PENGERTIAN DAN TUJUAN PEMBERIAN IRIGASI EFISIENSI IRIGASI

2

II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1 PENGERTIAN DAN TUJUAN PEMBERIAN IRIGASI

Menurut Hasan et al 1980 diacu dalam Wahyudi 1987, irigasi didefinisikan sebagai usaha memberikan air ke dalam tanah dengan maksud untuk mempertahankan kelembapan tanah guna pertumbuhan tanaman. Tujuan pemberian irigasi antara lain adalah : 1. Memenuhi kebutuhan air pada waktu dan jumlah yang tepat untuk pertumbuhan tanaman yang baik. 2. Untuk memberikan jaminan panen pada saat musim kemarau yang panjang. 3. Untuk mendinginkan tanah dan atmosfer, sehingga menimbulkan lingkungan yang baik untuk pertumbuhan tanaman. 4. Untuk mencuci atau mengurangi garam dalam tanah. 5. Untuk mengurangi erosi tanah. 6. Untuk melunakkan pembajakan dan gumpalan tanah. Penambahan air ke lahan pertanian dimaksudkan agar kebutuhan air tanaman dapat terpenuhi secara seragam ke seluruh daerah perakaran tanaman.

2.2 DISTRIBUSI AIR DAN CARA PEMBERIAN AIR IRIGASI

2.2.1 Distribusi Air

Menurut Kalsim 2003, secara umum metode distribusi air dapat diklasifikasikan menjadi empat, yaitu : a. Aliran kontinyu continuous flow Disebut juga dengan “proportional flow”. Air mengalir kontinyu di seluruh sistem saluran dan terbagi secara proporsional untuk mengaliri seluruh areal usaha tani. Debit aliran disesuaikan dengan perubahan keperluan air tanaman selama periode irigasi. Cara ini terutama diterapkan untuk daerah- daerah dimana air irigasi berlimpah atau di daerah-daerah yang terjadi banyak perambesan. b. Aliran tetap fixed flow Metode ini sama dengan aliran kontinyu akan tetapi debit dibuat tetap konstan selama periode irigasi. c. Rotasi atau sistem mati-hidup on-off system Setiap petakan usaha tani menerima air secara giliran pada waktu dan debit yang telah ditentukan sebelumnya. Rotasi juga dipakai dalam sistem saluran. Dengan kata lain suatu saluran apakah mengalirkan air dengan kapasitas penuh atau tidak sama sekali. Cara ini diterapkan untuk daerah- daerah yang tidak mempunyai air irigasi yang berlimpah dimana air itu dapat ditahan dengan baik. Kebanyakan irigasi pompa dan waduk yang menerapkan dengan cara ini. d. “On demand” Pada prinsipnya petani bebas memanfaatkan air sebagaimana ia lihat dan rasakan. Akibatnya, aliran akan kontinyu tetapi debit berfluktuasi di semua saluran. Untuk membatasi fluktuasi tersebut kebebasan petani seringkali dibatasi dengan suatu atau beberapa cara. 3

2.2.2 Macam Sistem Irigasi

Sistem irigasi dibedakan menjadi dua, yaitu sistem irigasi gravitasi dan sitem irigasi non gravitasi. Sistem gravitasi yaitu tergantung sepenuhnya terhadap gaya berat, sedangkan sistem non gravitasi tidak tergantung pada gaya berat sehingga dibutuhkan energi dari luar untuk mengalirkan air atau biasa disebut dengan irigasi pompa. Berdasarkan sistem irigasi gravitasi, lahan pertanian dibagi menjadi dua, yaitu lahan pertanian yang dapat diairi irrigable land, dan lahan pertanian yang tidak dapat diairi non irrigable land Jensen 1980 diacu dalam Wahyudi 1987. Terdapat dua hal yang mengharuskan sistem irigasi menggunakan pompa, yaitu sumber air irigasi berasal dari airtanah atau sumber air irigasi berada lebih rendah dibandingkan dengan lahan pertanian dan sumber air irigasi yang lokasinya jauh dari lahan pertanian. Sistem irigasi airtanah merupakan suatu sitem irigasi yang memanfaatkan airtanah dengan cara mengangkat air melalui pemompaan untuk digunakan sebagai input bagi produksi pertanian. Gambar 1. Sistem pemanfaatan irigasi airtanah Secara empiris pengelolaan usaha tani dan penggolongan irigasi airtanah baik yang berskala besar maupun kecil tidak berada dalam satu manajemen. Namun, penyediaan irigasi airtanah tidak akan bermakna tanpa adanya usaha tani yang memanfaatkannya. Sehingga eksistensi irigasi airtanah merupakan bagian integral dari sitem usaha tani Sumaryanto dan Pakpahan 1999 diacu dalam Munir 2003. Dengan pengembangan irigasi airtanah sebagai sumber air irigasi pada daerah pertanian diharapkan dapat meningkatkan produksi pertanian, intensitas tanam dan pola tanam. Dengan demikian dapat meningkatkan pendapatan dalam rangka pengentasan kemiskinan, bahkan dalam kondisi tertentu dapat menyediakan air minum bagi masyarakat dan ternak di sekitarnya Sumaryanto dan Pakpahan 1999 diacu dalam Munir 2003.

2.2.3 Cara Pemberian Air Irigasi

Menurut Sapei 2006, air irigasi dapat berasal dari mata air, sungai, aliran tidak sinambung intermittent stream, airtanah, air rembesan, air beragam saline water, air desalinasi dan hujan buatan. Sedangkan pemberian air kepada tanah dapat dilakukan dengan berbagai metode, yaitu pemberian air di permukaan tanah surface irrigation, pemberian di bawah permukaan tanah sub- 4 surface irrigation, pemberian air di atas tanaman secara curah sprinkler irrigation, dan pemberian air secara tetes driptrickler irrigation. Irigasi permukaan adalah air diberikan pada permukaan tanah dan air mengalir secara gravitasi. Irigasi permukaan dilaksanakan dengan cara mengurung atau mengalirkan air pada permukaan tanah. Air mengalir dari lahan yang lebih tinggi ke lahan yang lebih rendah dengan penurunan jumlah air sebagai air infiltrasi Booher 1974 diacu dalam Wahyudi 1987. Irigasi curah adalah sistem irigasi yang menyerupai hujan, dan biasanya disebut overhead irrigation. Tujuan dari metode irigasi ini adalah agar air dapat diberikan secara merata dan efisien pada areal pertanaman tertentu dengan jumlah dan kecepatan kurang atau sama dengan laju penyerapan air ke dalam tanah laju infiltrasi. Irigasi tetes adalah air diberikan kepada tanaman melalui pipa-pipa kecil secara menetes di dekat daerah perakaran dengan tekanan atau secara gravitasi. Irigasi bawah permukaan adalah suatu cara pemberian air irigasi melalui bawah permukaan tanah. Cara irigasi ini merupakan usaha untuk mempertahankan kedalaman muka airtanah, sehingga kelangsungan kapilaritas pergerakan airtanah ke daerah perakaran tanaman dapat selalu dipertahankan dalam keadaan lembab Phillsbury 1968 diacu dalam Wahyudi 1987.

2.3 KEBUTUHAN AIR IRIGASI

Kebutuhan air irigasi dapat dibedakan atas kebutuhan air untuk pertumbuhan tanaman crop water requirement, kebutuhan air untuk petakan field water requirement dan kebutuhan air untuk irigasi irrigation water requirement Partowijoto 1980 diacu dalam Wahyudi 1987.

2.3.1 Kebutuhan Air untuk Pertumbuhan Tanaman

Kebutuhan air tanaman adalah jumlah air yang digunakan tanaman untuk dapat tumbuh normal consumptive use atau evapotranspirasi. Jumlah evapotranspirasi kumulatif selama pertumbuhan tanaman yang harus dipenuhi oleh air irigasi dipengaruhi oleh jenis tanaman, radiasi surya, sistem irigasi, lama pertumbuhan, hujan dan faktor lainnya Kalsim 2006. Terdapat dua metoda untuk mengetahui kebutuhan air tanaman, yakni pengukuran langsung dengan lisimeter bertimbangan weighing lysimeter atau tidak bertimbangan dan secara tidak langsung dengan menggunakan rumus empirik berdasarkan data unsur cuaca. Lisimeter untuk mengukur evapotraspirasi adalah berupa tangki yang alasnya tertutup dan ditanam dalam tanah dan di dalam tangki ditanami tanaman yang akan diukur laju evapotranspirasinya. Evapotraspirasi tanaman yang bersangkutan dihitung berdasarkan kehilangan air dalam tangki per satuan waktu Sosrodarsono dan Takeda 1980 dicu dalam Wahyudi 1987. Secara tidak langsung dengan menggunakan data unsur cuaca, yaitu pertama menduga nilai evapotranspirasi tanaman acuan ETo. ETo adalah jumlah air yang dievapotranspirasikan oleh tanaman rumputan dengan tinggi 15-20 cm, tumbuh sehat, menutup tanah dengan sempurna, dan pada kondisi cukup air. Rumus empirik yang dapat digunakan antara lain dengan metode Blaney-Criddle, Penman, radiasi, panci evaporasi. Food and Agriculture Organization FAO 1999 merekomendasikan menggunakan metode Penman-Monteith jika tersedianya data iklim antara lain 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 di atas permukaan laut. Selanjutnya untuk mengetahui nilai ET tanaman tertentu maka ETo mmhari dikalikan dengan koefisien tanaman Kc. Koefisien tanaman tergantung pada jenis tanaman dan tahap pertumbuhan. 5 Nilai Kc tersedia untuk setiap jenis tanaman. Perhitungan ETo dan daftar nilai Kc ada dalam program CROPWAT. ETo Kc ETc × = 1 Keperluan air untuk evapotranspirasi tanaman ETc dipenuhi oleh air hujan efektif dan jika tidak terpenuhi dilakukan penambahan air irigasi. Keperluan Air Irigasi KAI dinyatakan dengan persamaan: He ETc KAI − = 2 Hujan efektif He adalah bagian dari total hujan yang digunakan untuk keperluan tanaman Kalsim 2006. Sedangkan menurut Dastane 1974 diacu dalam Wahyudi 1987, curah hujan efektif adalah bagian dari curah hujan yang diserap oleh daun atau tanaman kering, hilang melalui evaporasi dari permukaan tanah, perkolasi dan pencucian. Jumlah curah hujan efektif untuk pertumbuhan tanaman tergantung pada curah hujan, topografi daerah, sistem penanaman dan tahap pertumbuhan tanaman Oldeman dan Sjarifuddin 1977 diacu dalam Wahyudi 1987. Anonymus 1973 diacu dalam Wahyudi 1987 menyebutkan faktor-faktor yang mempengaruhi curah hujan efektif untuk persawahan adalah intensitas dan distribusi curah hujan, kedalaman penggenangan air pada padi, metode irigasi dan interval pemberian air, topografi lahan, ukuran dan pemeliharaan tanggul sawah. Curah hujan efektif untuk padi sawah berbeda dengan non padi sawah. Hal ini dikarenakan padi sawah memerlukan penggenangan untuk ketersediaan air bagi tanaman padi, sedangkan tanaman palawija non padi sawah tidak memerlukan penggenangan untuk pertumbuhan tanaman sehingga efektifitas penggunaan air juga berbeda. a. Pemakaian air untuk tanaman padi Jenis tanaman di Indonesia yang membutuhkan banyak air untuk kelangsungan hidupnya adalah padi. Pemakaian air untuk tanaman padi digunakan untuk pengolahan lahan, penggenangan sesudah tanam dan sesudah pengeringan waktu pemupukan, evapotranpirasi, dan kehilangan air di sawah. Pengolahan lahan untuk padi mencangkup penjenuhan, pembalikan tanah, dan pelumpuran yang memerlukan total air sekitar 200-300 mm dan ini tergantung pada tingkat kadar airtanah pada awal pengolahan lahan. Jika air cukup tersedia petani biasanya memerlukan waktu antara 2-3 minggu dengan debit air sekitar 15–20 mmhari Kalsim 2003. Selama periode pertumbuhan, tanaman padi memerlukan tinggi genangan tertentu yang harus dipertahankan di petakan sawah. Menurut Kalsim 2003, dengan irigasi berkala intermittent akan terjadi fluktuasi tinggi genangan di petakan sawah, sehingga diperlukan suatu kriteria tinggi genangan maksimum dan minimum yang masih diizinkan. Perbedaan tinggi genangan maksimum dan minimum merupakan besarnya simpanan storage yang tersedia yang harus diairi secara berselang. Batas atas dan batas bawah genangan tergantung pada periode pertumbuhan dan varietas padi yang ditanam. Untuk varietas padi unggul baru HYV besarnya perbedaan genangan maksimum dan minimum biasanya antara 50-125 mm sedangkan untuk varietas lokal biasanya lebih besar. Sesudah tanam tandur tinggi genangan di petakan sawah berangsur-angsur dinaikkan dari 0-10 menjadi 60-80 mm, hal ini juga dilakukan pada saat setelah pengeringan atau setelah pemupukan Kalsim 2003. 6 Besarnya keperluan air di lapangan adalah penjumlahan dari keperluan air irigasi netto dengan kehilangan air di petakan. Kehilangan air di petakan umumnya disebabkan oleh perkolasi yang besarnya antara 1-4 mmhari rata-rata 2 mmhari dan kehilangan air lainnya disebabkan oleh pengoperasian farm turn-out yang tidak tepat, kebocoran pada galengan dan lain sebagainya Kalsim 2006. b. Pemakaian air untuk tanaman palawijaya Tanaman palawija tidak membutuhkan penggenangan seperti padi. Lengas tanah yang cukup kapasitas lapang diperlukan sedalam daerah perakaran tanaman. Lengas tanah yang tersedia untuk pertumbuhan tanaman adalah lengas tanah antara kapasitas lapang dan titik layu. Secara volumetrik lengas tanah tersebut dapat dinyatakan dalam persen volume atau cm air per meter kedalaman tanah. Apabila lengas tanah mendekati titik layu maka umumnya evapotranspirasi aktual tanaman akan lebih kecil dari pada evapotranspirasi potensial yang akibatnya akan terjadi penurunan produksi. Untuk mencegah hal tersebut hanya sebagian dari total lengas tanah tersedia yang harus dipertahankan yang dikenal dengan total airtanah segera tersedia Ready Available Moisture, RAM Kalsim 2006. Kebutuhan air dari masing-masing jenis palawija berlainan, untuk itu palawija dibagi menjadi tiga golongan, yaitu: 1. Palawija yang membutuhkan banyak air. 2. Palawija yang membutuhkan sedikit air. 3. Palawija yang membutuhkan sedikit sekali air Palawija yang membutuhkan banyak air misalnya beberapa jenis ketela, kacang tanah, bawang, dan sebagainya. Palawija yang membutuhkan sedikit air misalnya tembakau, lombok, kedelai, jagung, dan sebagainya. Sedangkan palawija yang membutuhkan sedikit sekali air seperti kacang panjang dan ketimun. Perbandingan kebutuhan air antara palawija yang membutuhkan sedikit sekali air, sedikit air, banyak air adalah 1:2:3. Pemakaian air pada palawija yang membutuhkan banyak air adalah 0.2-0.25 ldetha yang diperkirakan bisa memperoleh hasil yang memuaskan Gandakoesoemah 1975.

2.3.2 Kebutuhan Air di Petakan

Kebutuhan air di petakan adalah jumlah air yang dibutuhkan tanaman dan yang perlu ditambahkan sebagai akibat adanya perkolasi dan aliran permukaan linsey dan franzini 1979 diacu dalam Wahyudi 1987. Perkolasi adalah pergerakan air bebas ke bawah yang membebaskan lapisan atas dan bagian atas dari lapisan bawah tanah ke tempat yang lebih dalam, dan merupakan air yang berlebihan Soepardi 1979 diacu dalam Wahyudi 1987. Menurut Sosrodarsono dan Takeda 1980, laju perkolasi dipengaruhi oleh tekstur dan permeabilitas tanah, lapisan tanah atas, lapisan kedap air, dan topografi setempat.

2.3.3 Kebutuhan Air untuk Pengolahan Tanah

Kebutuhan air untuk pengolahan tanah digunakan untuk penjenuhan tanah, pelumpuran dan penggenangan. Air untuk penjenuhan tanah digunakan apabila tanah dalam keadaan tidak jenuh saat pertama pemberian air. Jumlah air yang diperlukan untuk penjenuhan tanah sama dengan selisih antara kadar airtanah sebelum diairi Mabayard dan Obordo 1970 diacu dalam Wahyudi 1987. Kebutuhan air untuk pengolahan tanah dipengaruhi oleh sifat fisik tanah. Tanah berat banyak mengandung liat banyak memerlukan air untuk pengolahannya karena proses penjenuhan yang lama. 7 Tabel 1. Hubungan tekstur tanah dengan kebutuhan air Tekstur Tanah Kebutuhan Air mmhari Pasir Sand 27 Lempung Berpasir Sandy Loam 23 Lempung Loam 17 Lempung Liat Clay Loam 14 Liat Clay 10 Sumber : Rice Irrigation in Japan, OCTA 1973 diacu dalam Wahyudi 1987

2.3.4 Kebutuhan Air Irigasi

Kebutuhan air irigasi adalah kebutuhan air secara keseluruhan untuk suatu areal irigasi. Kebutuhan ini diakibatkan oleh adanya evaporasi, perembesan, dan perkolasi di saluran Linsley dan Franzini 1979 diacu dalam Wahyudi 1987. Persamaan yang dapat digunakan untuk mengetahui jumlah air irigasi adalah Linsley dan Franzini 1979 diacu dalam Wahyudi 1987: 1 t d q q Lc = − 3 dimana : q d = Jumlah air yang harus dialirkan literdetik q t = Jumlah air yang dibutuhkan di petakan literdetik Lc = Perbandingan antara jumlah air yang hilang selama penyaluran terhadap q d desimal.

2.4 EFISIENSI IRIGASI

Efisiensi irigasi adalah presentase air yang benar-benar bermanfaat untuk tanaman dari sejumlah air yang disediakan atau dialirkan. Konsep efisiensi irigasi digunakan untuk mengevaluasi pemanfaatan irigasi dari saat air meninggalkan sumber hingga diserap oleh tanaman Hansen et al 1980 diacu dalam Arifianto 2009. Terdapat beberapa konsep efisiensi irigasi, yaitu efisiensi penyaluran water caveyance efficiency, efisiensi persediaan air water storage efficiency, efisiensi penyebaran air water distribution efficiency dan efisiensi penggunaan konsumtif consumptive use efficiency Hansen et al., 1980. Sedangkan Doorenbos dan Pruitt 1977 membagi efisiensi irigasi menjadi efisiensi penyaluran, efisiensi penyaluran di lapang, efisiensi pemberian air, dan efisiensi proyek. Efisiensi penyaluran adalah perbandingan antara jumlah air yang sampai di areal pertanaman dengan jumlah air yang dialirkan dari sumber air. Ec = b r w w 4 dimana : Ec = Efisiensi Penyaluran w b = Jumlah Air yang Sampai di Areal Pertanaman literdetik w r = Jumlah Air yang Dialirkan dari Sumber Air literdetik 8 Efisiensi penyaluran di lapang adalah perbandingan jumlah air yang sampai di petakan dengan jumlah air yang sampai di areal pertanaman, dinyatakan dengan rumus berikut : Eb = f b w w 5 dimana : Eb = Efisiensi Penyaluran di lapang W f = Jumlah Air yang Sampai di Petakan literdetik Efisiensi pemberian air adalah perbandingan jumlah air yang tersedia dalam zona perakaran dengan jumlah air yang sampai di petakan, dinyatakan dengan rumus berikut : Ea = s f w w 6 dimana : Ea = Efisiensi Pemberian Air W s = Jumlah Air yang Tersedia di dalam Zona Perakaran literdetik Efisiensi proyek adalah efisiensi irigasi secara keseluruhan, dinyatakan dengan rumus berikut : Ep = Ec x Eb x Ea 7

2.5 POLA TANAM