Kebutuhan Air Tanaman [PDF]

Citation preview

KEBUTUHAN AIR TANAMAN DAN KEBUTUHAN AIR IRIGASI



KEBUTUHAN AIR TANAMAN Kebutuhan air tanaman didefinisikan sebagai jumlah air yang dibutuhkan oleh tanaman pada suatu periode untuk dapat tumbuh dan produksi secara normal



Jumlah air yang diperlukan untuk memenuhi kehilangan air melalui evapotranspirasi (ET-tanaman) tanaman yang sehat, tumbuh pada sebidang lahan yang luas dengan kondisi tanah yang tidak mempunyai kendala (kendala lengas tanah dan kesuburan tanah) dan mencapai potensi produksi penuh pada kondisi lingkungan tumbuh tertentu



PENGGUNAAN KONSUMTIF Penggunaan konsumtif adalah jumlah total air yang dikonsumsi tanaman untuk penguapan (evaporasi), transpirasi dan aktivitas metabolisme tanaman Kadang-kadang istilah itu disebut juga sebagai evapotranspirasi tanaman



EVAPORASI DAN TRANSPIRASI (EVAPOTRANSPIRASI/ET) Evaporasi : Perpindahan air dari permukaan tanah dan permukaan air bebas ke atmosfer Proses perubahan molekul air di permukaan menjadi molekul air di atmosfer



EVAPORASI DAN TRANSPIRASI (EVAPOTRANSPIRASI/ET) Transpirasi : Perpindahan air dari tanaman ke atmosfer melalui permukaan daun (mulut daun/stomata) Proses fisiologis alamiah pada tanaman, dimana air yang dihisap oleh akar diteruskan lewat tubuh tanaman dan diuapkan kembali melalui daun



JUMLAH EVAPOTRANSPIRASI KUMULATIF SELAMA PERTUMBUHAN TANAMAN YANG HARUS DIPENUHI OLEH AIR IRIGASI DIPENGARUHI OLEH JENIS TANAMAN, RADIASI SURYA, SISTIM IRIGASI, LAMANYA PERTUMBUHAN, HUJAN DAN FAKTOR TANAH Jumlah air yang ditranspirasikan tanaman tergantung pada jumlah lengas yang tersedia di daerah perakaran, suhu dan kelembaban udara, kecepatan angin, intensitas dan lama penyinaran, tahapan pertumbuhan, tipe dedaunan



FAKTOR YG BEPENGARUH THD ET 



Faktor-faktor meteorologi  Radiasi



Matahari  Suhu udara dan permukaan  Kelembaban  Angin  Tekanan Barometer







Faktor-faktor Geografi  Kualitas



air (warna, salinitas dan lain-lain)  Jeluk tubuh air  Ukuran dan bentuk permukaan air







Faktor-faktor lainnya  Kandungan



lengas tanah  Karakteristik kapiler tanah  Jeluk muka air tanah  Warna tanah  Tipe, kerapatan dan tingginya vegetasi  Ketersediaan air (hujan, irigasi dan lain-lain)



METODE PENDUGAAN ET Dua metoda untuk mendapatkan angka penggunaan konsumtif tanaman, yakni :  



Pengukuran langsung dengan lysimeter Pecara tidak langsung denganmenggunakan rumus empirik berdasarkan data unsur cuaca



SECARA TIDAK LANGSUNG, YAITU MENGGUNAKAN RUMUS EMPIRIK BERDASARKAN DATA UNSUR CUACA, DG LANGKAH PERTAMA MENDUGA NILAI EVAPOTRANSPIRASI TANAMAN ACUAN/EVAPOTRANSPIRASI POTENSIAL (ETO) ETo adalah jumlah air yang dievapotranspirasikan oleh tanaman rumputan dengan tinggi 15~20 cm, tumbuh sehat, menutup tanah dengan sempurna, pada kondisi cukup air



ADA BERBAGAI RUMUS EMPIRIK UNTUK PENDUGAAN EVAPOTRANSPIRASI TANAMAN ACUAN (ETO) TERGANTUNG PADA KETERSEDIAAN DATA UNSUR CUACA, ANTARA LAIN: METODA BLANEY-CRIDDLE, PENMAN, RADIASI, PANCI EVAPORASI (FAO, 1987) FAO (1999) merekomendasikan metoda PenmanMonteith untuk digunakan jika data iklim tersedia (suhu rerata udara harian, jam penyinaran rerata harian, kelembaban relatif rerata harian, dan kecepatan angin rerata harian. Selain itu diperlukan juga data letak geografi dan elevasi lahan dpl



NILAI ET Nilai ET tanaman tertentu adalah : ETo (evapotranspirasi potensial) dikalikan dengan nikai Kc yakni koefisien tanaman yang tergantung pada jenis tanaman dan tahap pertumbuhan ETc = Kc x ETo



KEBUTUHAN AIR NYATA Kebutuhan air nyata untuk areal usaha pertanian meliputi : evapotranspirasi (ET), sejumlah air yang dibutuhkan untuk pengoperasian secara khusus seperti penyiapan lahan dan penggantian air, serta kehilangan selama pemakaian



KEBUTUHAN AIR IRIGASI KAI = ET + KA + KK    



KAI = Kebutuhan Air Irigasi ET = Evapotranspirasi KA = Kehilangan air KK = Kebutuhan Khusus



SUMBER KEBUTUHAN AIR IRIGASI Untuk memenuhi kebutuhan air irigasi terdapat sumber utama, yaitu : Pemberian air irigasi (PAI), Hujan efektif (HE), Kelengasan yang ada di daerah perakaran, Kontribusi air bawah permukaan



HUJAN EFEKTIF (HE) ADALAH BAGIAN DARI TOTAL HUJAN YANG DIGUNAKAN UNTUK KEPERLUAN TANAMAN Metoda empirik untuk menghitung HE antara lain : Nilai persentase tertentu dari hujan bulanan (fixed percentage) : Peff = a * P tot, nilai a = 0,7 – 0,9 Peff = 0.6 * P mean - 10; P mean < 60 mm/bulan Peff = 0.8 * P mean - 25; P mean > 60 mm/bulan



PEMBERIAN AIR IRIGASI Pemberian Air Irigasi dapat dipandang sebagai kebutuhan air dikurangi hujan efektif dan sumbangan air tanah PAI = KAI - HE – KAT PAI = Pemberian air irigasi KAI = Kebutuhan air HE = Hujan efektif KAT = Kontribusi air tanah



KEPERLUAN AIR IRIGASI UNTUK TANAMAN PADI Tanaman padi sawah memerlukan air cukup banyak dan menginginkan genangan air untuk menekan pertumbuhan gulma Pada umumnya tinggi genangan air adalah sekitar 50 - 75 mm untuk padi varietas unggul maksimum genangan sekitar 15 cm, Varietas lokal antara 100 - 120 mm



Suatu tetapan konversi keperluan air biasanya dinyatakan dengan : mm/hari Yang dapat dikonversi ke suatu debit kontinyu pada suatu areal yakni : 1 l/det/ha = 8,64 mm/hari atau 1 mm/hari = 0,116 l/det/ha



KEPERLUAN AIR TANAMAN PADI 



Perioda pengolahan tanah dan pesemaian







Keperluan air pada berbagai tahap pertumbuhan tanaman : Pertembuhan awal (seedling atau juvenile period) : perkecambahan, radicle, dan plume Periode pertumbuhan vegetatif , Periode reproduktif atau generatif, dan Periode pematangan (ripening period)



METODA PEMBERIAN AIR PADA PADI SAWAH Terdapat dua metoda pemberian air untuk padi sawah yakni : Genangan terusmenerus (continuous submergence) yakni sawah digenangi terus menerus sejak tanam sampai panen Irigasi terputus atau berkala (intermittent irrigation) yakni sawah digenangi dan dikeringkan berselang-seling



IRIGASI KONTINYU ADALAH: (A) TIDAK MEMERLUKAN KONTROL YANG KETAT, (B) PENGENDALIAN GULMA LEBIH MURAH, (C) OPERASIONAL IRIGASI LEBIH MUDAH



Irigasi berkala adalah sebagai berikut: (a) menciptakan aerasi tanah, sehingga mencegah pembentukan racun dalam tanah, (b) menghemat air irigasi, (c) mengurangi masalah drainase, (d) mengurangi emisi metan, (e) operasional irigasi lebih susah



PENGUKURAN JUMLAH AIR YANG DIKONSUMSI TANAMAN Metoda : Tangki pengamatan, Percobaan petakan di lapangan, dan Keseimbangan (inflow-outflow)



METODA KESEIMBANGAN AIR (INFLOWOUTFLOW) RN + IR + GI = DR + GO + ET + DWD + P RN: hujan, IR: inflow air permukaan (irigasi), GI: lateral inflow airtanah dangkal, DR: outflow air permukaan (drainase), GO: lateral outflow air tanah dangkal, ET: evapotranspirasi, DWD: perubahan simpanan (storage), P: perkolasi



PENDUGAAN KEBUTUHAN AIR TANAMAN



KEBUTUHAN AIR TANAMAN 



tinggi air yang dibutuhkan untuk mengimbangi kehilangan air melalui evapotranspirasi tanaman sehat, tumbuh di lahan yang luas pada kondisi air tanah dan kesuburan tanah tidak dalam keadaan terbatas serta dapat mencapai produksi potensial pada lingkungan pertumbuhannya



PENDUGAAN EVAPOTRANSPIRASI POTENSIAL (ETO) 



Metode Empiris :  Metode



Blaney Criddle



 Metode Radiasi  Metode Penman







Kebutuhan Data Klimatologi No 1 2 3 4 5 6



Tipe Data Klimatologi Suhu Kelembaban Udara Kecepatan Angin Lama Penyinaran Evaporasi Kondisi Lingkungan



Metode Blaney Criddle * o



Radiasi



Penman



* o



* *



o o



o (*)



* (*)



o



o



o



TINGKAT KETELITIAN METODE 















Tingkat ketelitian data tergantung kepada jumlah data, semakin banyak maka tingkat ketelitiannya semakin tinggi. Metode Blaney Criddle satu2nya pendugaan evaporasi dengan periode selama sebulan dengan kesalahan 15%. Metode Radiasi merupakan metode yang paling ekstrem kesalahan 20% pada musim panas. Metode Penman (terbaik) kemungkinan kesalahan musim panas



METODE BLANEY CRIDDLE



METODE BLANEY CRIDDLE



 







 



ET0 = c {p (0,46 T = evapotranspirasi potensial (mm/hari) + 8)}



ET0 c = faktor koreksi (merupakan fungsi dari kelembaban relatif minimum, lama penyinaran, kecepatan angin) p = persentase lama penyinaran harian rata2 (dugaan berdasarkan bulan dan letak tempat) T = suhu rata2 harian (°C) Faktor koreksi dinyatakan dalam grafik dari p(0,46T+8) sebagai sumbu x dan nilai ET0 sebagai sumbu y



Format Pendugaan ET0 Metode Blaney-Criddle Data



Stasiun : …………….. Periode : ……………..



Suhu rata2 : …………. 



Garis Lintang : ……… Garis Bujur : ……… Ketinggian : ………



: ……………



Garis Lintang: ………. P (lamp) : …………… Periode : ……………… Hitung P(0,46 T + 8) …………… RHmin : …………… %



Dugaan : …………….



n/D : ………………….. Dugaan : ……………. U2 siang : ……… m/det Dugaan : ……………. Gambar



…………… Blok/Garis



ET0 =



……………



CONTOH SOAL 



Stasiun Lanuma Iswahyudi Madiun yang terletak pada 7o 37’ Lintang Selatan, 111o 31’ Bujur Timur , ketinggian 361 feet dpl. pada Maret 1990 mempunyai data bulanan sebagai berikut:  (1)  (2)  (3)



suhu rata2 harian minimum 22,3 oC suhu rata2 harian maksimum 31,7 oC kecepatan angin rata2 harian 33,3 km/hari  (4) kelembaban udara harian minimum 71,0%



Format Pendugaan ET0 Metode Blaney-Criddle Data



L.I.M



Stasiun : …………….. Maret Periode : ……………..



27 oC Suhu rata2 : …………. 



27 C : ……………



7o37’



Garis Lintang : ……… 111o31’BT Garis Bujur : ……… 361 ft Ketinggian : ………



o



7o37’ P (lamp) : …………… 0,28 Garis Lintang: ………. Maret 0,28*(0,46*27+8)=5,718 Periode : ……………… Hitung P(0,46 T + 8) …………… 71,0 RHmin : …………… %



Tinggi Dugaan : …………….



Rendah 0,28 n/D : ………………….. Dugaan : ……………. Rendah 0,385 m/det Dugaan : ……………. U2 siang : ………



Gambar U2 = 33,3*1000/(24*3600) m/det = 0,385 m/det



IX / I ……………



Blok/Garis



ET0 =



……………



METODE PENMAN ET0 = c{W.Qn+(1-W) f(u) (ew - ea) ET0 : evapotranspirasi potensial (mm/hari) c : faktor koreksi W : faktor pemberat Qn : radiasi netto (mm/hari) f(u): fungsi kecepatan angin (ew - ea): perbedaan tekanan uap air jenuh dan tekanan uap air nyata (mbar)



Qn = Qs(1-r) - Qc Qn : radiasi netto (mm/hari) Qs : radiasi gelombang pendek yang diterima oleh permukaan bumi (mm/hari) Jika tidak ada data gunakan Qs persamaan Radiasi r : nilai albedo (0,25)



METODE PENMAN Qc = f(T) f(ea) f(n/D) =  T4 (0,34 + 0,044 ea) (0,1 + 0,9 n/D) Q : radiasi gelombang panjang yang dipancarkan kembali  : Konstanta Stefan Boltzman (2,01 10 mm/hari) c



-9



T ea n D



: : : :



suhu absulut (Kelvin) tekanan uap air nyata (mbar) lama penyinaran nyata (jam) lama penyinaran maksimum (jam) Lamp.



Rhmean = ea/ew 100% f(U) = 0,27 (1 + U2/100)



METODE PENMAN Faktor c merupakan penyesuaian dari berbagai kondisi lingkungan, yaitu :  Kelembaban udara maksimum (Rhmaks)  radiasi netto (Qs)  kecepatan angin siang hari (Usiang)  perbandingan kecepatan angin siang dengan malam hari (Usiang/Umalam) Lamp.



METODE PENMAN



ETO V.S ETC  



Eto = Evapotranspirasi potensial Etc = Evapotranspirasi tanaman (kebutuhan air tanaman)



ETO – ETC - ETADJ  







Eto Etc



= Evapotranspirasi potensial = Evapotranspirasi tanaman (kebutuhan air tanaman) Etadj = ET aktual, evapotranspirasi dibawah kondisi optimal



KEBUTUHAN AIR TANAMAN ETc = ETo x Kc   



Eto = Evapotranspirasi Potensial (mm/hari) Etc = Kebutuhan air tanaman (mm/hari) Kc = koefisien tanaman



KOEFISIEN TANAMAN 







Adalah faktor penentu kebutuhan air tanaman Ditentukan berdasarkan jenis tanaman, tingkat pertumbuhan, sistem tanam



TUGAS 















Carilah contoh perhitungan pola tanam dan kebutuhan air tanaman, berupa artikel atau penelitian. Pelajari prosesnya dan Presentasikan dalam bentuk powerpoint File Powerpoint dikirim melalui e-mail dg alamat tujuan [email protected] Paling lambat tanggal 9 April 2015. Tatap muka ke 5-6 diadakan tanggal 18 April 2015 membawa kertas atau buku gambar A3, pensil, penggaris. Terima Kasih & Selamat Mengerjakan