahmad T dan  Agus H)
penggunaan air dari pipa gerabah mencapai (90 – 98)%.
Arang  sekam  padi  adalah  salah  satu  bahan organik  yang  dapat  dijadikan  bahan  baku pembuatan  alat  aplikasi  irigasi  bawah permukaan tanah ( subsurface irrigation ).  Arang sekam padi memiliki sifat porous sehingga dapat meloloskan air dengan baik. Kandungan silika cukup  tinggi  yang  terkandung  dalam  arang sekam padi yaitu ± 67,30% membuat arang sekam  padi  sulit  untuk  mengalami  proses dekomposisi (Oyetella dan Abdullahi, 2006).
Panambahan arang sekam padi ke dalam mortar arang sekam padi (ASP)  membuat porositasnya meningkat. Mortar ASP  merupakan campuran semen, pasir dan air. Tingkat porositas yang tinggi dari mortar ASP dapat menjadi salah satu alat aplikasi irigasi bawah permukaan tanah ( subsurface irrigation ).  Bentuk desain yang digunakan  adalah  bentuk  pipa  berlubang. Bentuk tersebut adalah bentuk yang paling baik untuk  menyeragamkan  debit  rembesan. Penelitian ini akan menguji nilai konduktivitas hidrolik mortar ASP dari berbagai perbandingan komposisi perlakuan untuk kepentingan irigasi bawah  permukaan  tanah (subsurface irrigation).

## II. BAHAN DAN METODE
Penelitian  dilaksanakan  pada  bulan  Juli  – Oktober  2015  dengan  tempat  penelitian pembuatan cetakan dan mortar arang sekam padi (ASP) dilakukan di Laboratorium Daya Alat dan  Mesin  Pertanian  dan  Laboratorium
Rekayasa Sumber Daya Air dan Lahan, Jurusan Teknik Pertanian, Fakultas Pertanian, Universitas Lampung.    Alat  yang  dibutuhkan  dalam penelitian ini adalah bak sebagai wadah air, gergaji mesin, gerinda, tabung mariot, selang plastik, kawat, pisau, plastik, tang jepit, double tip , gergaji, penggaris, meteran, ember, gelas ukur, cangkul, oven, ayakan, cetok, timbangan, dop paralon,  isolasi  dan  paralon.    Bahan  yang digunakan dalam penelitian ini adalah air, semen, pasir dan arang sekam padi.
Penelitian di awali dengan membuat cetakan mortar, setelah itu dilanjutkan dengan proses pencetakan mortar arang sekam padi (ASP). Komponen-komponen  cetakan mortar ASP meliputi; paralon 4 inchi, paralon 2,5 inchi dan dop paralon 4 inchi.  Terdapat 2 jenis komposisi mortar ASP  yang akan dicetak yaitu dengan perbandingan komposisi bahan semen : pasir : arang sekam padi : air  masing-masing 1:3:3:5 dan 1:3:4:5,5. Sketsa cetakan dan mortar ASP dapat dilihat pada Gambar 1. Prosedur penelitian selanjutnya  adalah  pengujian  konduktivitas hidrolik jenuh (K s ) mortar arang sekam padi (ASP).  Uji konduktivitas hidrolik jenuh (K s ) pada masing-masing perlakuan komposisi mortar ASP  bertujuan  untuk  mengetahui  tingkat kemampuan mortar tersebut meloloskan air. Dalam penelitian ini K s mortar ASP diuji pada keadaan jenuh dengan menggunakan tabung mariot, selang penghubung, bak dan gelas ukur. Tabung mariot terbuat dari pipa PVC 4 inci, tinggi 70 cm dengan debit aliran air dalam tabung pada head 15 cm sebesar 38,8 l/jam.   Pengujian debit rembesan mortar ASP  hanya menggunakan satu tabung mariot untuk memperkecil kasalahan
Gambar 1. (a). Cetakan mortar ASP, (b). mortar ASP
akibat perbedaan debit yang dikeluarkan oleh tabung mariot.  Total perlakuan yang akan diuji sebanyak 6 buah.  Hasil dari pengujian ini berupa debit rembesan (Q) yang keluar dari mortar dan tertampung pada gelas ukur.  Nilai K s mortar ASP dapat dihitung dengan menggunakan persamaan hukum Darcy sebagai berikut:
Dimana K s = Nilai konduktivitas hidrolih jenuh (cm/jam),  Q =  Debit  rembesan mortar ASP
(cm 3 /jam), l = Tebal dinding mortar ASP  (cm), A = Luas selubung luar mortar ASP  (cm 2 ), ÄH = Beda  tinggi  tabung  mariot  dengan  selang penghubung  ke mortar ASP    (cm)  (Bowles,
1984).
Panjang mortar arang sekam padi (ASP) setelah dilakukan  proses  pengedapan  pada  kedua ujungnya adalah 20 cm.  Tabung mariot diberi perlakuan  6  taraf  ketinggian  yaitu  pada ketinggian 0 cm, 15 cm, 30 cm, 45 cm, 60 cm dan 75 cm.  Pengujian konduktivitas hidrolik mortar ASP ini dilakukan dengan cara menyalurkan air dari  tabung  mariot  dengan mortar ASP menggunakan selang penyalur air. Mortar ASP diletakkan secara horizontal di dalam akuarium berisi air dengan kedalaman perendaman air 30 cm.    Kedalaman  perendaman  tersebut disesuaikan dengan zona perakaran tanaman
K s = . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .(1)
pada umumnya. Mortar ASP akan merembeskan air dikarenakan perbedaan head dari tabung mariot.  Air yang merembes dari dinding mortar ASP akan keluar dan tertampung pada gelas ukur. Pengukuran debit rembesan air mortar ASP dilakukan ketika laju rembesan air pada mortar stabil.  Rembesan air yang keluar dari mortar ASP akan  diukur  volumenya  per  jam  sehingga diperoleh debitnya.

## III. HASIL DAN PEMBAHASAN
3.1 Spesifikasi Mortar ASP Di dalam proses pembuatan mortar arang sekam padi (ASP),  ketelitian dalam pengukuran voleme bahan material menjadi faktor penting.  Jika pengukuran volume setiap bahan tidak akurat, maka nilai K s yang dihasilkan pada  masing- masing perlukan mortar ASP menjadi salah/ error .  Salah satu cara untuk menyeragamkan bahan material adalah dengan menghitung massa jenis setiap bahan.  Massa jenis setiap bahan tersebut menjadi standar perbandingan volume bahan  dalam pembuatan mortar ASP. Mortar ASP   dicetak  dengan metode cetakan  basah. Ketiga bahan penyusun mortar ASP  memiliki standar massa jenis yang  telah  di  tetapkan. Ukuran  pasir  yang  digunakan  untuk  bahan penyusun adalah berukuran maksimal 3 mm. Massa jenis dari ketiga bahan mortar ASP dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Massa jenis bahan mortar ASP
No Bahan mortar ASP Massa jenis 1 Pasir 1,25 gr/cm 3 2 Semen 1,10 gr/cm 3 3 Arang sekam padi/ASP (kering udara) 0,15 gr/cm 3
1 (a)
(b)
(c)
Gambar 2. (a). Mortar ASP tampak samping, (b). Tampak atas, (c). Tampak bawah
Pengaruh Penambahan Arang Sekam... (Made S, Ahmad T dan  Agus H)
Mortar arang sekam padi (ASP) yang dibuat memiliki panjang ± 24 cm, diameter luar ± 10 cm, diameter dalam ± 7 cm dan ketebalan ± 1,5 cm. Mortar ASP  pada perlakuan  komposisi 1:3:3:5 (P1) memiliki massa jenis sebesar 0,756 gr/cm 3 sedangkan  untuk mortar ASP  pada perlakuan 1:3:4:5,5 (P2) massa jenisnya sebesar 0,681 gr/cm 3 .  Bentuk fisik mortar ASP dapat dilihat pada Gambar 2.
3.2  Pengujian  Volume  Rembesan Mortar ASP
Pengujian  debit  rembesan mortar hanya menggunakan  satu  tabung  mariot  untuk memperkecil kasalahan akibat perbedaan debit yang  dikeluarkan  oleh tabung  mariot.   Total perlakuan yang akan diuji sebanyak 6 buah. Berikut data hasil pengukuran debit rembesan mortar dapat dilihat pada Tabel 2.
Tabel 2. Hasil pengukuran debit rembesan mortar ASP
Ketinggian/ Head pengujian Komposisi mortar ASP Rata-rata debit (cm 3 /jam) K1 (0 cm) P1 0,00 P2 0,00 K2 (15 cm) P1 22,00 P2 99,67 K3 (30 cm) P1 45,00 P2 201,89 K4 (45 cm) P1 66,78 P2 304,56 K5 (60 cm) P1 87,78 P2 373,00 K6 (75 cm) P1 108,67 P2 505,00 1

## 3.3 Regresi Linier Faktor-Faktor Komposisi
Mortar ASP
Nilai rata-rata K s mortar arang sekam padi (ASP) pada masing-masing perlakuan dapat dihitung dengan menggunakan perhitungan regresi linier. Hasil perkalian debit rembesan dengan ketebalan mortar ASP sebagai sumbu y, sedangkan hasil perkalian luas permukaan mortar ASP dengan head /ketinggian  sebagai  sumbu  x.    Nilai K s mortar ASP merupakan nilai slope /kemiringan dari perhitungan regresi tersebut.  Berikut grafik hasil perhitungan regresi linier dari berbagai perlakuan komposisi mortar ASP ditunjukkan pada Gambar 3 dan Gambar 4.
Nilai konduktivitas hidrolik jenuh (K s ) mortar arang sekam padi (ASP)  merupakan slope atau kemiringan dari regresi linier (Q x l) dan (ÄH x A).  Nilai slope pada  Gambar 3 dan Gambar 4 Gambar 3. Regresi linier konduktivitas hidrolik pada perlakuan P1 Gambar 4. Regresi linier konduktivitas hidrolik pada perlakuan P2
merupakan nilai konduktivitas hidrolik dari dua faktor perlakuan komposisi mortar ASP (P1 dan P2).  Nilai K s untuk faktor perlakuan P1 dan P2 masing-masing sebesar 0,0035 cm/jam dan 0,0157 cm/jam.
Nilai konduktivitas hidrolik jenuh (K s ) berfungsi sebagai indikator laju rembesan suatu bahan dalam keadaan jenuh.  Saat pengujian mortar ASP di lapangan nilai K s tanah akan mempengaruhi laju rembesan mortar ASP.  Semakin kecil nilai K s tanah  terhadap mortar ASP    maka  laju rembesan air dari mortar ASP akan terhambat. Akibatnya debit rembesan mortar ASP  menjadi berkurang.  Sebaliknya, jika nilai K s tanah lebih besar dari mortar ASP maka laju rembesan air dari mortar ASP tidak akan mengalami hambatan. Oleh sebab itu mortar ASP dengan perlakuan P2 lebih  efisien  dibandingkan  dengan  P1  jika diaplikasikan pada lahan (Gupta dkk, 2009). Berikut data nilai K s dari berbagai jenis tekstur tanah pertanian dapat dilihat pada Tabel 3.
Tabel 3. K s pada berbagai jenis tanah dan alat irigasi bawah permukaan tanah No Jenis tekstur tanah Ks (cm/jam) Sumber Data 1. Lempung 0,0000852 Rosyidah dan Warosoedarmo, (2013) 2. Lempung berdebu 0,0000617 3. Lempung berliat 0,0000600 4. Liat 0,0001130 5. Pasir berlempung 2,1600000 Ashrafi (2002) 6. Pasir halus 35,460000 7. Pipa Gerabah 0,0167000 8. Mortar ASP (P1) 0,0035000 Hasil Pengamatan 9. Mortar ASP (P2) 0,0157000 10. Kendi 7,0590E -07 Hermantoro (2010) 1
Tabel 3 menunjukkan bahwa nilai K s dari kedua jenis mortar ASP  lebih besar daripada nilai K s tanah bertekstur lempung, lempung berdebu, lempung berliat dan liat. Hasil perbandingan tersebut menunjukkan bahwa mortar ASP akan mengalami hambatan dalam merembeskan air saat di aplikasikan pada keempat jenis tekstur tanah tersebut.  Sebaliknya mortar ASP tidak akan mengalami hambatan dalam merembeskan air jika diaplikasikan pada tanah bertekstur pasir berlempung dan pasir halus.  Nilai K s mortar ASP lebih rendah dari nilai K s pipa gerabah namun lebih tinggi jika dibandingkan dengan nilai K s kendi.
IV. KESIMPULAN 1. Nilai konduktivitas hidrolik jenuh (K s ) mortar ASP perbandingan P1 dan P2 masing-masing adalah 0,0035 cm/jam dan 0,0157 cm/jam;
2.  Mortar ASP dengan perlakuan P2 merupakan komposisi terbaik sebagai alat aplikasi irigasi bawah  permukaan  tanah (subsurface irrigation).

## DAFTAR PUSTAKA
Ashrafi, S., A.D., Gupta, M.S.,  Babel, M., Izumi, and R., Loof. 2002. Simulation of Infiltration from  Porous  Clay  Pipe  in  Subsurface Irrigation . Hydrological Sciences Journal. 47 (2): 253-268.
Bowles, J.E. 1984. Physical  and  Geotechnical Properties of Soils . Edisi ke-2. McGraw-Hill. United States of America. 578 Halaman.
Gupta, A.D., S., Ashrafi, and M.S., Babel, 2009.
Effect  of  Soil  Tekture  on  the  Emission Characteristics  Clay  Pipe  for  Subsurface Irrigation . Irrig Sci. 27:201-208.
Hermantoro. 2010. Teknik Fertigasi Kendi Untuk Lahan Kering . Edisi ke-1. Sekolah Tinggi Perkebunan. Yogyakarta. 92 Halaman.
Oyetola, E.B., and M ., Abdullahi. 2006. The Use of Rice Husk Ash in Low – Cost Sandcrate Block  Production .  Leonardo  Electronic Journal of Practices and Technologies. Issue 8: 58-70.
Pengaruh Penambahan Arang Sekam... (Made S, Ahmad T dan  Agus H)
Rosyidah,  E.,  dan  R.,Worosoedarmo.  2013.
Pengaruh  Sifat  Fisik  Tanah  pada Konduktivitas  Hidrolik  Jenuh  di  5 Penggunaan  Lahan  (Studi  Kasus  di Kelurahan Sumbersari Malang). Agritech. 33(3): 340-345.