Tenaga pertanian adalah disiplin ilmu yang membahas penggunaan energi di bidang pertanian. Secara umum, ada dua jenis energi yang digunakan secara langsung di bidang pertanian, yaitu energi kinetik untuk menggerakkan alat dan mesin pertanian dan panas untuk pengeringan dan pengolahan. Energi kinerik digunakan untuk beberapa hal seperti menarik beban. Misalnya pengolahan tanah dengan menggunakan bajak biasa, menarik trailer, dan sebagainya. Energi kinetik juga digunakan untuk memutar poros misalnya memompa air, perontokan padi, dan sebagainya. Ada juga pekerjaan yang menggunakan tenaga tarik dan putar sekaligus, seperti penanaman, pemanenan, dan pengolahan tanah dengan menggunakan bajak yang memanfaatkan daya dari poros PTO traktor. Penggunaan panas misalnya untuk mengeringkan, mendinginkan, dan mengolah hasil pertanian. Tenaga yang dibangkitkan untuk melakukan semua pekerjaan ini berasal dari berbagai sumber, diantaranya:
Penggunaan traktor sebagai sarana pengolahan lahan pertanian merupakan salah satu contoh aplikasi pekerjaan menarik beban dengan sumber tenaga motor bakar. Sedangkan penjemuran gabah yang baru dipanen merupakan contoh penerapan tenaga matahari.
Tenaga manusia
Manusia dapat mengubah energi makanan yang dicernanya menjadi bentuk kerja mekanis, sehingga manusia dikatakan sebagai motor penggeraknya. Kerja mekanis yang dihasilkan dapat digunakan dalam berbagai bentuk seperti menarik dan mendorong beban, hingga memutar.
Penggunaan tenaga manusia dalam dunia pertanian Indonesia saat ini masih dominan dengan ditemukannya petani yang masih mencangkul lahannya, menanam hingga memanen dengan tangannya sendiri dan dengan peralatan sederhana. Seorang buruh yang sehat dapat bekerja selama 8 jam sehari dengan output tenaga rata-rata 75 watt.[1]
Penggunaan tenaga manusia sebagai pembangkit listrik tidak disarankan karena tidak efisien. Besar energi yang dihasilkan dalam jika dihargai dengan nilai uang tidak sebanding dengan biaya pembuatan alat konversi energi manusia (misal konversi ke energi listrik),[2] namun hal ini amat ditentukan dengan harga energi listrik suatu negara.
Tenaga hewan
Poros yang diputar dengan tenaga kuda. Dari poros ini, tenaga putar bisa dimanfaatkan untuk berbagai hal, seperti pemompaan air dan penggilingan serealia
Tenaga hewan sudah lama digunakan manusia dalam menggantikan tenaga manusia untuk berbagai pekerjaan di bidang pertanian, misalnya mengolah lahan (penggunaan kerbau untuk membajak), memompa air, menggerakkan mesin penggiling, pengangkutan hasil pertanian, dan sebagainya.
Di negara miskin seperti Zimbabwe, tenaga hewan tidak tergantikan meski sudah ditawarkan untuk berpindah ke mekanisasi pertanian. Dengan mahalnya harga traktor dan suku cadangnya, tenaga hewan masih dibutuhkan bahkan di lahan pertanian skala besar.[3]:17 Dengan menghindari penggunaan traktor, sebuah lahan usaha tani dapat menghindari penggunaan bahan bakar fosil.[3]:18 Petani dapat memanfaatkan residu tanaman (brangkasan) dan gulma sebagai pakan ternak, terutama ketika lahannya tidak ditanami.[3]:102
Tenaga angin
Kincir angin pemompa air di South Dakota, Amerika Serikat
Tenaga angin relatif terbatas penggunaannya karena susah untuk dikendalikan dan sering kali tidak tersedia di saat yang dibutuhkan. Penggunaan tenaga angin di bidang pertanian lebih banyak digunakan untuk memompa air untuk pengairan lahan atau pengolahan hasil pertanian. Karena sifat tenaga angin yang tidak selalu tersedia, umumnya air yang dipompa dengan menggunakan tenaga angin disimpan di sebuah tangki untuk digunakan kemudian.
Di Eropa Barat Laut, kincir angin telah digunakan untuk menggiling gandum menjadi tepung sejak tahun 1180an[4] dan untuk mengeringkan tanah yang terendam air.[5] Di Amerika Serikat, kincir angin digunakan untuk memompa air sehingga usaha pertanian dapat berjalan bahkan di lahan yang kering dan jauh dari sumber air permukaan.[6]
Tenaga air
Kincir air di Belgia
Tenaga air merupakan sumber tenaga yang populer digunakan pada daerah berbukit di mana aliran air dapat memiliki energi potensial yang tinggi. Besar tenaga yang didapatkan dari tenaga air ini tergantung debit air yang mengalir dan ketinggian jatuhnya air. Secara teknis, tenaga air terdapat di banyak tempat di mana terdapat air yang mengalir, namun pemanfaatannya tergantung pada bentuk muka bumi, kebutuhan, dan teknologi yang digunakan.
Kincir air adalah salah satu cara untuk memanfaatkan aliran air. Bukti paling awal keberadaan kincir air adalah roda Perachora yang dibuat di Yunani pada abad ke-3 SM.[7] Dan bukti awal pemanfaatan kincir air di usaha pertanian adalah di Cabira, Asia Minor, yang dibangun pada tahun 71 SM untuk menggiling gandum.[8]
Motor listrik
Motor listrik adalah suatu alat yang digunakan untuk mengubah energi listrik menjadi energi kinetik berbentuk putaran. Tenaga listrik kini sudah dapat diakses hingga ke pedesaan sehingga memudahkan para pelaku pertanian dalam menjalankan usaha pertanian. Contoh aplikasi pertanian dengan menggunakan motor listrik adalah penggilingan padi.
Saat ini, motor bakar masih mendominasi pemanfaatan energi di bidang mekanisasi pertanian terutama pada pengolahan lahan, pemanenan, hingga pengolahan hasil pertanian. Misalnya yang paling sederhana yaitu traktor dua roda.
Motor bakar yang digunakan pada umumnya yaitu motor pembakaran dalam (internal combustion engine) yang menggunakan bahan bakar bensin. Penggunaan motor diesel biasanya pada mesin yang lebih berat, seperti traktor roda empat yang biasa digunakan pada perkebunan besar. Keuntungan penggunaan motor bakar adalah kemampuannya dalam menyediakan daya yang besar dalam waktu yang cepat.
Traktor
Traktor di bidang pertanian merupakan suatu alat yang sangat penting dalam penyediaan tenaga tarik dan putar untuk digunakan dalam mengolah lahan, perawatan tanaman, pemanenan, hingga pengolahan hasil pertanian. Traktor di bidang pertanian digolongkan menjadi dua, yaitu traktor roda dua atau traktor tangan dan traktor roda empat. Penggunaan traktor dalam pengolahan lahan dapat selesai lebih cepat dibandingkan dengan menggunakan tenaga hewan maupun manusia.[9]
^Eugene A. Avallone et. al, (ed), Marks' Standard Handbook for Mechanical Engineers 11th Edition , Mc-Graw Hill, New York 2007 ISBN 0-07-142867-4 page 9-4
^Tom Gibson, Turning sweat into watts, IEEE Spectrum Volume 48 Number 7 July 2011, pp. 50-55
