Model Pendugaan Nitrat dar, Fosfat Terbuang dari Petak Sawah Beririgasi

MODEL PENDUGAAN NITRAT DAN FOSFAT TERBUANG
DARl PETAK SAWAH BERlRlGASl

Oleh :
SUHATMONO

PROGRAM PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2002

ABSTRAK
Suhatmono. Model Pendugaan Nitrat dan Fosfat Terbuang dari Petak Sawah
Beririgasi. Di bawah bimbingan Soedodo Hardjoamidjojodan M. Yanuar J. Purwanto.
Nitrat dan fosfat rnerupakan dua diantara sepuluh hara esensial yang
digolongkan pada kelompok makro, yaitu dibutuhkan dalam jumlah relatif banyak.
Walaupun keduanya masuk dalam golongan yang sama namun proses
ketersediaannya pada lahan relatif berbeda. Nirat merupakan unsur hara yang rnudah
tersedia baik secara alarni rnaupun buatan, narnun juga rnudah hilang dari lahan
dengan penguapan, larut pada aliran permukaan dan terlarut dalarn proses pencucian.
Sebaliknya fosfat rnerupakan unsur hara yang sulit tersedia bagi tanaman dan juga sulit

untuk hilang dari sistem lahan karena terikat oleh liat.
Studi tentang kesetimbangan kedua nutrisi tersebut dalam lahan rnenjadi
rnenarik, karena selain berguna dalam memonitor ketersediaannya juga untuk
menduga hilangnya unsur-unsur tersebut dari lahan. Salah satu faktor yang
menyebabkan hilangnya unsur-unsur tersebut dari lahan yaitu karena drainase
perrnukaan.
Nilai kehilangan nutrisi lewat drainase permukaan secara matematis tergantung
oleh dua nilai utama yaitu besar nutrisi tersedia dan dikonsumsi. Karena nilai total
nutrisi relatif konstan sedangkan kebutuhan nutrisi mengalami kenaikan secara gradual
seiring dengan bertambahnya umur tanaman, maka dapat diasumsikan nutrisi terbuang
akan berkurang secara gradual. Persamaan matematik dapat digunakan untuk
memodelkan fenomena tersebut. Dengan model tersebut diharapkan dapat diketahui
potensi nutrisi terbuang dari sistem sawah beririgasi untuk tingkat petak. Hasil
peneliian menunjukkan bahwa nilai total potensi nitrat terbuang sebesar 4.159
kglmusim, sedangkan total potensi fosfat terbuang sebesar 8.333 kglmusim. Kedua
nilai tersebut relatif sama dengan hasil perhitungan dengan mempertimbangkan semua
elemen kesetimbangan nutrisi teoriiis.
Terdapat dua tipe sawah berdasar sistem pengaliran air dalam petak, yaitu tipe
seri dan parallel. Hasil simulasi dengan menggunakan data potensi terbuang pada
kedua tipe sawah tersebut memperlihatkan bahwa terdapat perbedaan nilai akhir nutrisi

terbuang pada saluran drainase tingkat tersier. Tipe sen mempunyai potensi nutrisi
terbuang jauh lebih kecil dibanding dengan tipe parallel. Nilai potensi nitrat terbuang
untuk sawah tipe seri cenderung mendekati no1 yang relatif lebih kecil dibanding
dengan potensi nlrat trebuang dari sawah tipe paralel sebesar 1.54 kglmusim,
sedangkan potensi fosfat terbuang untuk sawah tipe sen sebesar 0.05 kglmusim yang
juga relatif lebih kecil dibanding dengan tipe parallel sebesar 3.25 kglmusim.
Hasil simulasi tersebut berpotensi untuk dikembangkan dalam rekayasa sistem
sawah. Berdasar hasil simulasi yang memperhiiungkan tipe pengaliran air serta
tataletak sistem sawah maka dimungkinkan untuk mengatur efektivitas penggunaan
pupuk dengan memperkecil potensi nutrisi terbuang. Lebih jauh, pengaturan dapat
dilakukan pada tingkat tersier kemudian tingkat kuarter. Muara dari peneliian dan
simulasi tersebut adalah terduganya pdensi nutrisi terbuang pada kelompok petak
kuarter.

MODEL PENDUGAAN NITRAT DAN FOSFAT TERBUANG
DARl PETAK SAWAH BERlRlGASl

SUHATMONO

Tesis

sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains pada
Program Studi llmu Keteknikan Pertanian

PROGRAM PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2002

Judul tesis
Nama Mahasiswa
Nomor Pokok
Program Studi

: Model Pendugaan Nitrat dar, Fosfat Terbuang dari Petak
Sawah Beririgasi
: Suhatmono
: 99305
: llmu Keteknikan Pertanian

Menyetujui :

Komisi Pembimbing

I

(Prof. Dr. Ir. Soedodo Hardjoamidjojo.
. . M.Sc.)
Ketua

Mengetahui :

(Dr. Ir. Kudang B. Seminar M.Sc.)
Lulus tanggal : 4 September 2002

(Ir. M. Yanuar J. Purwanto. MS.)
Anggota

Penulis dilahirkan di Madiun pada tanggal 20 Januari 1961, sebagai putra
pertama dari lima bersaudara, dari pasangan Tarnu Ranuwidjaja dengan Mariyam.
Tahun 1988 penulis telah menyelesaikan pendidikan Sarjana di Jurusan
Mekanisasi Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Gadjah Mada.

Yogyaka~ta.Pada tahun 1999 penulis diterima sebagai mahasiswa pada Program
Studi llmu Keteknikan Pertanian, Program Pascasarjana - IPB, Bogor.
Sejak bulan Nopember 1989 penulis mulai bekerja sebagai staf pengajar di
Program Studi Agronomi, Jurusan Budidaya Pertanian, Fakultas Pertanian.

- 1993 penulis bertugas sebagai
anggota LPlU (Local Project Implementation Unit) Australia - Uncen di Manokwari.
Tahun 1995 - 1998 bekerja sebagai Kepala Sub Unit Aplikasi dan Pengembangan
Universitas Negeri Cenderawasih. Tahun 1991

Sistem pada Unit Komputer Fakultas Pertanian Universitas Cenderawasih
Manokwari, Papua.

PRAKATA

Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SVVT, atas lirnpahan rahrnat,
hidayah dan atas kehendak-Nya sernata, maka penulisan tesis yang berjudul Model
Pendugaan Nitrat dan Fosfat Terbuang dari Petak sawah Beririgasi dapat
diselesaikan.
Tesis ini rnenelaah pendayagunaan model rnaternatika sederhana dalam

menduga pola dan nilai potensi nutrisi terbuang lewat outlet, dirnana pengamatan
dilakukan terhadap hubungan antara tahapan proses produksi dengan total nutrisi
terbuang, dan rnernanfaatkan keeratan hubungan tersebut untuk rnenyusun model
pendugaan. Hasil pendugaan model yang telah terkalibrasi dan te~alidasi
digunakan sebagai masukan data untuk simulasi guna rnernperoleh nilai potensi
nutrisi terbuang dari blok petak tersier.
Selama pelaksanaan penelitian sarnpai dengan selesainya penulisan tesis
ini, penulis telah mendapatkan banyak bantuan baik dalarn bentuk moral rnaupun
material dari berbagai pihak. Oleh karena itu, dengan segala hormat dan
kerendahan hati, penulis rnenyarnpaikan penghargaan yang setinggi-tingginya dan
rasa terirnakasih yang tulus kepada :
1. Prof. Dr. Ir. Soedodo Hardjoarnidjojo, M.Sc. selaku ketua kornisi pernbirnbing

dan lr. M. Yanuar J. Purwanto, MS.. selaku anggota komisi pernbimbing yang
telah banyak rnemberikan saran, arahan, bimbingan dan rnotivasi sejak
penyusunan proposal hingga selesainya penulisan tesis.
2. Ir. M. Yanuar J. Putwanto, MS.. selaku koordinator proyek kerjasarna antara

Fateta-IPB Bogor dengan Dinas Pengelolaan Surnber Daya Air Propinsi
Jawa Tengah, yang telah rnemberikan kesempatan kepada penulis terlibat

dalam proyek tersebut, sehingga penelitian dan penulisan tesis ini dapat
diselesaikan.
3. Ir. Sukandi Sukartaatrnadja, MS.. selaku penguji luar kornisi yang telah

rnerelakan waktu dan tenaga dalarn proses ujian tesis.
4. Pirnpinan dan Staf Dinas Pengelolaan Surnber Daya Air Propinsi Jawa

Tengah, Balai Pengelolaan Surnber Daya Air Kabupaten Pekalongan serta

Dinas Pengairan Ranting Kedungwuni yang telah memberikan bantuan
tenaga dan pikiran selama penulis melaksanakan penelitian.
5. Rektor Universitas Negeri Cenderawasih Jayapura, Rektor Universitas

Negeri Papua Manokwari. Tim BPPS Jakarta, Koordinator TPLA - IPB Bogor
beserta staf yang telah memberikan kepada penulis kesempatan, beasiswa,
serta fasilitas untuk menyelesaikan studi.
6. Semua pihak yang telah membantu dan memberikan masukan yang tidak

mungkin penulis sebut satu per satu.
Teriring harapan dan do'a, semoga hasil penelitian ini dapat bermanfaat bagi

masyarakat luas dan memberikan kontribusi pada perkembangan pertanian
secara luas.

Bogor,

September 2002
Penulis

DAFTAR IS1

halaman

........................................................................................
RIWAYAT HlDUP ...............................................................................
PRAKATA .......................................................................................
DAFTAR TABEL .................................................................................

ABSTRAK

vi

xi

DAFTAR GAMBAR .............................................................................

Xii

DAFTAR LAMPIRAN ...........................................................................

xiii

........................................................................
Latar belakang .............................................................................
Tujuan dan Kegunaan Penelitian .....................................................

PENDAHULUAN

TINJAUAN PUSTAKA

................................................................

Sawah ..........................................................................................

1
1
4

5
5

................................................................................
Sistem Plot-to-plot ....................................................................
Sistem Dwifungsi Saluran ..........................................................

7

Sistem Saluran Terpisah .........................................................

10

Sistem Aliran

6

9

Nutrisi ...................................................................................... 10
Ketersediaan Bagi Tanaman ......................................................

10

Nitrogen ..........................................................................

11

Fosfor ................................................................................

12

Siklus

..........................................................................................13

Kesetimbangan ...........................................................................

13

Kehilangan .............................................................................

15

Pendekatan Nilai Terbuang .............................................................

17

METODOLOGI ..........................................................................

18

Skenario Penelitian .......................................................................

18

Model ..........................................................................................

19

Penyusunan

................................................................................

Asumsi dan Pembatasan Keberlakuan ............................................
Pengujian ....................................................................................
Waktu dan Tempat ........................................................................

........................................................................
lklim ........................................................................................
Kondisi Lahan Pertanian ...........................................................
Letak Geografis

.............................................................................
Alat dan Bahan ..............................................................................
Prosedur Penelitian .......................................................................
Pengumpulan Data .....................................................................
Analisis Data ............................................................................
Debit ........................................................................................
Nutrisi ......................................................................................
Pola Tanam

Kandungan Sesaat

................................................................

Kandungan Total ..................................................................
HASlL DAN PEMBAHASAN .......................................................
Deskripsi Nutrisi di Lokasi Studi ................................................

............................................................
Kesetimbangan Nutrisi ...............................................................
Penyusunan Model .......................................................................
Debit Aliran dalam Petak

Model Penduga Nutrisi Terbuang

................................................

Pengujian .................................................................................
Penerapan pada sistem tersier.....................................................
Sawah tipe parallel ........................................................

.............................................................
KESIMWLAN DAN SARAN ........................................................
Kesimpulan ..................................................................................
Saran ...........................................................................................
Sawah tipe seri

DAFTAR PUSTAKA ...........................................................................

51

LAMPIRAN ......................................................................................

53

DAFTAR TABEL

Nomor

Judul Tabel

halaman

1. Kondisi iklim daerah irigasi asem siketek berdasar pengamatan

stasiun Ponolawen (1991-2001) .................................................. 24

Data debit aktual harian per minggu selama proses produksi
tanaman ....................... ............................,..............................

30

3.

Hasil perhitungan nilai bocoran dari pematang petak atas ............

31

4.

Kandungan N dan P pada outlet selama pengamatan

..................

33

5.

Hasil perhitungan faktor-faktor kesetimbangan nitrat dalam petak

35

6.

Hasil perhitungan faktor-faktor kesetimbangan fosfat dalam petak

35

7.

Hasil perhitungan r ~ i t r aterbuang
t
(CN) dan fosfat terbuang (CP)
untuk sawah tipe seri ...............

44

2.

DAFTAR GAMBAR

Nomor

Judul Gambar

halaman

Sistem sawah metode KONOSU .................................................
Komponen-komponen kesetimbangan air dalam petak .................
Sistem irigasi plot-to-plot ..........................................................
Siklus nitrogen pada daerah pertanian .......................................
Aliran nutrisi pada tingkat petak ...............................................
Skenario penelitian potensi nutrisi terbuang

..............................

Kuwa hipotesis hubungan nutriii tersedia dan kebutuhan

..........

Alur penyusunan model ............................................................
Grafik rerata curah hujan bulanan tahun 1991 .
2001 ....................
Pola tanam tahunan Dl Asem Siketek .........................................
Grafik debit harian serta bocoran dari tahap pengolahan tanah
sampai tahap pemasakan ..........................................................
Keserasian pola antara besar debit dengan kandungan nutrisi
terbuang ..................................................................................
Hasil pemencaran data untuk nitrat terbuang

...............................

Hasil pemencaran data untuk fosfat terbuang

..............................

................................
Hasil plotting potensi nitrat terbuang aktual dan model ................

Validasi data nitrat terbuang terhadap y = x

V a l i i i data posfat terbuang terhadap y ='x

..............................

Hasil plelt*lg potensi posfat terbtlang aktual dan model
Sistem &an

...............

dan peluruhan nutrisi terbuang sawah tipe parallel

...

20. Sistem alhaadan peluruhan nutrisi terbuang sawah tipe seri ......

43

DAFTAR LAMPIRAN

Nomor

Judul Lampiran

halaman

Nilai Rse (callcm2lhari). yc (kglhalhari). yo (kglhalhari) ..................
Tabel Ra (mmlhari) dan tabel koreksi temperatur (cT) ...................

..................
Dimensi dan luasan serta titik pengambilan sampel air di petak .....
Skema aliran alir serta titik pengambilan sampel air ...................
Peta lokasi penelitian di Daerah lrigasi Asem Siketek

Tahapan penentuan nilai evapotranspirasi ..................................
Hasil perhitungan kesetimbangan nutrisi dalam petak ..................
Proses dan tahapan perhitungan kandungan nutrisi dalam
brangkasan ..............................................................................

............
Penurunan persamaan peluruhan pada petak tipe seri ..................
Penurunan persamaan peluruhan pada petak tipe parallel

Hasil Perhitungan nilai k (laju peluruhan) pada beberapa tahapan
Produksi ................................................................................

PENDAHULUAN

Dewasa ini isu tentang pentingnya sisi kualitas dalam pengelolaan air
semakin mengemuka. Studi pada sungai Kali, Uttar Pradesh. India. memperlihatkan
bahwa llrnbah ~ndustri,rumah tangga maupun pertanlan secara bersama telah
menurunkan kualitas air sungai Kali dengan sumbangan antara lain nitrat (32.4 %)
dan fosfat (11.2%) (Kain, 2000). European Commission juga rnemberi label
'hazardus elements' pada kontaminan yang berasal dari industri terutama logam.
seperti As, Cd, Cr, Cu, Hg, dan lain-lain (Wild, 1993).
Di sisi lain, pertanian sebagai industri juga mempunyai andil dalam proses
polusi pada badan air atau sungai secara nyata. Polutan untuk bidang ini terutama
bersumber dari penggunaan pestisida dan

pupuk. Studi yang dilakukan oleh

Wallach (1993) memperlihatkan bahwa kedua bahan tersebut akan muncul pada air
tanah dan aliran air permukaan. lshikawa (1999) mengernukakan juga bahwa
penggunaan nitrat yang berlebihan akan menyebabkan keracunan nitrat (nitrate
toxication).
Di samping bidang industrl, bidang pertanian juga merupakan penyebab

penurunan kualitas air. Pupuk dan pestisida, yang berbahan dasar unsur kimia dan
dinilai merupakan faktor penentu kuantitas dan kualitas produksi, ternyata juga
merupakan penyebab polusi. Semra nyata terlihat bahwa peningkatan jumlah
penggunaan pupuk dan pestisida selain meningkatkan kualitas dan kuantitas hasil
(Anonimous, 1992), juga rnenimbulkan efek berupa peningkatan jumlah nitrogen dan
fosfor pada air drainase. Laporan Agen Perlindungan Lingkungan Amerika (EPA)
tahun 1986, menyebutkan bahwa sebagian besar masalah kualitas air disebabkan

oleh polusi dari nonpoint soufces. Surnbangan dari bidang pertanian. salah satu dari
nonpoint sources, sekitar 50

- 70

%, karena adanya erosi tanah, serta aplikasi

pupuk dan pestisida (Anonimous. 1992).
Kenyataan menunjukkan bahwa tanaman tidak dapat tumbuh dengan normal
bila tidak ditunjang oleh unsur-unsur nutrisi esensial dalam jumlah yang cukup.
Unsur-unsur nutrisi esensial itu mempunyai fungsi yang khusus pada tanaman,
sehingga tidak dapat digantikan keberadaannya. Nitrogen dan fosfor digolongkan ke
dalam unsur nutrisi esensial dimana kedua unsur tersebut dibutuhkan tanaman
dalam jumlah banyak. Oleh karena itu dalam proses produksi tanaman unsur-unsur
nutrisi seperti N dan P harus dikelola dengan baik. Kedua unsur tersebut tersedia
bagi tanaman dalam bentuk ion seperti amonium (NH,'),

nitrat (NO;)

dan ortoposfat

(H2P04').
Tiga sumber nitrat dan fosfat yang signifikan, terutama untuk padi sawah,
adalah pemupukan, air irigasi dan air hujan. Jumlah sumbangan dari pemupukan
dapat diatur sesuai dengan kebutuhan melalui pengaturan dosis pemupukan.
Sumbangan air hujan ditentukan oleh frekuensi dan volume hujan, sedangkan air
irigasi tergantung pada volume debit aliran masuk serta kandungan nutrisinya.
Namun secara kuantiiatii sumbangan tersebut bersifat fluktuatif dan sulit untuk
ditentukan.
Kelebihan nitrat dan fosfat mungkin tejadi bila masukan dari sumber
nutrisinya melebihi kebutuhan konsumtif proses produksi tanaman. Kelebihan ini
merupakan resiko yang merugikan bagi kehidupan, baik tanaman, hewan maupun
manusia, karena kedua nutrisi tersebut bersifat polutif (Ishikawa. 1999).
Pengelolaan yang baik terhadap jumlah yang diberikan akan mengurangi
terjadinya resiko kelebihan nitrat maupun fosfat. Salah satu cara untuk mengetahui

terjadinya kelebihan ini ialah dengan mengadakan pengamatan terhadap sistem
kesetimbangan kedua nutrisi tersebut pada tingkat petak. Pengamatan terhadap
sistem petak diharapkan dapat memberikan gambaran mengenai efektivitas
pemanfaatan nitrat dan fosfat bagi proses produksi tanaman. lndikator efektif dapat
dilihat dari jumlah nutrisi terbuang yang relatif kecil.
Nilai indikator tersebut dapat diamati dengan mengukur kandungan nutrisi
yang terbuang lewat outlet. Ketidakpraktisan akan muncul bila setiap saat harus
diadakan pengamatan guna mengetahui nilai kandungan nutrisi pada outlet. Oleh
karena itu perlu disusun sebuah pola tentang fluktuasi kandungan nitrisi outlet.
Dengan suatu analisis terhadap faktor-faktor penentu kesetimbangan nutrisi dalam
petak. ~mlatersebut dapat diduga. Untuk tujuan tersebut maka dibutuhkan banyak
data dari elemen-elemen dalam sistem kesetimbangan nutrisi tingkat petak. Elemenelemen tersebut meliputi elemen-elemen yang menyumbang nutrisi ke lahan dan
elemen-elemen yang mengkonsumsi nutrisi dari lahan. Namun tidak semua elemen
mempunyai kontribusi sama terhadap tingkat kontaminasi air outlet. Oleh karena itu
dibutuhkan sebuah model yang mampu menyederhanakan sistem yang kompleks.
Model dikembangkan dengan tujuan untuk menyajikan secara sederhana
dari fenomena yang kompleks (Sri-Harto, 1993). Model matematis, yang disusun
berdasar pada ketekediaan data serta tujuan pemodelan, dapat digunakan untuk
memonitor hubungan antara tahapan proses produksi dengan nutrisi terbuang. Hasil
dugaan model diharapkan mampu memberi informasi dasar tentang efektivitas
pemupukan sehingga bisa mengantisipasi terjadinya polusi pada badan air.

Tujuan dan Kegunaan Penelitian
Penelitian tentang potensi potensi nutrisi terbuang dari sawah beririgasi ini
bertujuan untuk :
1. rnernpelajari hubungan antara kandungan nutrisi pada outlet dengan tahapan

proses produksi tanaman guna rnembangun model pendusaan nutrisi
terbuang
2. membuat simulasi potensi nutrisi terbuang pada saluran drainase kuarter

berdasar data potensi nutrisi terbuang tingkat petak
Kegunaan penelitian :
1. Model yang tersusun dalam penelitian ini diharapkan dapat digunakan

sebagai informasi dasar untuk pengelolaan sistem pemupukan
2. Simulasi model terhadap dua tipe sawah diharapkan dapat digunakan untuk

menduga potensi nutrisi terbuang pada petak kuarter

3. Hasil penelitian ini diharapkan dapat digunakan sebagai dasar pemikiran
rekayasa penataan plot pada petak kuarter

TINJAUAN PUSTAKA

Sawah menurut pengertian umum adalah sekelompok luasan lahan yang
membentuk satu keiompok dengan total luasan mencapai ratusan sampai ribuan
hektar. Batas antar luasan dapat berupa jalan sawah, saluran irigasi atau drainase.
yang meliputi saluran utama dan samping. Yamazaki (1992), menyatakan bahwa
kualitas sistem sawah akan mempengaruhi produksi. Pengaturan tata letak petak
dari sistem persawahan disajikan secara skematis pada Gambar 1.

Gambar 1. Sistem persawahan metode KONOSU
Sistem sawah terdiri dari beberapa plot yang diatur menjadi satu dimana
setiap plot dilewati oleh jalan sawah. Sebuah saluran baik irigasi maupun drainase

melayani 10 sampai dengan 15 plot. Posisi saluran sawah biasanya tegak lurus
kontur, sedangkan rnasing-masing plot sejajar dengan kontur.

Saluran irigasi samping mensuplai saluran-saluran sawah, sedangkan
saluran drainase samping rnenyalurkan air buangan dari drainase sawah. Posisi
saluran irigasi dan drainase samping sejajar dengan plot-plot yang juga sejajar
kontur. Sebaliknya saluran irigasi dan drainase sawah mengalir dari posisi tinggt ke
rendah, jadi harus memotong atau tegak lurus kontur.

Sistem Aliran
Air yang masuk ke dalam petak meliputi air irigasi (I),air hujan (R),
rernbesan masuk (St) dan bocoran masuk (Lt), sedangkan air yang keluar dari petak
meliputi evapotranspirasi (Et), perkolasi (P), limpasan dan atau drainase (0),
rembesan keluar (So), serta

bowran

keluar (Lo). Komponen-komponen

kesetimbangan air tersebut secara skematis disajikan pada Gambar 2.

Gambar 2. Komponen-komponen kesetimbangan air dalam petak

Dalam sistem kesetimbangan air, nilai air yang masuk ke dalam petak harus
sama dengan yang keluar dzri petak, yang secara matematis dapat dituliskan dalam
bentuk persamaan :
In

= Out + AWd

111

dengan :
In

air yang masuk petak

Out

: air yang keluar petak

AWd

: air tertinggal dalam petak (tebal genangan)

Dalam sistem petak sawah nilai rembesan masuk (Si) dianggap sama
dengan rembesan keluar (So), sedangkan nilai bocoran dapat dieliminasi dengan
perbaikan pernatang menjelang dimulainya proses produksi. Namun selama proses
produksi, tidak menutup kemungkinan terjadi bocoran karena adanya kegiatan
binatang sawah. Deteksi terhadap adanya bocoran pada pematang, dapat didekati
secara maternatis dengan menghitung nilai bocoran dengan memanfaatkan
komponen-komponen kesetimbangan air, yang dapat dituliskan sebagai persamaan
berikut :
CSi=Z(Et+P+O)-C(I+R)

Diinjau dari sistem aliran air, maka sistem irigasi lahan terbagi dalam tiga
kelompok utama. Pembagian ini lebih disebabkan oleh perkembangan dalam sistem
pengelolaan lahan.
Sistem plot-to-plot

Kebanyakan sistem sawah di

Indonesia masih belum mengelola

sistem irigasi dan drainase secara baik. Secara skematis terlihat pada
Gambar 3.. bahwa pengaturan air irigasi maupun drainase pada kelompok

petak ini masih belum sempurna. Beberapa petak yang berbatasan dengan
saluran rnendapat suplai air dari saluran tersebut. sedangkan petak lain
yang tidak berbatasan dengan saluran akan menggunakan air limpasan dari
plot diatasnya sebagai air irigasinya. Sistem aliran air dari petak ke petak
tersebut disebut sebagai sistem plot-to-plot. Arah aliran dalarn sistern irigasi
dan drainase sistem ini pada petak-petak menjadi tidak jelas, sehingga
sekelompok petak tersebut menjadi sangat tergantung pada aliran air dari
plot-plot yang terletak di bagian atas.
Tiga kerugian dari pemanfaatan sistern plot-to-plot yaitu : (1)
ketidaktepatan jumlah dan waktu pemberian air, (2) kesulitan dalam
rnengatur waktu pemupukan (3) minimnya sistem transportasi sawah.
Sebagai kerugian pertama, plot-plot bawah sering mendapat limpasan air
dari plot di atasnya bila jurnlah air berlebihan. Selain itu pada sistem ini
sering terjadi bocoran dari petak atas, sehingga petak sawah akan
menerirna air lebih selain dari jurnlah yang seharusnya.
Kerugian kedua yaitu bahwa drainase saat aplikasi pupuk pada plot
tertentu tidak bisa dilakukan semra bebas, karena air limpasan dari plot
tersebut akan mengganggu plot di bawahnya. Bila air tidak bisa terdrainase
secara bebas maka akan tefiadi pewballan kimia maupun tisika pada lahan
yang akan merugikan tanaman. Namun ha1 ini bisa diatasi bila kelompok tani
dalam kelompok plot tersebut berkoordinasi secara baik dalarn pengaturan

Gambar 3. Sistem lrigasi plot-to-plot
Masalah ketiga yang mungkin timbul ialah kurangnya jumlah jalan
sawah yang menyebabkan kesuiitan dalam pengangkutan hasil panen
maupun sarana produksi. Demikian juga bila memanfaatkan traktor sebaga~
sumberdaya produksi, akan terganggu karena tidak adanya sarana
transportasi yang memadai.
Dan kekurangan itu semua terdapat keuntungan dari sistem tersebut
yaitu tidak diperlukannya pengendalian air harian, sehingga sistem ini
sangat sesuai untuk para petani yang sibuk dimana hanya membutuhkan
tenaga pengatur air yang minim. Selain itu, sistem ini secara ekonomi juga
menguntungkan karena tidak dibutuhkan saluran khusus untuk irigasi
ataupun drainase.
Sistem Dwifungsi Saluran
Sistem

ini terbangun

karena

dilatarbelakangi oleh

adanya

kelemahan-kelamahan dalam pemanfaatan sistem irigasi plot-to-plot serta
adanya penggabungan luasan lahan menjadi luasan yang lebih besar.
Secara prinsip, sistem ini hanya memanfaatkan satu saluran untuk

keperluan irigasi dan drainase. Konsekuensi dari pengoperasian sistem ini
ialah perombakan terhadap sistem tataletak petak dimana semua petak
harus berbatasan dengan saluran, sehingga setiap petak akan bisa
menerima dan membuang air dari dan ke saluran.
Sistem Saluran Terpisah
Mengingat pentingnya air dalam produksi tanaman serta demi
peningkatan hasil, maka sistem irigasi berkembang lagi. Bertolak dari
keterbatasan

sistern dwifungsi dalam pernbagian

air, maka dibangun

sistern baru dimana saluran irigasi dan drainase terpisah. Sistem ini lebih
menjamin ketersediaan air setiap saat, karena satu saluran hanya berfungsi
untuk satu manfaat yaitu irigasi atau drainase saja.
Diantara kelebihannya, sistem ini rnempunyai dua kelernahan utama
yang rnenyebabkan tingkat efisiensi pemanfaatan saluran menjadi kecil.
Pertama, saluran yang hanya difungsikan sebagai saluran irigasi atau
drainase saja, rnenyebabkan menurunnya tingkat efisiensi saluran pada
tahapan-tahapan tertentu dari proses produksi. Kelemahan kedua yaitu bila
jurnlah air yang tersedia tidak cukup, maka akan menyebabkan
pemanfaatan saluran yang tidak optimal.

Ketenediaan Bagi Tanaman
Menurut Sarif (1989),terdapat tiga macam mekanisrne dalam sistem
penyediaan nutrisi tanaman, yaitu (1) aliran massa (mass flow), (2) difusi
dan (3) intersepsi akar. Aliran rnassa terjadi bila ketersediaan nutrisi pada
daerah dekat dengan akar tanaman bersamaan dengan gerakan massa air.

Mekanisme difusi terlaksana karena pergerakan nutrisi tejadi oleh adanya
perbedaan nilai konsentrasi larutan tanah. Dalam kedua mekanisrne
tersebut nutrisi bergerak mendekati akar, sedangkan pada intersepsi akar
terlihat sebaliknya bahwa akar lebih aktif untuk mencari lokasi keberadaan
nutrisi.
Berdasar atas kebutuhannya, maka unsur-unsur dalarn nutrisi
esensial yang terdiri dari 17 unsur dapat dikelompokkan menjadi dua yaitu
kelompok rnakro dan mikro. Kelompok makro yang terdiri dari sepuluh unsur
yaitu C, H. 0, N, P, K. S, Ca, Mg dan S, dibutuhkan oleh tanaman dalarn
jumlah banyak, sedangkan kelompok unsur mikro yang terdiri dari tujuh
unsur yaitu Zn, Fe. Cu, Mn, Mo, B dan CI, dibutuhkan dalam jumlah sedikit
Sumber nutrisi tanaman ada yang berasal dari air dan udara, narnun
kebanyakan berasal dari tanah. Nutrisi yang berasal dari tanah dan diserap
oleh tanaman biasanya dalam bentuk ion. Tanaman mengambil N dari tanah
dalarn bentuk NH4' dan NO?, sedangkan unsur P dalam bentuk HzPO; dan

Nitrogen
Keberadaan nitrogen bagi tanaman sangat berguna dalarn
masa pertumbuh&i vegetatii, yaitu pertumbuhan batang dhn daun,
serta pembentukan protein dan klorofil (Plaster. 1992). Pada
pemberian nitrogen, tanaman akan merespon secara positif dalarn
bentuk pertumbuhan yang cepat, tanaman bewama hijau tua karena
kaya akan protein, dan kandungan protein tinggi pada jaringan
tanaman. Namun sebaliknya, kelebihan unsur hara ini akan

menyebabkan tanaman menjadi lebih lemah, mudah terserang
penyakit, pertumbuhan vegetatif menjadi lebih lama yang berakibat
perlambatan masa pemasakan. Diantara ketiga mekanisme tersebut.
penyediaan nitrogen terutama melalui mekanisme aliran massa yang
menyediakan nitrogen yang sebesar 98.8 %.
Fosfor

Fosfor bagi tanaman bermanfaat dalam masa pertumbuhan
awal yaitu masa perkembangan akar, dan masa generatif, masa
pembungaan dan pembentukan buah, dimana fosfat berperan dalam
pembelahan sel dan reproduksi tanaman (Plaster, 1995). Respon
tanaman tert~adapaplikasi fosfat berupa perbaikan pengisapan air
oleh akar, tahan terhadap penyakii, dan mempercepat proses
pemasakan.
Unsur fosfor tanah tersedia sebagai hasil proses pelapukan
terhadap mineral fosfat tertentu yaitu mineral apatii. Proses tersebut
memberi kelompok anion yang tersedia bagi tanaman seperti
ortofosfat (H2P04=).
Fosfat yang terkandung dalam tanah jumlahnya cukup
banyak, namun sebagian besar tidak tersedia bagi tanaman.
Misalnya dalam kondisi asam fosfor terfiksasi dengan besi
membentuk ferofosfat, sehingga tidak tersedia untuk tanaman.
Posfor tanah juga tidak tersedia untuk tanaman karena merupakan
bagian dari bahan organik tanah yang nilainya antara 25 - 90 % dari
keseluruhan fosfor

Siklus
Siklus nutrisi pada sistem pertanian atau persawahan, merupakan
bagian dari siklus nutrisi di alam. Sebagai contoh, Plaster (1992)
rnernberikan gambaran skematis siklus nitrogen yang disajikan pada
Gambar 4. Gambar tersebut memperlihatkan bahwa siklus nitrogen di alam
terpotong oleh adanya pernbuangan brangkasan.
Untuk sistem persawahan, nutrisi masuk melalui dua kondisi yaitu
aktif dan pasif. Kondisi aktif bila masuknya nutrisi ke lahan sawah melalui
suatu kegiatan produksi yaitu pemupukan dan fertigasi (gabungan fertilisasi
dan irigasi).

Kondisi pasif bila proses masuknya nutrisi berjalan secara

alamiah, misal nutrisi yang terbawa oleh air irigasi, atau proses fiksasi alami.

Gambar 4. Siklus nitrogen pada daerah pertanian
Kesetimbangan
Kandungan nutrisi yang masuk maupun keluar untuk masing-masing
elemen tergantung waktu dan nilai pada proses sebelumnya. Misalnya air

nutrisi yang masuk ke petak akan berbeda bila aliran air masuk
mengandung lebih banyak nutrisi karens aplikasi pemupukan pada petak
sebelumnya.
Aliran nutrisi yang masuk pada petak sawah berasal dari irigasi

(0,

pemupukan (F), fiksasi (N,), dan air hujan (P), sedangkan yang keluar
meliputi infiltrasi (I,), sublimasi (D,),dan drainase (0).Selain itu terdapat dua
komponen nutrisi yang tidak keluar petak yaitu dikonsumsi oleh tanaman

(C,) dan

tersimpan dalam sistem sawah sebagai residu (R).

Secara

skematis aliran tersebut disajikan pada Gambar 5.
Kesetimbangan nutrisi pada tingkat petak disusun oleh komponenkomponen penyumbang rnaupun pengkonsumsi nutrisi, yang terdiri dari
empat komponen penyumbang dan lima komponen pengkonsumsi nutrisi.
Sistem kesetimbangan mengandung arti bahwa jumlah nutrisi masuk harus
sama dengan jumlah nutrisi keluar. Kesetimbangan nutrisi dimana input
sama dengan output dapat dituliskan sebagai persamaan berikut :

I

I

Gambar 5. Aliran nutrisi pada tingkat petak

Persamaan 131 memperlihatkan bahwa pada sisi kiri persamaan
merupakan penjumlahan semua elemen input, sedangkan sisi kanan
persamaan merupakan penjumlahan semua elemen output ditambah
dengan nilai residu.
Kehilangan
Menurut Hardjowigeno (1995) dan Plaster (1992), terdapat banyak
faktor yang menyebabkan kehilangan nitrogen dari tanah, misalnya karena
adanya konsumsi oleh tanaman dan terbuang dalam bentuk brangkasan
waktu panen, adanya proses pencucian, serta karena terbawa oleh aliran
perrnukaan.
Kehilangan nitrogen dari sistem kesetimbangan dapat berupa
pemotongan siklus nutrisi alami, dimana brangkasan dipindah ke luar sistem
petak (Plaster, 1992). Doorenbos et a/, (1979), mengemukakan sebuah
metode untuk menghitung nilai produk bahan kering atau brangkasan CI,)
berdasar pada elemen-elemen iklim. Dalam metode Agro-ecological zone.
sebelum nilai Yo ditentukan, terlebih dulu hams ditentukan dulu nilai produk
kotor bahan kering tanarnan acuan (Yo)dengan persamaan :

-

Yo= F.y0 + (1 F)ye

/4/

Produk kotor bahan kering tanaman acuan masih tergantung pada
kondisi temperatur standar. Jadi untuk rnemperoleh brangkasan tanaman
pengamatan yang menggunakan temperatur rata-rata harian, maka hasil
perhitungan haws dikoreksi dengan cT. Koreksi itu berupa nilai Yo dengan
nilai laju produksi (y),

yang didasarkan pada kelompok tanaman dan

temperatur rata-rata. Nilai cT disajikan pada lampiran 2, dan dari tabel pada

larnpiran tersebut dapat ditentukan bahwa untuk tanaman padi nilai y, = 35
kglhaljarn (untuk ternperatur rata-rata = 28.1goC). Menurut Doorenbos et al
(1979) bila y, lebih besar dari 20 kglhalhari, rnaka untuk rnencari produk
bahan kering digunakan persarnaan berikut :
Yo = F(O.S+O.OlyJy, + (1-F)(0.5+0.025yJyc

/5/

dengan :
yo

: produksi brangkasan kering (kglhalhari)

F

: prosentase siang hari berawan (%), F =(R,, - 0.5R$/0.8Rs.

YO

: laju berat produksi brangkasan kering kondisi terang

(kglhalhari)

YC

: laju berat produksi brangkasan kering kondisi berawan

(kglhalhari)
Ym

: laju produksi tanaman (kglhaljam)

Nilai R,, yo, dan y, dapat diientukan dengan menggunakan tabel,
sedang nilai R, ditentukan berdasar nilai extraterrestrial radiation (Ra) dan
nisbah antara jam penyinaran aktual dengan jam penyinaran maksimum
(n/N). Tabel R, disajikan pada Lampiran 1. dan tabel Re disediakan pada
Lampiran 2.
Berbeda dengan nitrogen, penyediaan unsur hara posfor hampir
90.9% terjadi

rnelalui rnekanisme difusi

(Donahue,

1977 dalam

Hardjowigeno, 1995). Hal ini rnenyebabkan rnobilitas unsur ini sangat
larnbat, sehingga kehilangan unsur ini terutama disebabkan hanya karena
adanya proses erosi dan terbawa lewat aliran permukaan.

Pendekatan Nilai Terbuang
Nutrisi yang terbuang lewat outlet merupakan bagian dari nutrisi yang
belum terrnanfaatkan pada proses produksi. Nutrisi tersebut ini keluar petak
bersama aliran drainase, nilainya tergantung dari kandungan nutrisi dan
debit aliran. Dan Gambar 5. terlihat bahwa nilai 0 merupakan potensi nutrisi
terbuang. Secara matematis potensi nutrisi terbuang dapat dituliskan dalam
bentuk fungsi sebagai berikut :
No = f(k

Fr

prr

Cp Eb R)

/6/

Persamaan 151 memperlihatkan bahwa potensi nutrisi terbuang
tergantung pada semua komponen yang telah dijelaskan pada subbab
Kesetimbangan dan persamaan 121.

METODOLOGI
Skenario Penelitian
Penyusunan skenario pada penelitian ini didasarkan pada upaya untuk
memberikan garnbaran tentang tatacara dan tahapan penelitian yang akan
dilaksanakan. Untuk studi tentang potensi nutrisi terbuang lewat outlet dari sawah
beririgasi skenario penelitian disajikan secara skematis pada Gambar 6.
..............

p.

,
................................

Garnbar 6. Skenario penelitian potensi nutrisi terbuang

Skenario penlitian mempunyai dua tahapan utama sebagai berikut :
1). penyusunan model tingkat pehk dengan kegiatan :
(1). pengumpulan data (debit dan konsentrasi)
(2). penentuan kandungan nutrisi sesaat

(3). penentuan kandungan nutrisi per tahapan
(4). penyusunan persamaan matematika (pencaran, kalibrasi, validasi)

(5). model potensi nutrisi terbuang petak

(6). menentukan nilai potensi nutrisi terbuang dari petak tunggai

2). Pelaksanaan simulasi terhadap deteksi potensi total nutrisi terbuang

pada petak kuarter, dengan tahapan :
(l).simulasi potensi total nutrisi terbuang pada petak tersier tipe sen
(2).simulasi potensi total nutrisi terbuang pada petak tersier tipe paralel
Model
Penyusunan
Pengertian model menurut Sri-Harto (1993) adalah penyajian sederhana dari
suatu sistem yang kompleks. Sedangkan sistem menurut Dooge (1968) dalam SriHarto (1993) adalah struktur, alat, skema, prusedur yang terdiri dari masukan dan
keluaran baik nyata atau abstrak yang dikaitkan dengan suatu acuan waktu.
Salah satu faktor penyusun komponen output dalam kesetimbangan nutrisi di
tingkat petak adalah aliran drainase yaitu aliran air yang keluar lewat outlet. Air ini
mempunyai potensi untuk menyumbang kelebihan nutrisi ke petaklblok berikutnya
atau badan air pada saluran drainase
Penyusunan model untuk fenomena ini secara ideal dapat dilakukan dengan
mendata semua komponen penyusun sistem kesetimbangan nutrisi yang

menyumbang terhadap kelebihan nutrisi pada aliran outlet. Kandungan nutrisi dalam
air drainase merupakan potensi nutrisi terbuang (No)yang nilainya merupakan fungsi
dari

faktor-faktor yang terdapat dalam komponen kesetimbangan nutrisi dalam

petak.
pemupukan (F), air hujan (P).
Untuk nitrat faktor-faktor itu meliputi : irigasi (I),
fiksasi nitrogen (N,), konsumsi tanaman (C,), intiltrasi (If),evaporasi (E,), denitrifikasi

(D,),serta residu (R). Hubungan tersebut dapat ditulis secara matematis sebagai
berikut :
No

= ffl,
F, P r NIP C , 1,

E e D , R)

ff/

Sedangkan untuk fosfat faktor-faktor itu meliputi : irigasi (Ipemupukan
),
(F),
fiksasi-P (P,), konsumsi tanaman (C,), serta residu (R).Secara matematis hubungan
tersebut dapat ditulis :

Namun dari kesemua faktor tersebut hanya terdapat empat faktor yang
berpengaruh signifikan terhadap No, sehingga faktor yang lain dapat dihilangkan
sehingga persamaan /71 dan I81 berubah menjadi :
No = f (I, F, R, CJ

/9/

Persamaan 191 memperlihatkan bahwa tiga faktor pertama berbanding lurus
dengan nilai No, dimana penambahan nilainya akan berpengaruh langsung pada
penambahan nilai No. Sebaliknya faktor ketiga berbanding terbalik dengan No,
sehingga semakin tinggi konsumsi nutrisi (C,), maka akan semakin memperkecil
nilai No.

Dalam sistem kesetimbangan, potensi nutrisi terbuang per satuan waktu
dapat ditentukan oleh pengurangan konsumsi nutrisi oleh tanaman nilai C, terhadap
nutrlsr tersedia. Total nilai nutrisi tersedia pada lahan merupakan n~laikandungan
nutr~s~
yang tersedia dl lahan dari adanya sumbangan nutris~dari ~rigasi(I),
curah
hujan (R) dan adanya aplikasi pemupukan (F). Namun total ni~trisi ini akan
berkurang secara gradual dengan adanya pengurangan nutrtsl untuk kebutuhan
tanarnan. Kebutuhan nutrisi oleh tanaman merupakan totai nilai nutrisi yang
dikonsumsi tanaman selama proses produksi. Untuk tanaman padi konsumsi nutrisi
tanaman meliputi total nutrisi yang hilang karena dikonsumsi langsung oleh
tanarnan, yang dapat dideteksi dengan nilai nutris~pada brangkasan kering, maupun
hilang karena adanya proses perkolasi, rembesan, bocoran rriaupun drainase atau
aliran permukaan. Fenomena tersebut secara hipotetis dan disajikan secara grafis
seperti Gambar 7.

---

tersedia

-

kebuhrhan

Gambar 7. K U N hipotetis
~
hubungan nutrisi tersedia, kebutuhan, dan
outlet
Persamaan umum untuk peluruhan seperti yang dikemukakan oleh (Kenneth,
1968. France, J.1986):

y

= ae-bx

dengan :
Y

: konsentrasi nutrisi

e

: bilangan alam

x

: waktu pengarnatan

a, b

: konstanta

Dalam penerapannya, konstanta a dan b harus ditentukan untuk kondisi yang
diharapkan. Nilai-nilai konstanta tersebut dapat diperoleh dengan menurunkan
sebuah persamaan matematika dari pencaran data.
Asumsi dan Pembatasan Keberlakuan
Dalam penyusunan sebuah model diperlukan asumsi-asumsi agar model
tersebut dapal dikembangkan dengan kondisi yang diharapkan. Untuk peneliian ini
diajukan asumsi-asumsi : (1) kumpulan petak merupakan satu kesatuan sistern
persawahan. (2) aliran air bersifat kontinyu. (3) dalam paket-paket aliran terkandung
konsentrasi nutrisi yang hornogen.
Mengacu pada Gambar 6. dan persamaan 181, maka batasan keberlakuan
model :
(1).Model hanya bdaku untuk sistern tanam satu kali pemupukan

(2).Dalam analisis numerik, batas awal dan batas akhir model adalah waktu awal
pemupukan dan akhir pemberian air irigasi
Pengujian
Secara statistik, model dianggap layak bila

R2 lebih besar dari 50 % (Nash

and Stufliffe dalam George Fleming, 1975). Secara lengkap alur penyusunan model
digambarkan dalam bentuk diagram alir dan disajikan pada Gambar 7.

Uji validitas model dapat dilakukan dengan tolok ukur kenampakan antara
nilai prediksi (model) dan aktual mendekati garis y = x dan nilai koefisiefi
determinasinya (R2) harus lebih besar dari 50 %. Persamaan koefisien determinasi
yang digunakan (Nash and Sufcliff dalam George Fleming. 1975) :

dengan :
y,

: nilai aktual hari ke-i

Y,

: nilai prediksi (model) hari ke-i

Y

: rata-rata data konsentrasi data aktual

Gambar 8. Alur penyusunan model

Waktu dan Tempat
Penelitian dilakukan pada Daerah lrigasi (Dl) Asem Siketek Kabupaten dan
Kota Pekalongan, Propinsi Jawa Tengah, pada bulan Agustus sampai dengan
Nopember 2001. Peta lokasi peneliian disajikan pada Lampiran 3.

Letak Geografis
Daerah lrigasi (Dl) Asem Siketek termasuk dalam wilayah kota dan
kabupaten Pekalongan yang secara geogratis terletak pada posisi 109"32' BT dan
7"2'

LS.Daerah lrigasi ini mencakup areal irigasi pada tiga kecamatan, kecamatan

Kedungwuni, kecamatan Buaran dan kecamatan Tirto.
lklim
Kondisi iklim pada Daerah lrigasi Asem Siketek pada Tabel 1. yang
merupakan hasil pengamatan pada stasiun klimatologi Ponolawen tahun 1991

-

2001. Dari Tabel 1. terlihat bahwa dari data rata-rata suhu udara harian setiap bulan,
tidak terjadi fluktuasi.
Tabel 1. Kondisi iklim daerah irigasi asem siketek berdasar pengamatan stasiun
Ponolawen (1991- 2001)

Suhu udara maksimum, sebesar 28.35OC pada bulan Oktober, sedangkan
sedangkan suhu minimum sebesar 27.05% pada bulan Februari. Kelembaban
udara minimum sebesar 69.6 % pada bulan Agustus, sedangkan nilai maksimum
sebesar 83 % pada bulan Januari dan Pebruari. Kecepatan angin maksimum pada

bulan sebesar 929.20 kmlhari pada bulan September dan minimum sebesar 487.78
kmlhari pada bulan Mei.
Curah hujan pada Daerah lrigasi Asem Siketek, yang diambil pada Stasiun
Ponolawen tahun 1991 - 2001

sangat be~ariasi.Nilai curah hujan maksimum

terjadi pada bulan Januari sebesar 17.72 rnmlhari dan nilai minimum sebesar 3.92
mmlhari pada bulan Juli dengan rata-rata sebesar 9 mmlhari. Grafik rata-rata curah
hujan bulanan disajikan pada Gambar 9

Gambar 9. Grafik rerata curah hujan bulanan tahun 1991-2001
Kondisi Lahan Pertanian
Lahan pertanian pada Daerah lrigasi Asem Siketek mempunyai topografi
'

relatii datar denga" jenistanah alluvial kelabu dan alluvial coklat. Surnber air untuk
bendung utama pada Daerah lrigasi Asem Siketek, yaitu bendung Asem Siketek dan
bendung Kesetu. Air untuk bendung Asem Siketek berasal dari kali Gawe dan
saluran drainase Kletak, sedangan sumber air untuk bendung Kesetu berasal dari
Kali Gawe. Peta daerah lrigasi Asem Siketek disajikan pada Lampiran 1. Pada

Daerah lrigasi Asem Siketek terdapat industri batik, dimana air buangan ikut
menyumbang pada saluran irigasi pada daerah persawahan.
Pola Tanam
Dalam pola tanam pada Daerah Asem Siketek terdapat tiga musim tanam.
yaitu MT I. MT II dan MT Ill. Musim Tanam I (MT !) untuk padi musim rendengan
d~mulaipada pertengahan Oktober sampai dengan Pebruari. Pada Musim Tanam II
(MT II), terdapat dua kegiatan tanam yaitu Gadu I dan II yang dimulai bulan Maret
sampai dengan Juli. Untuk Musim Tanam Ill (MT Ill). kegiatan hanya untuk
penanaman jenis palawija pada bulan Agustus sampai dengan September. Secara
skematis pola tanam Daerah lrigasi Asem Siketek disajikan pada Gambar 10.
I
IIIII
OW

PT

I

Nap 1 Des 1 Jan
I Feb
I / I l l I I l l / I I I l l I I I
MT I
1
TMB
( SNG ( M \ P (

-

II

I
1

I

Ill/
PT

I

III

1

1

Jun
JuI
A P I~ Sept
I I I l l / I Ill1 I ) I l I I IIIIIIII
MT II
I
MT Ill
TM8
( BNG I M [ P I
PLWJ

Keteranqan :
PT

: pengolahan tanah

M

TMB

: peftirnbuhan
: pembungaan

P
PLWJ

BNG

: pemasakan
: panen
: palawija

Gambar 10. Pola tanam tahuan Dl Asem Siketek
Alat dan Bahan
Bahan yang digunakan berupa petak sawah (dimensi serta luasan disajikan
pada Lampiran 4). data debit, data sampel air, dan data tahapan usaha tani,
sedangkan peralatan yang digunakan berupa alat pengukur dan pengambil sampel
air, perangkat pencatat, penghitung dan pengolah data.
Prosedur Penelitian
Pengumpulan data
Dua data utama yang ditentukan yaitu : (1) debit, dan (2) kandungan nutrisi.
Nilai kandungan nutrisi akan diperoleh dari analisa sampel air. Data debit dan

sampel air diambil langsung dari titik pengambilan pada petak pengamatan.
Pengambilan data debit dan sampel air dilakukan sekali dalam satu minggu. Titik
pengambilan

sampel serta peta aliran air pada petak sawah disajikan pada

Lampiran 5. Data penunjang yang diperlukan berupa data tahapan usaha tani dan
pola tanam yang diamati secara langsung dari lapang.
Analisis Data
Debit

Terdapat hubungan antara tinggi muka air pada alat ukur Thompson
dengan debit. Oleh karena itu debit dihitung berdasar data ketinggian muka air
terukur pada alat ukur debit. ~ubungantersebut mengikuti persamaan :

Q = 0.014 H2.' I/det
dengan :

Q

: debt terhitung (Ildet)

H

: tinggi muka air teramati (cm)

Nutrisi
Kandungan Sesaat

Konsentrasi nitrat dan fosfat ditentukan dengan analisis laboratorium,
sedangkan kandungan nutrisi pada aliran ditentukan berdasar nilai debit dan
konsentrasi nutrisi. Untuk menghitung

kandungan nutrisi dalam aliran air

dapat digunakan persamaan modifikasi dari rumus Wild (1993) :
Nx

=C

*QXe[NJ

dengan :
c

: konstanta konversi (0.864)

N, : kandungan nitrattfosfat (kglHalhari)

1131

Q. : debit inletloutlet (Ildet)

-pJ:
konsentrasi nitratlfosfat (kgll)
Penamaan 1131 dapat dipergunakan untuk menentukan nilai
kandungan nutrisi dari nitrat outlet

(No),dan fosfat outlet (P,).

Nilai

konsentrasi nutrisi pJ dari persamaan 1131ditentukan secara laboratoris dari
sampel air yang dikirim ke Laboratorium Balitbang lndustri di Semarang.
Kandungan Total

Perhitungan dengan persamaan 1131 menghasilkan data kandungan
nutrisi sesaat, dimana nilai tenebut merupakan besar nilai nutrisi saat
pengukuran. Dengan asumsi bahwa penurunan nilai nutrisi terbuang
mengikuti gradasi peluruhan, maka untuk menentukan nilai total nutrisi pada
masingmasing tahapan produksi maupun nilai total nutrisi selama proses
a .
produksi dapat digunakan metode perhitungan luas di bawah k ~ ~Tahapan
perhitungan total nutrisi dengan metoda luas di bawah k

~: ~

a

(1).Memplot data hasil pengamatan (nutrisi sesaat) dan diperoleh sebuah
persamaan garis y = f(x)
(2). Menghtung nilai kandungan nutrisi per tahapan dengan persamaan :

dengan :
A,

: total kandungan nutrisiltahapan (kgttahapan)

f(x)

: persamaan garis hasil plotting

dx

: perubahan waktu pengamatan

a, b

: batas awal dan akhir per tahap proses

f3).Nilai A! merupakan total kandungan nutrisi terhituna per tahapan
dengan batas awal dan akhir tahapan (potensi nutrisi terbuang lewat
outletltahapan)

HASlL DAN PEMBAHASAN
Deskripsi Nutrisi di Lokasi Studi
Debit Aliran dalam Petak
Pengamatan terhadap tinggi muka air pada alat ukur Thompson dilakukan
sekali dalam seminggu yang dimulai dari tahap pengolahan tanah sampai dengan
akhir tahap pemasakan. Besar debit dihitung menggunakan persamaan 1101, serta
hasilnya secara tabulasi disajikan pada Tabel 2.
Tabel 2 Debit aktual harian per minggu selama proses produks~tanaman

Dari sajian Tabel 2. terlihat bahwa fluktuasi debit aliran masuk maupun
keluar terletak antara 6 m3/haridan 15 m3/hari. Debit tertinggi aliran masuk (inflow)
terjadi pada tahap tanam, sedangkan aliran keluar (oufflow) pada tahap
pertumbuhan. Debit minimum untuk inflow tejadi pada tahap pernasakan.
sedangkan debt minimum outflow terjadi pada pemasakan pertama. Tabel 2.
memperlihatkan bahwa nilai rerata debt outflow lebih kecil dari inflow. Hal tersebut
mengisyaratkan bahwa total inflow lebih kecil dibanding dengan outflow. Dari
ketidakseimbangan tersebut, dimana nilai ali